第一章磁学的初等理论371．] 人们发现，某些物体，例如被称为磁石的一种铁矿石、地球本身以及经过某种处理的钢铁，具有下述的性质，并称为“磁体”。如果一个磁体在地球表面附近除地磁极以外的任何地方被悬挂起来，使得它可以绕一个竖直轴而自由转动，则一般说来它将倾向于使自己沿着一个确定的方位，而如果从该方位上被扰动，它就将在该方位附近进行振动。一个没被磁化的物体并不具备这样的倾向，而是在任何方位上都同样处于平衡。372．] 经发现，作用在磁体上的力，倾向于使磁体中叫做“磁体轴线”的一条确定的线和空间中一条叫做“磁力的方向”的定线相平行。让我们假设，磁体被悬挂得可以绕一个固定点而向一切方向自由转动。为了消除重力的影响，我们可以假设这个点就是它的重心。设磁体达到了一个平衡位置。在磁体上标出两个点，并记下它们在空间中的位置。然后，让磁体达到一个新的平衡位置，并注意磁体上两个标志点在空间中的位置。既然在两个位置上磁体的轴线都和磁力的方向相重合，我们就必须找出在运动前后在空间中占据相同位置的那条线。由不变形物体的运动理论可知，这样一条线总是存在的，而和实际运动相等价的一种运动可以通过绕该线的简单转动来实现。为了求得这条线，把每一标志点的起始位置和终末位置连结起来，并作这些连线的垂直平分面。二平面的交线就将是所求的线，它指示着磁体轴线的方向和磁力在空间中的方向。上述这种方法在确定这些方向时是不方便的。当处理磁学测量时，我们还将回到这一课题上来。经发现，在地面上的不同部分，磁力的方向是不同的，如果注意磁体轴线指向北方的一端，就会发现磁轴所沿的方向通常是从真实经线偏开一个一定的角度的，而二标志端点的整体则在北半球向下倾斜，而在南半球向上倾斜。磁力方向从真正北方向西的偏转，叫做“磁偏角”。磁力方向和水平面之间的夹角，叫做“磁倾角”。这两个角度确定了磁力的方向，而当磁力强度也为已知时，磁力就是完全确定的了。地面不同部分的这三个要素之值的测量，它们按照观测地点和观测时间的变化方式的讨论，以及磁力及其变化的原因的考察，就构成“地磁”科学。373．] 现在让我们假设，若干个磁体的轴线已经确定，而每一磁体指向北方的一端也已标出。这时，如果其中一个磁体是自由悬挂的，而另一个磁体被带到了它的附近，那就会发现，两个标志端互相推斥，一个标志端和一个未标志端互相吸引，而两个未标志端也互相推斥。如果磁体是长棒形或长线形的，...
