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1、指南针的原理指南针的原理指南针也叫罗盘针，是我国古代发明的利指南针也叫罗盘针，是我国古代发明的利用磁石指极性制成的指南仪器。因此，必用磁石指极性制成的指南仪器。因此，必须从磁石说起。须从磁石说起。地球是个大磁铁，其地磁南极在地理北极地球是个大磁铁，其地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。附近，地磁北极在地理南极附近。指南针在地球的磁场中受磁场力的作用，指南针在地球的磁场中受磁场力的作用，所以会一端指南一端指北。所以会一端指南一端指北。指南针的历史指南针的历史 古古人人利利用用磁磁石石的的特特性性来来制制成成指指南南工工具具。最最早早出出现现的的指指南南针针叫叫司司南南,战战国国时时已
2、已普普遍遍使使用用。它它是是利利用用天天然然磁磁石石琢琢磨磨而而成成,样样子子像像一一只只勺勺,重重心心位位于于底底部部正正中中,底底盘盘光光滑滑,四四周周刻刻二二十十四四向向,使使用用时时把把长长勺勺放放在在底底盘盘上上,用用手手轻轻拨拨,使使它它转转动动,停停下下后后长长柄就指向南方。柄就指向南方。东东汉汉王王充充记记载载了了它它的的形形状状和和用用法法。鬼鬼谷谷子子谋谋篇篇里里还还谈谈到到郑郑国国人人到到远远处处去去采采玉玉,就带了司南就带了司南,以免迷失方向。以免迷失方向。但但是是,用用天天然然磁磁石石琢琢磨磨而而成成的的司司南南,成成品品较低较低,磁性较弱。磁性较弱。到到了了宋宋代代
3、,人人们们发发明明了了人人工工磁磁化化方方法法,制制造造了了指指南南鱼鱼和和指指南南针针,而而指指南南针针更更为为简简便便,更更具具实实用用价价值值。它它是是以以天天然然磁磁石石摩摩擦擦钢钢针针制制成成,在在地地磁磁作作用用下下保保持持指指南南性性能能;以以后后把把它它装装置置在在方方位位盘盘上上,就就称称为为罗罗盘盘。这这是是指指南南针针发发展展史上的一大飞跃。史上的一大飞跃。司南司南战国时期，人们利用磁石指示南北的特性战国时期，人们利用磁石指示南北的特性制成了指南工具制成了指南工具司南。但是，战国时司南。但是，战国时期的司南是什么样子无法考证。现在的模期的司南是什么样子无法考证。现在的模型
4、是后人根据史书记载以及地下出土的汉型是后人根据史书记载以及地下出土的汉代地盘实物制成。代地盘实物制成。地盘是青铜做成的，内圆外方，中心圆面地盘是青铜做成的，内圆外方，中心圆面磨得非常光滑，以保证勺体指示方向的准磨得非常光滑，以保证勺体指示方向的准确性。中心圆外围依次布列八卦、天干、确性。中心圆外围依次布列八卦、天干、地支和二十八宿，共计二十四个方位。地支和二十八宿，共计二十四个方位。地盘中心的小勺是用整块的天然磁铁磨成地盘中心的小勺是用整块的天然磁铁磨成的，磁铁的的，磁铁的N极磨成司南的长柄，勺头底部极磨成司南的长柄，勺头底部是半球面，非常光滑。是半球面，非常光滑。司南的使用方法司南的使用方法
5、使用时先把地盘放平，再把司南放在地盘使用时先把地盘放平，再把司南放在地盘中间，用手拨动勺柄，使它转动，等到司中间，用手拨动勺柄，使它转动，等到司南停下来，勺柄所指方向就是南方。南停下来，勺柄所指方向就是南方。这种勺形司南直到八世纪时仍在使用。这种勺形司南直到八世纪时仍在使用。指南鱼指南鱼到了宋代，人们掌握了制造人工磁体的技术，又到了宋代，人们掌握了制造人工磁体的技术，又制造了指南鱼。制造了指南鱼。指南鱼是把薄钢片剪成鱼形，长二寸，宽五分，指南鱼是把薄钢片剪成鱼形，长二寸，宽五分，鱼的肚皮部分凹下去，使鱼像船一样能浮在水面鱼的肚皮部分凹下去，使鱼像船一样能浮在水面上。再把鱼和天然磁铁放在一起，由
