科普下指南针为什么能指方向指南针的原理

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　　地磁场的概念
　　我们知道：磁铁有两极，N极和S极，而且同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。也就是说：我们用一个磁铁的N极靠近另一个磁铁的S极，就会发现二者相互吸引。如果用一个磁铁的N极靠近另一个磁铁的N极，就会发现二者相互排斥。
　　人们根据指南针在地球表面可以指南北的特点，推断出地球是具有磁场的，这就称为地磁场。地球的磁场与条形磁铁的磁场非常像。根据小磁针N极向北指的特点，人们分析出地磁场的的方向是从南向北的，这就得出了地磁场的N极其实在地理南极附近，而地磁场的 S极在地理北极附近，地磁南北极与地理南北极是相反的
　　地磁场特点：
　　地磁N极在地理的南极附近;
　　地磁S极在地理的北极附近。
　　地理两极与地磁两极相反，且并不完全重合。
　　指南针原理：
　　最初的指南针是用天然磁石制成的，样子像一只勺，底部光滑，可以在平滑的铜质或木质的“地盘”上自由旋转，等它静止下来，勺柄就会指向南方。人们管它叫“司南”。
　　大约在北宋初期，我国古人又创制了一种新的指南工具——指南鱼。指南鱼用一块薄钢片做成，形状像鱼，鱼的肚皮部分凹下去一些，像小船一样浮在水面上。宋代还有用木头做的指南鱼和指南龟。木指南鱼是用木块刻成的，鱼腹里放入一块磁性强的天然磁石，用蜡封好，在鱼口插入一根针，此鱼就能指南了。指南龟的制法和原理与木指南鱼基本相同。
　　沈括在《梦溪笔谈》中记载：指南针指南“常微偏东，不全南也”。沈括第一次发现，磁针虽然朝着南方，但不是指的正南，而略有些偏东。这就是磁偏角现象，它的产生是由于地球的磁极与地理的南北极不重合，略有些偏差。这一发现在当时是件了不起的大事。在西方，直到公元1492年哥伦布横渡大西洋时，才发现有磁偏角存在，比我国沈括晚了400多年。
　　据史料记载，东汉的张衡发明过指南车。指南车上装有非常复杂巧妙的机械。它的中央是一个大平轮，木头人就竖立在上面，在大平轮的两旁，还装有很多小齿轮，如果车子向左转，右边的车轮就会带动小齿轮，小齿轮再带动大平轮，使大平轮相反地向右转。于是，木头人的手臂始终指向南方。