指南針為何總是面南背北

天天的爸爸媽媽是登山愛好者，一直以來，天天都想和爸爸媽媽一起去登山，但是以前他們認(rèn)為天天太小了，不方便跟著一起，今年天天七歲了，媽媽認(rèn)為天天已經(jīng)能獨(dú)立完成登山任務(wù)了，所以，媽媽和爸爸商量決定，這周末帶著天天一起去爬山。

晚上，天天一家人在收拾一些爬山用具。

“爸，你看我還要帶什么？”天天問爸爸。

爸爸看了看兒子的背包，然后說：“我覺得還得帶個(gè)指南針，我們這次是進(jìn)山，萬一迷路了，指南針能幫助我們渡過難關(guān)?！?/p>

“你說得對(duì)。”天天開始在家里的工具箱翻找起來。突然，天天產(chǎn)生了疑問：“爸，指南針為什么總是面南背北？”

“這個(gè)呀，要從指南針的工作原理說起了?！?/p>

指南針是中國(guó)古代四大發(fā)明之一，除了指南針之外，另外三大發(fā)明是造紙術(shù)、火藥及印刷術(shù)。

地球是一個(gè)大磁體。地球的兩個(gè)極分別在接近地理南極和地理北極的地方。地球表面的磁體，當(dāng)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)因磁體同性相斥、異性相吸的性質(zhì)指示南北。這個(gè)道理，古人不夠明白，但這類現(xiàn)象，古人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)。

在我國(guó)古代，就有利用磁鐵的南北極性制作的指向儀器。戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，人們發(fā)明了用天然磁鐵做成的指南針——司南，用天然磁鐵礦石琢成一個(gè)勺形的東西，放在一個(gè)光滑的盤上，盤上刻著方位，利用磁鐵指南的作用，可以辨別方向，是指南針的始祖。使用時(shí)，用手轉(zhuǎn)動(dòng)勺子，當(dāng)勺子停下的時(shí)候，勺柄所指的方向就是南方。后來，人們又掌握了可以用人工磁鐵制造指南針的方法，指南針的種類也開始逐漸繁多起來。

我國(guó)是世界上最早將指南針用于航海事業(yè)的國(guó)家，當(dāng)時(shí)在航海上使用的指南針，已發(fā)展到類似后世羅盤的形狀。后來，由于商業(yè)的繁榮，阿拉伯也從中國(guó)學(xué)習(xí)到了指南針的使用方法，12世紀(jì)末又傳入歐洲。指南針的發(fā)明為以后各國(guó)航海家開辟新航路、發(fā)現(xiàn)新大陸和完成環(huán)球航行提供了保證。

而指南針為何總是面南背北呢？指南針又是怎樣工作的呢？

日常生活中，我們可能一直認(rèn)為，只有鐵有磁性，但其實(shí)不然，除了鐵以外，還有鎳、鈷等物質(zhì)也有這一屬性，磁體上磁性最強(qiáng)的部分稱為磁極。當(dāng)磁條在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在磁場(chǎng)的作用下靜止時(shí)，所指方向一南一北。指北的一端稱北（N）極，指南的一端稱南（S）極。

其實(shí)，我們本身所生活的星球——地球，本來也就是一個(gè)磁性天體，如同任何磁體一樣，它也有性質(zhì)相反的兩個(gè)磁極。其中一極接近于地球的南極叫南磁極。另一極接近地球的北極，叫北磁極。

地球具有一個(gè)有巨大吸引力的磁場(chǎng)，比如，我們可以轉(zhuǎn)動(dòng)一根磁針，在地球磁性的作用下，受到同性相斥、異性相引的自然法則制約，它必然會(huì)自動(dòng)指向南北方向。

地理知識(shí)小鏈接

指南針又稱司南，主要組成部分是一根裝在軸上的磁針，磁針在天然地磁場(chǎng)的作用下可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)并保持在磁子午線的切線方向上，磁針的北極指向地理的北極，利用這一性能可以辨別方向。磁針的這一性質(zhì)常被用于航海、大地測(cè)量、旅行及軍事等方面。物理上指示方向的指南針的發(fā)明有三類部件，分別是司南、羅盤和磁針，均屬于中國(guó)的發(fā)明。據(jù)《古礦錄》記載，指南針最早出現(xiàn)于戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的磁山一帶。