探究地軸北極指著北極星的實驗報告

鄭從模

每到夜晚，深邃的夜空，繁星滿天。在遙遠(yuǎn)的北方天空，有一顆好像不升不落固定不動的星。它位于地球的北極的正上方，都叫他北極星。從古到今，人們就有看星星計時辰，觀北斗辨方向的習(xí)慣，俗話說：“找到北極星，方向自然明”等說法。下面我們來做一個關(guān)于“地軸北極指著北極星”的實驗，弄清北極星高掛北天的秘密。

實驗原理

找準(zhǔn)北極星的位置，用觀星支架對準(zhǔn)北極星，根據(jù)三點成一線的原理畫出這條直線，這條直線的北端就是北極星所在的方位。再利用指北針找出地球的地磁北極，畫出地磁北極線，這兩條線大致重合。這就說明北極星所在的位置在地球的北極附近，也就是說地球北極指著北極星。

實驗材料

觀星支架一個、大指北針一個、米尺、方桌一張、大白紙一張等

實驗方法

1、場地選擇與準(zhǔn)備：選擇一個天氣晴朗，星光燦爛的夜晚，在一個比較開闊的地面上（最好是在樓頂上）。放一張60厘米見方的方桌，在方桌上平鋪一張大白紙。

2、測地磁北極：把大指北針放在鋪好白紙的方桌中間，轉(zhuǎn)動指北針，待它自然停止后，將指北針南、北極垂直點A、B記錄下來，然后連接A、B并延長成直線（L?），這就是地球的地磁北極線了。

3、尋找北極星：北極星屬于二等星，沒有一等星那么明亮，在天空中不易尋找。要找準(zhǔn)北極星可以憑借兩個著名的星座：大熊座和仙后座來尋找。這兩個星座很容易辨別。大熊座有7顆主要亮星：天樞、天璇、天璣、天權(quán)、玉衡、開陽、搖光，它們組成勺子的樣子，一般叫做北斗七星。仙后座的5顆主要亮星組成字母M的樣子。這兩個星座在天空中的位置，剛好隔著北極星遙遙相對。找到大致位置。再找到北斗七星斗勺最外邊的兩顆星——天樞和天璇，用假想的線把它們連起來，并由天璇朝著天樞的方向延長5倍遠(yuǎn)的地方，就能碰到一顆亮星，這就是北極星。

4、測出北極線：把觀星支架放在方桌上，上下左右調(diào)整觀星支架，使觀星支架的兩個觀望孔P、Q與北極星三點在一條直線上，同時，使觀望孔P點垂線的垂足與地磁北極線L?上的點A重合。記下觀望孔Q點垂線的垂足C，然后連接A、C并延長成直線L?、這條線就是地球北極線。

5、磁偏角：我們在前面說的指北針?biāo)傅姆较虿⒉皇钦姹狈较?。指北針的北不是?yán)格對準(zhǔn)北極星方向的，而是有一個角度。這說明地球南、北極和地磁南、北極不在一個位置上，而是有一個角度，這個角度叫磁偏角。

磁偏角的大小，在各地是不一樣的。在我國東部地區(qū)，磁針方向總是指在北極的西面，叫做西偏，越往東北去，西偏的角度就越大，如在上海地區(qū)為3—4°，旅大地區(qū)為5—6°，到黑龍江就11°多了。在我國的西部地區(qū)，磁針的方向又總是指在北極的東邊，叫做東偏，越往西北去，東偏的角度越大，如在拉薩、昌都為0°，到烏魯木齊就3—4°。

實驗結(jié)論

地球的地磁北極線L?與北極線L?之間的夾角約為1―2?（在湖北荊州地區(qū)）。因此，北極星所在的位置方向是地球的北極方向，我們只要找準(zhǔn)北極星就能辨別方向了。