1、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(Magnetic field)磁鐵可以吸引鐵製品四個磁鐵相互作用釹磁鐵 Neodymium magnet一則關於磁鐵的漫畫No ma
2、gnet!在某些場所禁止使用磁鐵指南針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Compass Cardcompass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
3、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。NS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
4、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
5、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
6、。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針指南魚司南勺柄指向南方指南車 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駛時左右兩車輪轉動角速度相等。差動機構沒有輸出。車輛轉彎時兩側車輪角速度不相等，這時差動機構輸出這個差值。驅動指示機構。類似的裝置應用在現代汽車的差速器和加工齒輪的插齒機以及滾齒機中。
