磁铁与指南针

磁鐵與指南針Magnet&compass,磁鐵,磁石通常稱為“吸鐵石”，它把許多鐵屑緊緊吸在一起，就像一個慈祥的母親吸引自己的孩子，所以人們稱它為“慈石”。人類居住的地球也是一個天然大磁鐵，地球的南北兩端也有不同的磁極，地球的北極是S極，地球南極為N極。根據同性磁極相排斥，異性磁極相吸引的原理，拿一根可以自由轉動的磁針，無論站在地球的什麼地方，它的N極總是指北，S極總是指南。,磁鐵有南極(S極)和北極(N極),磁鐵有南極(S極)和北極(N極),透過鐵屑所表現出的磁力線,磁場(Magneticfield),磁鐵可以吸引鐵製品,四個磁鐵相互作用,釹磁鐵Neodymiummagnet,一則關於磁鐵的漫畫,Nomagnet!,在某些場所禁止使用磁鐵,指南針,指南針是一種用於指示方向的工具，廣泛應用於航海、野外探險等領域。現有兩種類型：一是根據地球磁場的有極性製作的地磁指南針，但這種指南針指示的南北方向與真正的南北方向不同，存在一個磁偏角；二是電子指南針，採用磁場感測器的磁阻（MR）技術，可修正磁偏角的問題，現已大量用於GPS定位裝置中。英國漢學家李約瑟把指南針、造紙、活字印刷術、火藥合稱中國古代四大發明。,指南針與指北針,各種不同款式的指北針,compass,明代航海用羅盤,CompassCard,compass,風水用羅盤,指南針的原理,指南針也叫羅盤針，是我國古代發明的利用磁石指極性製成的指南儀器。因此，介紹司南必須從磁石說起。地球是個大磁鐵，其地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近。指南針在地球的磁場中受磁場力的作用，所以會一端指南一端指北。,拿支磁鐵靠近指北針，會有什麼現象？,拿磁鐵靠近指北針,指北針的指針紅色的那端會和磁鐵的S極吸在一起。,指北針的指針另一端（不是紅色的一端）會和磁鐵的N極吸在一起。,這種情形和兩支磁鐵互相靠近時的情形很類似。,N,S,指北針的指針是磁鐵製成的嗎？,指北針的指針是用什麼材質製成的？,指針會受到吸引和排斥，所以應該是小磁鐵製成的；指針不可能是鐵製的，因為鐵只會被磁鐵吸引，不會被排斥。,磁鐵同極靠近時，會互相排斥；磁鐵若是不同極靠近時，會互相吸引。,指北針的指針靜止時，為什麼總是朝向南北方向？,指北針的指針靜止時，為什麼總是朝向南北方呢？,科學家認為地球本身好像是一個大磁鐵，具有磁性，簡稱地磁。只是地磁的N極位於地球的南方，地磁的S極位於地球的北方（如右圖）。由於不同磁鐵的N極和S極會互相吸引，所以，指北針指針紅色端（N極）靜止時，總是朝向地球北方（地磁S極）。,司南,戰國時期，人們利用磁石指示南北的特性製成了指南工具司南。但是，戰國時期的司南是什麼樣子無法考證。現在的模型是後人根據史書記載以及地下出土的漢代地盤實物製成。地盤是青銅做成的，内圓外方，中心圓面磨得非常光滑，以保證勺體指示方向的準確性。中心圓外圍依次布列八卦、天干、地支和二十八宿，共計二十四個方位。地盤中心的小勺是用整塊的天然磁鐵磨成的，磁鐵的N極磨成司南的長柄，勺頭底部是半球面，非常光滑。,司南的使用方法,使用時先把地盤放平，再把司南放在地盤中間，用手撥動勺柄，使它轉動，等到司南停下來，勺柄所指方向就是南方。這種勺形司南直到八世紀時仍在使用。,指南魚,到了宋代，人們掌握了製造人工磁體的技術，又製造了指南魚。指南魚是把薄鋼片剪成魚形，長二寸，寬五分，魚的肚皮部分凹下去，使魚像船一樣能浮在水面上。再把魚和天然磁鐵放在一起，由於磁鐵的吸力，鋼片受磁感應也具有磁性。這種人工傳磁方法製成的指南魚比使用司南方便多了，只要有一碗水，把指南魚放在水面上就能辨别方向了。經過長期的改進，人們又把鋼針在天然磁鐵上磨擦，鋼針也有了磁性。這種經過人工傳磁的鋼針可以說是正式的指南針了。,指南針或指北針的名稱視其指針尖端之朝向而定。指針的尖端（紅色那端）朝向北方，稱為指北針；指針的尖端（紅色那端）朝向南方，稱為指南針。,中國古代的指南針,指南車,指南車是一種用來辨認方向的儀器，傳說中指南車乃是由軒轅黃帝或周公，但據歷史考証，指南車是三國時魏國的馬鈞所創造。車上有一小人，其手指的方向即為南方，傳說司南、羅盤都是根據它而發明。,指南車的原理,指南車使用了差動齒輪裝置，或者稱加法機構。其原理是當車輛直線行