关键概念
磁性
工具
地球两极
来自国家科学教育标准：区分自然物体和人造物体的能力
引言
你有没有想过指南针是如何工作的？传统的指南针（不是智能手机和其他设备中的数字指南针）是利用地球自然特征的工具：地球的磁极。使用指南针，你可以找出磁极的方向——由此，你也可以大致确定其他方向，例如南方、东方和西方在哪里。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您将帮助确保未来能够继续产出关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的报道。
指南针可能看起来很复杂，地球的磁极可能看起来非常遥远。但是你可以在家制作一个能用的指南针！下面是一种轻松利用地球磁场的方法——并在此过程中帮助自己辨别方向。
背景
地球周围有一个磁场，称为磁层。它以位于北极和南极附近的两个磁极为中心。数百年来，人们一直利用这种自然现象来帮助导航。只需稍微磁化一个小金属物体，例如缝纫针，就可以使其对这种原本看不见的力量敏感。
手持电子设备，例如智能手机，现在通常包含 GPS（全球定位系统）以显示数字指南针。这些设备通过查找您相对于假想“网格”和卫星位置的位置和方向来工作，而不是感应地球的磁场。
材料
• 塑料碗或宽口塑料杯
• 一张白纸
• 瓶子的圆形软木塞
• 剪刀或锋利的刀（用于切割软木塞）
• 缝纫针
• 磁铁
• 水
准备工作
• 将纸张剪成四片，并在每片上标记一个基本方向（北、南、东或西）。
• 小心地切下一块大约半英寸厚的圆形软木塞。
• 在碗或杯子中装满水，以便您可以轻松地接触到水面。
步骤
• 小心地捏住缝纫针的针眼（针尖背对您），沿磁铁的同一侧以相同的方向滑动 30 到 40 次（此动作使针具有磁性）。
• 如果您想测试针的磁性，请看看它是否会吸引大头针。如果磁化的针可以吸起大头针，那么它应该可以作为您的指南针针了。
• 小心地将针纵向穿过软木塞的中间，使针与软木塞的圆形端面平行（而不是垂直或垂直）。
• 在您完成指南针的最后一步之前，预测哪个方向是北方。您认为针尖会指向哪个方向？ 将您的“北”标签放在碗的那一侧。
• 将软木塞放在水面上，使其中一个圆形面朝下，以便针与水面平行。
• 松开软木塞。针会做什么？针尖指向哪个方向？ 您已经找到了磁北！
• 哪个方向是南方？东方和西方呢？ 相应地放置您的标签。
继续阅读以了解观察结果、结果和更多资源。
观察和结果
您能够确定哪个方向是磁北吗？您能找到其他基本方向吗？
如果您沿着指南针向北走，您实际上不会到达北极，因为地球的磁极会随着时间缓慢移动（当前的磁北位于加拿大北部偏远的埃尔夫灵内斯岛附近）。
当您沿磁铁以相同的方向滑动针时，您正在使针本身具有磁性。许多金属包含小的物质簇，这些物质簇就像微小的磁铁，但通常这些簇指向不同的方向，彼此抵消。在这种情况下，金属物体本身不具有整体磁性趋势。但是，通过沿一个方向将针在磁铁上滑动，您可以使针内的小簇朝向相同的方向排列。您赋予了针本身一个单一的磁方向。
为什么磁铁不移动以使其自身与磁场对齐？通常，重力和它们在表面上的任何摩擦力都太强。但是，指南针中的针（例如您的指南针）遇到的阻力很小，因此它可以自由地指向磁场的方向。
人类是唯一制造指南针的动物，但一些动物，例如海龟，似乎利用地球的磁场来帮助它们在长途迁徙中找到方向。科学家在一些动物的头部发现了少量磁铁矿（一种磁性物质），这可能有助于它们知道哪个方向是北方。但是研究人员仍在努力了解这种迁徙究竟是如何运作的。
分享您的指南针观察结果和结果！在下方留言或在大众科学的 Facebook页面上分享您的照片和反馈。
清理
小心地从软木塞上取下针。倒掉水。
更多探索 《地球不止一个北极》，来自大众科学 《磁场引导海龟幼崽穿越海洋并返回》，来自大众科学 《磁性》概述，来自 NASA 戈达德太空飞行中心
《鸽子探测磁场》，来自华盛顿大学
《是什么让物体变成磁铁？》，作者：Franklyn M. Branley，4-8岁
《Janice VanCleave 的磁铁：让你大开眼界的实验，可以变成科学展览项目》，作者：Janice VanCleave，9-12岁
接下来……
跳跃的心跳：锻炼你的脉搏
您需要的材料
• 秒表或带有秒针的计时器
• 一位已经放松至少 15 分钟的人
• 做开合跳的空间
• 铅笔和纸