春秋代，已经够将硬度5度至7度软玉硬玉琢磨各形状器具，因此将硬度5.5度至6.5度磁石制司南。东汉王充著《论衡》司南形状法做明确记录。司南整块磁石经琢磨制勺型，勺柄指南极，并使整勺重恰落勺底正，勺置光滑盘，盘外方内圆，四周刻干支四维，合二十四向。设计古认真观察许界关磁象，积累量知识经验，经长期研究才完。司南磁体指极性认识实际应。司南许缺陷，磁体易找，加工容易因打击、受热失磁。司南磁性比较弱，且它与盘接触处非常光滑，否则因转摩擦阻力，难旋转，法达预期指南效果。且司南定体积重量，携带很方便，司南长期未广泛应主原因。
司南由青铜盘磁体制磁勺组，青铜盘刻二十四向，置磁勺盘圆，静止，勺尾指向南。每块磁铁两头磁极，头叫S极，另头叫N极。居住球，块磁体，南北两头磁极，靠近球北极S极，靠近球南极N极，正因磁极理两级完全重合，才磁偏角象。知，性磁极相斥，异性磁极相吸引，，管球表什方，拿根由转磁针，它N极指向北方，S极指向南方。
二千，春秋战候，已经铁制造农具。劳民寻找铁矿候，磁铁，并且知它够吸铁。《梦溪笔谈》沈括（1031—1095）著关古代科技术著，书谈磁指南针问题。《梦溪笔谈》补笔谈谈摩擦法磁化产各象：“磁石摩针锋，则锐处常指南，亦指北者，恐石性亦……，南北相反，理应异，未深考耳。”，磁石摩擦缝衣针，针锋指南，指北。磁石NS两极，磁化缝衣针针锋方位，则磁化指向。沈括并知理，真实记录象并坦白承认做深入思考。期望进步探讨。
四方法
关磁针装置方法，沈括介绍四方法：1．漂浮法指南针——将磁针穿几根灯草浮水，指示方向。2．碗唇旋定法指南针——将磁针搁碗口边缘，磁针旋转，指示方向。3．指甲旋定法指南针——磁针搁指甲由指甲光滑，磁针旋转，指示方向。4．缕悬法指南针——磁针部涂蜡，粘根蚕丝，挂风方，指示方向。5.支撑式指南龟——将指南针换做龟形磁石，头指南，尾指北【与缕悬法指南针较差异】
指南龟流新装置，将块磁石放置木刻龟腹内，木龟腹方挖光滑孔，准并放置直立木板顶端尖滑竹钉，木龟被放置固定、由旋转支点。由支点处摩擦力很，木龟由转指南。它并航海指向，幻术。旱罗盘先声。
推测方位
指南龟明代晚1325。木块刻龟型，龟腹部嵌磁体，木龟安放尖状立拄，静止首尾分指南北。确定方向除指南针外，需方位盘相配合。初使指南针，固定方位盘，随测方位需，磁针方位盘体罗盘。罗盘堪舆罗经盘水罗盘、旱罗盘。
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盘周围刻二十四方位，内盛水，磁针横穿灯草，浮水。已经知球两磁极理南北极接近，并重合。磁针指向球磁极理南北极，磁针指正南、正北方向略偏差，角度叫磁偏角。因球近似球形，磁针指向磁极必向倾斜，水平方向夹角，夹角称磁倾角。点磁偏角磁倾角相。书北宋《武经》谈磁法制造指南针，注利磁倾角。沈括《梦溪笔谈》谈指南针全指南，常微偏东。指磁偏角存。磁偏角磁倾角使指南针指向更加准确。
魏晋南北朝，先民磁石性质已很认识。连诗曹植矫志诗“磁石引铁，金连。”句。见解磁石性质。南北朝梁代陶弘景《名医别录》提磁力测量方法，指：优良磁石产南方，磁性很强，吸引三、四根铁针，使几根针首尾相连挂磁石。磁性更强磁石，吸引十根铁针，甚至吸住、二斤刀器。陶弘景仅提磁性强弱分，且指测量方法。世界关磁力测量早记载。
因每块磁石两头磁极，头叫正极，另头叫负极。类居住球块磁铁，球南北两头磁极，球北极负磁极，球南极正磁极。根据性磁极相排斥，异性磁极相吸引原理，拿根由转磁针，论站球什方，它正极指北，负极指南。战期，利磁石指示南北特性制指南工具──司南。，战期司南什法考证。《历史》课本插图──“司南”，根据历史博物馆展品“汉代司南模型”绘制。模型根据史书记载及土汉代盘实物制。