考考你:如果你在大海上迷失方向,你會用什么方法找到北呢?
恐怕很多同學都會想到使用指南針。沒錯,指南針的確能幫你找到北。但你知道為什么指南針能指示南、北方向嗎?
指南針
指示方向的一種簡單儀器,是中國古代四大發(fā)明之一。早在2000多年前,人們就將天然磁石制成勺形,放在一個光滑的銅盤上,銅盤上刻著方向,輕輕轉(zhuǎn)動勺子,當它停止轉(zhuǎn)動后,勺柄總是指向南方,人們稱它為“司南”。指南針常用于航海、旅行和行軍。(現(xiàn)在的正規(guī)指南針的紅色指針是指向北方。)
地球是個大鐵球
指南針之所以能指示南、北,是因為地球內(nèi)核是由鐵、鎳等物質(zhì)組成的一個大球體,溫度高達5000℃以上。地核外層是由液態(tài)金屬組成,由于地核外層的液態(tài)金屬和內(nèi)層的固態(tài)金屬存在溫差,外層的液態(tài)金屬不斷對流,會產(chǎn)生一些漩渦,從而產(chǎn)生了磁場。而指南針具有磁性,一端受到地球帶磁性北極的吸引,而被南極排斥。另一端則相反。這就是指南針能保持在南北線上,讓你找到北的原因。更有趣的是,地球磁場的方向可以改變,如果在百萬年前你有一個指南針的話,它的紅色指針是指向南方而不是北方。
螃蟹為何橫行
人們知道,許多動物都是依靠地磁場來判斷方向的,特別是對于回游、遷徙性動物,如海龜、鴿子等。但是地磁場不是固定不變的。據(jù)古地磁學家研究考證,在地球形成以后的漫長歲月中,地磁南北極已發(fā)生多次倒轉(zhuǎn)。地球磁極的倒轉(zhuǎn)使許多生物無所適從,甚至造成滅絕。螃蟹是一種古老的回游性動物,它的內(nèi)耳有定向小磁體,對地磁非常敏感。由于地磁場的倒轉(zhuǎn),使螃蟹體內(nèi)的小磁體失去了原來的定向作用。為了使自己在地磁場的倒轉(zhuǎn)中生存下來,螃蟹采取“以不變應(yīng)萬變”的做法,干脆不前進,也不后退,而是橫著走。從生物學的角度來看,螃蟹的胸部左右比前后寬,八只步足伸展在身體兩側(cè),它的前足關(guān)節(jié)只能向下彎曲,這些結(jié)構(gòu)特征也使得螃蟹只能橫著走。
動手動腦
找一找,查一查,看看你身邊還有哪些物品運用了磁性,自然界中還有哪些現(xiàn)象與地球磁場有關(guān)?
如果地球失去磁性
你可千萬別小看這個磁場,它是自然界饋贈給人類最為珍貴的禮物之一。地球磁場猶如地球的一件外套,使宇宙中的高粒子偏轉(zhuǎn),從而保護人類免受致命的宇宙射線的傷害。同時,地球的磁場也可排斥太陽風,阻止地球大氣被太陽吹走。如果地球失去磁性,災(zāi)難將降臨,地球家園將被毀滅,成為像火星一樣的不毛之地。
動手制作指南針
1、取一根鋼針,用磁鐵的一端摩擦鋼針,使鋼針變得有磁性為止。(為什么鋼針與磁鐵摩擦之后就會帶有磁性?和你的同學或爸爸媽媽一起找答案。)
2、把一條短線纏在帶磁性的鋼針中間。
3、將鋼針粘在一箭頭形的硬紙片上,最后把鋼針懸掛起來,指南針就可以投入使用了。