次明确记载,比瑞士十八世纪出现的地理模型图早七百年。
化学方面,他首次提出了“石油”这一科学命名,又做了以石油碳黑代替松烟制墨的实验,准确断言“此物必大行于世”。据沈括《梦溪笔谈》记载,信州铅山县有苦泉(硫酸铜溶液)、流而成涧。舀取泉水煎熬,就能得到胆矾(硫酸铜),熬制胆矾就能生成铜,熬胆矾的铁锅,日子久了也会变成铜。沈括的这段记录,即湿法炼铜,利用化学置换反应的方式提炼金属。
物理方面,沈括记录了人工磁化的方法,并用人工磁化针来作试验,对指南针进行深入研究。沈括比较了指南针的四种装置方法:水浮法,碗沿法,指甲法和悬丝法,指出悬丝法最优,并做了相应的分析。
磁偏角指地球表面任一点的地磁子午线与地理子午线的夹角,即磁针静止时,所指的北方与真正北方的夹角。沈括在世界上最早经实验证明了磁针“能指南,然常微偏东”,即地磁的南北极与地理的南北极并不完全重合,存在磁偏角。这比哥伦布横渡大西洋时发现磁偏角现象早了400多年。
沈括通过观察实验,对小孔成像、凹面镜成像等原理作了准确而生动的描述,他用“碍”(焦点)的概念,指出了光的直线传播、凹面镜成像的规律,并把光通过“碍”成像称之为格术,即现代光学中的等角空间变换关系。
沈括还对平面、凹凸面等镜面成像的不同进行研究,注意到表面曲率不同与成像之间的关系,并以此对“古人铸鉴”时正确处理镜面凹凸与成像大小的关系进行了研究与分析,提出若将小平面镜磨凸,就可“全纳人面”。
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