古人的智慧——指南針

田詩鈺

指南針是我國的四大發明之一，它的出現為我國航海事業的發展、文化的傳播作出了巨大的貢獻.

指南針可不是一開始就小巧便攜的，我國古代人民發明的最早用來定向的工具叫作司南.在生產勞動中人們接觸到了磁鐵礦，發現磁鐵礦可以吸引鐵，后來又發現了磁石的指向性，經過長時間的研究和實驗，智慧的勞動人民最終將磁石打磨成勺子的形狀，就有了《論衡》里的記載：“司南之杓，投之于地，其柢指南.”意思是說，司南的勺子放在光滑的“地盤”上，靜止后勺柄指向南方.由于司南使用不方便，不易攜帶，所以人們將磁石磨成針的樣子，將磁針浮于水面或者支撐在銅釘上制成了羅盤，也就是早期的指南針.

指南針可以指明方向，但你知道它能指南北的原因嗎？那是因為我們的地球就是一個巨大的磁體，地球周圍存在著磁場——地磁場.動物，如候鳥，就是利用地磁場辨別方向來實現遷徙的.指南針也是利用地磁場指明方向的.地球周圍的磁場和條形磁體的磁場相似，地磁場的南極在地理的北極附近，地磁場的北極在地理的南極附近，地理的兩極和地磁場的兩極并不重合，磁針所指的南北方向和地理的南北方向略有偏離，磁針所指北方和地理的北方之間的夾角叫作磁偏角，最早記錄這一現象的人是我國宋代學者沈括，這個發現比西方早了400多年.

例1如圖1所示，磁化后的縫衣針支撐在鐵釘上，可以自由旋轉，請你試著利用所學知識設計方法幫老師標出縫衣針的N、S極.

解析：這是一道開放性的問題，利用磁場、磁極相關知識可以解決.

方法1：我們可以利用磁極之間的相互作用，將一個磁體N極靠近縫衣針的針尖.如果磁體吸引縫衣針的針尖，那么針尖是S極；如果排斥，那么針尖是N極.

方法2：讓縫衣針自由旋轉，靜止后，縫衣針指南北，指北的一端為N極，指南的一端為S極.

點撥：其實我們可以把磁針的磁極和指向聯系起來，描述為“南極指南，北極指北”，但是這種表述很多同學容易混淆，所以我們可以改進為“S極指南，N極指北”.“N極”和“S極”就是磁針的磁極，而“南”和“北”表示方向.

學即用

練一練

1.（2022·山西）人類最早的磁化技術出現在我國宋代.據《武經總要》記載，如圖2所示，古人先將魚形鐵燒紅，令鐵魚頭尾分別指向南北，然后將其放入水中冷卻，依靠地磁場獲得磁性，再將其放入水中漂浮，制成指南魚，圖中是它靜止時的指向.下列判斷正確的是（）

A.魚形鐵不能被磁體吸引

B.指南魚周圍存在磁感線

C.指南魚魚頭應標注“N”

D.指南魚的腹部磁性最強

2.請在圖3中畫出點A處小磁針受地磁場作用下的大致指向，并標出小磁針的N極.請舉出證明地磁場真實存在的例子：________

參考答案

1c ? ?2.如圖4所示.信鴿利用地磁場可以辨別方向，當信鴿身上綁上一小塊磁鐵時，受到干擾的信鴿就失去了辨別方向的能力（或“小磁針放在桌面上可以指南北”.合理即可）