指南针
指南针的原理
指南针也叫罗盘针，是我国古代发明的利用磁石指极性制成的指南仪器。因此，必须从磁石说起。
地球是个大磁铁，其地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。
指南针在地球的磁场中受磁场力的作用，所以会一端指南一端指北。
指南针的历史
古人利用磁石的特性来制成指南工具。最早出现的指南针叫司南,战国时已普遍使用。它是利用天然磁石琢磨而成,样子像一只勺,重心位于底部正中,底盘光滑,四周刻二十四向,使用时把长勺放在底盘上,用手轻拨,使它转动,停下后长柄就指向南方。
东汉王充记载了它的形状和用法。《鬼谷子·谋篇》里还谈到郑国人到远处去采玉,就带了司南,以免迷失方向。
但是,用天然磁石琢磨而成的司南,成品较低,磁性较弱。
到了宋代,人们发明了人工磁化方法,制造了指南鱼和指南针,而指南针更为简便,更具实用价值。它是以天然磁石摩擦钢针制成,在地磁作用下保持指南性能;以后把它装置在方位盘上,就称为罗盘。这是指南针发展史上的一大飞跃。
司南
战国时期，人们利用磁石指示南北的特性制成了指南工具——司南。但是，战国时期的司南是什么样子无法考证。现在的模型是后人根据史书记载以及地下出土的汉代地盘实物制成。
地盘是青铜做成的，内圆外方，中心圆面磨得非常光滑，以保证勺体指示方向的准确性。中心圆外围依次布列八卦、天干、地支和二十八宿，共计二十四个方位。
地盘中心的小勺是用整块的天然磁铁磨成的，磁铁的N极磨成司南的长柄，勺头底部是半球面，非常光滑。
司南的使用方法
使用时先把地盘放平，再把司南放在地盘中间，用手拨动勺柄，使它转动，等到司南停下来，勺柄所指方向就是南方。
这种勺形司南直到八世纪时仍在使用。
指南鱼
到了宋代，人们掌握了制造人工磁体的技术，又制造了指南鱼。
指南鱼是把薄钢片剪成鱼形，长二寸，宽五分，鱼的肚皮部分凹下去，使鱼像船一样能浮在水面上。再把鱼和天然磁铁放在一起，由于磁铁的吸力，钢片受磁感应也具有磁性。
这种人工传磁方法制成的指南鱼比使用司南方便多了，只要有一碗水，把指南鱼放在水面上就能辨别方向了。
经过长期的改进，人们又把钢针在天然磁铁上磨擦，钢针也有了磁性。这种经过人工传磁的钢针可以说是正式的指南针了。
★指南针或指北针的名称视其指针尖端之朝向而定。
指针的尖端（红色那端）朝向北方，称为指北针；
指针的尖端（红色那端）朝向南方，称为指南针。
中国古代的指南针
指北针
拿支磁铁靠近指北针，会有什么现象？
拿磁铁靠近指北针……
→指北针的指针红色的那端会和磁铁的S极吸在一起。
→指北针的指针另一端（不是红色的一端）会和磁铁的N极吸在一起。
→这种情形和两支磁铁互相靠近时的情形很类似。
N
S
指北针的指针是“磁铁”制成的吗？
指北针的指针是用什么材质制成的？
→指针会受到吸引和排斥，所以应该是小磁铁制成的；指针不可能是铁制的，因为铁只会被磁铁吸引，不会被排斥。
磁铁同极靠近时，会互相排斥；磁铁若是不同极靠近时，会互相吸引。
指北针的指针静止时，为什么总是朝向南北方向？
→科学家认为地球本身好像是一个大磁铁，具有磁性，简称地磁。
只是地磁的N极位于地球的南方，地磁的S极位于地球的北方（如右图）。
由于不同磁铁的N极和S极会互相吸引，所以，指北针指针红色端（N极）静止时，总是朝向地球北方（地磁S极）。
指南车
指南车是一种用来辨认方向的仪器，传说中指南车乃是由轩辕黄帝或周公所发明，但据历史考证，指南车是三国时魏国的马钧所制造。
车上有一小人，其手指的方向即为南方，传说司南、罗盘都是根据它而发明。
指南车的原理
指南车使用了差动齿轮装置，或者称加法机构。其原理是当车辆直线行驶时左右两车轮转动角速度相等。差动机构没有输出。车辆转弯时两侧车轮角速度不相等，这时差动机构输出这个差值。驱动指示机构。
类似的装置应用在现代汽车的差速器和加工齿轮的插齿机以及滚齿机中。
各式各样的指南针
各式各样的罗盘
各式各样的司南
各种各样的指北针
再见！