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Vast, Warm and Elegant

自制指南针

清水一碗绣花针,蜡纸也能指乾坤。

科学优雅人人爱,平中见奇浅入深。

材料:缝衣针(绣花针)、磁铁、食品蜡纸、剪刀、玻璃碗、清水

步骤:

 

  1. 确认磁铁的南北极,之后,用磁铁的“北极”那端摩擦缝衣针。摩擦的时候要注意,一后握住缝衣针的中间部位,另一手拿着磁铁,用磁铁的“北极”端,从缝衣针的中部开始,自上而下地进行摩擦,从上到下摩擦完一遍,算做一次,共摩擦50次。
  2. 接下来,换做缝衣针的另一端,用磁铁的“南极”端摩擦缝衣针的尾端。摩擦的手法和上一个步骤中描述的手法完全相同。摩擦结束后,可以将缝衣针的尖端涂抹上红色的颜料,这样更便于区分。
  3. 用剪刀剪取蜡纸,将蜡纸剪出一个直径5厘米的正圆形。
  4. 在蜡纸中心标出一个直径为5毫米的小圆,小心地用针从小圆的圆边插进去,朝着圆形蜡纸的中心的方向穿过,再穿过对面的小圆圆边,让针别在圆形蜡纸上。针尖和针的尾端都露在蜡纸上面。
  5. 将清水倒入玻璃碗中,等待水面完全平静之后,将别了缝衣针的蜡纸放在水面上。针尖和针的尾端朝上。
  6. 稍等一段时间,在没有外力和气流的干扰下,针就会固定在一个方向不在移动。这时候,缝衣针针尖所指的方向,就是地理上的北方,而尾端则是南方。

实验原理:

是不是很奇妙!更奇妙的是,你用一个缝衣针就发现了我们生活的这个大地球的一个秘密——地球本身就是一块大磁铁。其实,在地球刚刚形成的时候,由于地核部分的金属物质组成的特点,使得地球本身具有磁性,这种地磁是可以被磁铁感知到的。同时问你个问题,为什么极光要去极地看?因为那里的地磁磁性最强。

那么为什么缝衣针会变成磁铁呢?在你用磁铁对缝衣针进行摩擦的时候,就让缝衣针从普通的铁针变成了磁体了。磁体的磁性虽然不如磁铁强,但也是具有明显的磁性的。而具有了磁性的磁针要想正确地指出地球的南北极方向,则需要一个摩擦力非常小的支撑体,清水和蜡纸则很好地完成了这个使命。

如果你在野外迷路了,分辨不出南北方向,那你会不会用随身带着的磁铁和针来帮你指明方向呢?

本文发表于《知识就是力量》2018年2月刊 知识就是力量-自制指南针

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