自制指南针_物理知识

2．自制指南针

我们知道，一个能自由旋转的磁体，在静止的时候，总是指向南北方向。我们可以利用磁体的这种特性，来制造指示方向的工具——指南针。

Tools　材料和工具

●细线

●碗

●水

●广口瓶

●铅笔

●磁铁

●缝衣针

●吸管

Process　游戏步骤

（1）把缝衣针放在磁铁上磁化5分钟以上，注意针眼一头朝着S极。

（2）在磁化针的中央绑一根线，把它吊挂着横放在广口瓶上的铅笔上，使针在广口瓶中可以自由旋转。这样就做好了。

（3）还有：取一碗水，把磁化了的缝衣针穿在麦管或干草茎中，并让它浮于水面。也可以制成指南针。

Physics　物理原理

磁铁具有指示南北的性质，当将钢针靠近磁铁时，钢针也就具有了磁性，就能够指示南北。将钢针悬挂起来，或者使其漂浮水面上，尽量减少因钢针转动而产生的摩擦阻力，这样就可以利用磁化的钢针指示南北了。

指南针除了能够指示南北外，还能进行地震的预报呢。因为指南针之所以能够指示南北的根本原因在于地球是一个大的磁体，在地球的周围存在着地磁场，地磁场会对放入其中的磁体产生力的作用，地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极，由于磁力的作用使磁体的北极指向地磁场的南极，也就是地理的北极。地震前地磁场会发生异常的反应，指南针也会失去原有的平衡。例如：北川某中学的讲述，下午2点上课，此时老师和学生就发现了指南针摆动，到地震2:18发生，至少提前15分钟预报了地震即将发生，所以利用自制指南针来进行地震的预报是有可能的。

想一想

1．动脑想一想：指南针的哪一个磁极指向南方？为什么？

2．有时会发现小磁针的指向不准确了，怎样校正？与同学一起商议一下，做做看。

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指南鱼

指南鱼是中国古代用于指示方位和辨别方向的一种器械，大约创制于北宋初年。指南鱼用一块薄薄的钢片做成，形状很像一条鱼。它有两寸（约6.67厘米）长、五分（约1.65厘米）宽，鱼的肚皮部分凹下去一些，像小船一样，可以浮在水面上。当时的军事着作《武经总要》中说：行军的时候，如果遇到阴天黑夜，无法辨明方向，就应当让老马在前面带路，或者用指南车和指南鱼辨别方向。《武经总要》是在北宋仁宗庆历四年以前写成的，说明那时我国已经有指南鱼并应用到军事方面去了。

指南鱼

指南鱼是怎样工作的呢？

它的道理与指南针类似。不管磁化还是未磁化的钢铁，每一个分子都是一根“小磁铁”。没有磁化的钢条，它的分子毫无次序地排列，“小磁铁”的磁性都互相抵消了。磁化了的钢条，所有的“小磁铁”都整整齐齐地排列着，同性的磁极朝着一个方向，整个钢条就具有磁性了。如果拿一块磁铁，紧紧擦着一根没有磁化的钢条，总是从这一头向另一头移动，那么，由于磁铁的吸力，普通钢条中的分子也都顺着一个方向排列起来，这样就可以使钢铁带上磁性。指南鱼带上磁性后，由于地磁场的存在，在自由状态下总是指示南北，就可以利用它辨别方向了。

使用指南鱼，比使用司南（古代的指南针）要方便，它不需要再做一个光滑的铜盘，只要有一碗水就可以了。盛水的碗即使放得不平，也不会影响指南的作用，因为碗里的水面是平的。而且，由于液体的摩擦力比固体小，转动起来比较灵活，所以它比司南更灵敏，更准确。

当时不但有钢片做的指南鱼，还有用木头做的指南鱼。宋代《事林广记》记载了用木头做指南鱼的方法：用一块木头刻成鱼的样子，像手指那样大，在鱼嘴往里挖一个洞，拿一条磁铁放在里面，使它的S级朝外，再用蜡封好口。另外用一根针从鱼口里插进去，指南鱼就做好了。把指南鱼放到水面上，鱼嘴里的针就指向南方。