6、于磁铁的吸上。再把鱼和天然磁铁放在一起，由于磁铁的吸力，钢片受磁感应也具有磁性。力，钢片受磁感应也具有磁性。这种人工传磁方法制成的指南鱼比使用司南方便这种人工传磁方法制成的指南鱼比使用司南方便多了，只要有一碗水，把指南鱼放在水面上就能多了，只要有一碗水，把指南鱼放在水面上就能辨别方向了。辨别方向了。经过长期的改进，人们又把钢针在天然磁铁上磨经过长期的改进，人们又把钢针在天然磁铁上磨擦，钢针也有了磁性。这种经过人工传磁的钢针擦，钢针也有了磁性。这种经过人工传磁的钢针可以说是正式的指南针了。可以说是正式的指南针了。指南针或指北针的名称视其指针尖端之朝向而定。指南针或指北针的名称视其指针尖端之朝向而
7、定。指针的尖端（红色那端）朝向北方，称为指北针；指针的尖端（红色那端）朝向北方，称为指北针；指针的尖端（红色那端）朝向南方，称为指南针。指针的尖端（红色那端）朝向南方，称为指南针。中国古代的指南针指南针指南鱼司南勺柄指向南方指北针指北针拿支磁铁靠近指北针，会有什么现象？拿磁铁靠近指北针指北针的指针红色的那端会和磁铁的S极吸在一起。指北针的指针另一端（不是红色的一端）会和磁铁的N极吸在一起。这种情形和两支磁铁互相靠近时的情形很类似。NS指北针的指针是“磁铁”制成的吗？指北针的指针是用什么材质制成的？指针会受到吸引和排斥，所以应该是小磁铁制成的；指针不可能是铁制的，因为铁只会被磁铁吸引，不会被排斥
8、。磁铁同极靠近时，会互相排斥；磁铁若是不同极靠近时，会互相吸引。指北针的指针静止时，为什么总是朝向指北针的指针静止时，为什么总是朝向南北方向？南北方向？科科学学家家认认为为地地球球本本身身好好像像是是一一个个大大磁磁铁铁，具具有有磁磁性性，简简称地磁。称地磁。只只是是地地磁磁的的N极极位位于于地地球球的的南南方方，地地磁磁的的S极极位位于于地地球球的的北北方（如右图）。方（如右图）。由由于于不不同同磁磁铁铁的的N极极和和S极极会会互互相相吸吸引引，所所以以，指指北北针针指指针针红红色色端端（N极极）静静止止时时，总总是是朝朝向地球北方（地磁向地球北方（地磁S极）。极）。指南车指南车指南车是一种
9、用来辨认方向的仪器，传说中指南车是一种用来辨认方向的仪器，传说中指南车乃是由轩辕黄帝或周公指南车乃是由轩辕黄帝或周公所发明所发明，但据，但据历史考证，指南车是三国时魏国的马钧所历史考证，指南车是三国时魏国的马钧所制制造。造。车上有一小人，其手指的方向即为南方，传车上有一小人，其手指的方向即为南方，传说司南、罗盘都是根据它而发明。说司南、罗盘都是根据它而发明。指南车的原理指南车使用了差动齿轮装置，或者称加法指南车使用了差动齿轮装置，或者称加法机构。其原理是当车辆直线行驶时左右两机构。其原理是当车辆直线行驶时左右两车轮转动角速度相等。差动机构没有输出。车轮转动角速度相等。差动机构没有输出。车辆转弯时两侧车轮角速度不相等，这时车辆转弯时两侧车轮角速度不相等，这时差动机构输出这个差值。驱动指示机构。差动机构输出这个差值。驱动指示机构。类似的装置应用在现代汽车的差速器和加类似的装置应用在现代汽车的差速器和加工齿轮的插齿机以及滚齿机中。工齿轮的插齿机以及滚齿机中。各式各样的指南针各式各样的指南针各式各样的罗盘各式各样的罗盘各式各样的司南各式各样的司南各种各样的指北针各种各样的指北针