指南针工作原理?

【专家解说】：指南针工作原理新解说 我们的祖先早就发明了指南针，这是令我们中国人骄傲的事情。发明者发现了这种现象，制作了这种装置，他可没有说是大地磁场令它工作的! 一些人在这个基础上，研究了这方面的大量相关变化和量之间的关系，从这个意义上讲，把他们叫做科学家。但是他们得寸进尺，把说不清的事情胡乱猜想，把它的工作原理和基本存在概念，肆意念咒，这就可以把他们叫做巫师了! 许多人都见过指南针，生活中和工程上以及航海上，它帮助你的思维判断很有功劳。在讲它的工作原理前，先给你摆放一些相关道理。 你见过风吗?啊?见过!好，先讲讲风的故事。 如果地球的表面上的上空中的空气温度是均匀的，就没有风的存在，相信吗?空气之所以流动就是由于有的地方空气温度高，有的地方温度低，大气层中有温差的存在，就形成了风。风能，就是空气流动的动能。 在风中，你弄个圆球状的东西，放置在空中，不管哪个方向来风，球状物在空中并不转动。如果你弄个长条状物，放置在空中，不管哪个方向来风，长条状物就会顺着风的流动方向停留。风向标装置是不是按照这个道理来制造的，你去想吧! 如果地球表面的水是一个高度，水就不会流动。西玛拉雅山的水，之所以流向大海，就是由于它高于大海平面。水流动的动能，就是水的势能。 如果在南京的长江中，弄一个大的洗澡盆放在水中，你可以看到，尽管这个盆漂动，但它不转动(转圈)。如果你把一条小船横着放置在水中，它会马上变成顺水停留，就发生了转动。这是因为，洗澡盆的各个方向受力是相等的，它不转动。而小船宽度方向和长度方向受力不相等，所以它就转动，和党中央保持一致。就象社会大潮中的事物一样，顺我者昌，逆我者亡，这自然规律你可不能违抗呀! 地球是个大热体，始终都在散热。它的内部温度高，表面温度低，这是所有的散热体所具有的状态。内部的温度高，说明内部物质分子振动激烈，表面温度低，说明表面的物质分子振动不够激烈，如果内外物质分子振动激烈程度一样，那就不存在传热了。热力学中有个定理，叫物体的高温端必然向低温端进行能量传。 在地球的散热过程中，如果各个方向上传递均匀，大气中存在的能量也相同，这就没有什么故事可讲了。地球不断地向太空中散发能量，不断散热，但是它是处于不均匀状态。众所周知，地球自转，太阳照射到地球的能量是以赤道为最大，向地球南北极依次降低。所以，在地球的表面上，就形成了赤道地带地表温度高、南北极地带地表温度低的状况。在这种状况下，当地球内部热量散发时，就出现了不均匀现象。虽然南北极地带吸收内部能量多一些，但是这些地带向空中传递的能量却比较少。赤道地带虽然吸收内部能量少一些，但是这些地带向空中散发的能量却多一些。这样，纵观整个地球表面的空中，赤道地带上空存在的能量比较大，而南北极地带上空的存在能量却小一些。这就在整个地球的外空中，能量存在出现了差别。通俗地说，赤道地带上空的能量就有向地球南北极地带上空流动的趋势。一些人发现了这个规律，他们把这个能量流动趋势叫大地磁场，他们还乖巧地画出了大地磁力线。 指南针是大地磁场指使吗?不是，是大地散热场不均匀指使的。 指南针为什么不是指南棍?弄个木针或者用打毛衣的竹针做指南针可以吗?不可以! 这个大地能量场分布不均匀的差别是很小的，也就是说这个能量流动的动能是很小的。如果弄的大物体放置在地球表面的空中是不会转动的，只有比较细小的物体，而且必须是金属导体材料才能做指南针。这是为什么?听我白活。 在地球表面的这个能量场中，南北为能量流动方向，它是由赤道向南北极方向扩散的。当一个良导体(金属材料)是个长条状时，它内部可以有效的传递能量，或者说有效地导热。但是，由于它的形状所决定，他的一个方向比另一个方向(长度方向和宽度方向)能量传递不相同，少的那个方向就必须服从多的那个方向，即宽度方向服从长度方向，所以指南针就指南了。木头或其他绝缘、绝热材料，受到这种能量差异后，因为它们传递能量效率低，没有两个方向的差异，所以用它们做指南针是不行的。 如果指南针作成个球形的或者方块形状，它也没有指南的功能了，这跟风向标是长的，船是长条形的道理一样，是方向上受力不等产生的。 喜欢做实验的同志们，我可以给你找个乐趣:你拿一个烧红的大铁球，马上将其用绝热板包起来，在某个方向上露出一个大洞，然后把这个洞口对着指南针的一端的旁边，这个指南针马上就不准了，指针偏转一点。这是因为铁球的散热扩散能量，改变了指南针周围的能量场的流动方向。 为什么许多指针类仪表，一再说明要远离热源，就是这个道理。