指南针的发明和应用

指南针的发明和应用

在演讲之前我先给大家讲一件我亲身经历的事。

我读二年级的时候，有一次，爸爸妈妈带我去关外的山水田园玩，那天我们玩了很多机动游戏，钓了鱼，还骑了马，总之一天玩得非常开心。但是在回来的时候悲剧了——我们迷路了。爸爸妈妈的手机用了一天早都没电了，用不了导航，怎么办呢。山水田园在深圳的北边，我们想要回市区只要向南走就行了，但问题是我们当时绕来绕去，早就分不清东南西北了。正当我们束手无策的时候，我背包上挂的一个不起眼的小玩具帮了我们的大忙。一个小指南针，我定杂志送的，都忘了什么时候挂上去的了。它小小的指针颤巍巍的指示着方向，就靠这个小东西，我们辨明了方向，找到了回市区的路。

是不是很神奇？我当时就是这么想的。当时我还不懂磁极的原理，所以非常纳闷，这个小指南针既不用装电池也不用充电，那它是怎么工作的呢。它从哪里来，谁发明了这么神奇的东西。它除了用来指示回家的路，还有什么用处呢。

后来虽然我们在科学课上学了磁极的知识，但对于指南针的发明和应用我们还是有一些困惑没有解开，所以我和我们组的成员打算好好研究一下它，解开心中的疑问。

指南针的构成。为了彻底弄懂指南针的工作原理，我们拆了一个指南针，发现它的构造非常简单，一个圆形的外壳、一个带有方向刻度的表盘，一个一头凸出的小圆轴，轴上边装着一根可以自由转动的小指针。我们用铁的东西试了一下，发现这个

小指针是带有磁性的。

按照科学课上学到的磁学原理，这片小磁针之所以能够一直指向南北方，是由于地球是一个大磁体，地球的两个极分别在接近南极和北极的地方，所以按照磁体同性相斥、异性相吸的性质，小指针就和地球的南北极分别相斥、相吸，就自然指示南北了。

为了验证这个原理，我做了一个小实验。先用没有磁性的铁针代替小磁针，结果发现不能指示方向。我又按照课堂上学到的方法，用磁铁摩擦小铁针，将小铁针磁化，然后剪了一块圆形的塑料泡沫，将针横穿过泡沫，把它放在水上，发现果然磁化后的小铁针具有了指示南北的作用，一个简易的指南针做成了。

指南针的发明过程。今天因为我们知道了磁极原理，因此指南针看起来只是一个简单的小装置，那么古代人在不知道这个科学知识的情况下，是怎么制造出指南针的呢？带着这个疑问，我们翻查了很多资料。

据古书记载，我们的祖先在几千年前，在探寻铁矿的时候，就发现有一种石头能够吸引铁。他们非常形象地把磁石吸引铁比喻成母亲对孩子的吸引，认为石是铁的母亲，但石有慈爱和不慈爱两种，慈爱的石头能吸引铁，不慈爱的就不行，所以叫做磁石。

传说，大约在四五千年以前，皇帝和蚩尤在黄河流域作战，蚩尤会兴风作雾，黄帝在大雾中分不清方向，于是就研究造出了指示方向的指南车，打败了蚩尤，从此黄帝的氏族就在黄河流域定居了下来。

战国的时候，人们造出了指南针的前身——司南。它是用天然磁铁矿石琢成一个勺子形状的东西，放在一个光滑的盘上，盘

上刻着方位，利用磁铁指南的作用，可以辨别方向。

唐朝的时候，人们发明了罗盘，主要由位于盘中央的磁针和一系列同心圆圈组成，尽管罗盘指向精确也便于携带，但是当时并没有用于航海。唐朝时有一位有名的高僧叫鉴真，他为了传播佛学，曾经六次东渡日本，为中国文化的传播作出了重要贡献。为什么要六次东渡呢，因为前边五次他所跟随的船只都在茫茫的大海中迷了路，偏离最远的一次竟然随风飘到了今天的海南岛，可见当时的人们在航海方向辨别方面还是束手无策的。

11世纪，人们发现用一块铁在天然磁石上摩擦后，也可以生磁，而且比较稳定，于是便制作了人造磁铁，发明了和今天最为相似的指南针。1119年，北宋朱彧（yu）在《萍洲可谈》中第一次记载了指南针用于航海：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针。”我国是世界上最早应用指南针于航海的国家，西方公元1190年英国人纳肯（Alexander Neckam）才有指南针用于航海的记载。

指南针的发明源于中国古人如何定向问题的研究，指南针在航海上的应用，对地理大发现、东西方文化交流和海上贸易起到了极大的促进作用，为此，指南针被誉为中国古代四大发明之一。

指南针应用的未来发展。现在人们对于GPS技术的使用越来越多，GPS导航几乎走进了每个家庭，那么指南针会不会从而被取代呢？我们查找了资料，发现虽然GPS在导航、定位、测速、定向方面有着广泛的应用，但由于其信号常被地形、地物遮挡，导致精度大大降低，甚至不能使用。尤其在高楼林立城区和植被茂密的林区，GPS信号的有效性仅为60%。并且在

静止的情况下，GPS也无法给出航向信息。为弥补这一不足，可以采用组合导航定向的方法。最新的电子罗盘产品具有体积小、响应速度快、指向精确等优点，可以对GPS信号进行有效补偿，保证导航定向信息100%有效。将他们结合起来使用，就能做到万无一失了。

这就是我们小组对指南针的研究。谢谢大家！