拿壹根磁化了的鋼針,橫向穿過壹塊小軟木塞,放在壹個盛水的陶瓷碗內,就是壹個浮式指南針。
我們還可以做壹個更講究的匣式指南針:
找壹個小圓紙盒或者塑料盒(不能用鐵盒)。用硬紙剪壹個和小盒壹樣大小的圓片,上面貼壹張白紙,標出S、N等字樣,把壹個塑料圖釘從背面摁在圓紙片上,把圓紙片放入盒內,盒中心就有壹個直立向上的針柱了。再找壹個廢刮胡子刀片,剪成狹長的菱形,用釘子在中心位置打壹個小坑,放在針尖上試壹試,如果不能平衡,就用剪刀修理,直到能平衡為止。把它放在強磁鐵上磁化,然後架到盒內的針柱上。在盒口蒙上壹層透明玻璃紙(用玻璃更好),把原來的盒蓋開壹個大孔再蓋上去,就是壹個盒式指南針了。
壹個能自由旋轉的磁體,在靜止的時候,總是指向南北方向。人們了解到磁體的這種特性以後,就利用它來制造指示方向的工具——指南針。
磁針靜止以後,為什麽總是指向南北呢?因為地球是個大磁體,它的兩個磁極接近於地球的兩極,在地磁力的作用下,磁針就被吸到南北方向上了。我們知道,異名磁極是相吸的,地磁的S極在北端,N極在南端,因此,磁針的N極總是指向北方,S極總是指向南方。磁針的磁極和地球的磁極並沒有接觸,它們卻能互相吸引,這表明磁體的周圍存在壹種看不見的東西,人們把它叫做“磁場”。地球磁場的存在是磁針能夠指示南北的原因。
世界上最早的指南針,要算我國戰國時期制造的“司南”了。它是把天然磁鐵琢磨成勺子的形狀,勺柄是S極,使重心落在圓而光滑的勺頭正中,然後把勺子放在壹個光滑的盤子上。使用的時候,把勺頭放平,用手撥動它的柄,使它轉動。等司南停下來,它的長柄就指向南方。那時候,有的人到山裏去采玉,怕迷失方向,就帶上司南來辨別方向。
發明司南以後,人們不斷地研究和改進指南的工具。到了北宋初年,又制造出了指南魚。它是用壹塊薄薄的鋼片做成的,形狀很象壹條魚。魚的肚皮部凹下去壹些,象小船壹樣,可以浮在水面上。把它磁化以後,放到盛水的瓷碗裏,就能指示方向了。因為水的摩擦力比固體小,指南魚轉起來比較靈活,所以它比司南更靈活更準確了。
當時還有用木頭做的指南魚,就是用壹塊木頭刻成魚的樣子,象手指那麽大。從魚嘴往裏挖壹個洞,裏面放上條形磁鐵,使它的S極朝魚頭,用蠟封住口。另外用壹根針插到魚嘴裏,指南魚就做好了。把它放到水面上,魚嘴裏的小針就指著南方。
我國不但是世界上最早發明指南針的國家,而且是最早把指南針用在航海事業上的國家。據記載,南宋的時候,航海的人已經用“羅盤”來指示航向了。這是把指南針和羅盤結合起來的指南工具。羅盤的盤有用木頭做的,也有用銅做的,盤的周圍刻上東南西北等方位,盤中央放壹個指南針。只要把指南針所指的方向,和盤上的正南方位對準,就可以很方便地辨別航行方向了。
在軍事上也用到指南針,行軍作戰的時侯,如果遇到陰天黑夜,就用指南針來辨別方向。