指南针是什么原理？
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指南针指南针是我国的四大发明之一 。东汉王充《论衡》中说“司南之杓 ， 投之于地 ， 其柢指南” ， 是早期对司南比较清楚的描述 。考古学家根据古代文献的描述复原了司南 ， 但是这是不是指南针的雏形 ， 学术界还有很大的争议 。但是没有争议的是 ， 在元代 ， 指南针已经开始应用于航海等人类活动中 。指南针的基本原理就是一个可以自由旋转的小磁针 ， 在地磁场的作用下 ， 小磁针一端指南 ， 一端指北 。
指南的一端就被称为南极（S极） ， 指北的一端就被称为北极（N极） 。一般我们把指北的一端涂成红色 ， 所以也有人把指南针叫做指北针 。指南针为什么能指南北呢？这是因为地球具有磁场 。磁场我们知道：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 。为了理解磁铁间的这种作用 ， 人们引入了磁场的概念 。磁场是存在于磁体周围的一种看不见摸不着的物质 ， 这种物质的作用是对磁铁有力的作用 。也就是说：一个磁铁会在周围空间产生磁场 ， 而这个磁场就会对另一个磁铁有力的作用 。如果在磁铁周围放置一堆小磁针 ， 那么小磁针的N极（下图中红色部分）指向就会与磁场方向相同 。
也就是说：在磁体外部 ， 磁场是从磁体的N极指向磁体的S极 。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 。
而且 ， 地磁南北极与地理南北极也并不是完全重合的 ， 而是存在着一个夹角 ， 称为地磁偏角 ， 中国的科学家沈括在《梦溪笔谈》中写道：“方家以磁石磨针锋 ， 则能指南 ， 然常微偏东 ， 不全南也 。”是世界上最早的关于磁偏角的记录 。现代指南针都通过技术手段修正了这个偏角 。那么 ， 地球为什么能够产生磁场呢？这个问题更加普遍的问法是：磁场到底是怎么产生的？电流产生磁场最初 ， 人们认为电与磁是完全不相关的现象 。
但是随着人类认识自然越来越深入 ， 逐渐发现了电与磁可能是相关的 ， 最典型的就是被闪电劈过的铁矿石可能具有磁性 。人们想到 ， 也许电可以产生磁 。丹麦物理学家奥斯特第一个发现了电流与磁场之间的联系 。1806年 ， 他应聘哥本哈根大学教授 ， 每个月他都会给学生准备一节特别的课程 ， 用来介绍科学界的最新成果 。在有一次讲课时 ， 他发现当用通电导线靠近指南针时 ， 指南针发生了转动 。
他和他的学生共同见证了这一历史时刻 ， 但是他当时并没有对这种现象给出解释 。经过几个月的思索 ， 他终于明白了：电流可以产生磁场 ， 而磁场可以对小磁针有力的作用 。人们正式把电和磁联系在一起 。为了纪念奥斯特 ， 丹麦政府把哥本哈根市中心的公园命名为奥斯特公园 ， 里面竖立着奥斯特的雕塑 。美国物理教师协会还特别设立了奥斯特奖章 ， 来奖励优秀物理教师 。
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