指南针的发明和应用

指南针的发明和应用 在演讲之前我先给大家讲一件我亲身经历的事。 我读二年级的时候,有一次,爸爸妈妈带我去关外的山水田园玩,那天我们玩了很多机动游戏,钓了鱼,还骑了马,总之一天玩得非常开心。但是在回来的时候悲剧了——我们迷路了。爸爸妈妈的手机用了一天早都没电了,用不了导航,怎么办呢。山水田园在深圳的北边,我们想要回市区只要向南走就行了,但问题是我们当时绕来绕去,早就分不清东南西北了。正当我们束手无策的时候,我背包上挂的一个不起眼的小玩具帮了我们的大忙。一个小指南针,我定杂志送的,都忘了什么时候挂上去的了。它小小的指针颤巍巍的指示着方向,就靠这个小东西,我们辨明了方向,找到了回市区的路。 是不是很神奇,我当时就是这么想的。当时我还不懂磁极的原理,所以非常纳闷,这个小指南针既不用装电池也不用充电,那它是怎么工作的呢。它从哪里来,谁发明了这么神奇的东西。它除了用来指示回家的路,还有什么用处呢。 后来虽然我们在科学课上学了磁极的知识,但对于指南针的发明和应用我们还是有一些困惑没有解开,所以我和我们组的成员打算好好研究一下它,解开心中的疑问。 指南针的构成。为了彻底弄懂指南针的工作原理,我们拆了一个指南针,发现它的构造非常简单,一个圆形的外壳、一个带有方向刻度的盘,一个一头凸出的小圆轴,轴上边装着一根可以自由转动的小指针。我们用铁的东西试了一下,发现这个 小指针是带有磁性的。 按照科学课上学到的磁学原理,这片小磁针之所以能够一直指向南北方,是由于地球是一个大磁体,地球的两个极分别在接近南极和北极的地方,所以按照磁体同性相斥、异性相吸的性质,小指针就和地球的南北极分别相斥、相吸,就自然指示南北了。 为了验证这个原理,我做了一个小实验。先用没有磁性的铁针代替小磁针,结果发现不能指示方向。我又按照课堂上学到的方法,用磁铁摩擦小铁针,将小铁针磁化,然后剪了一块圆形的塑料泡沫,将针横穿过泡沫,把它放在水上,发现果然磁化后的小铁针具有了指示南北的作用,一个简易的指南针做成了。 指南针的发明过程。今天因为我们知道了磁极原理,因此指南针看起来只是一个简单的小装置,那么古代人在不知道这个科学知识的情况下,是怎么制造出指南针的呢,带着这个疑问,我们翻查了很多资料。 据古书记载,我们的祖先在几千年前,在探寻铁矿的时候,就发现有一种石头能够吸引铁。他们非常形象地把磁石吸引铁比喻成母亲对孩子的吸引,认为石是铁的母亲,但石有慈爱和不慈爱两种,慈爱的石头能吸引铁,不慈爱的就不行,所以叫做磁石。 传说,大约在四五千年以前,皇帝和蚩尤在黄河流域作战,蚩尤会兴风作雾,黄帝在大雾中分不清方向,于是就研究造出了指示方向的指南车,打败了蚩尤,从此黄帝的氏族就在黄河流域定居了下来。 战国的时候,人们造出了指南针的前身——司南。它是用天然磁铁矿石琢成一个勺子形状的东西,放在一个光滑的盘上,盘 上刻着方位,利用磁铁指南的作用,可以辨别方向。 唐朝的时候,人们发明了罗盘,主要由位于盘中央的磁针和一系列同心圆圈组成,尽管罗盘指向精确也便于携带,但是当时并没有用于航海。唐朝时有一位有名的高僧叫鉴真,他为了传播佛学,曾经六次东渡日本,为中国文化的传播作出了重要贡献。为什么要六次东渡呢,因为前边五次他所跟随的船只都在茫茫的大海中迷了路,偏离最远的一次竟然随风飘到了今天的海南岛,可见当时的人们在航海方向辨别方面还是束手无策的。 11世纪,人们发现用一块铁在天然磁石上摩擦后,也可以生磁,而且比较稳定,于是便制作了人造磁铁,发明了和今天最为相似的指南针。1119年,北宋朱彧,yu,在《萍洲可谈》中第一次记载了指南针用于航海,“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦观指南针。”我国是世界上最早应用指南针于航海的国家,西方公元1190年英国人纳肯,Alexander Neckam,才有指南针用于航海的记载。 指南针的发明源于中国古人如何定向问题的研究,指南针在航海上的应用,对地理大发现、东西方文化交流和海上贸易起到了极大的促进作用,为此,指南针被誉为中国古代四大发明之一。 指南针应用的未来发展。现在人们对于GPS技术的使用越来越多,GPS导航几乎走进了每个家庭,那么指南针会不会从而被取代呢,我们查找了资料,发现虽然GPS在导航、定位、测速、定向方面有着广泛的应用,但由于其信号常被地形、地物遮挡,导致精度大大降低,甚至不能使用。尤其在高楼林立城区和植被茂密的林区,GPS信号的有效性仅为60%。并且在 静止的情况下,GPS也无法给出航向信息。为弥补这一不足,可以采用组合导航定向的方法。最新的电子罗盘产品具有体积小、响应速度快、指向精确等优点,可以对GPS信号进行有效补偿,保证导航定向信息100%有效。将他们结合起来使用,就能做到万无一失了。 这就是我们小组对指南针的研究。谢谢大家，