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張衡制造的渾天儀是依據(jù)渾天原理而制成。

其形狀是個(gè)球形的東西，相當(dāng)于現(xiàn)在的天球儀。渾天儀分做內(nèi)外幾層，每層都可以轉(zhuǎn)動(dòng)，中間有個(gè)鐵軸貫穿球心，軸的方向就是地球自轉(zhuǎn)的方向，軸和球體的接觸有兩個(gè)交點(diǎn)，即天球上的北極和南極。球的一半隱沒在地平圈的下面，另一半顯露在地平圈上面。

在球的表面排列有二十八宿和其它恒星，球面上還有黃道圈和赤道圈，二者成24度夾角，分列有二十四節(jié)氣。球體外面有兩個(gè)圓圈，一個(gè)是地平圈，一個(gè)是子午圈，外圈圓周長(zhǎng)為一丈四尺六寸一分。天軸支架在子午圈上，和地平斜交成3

為了使渾天儀能夠按照時(shí)刻自己轉(zhuǎn)動(dòng)，張衡又設(shè)計(jì)了一組滴漏壺。滴漏壺是古代測(cè)知時(shí)刻的儀器，它用一個(gè)盛水的器皿，下面開個(gè)小孔，水一滴一滴流到刻有時(shí)刻記號(hào)的壺里，人們只要看到壺里水的深淺，就可以知道是什么時(shí)刻。當(dāng)時(shí)沒有發(fā)明鐘表，我們的祖先就用它來(lái)測(cè)定時(shí)刻。張衡運(yùn)用這個(gè)原理，設(shè)計(jì)了一組滴漏，巧妙地應(yīng)用兩個(gè)壺和渾天儀配合起來(lái)，利用壺中滴出來(lái)的水的力量來(lái)推動(dòng)齒輪，齒輪再帶動(dòng)渾天儀運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)恰當(dāng)?shù)剡x擇齒輪個(gè)數(shù)，巧妙地使渾天儀一晝夜轉(zhuǎn)動(dòng)一周，把天象變化形象地演示出來(lái)，人們就可以從渾天儀上面觀察到日月星辰運(yùn)行的現(xiàn)象。

司南和底盤都做好以后，便將司南 放在底盤上。用手輕輕一撥司南的柄，它便會(huì)旋轉(zhuǎn)起來(lái)，等到司南等下來(lái)時(shí)，它的長(zhǎng)柄就一定會(huì) 指向南方，勺子的口就會(huì)指向北方。

司南除了利用磁石的吸鐵性外，還利用了磁石的指極性。每塊磁石兩頭都成不同的磁極， 一頭指向S極，一頭指向N極。

 而地球也是一塊天然的大磁體，靠近北極的是S極，靠近南極的 是N極。因此，旋轉(zhuǎn)一個(gè)長(zhǎng)棒形的磁石，當(dāng)它停止下來(lái)時(shí)，總是一端指向南方，另一端指向北方^

司南制成以后，給人民的生產(chǎn)生活帶來(lái)了方便。戰(zhàn)國(guó)時(shí)期韓國(guó)國(guó)王就用司南來(lái)確定方向。 鄭國(guó)人到深山中去采玉，也在車子上裝上司南，幫助自己不迷路。