2007-2-15 13:41
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點解指南針紅針一定指北方?
指南針是一種用於指示方向的工具。 現有兩種類型：一是根據地球磁場的有極性製作的地磁指南針，但這種指南針指示的南北方向與真正的南北方向不同，存在一個磁偏角；二是電子指南針，採用磁場感測器的磁阻（MR）技術，可很好地修正磁偏角的問題，現已大量用於GPS定位裝置中。
前身為中國古代四大發明之一的司南。廣泛應用於航海、野外探險等領域。
指南針運用
指南針除能指示方位外，並可測量方位角兼可在現地測定水平距離及斜角度；在地圖上測量直距離及彎曲距離及繪圖時可描繪方向線。
指南針的基本設計包括下列部分：
磁針 - 針的北方以紅危表示，南方通常以白色或黑色表示
指南針盒 - 整個可旋轉的圓盒，內包括頂部的標度盤及內藏的磁針
指南針底板 - 長方形，透明的一部分
比例尺 - 用作閱讀地圖，刻在拍南針的底板上。有些更有網格閱讀尺，視乎指南針的種類及型號
前進方向箭咀 - 刻在拍南針的底板上
前進箭咀平衡線
在地圖上量度方位
在遠足活動中多利用指南針，目的是要表示目標點與觀測者之位置角度。
現假設觀測者於Ａ點，測量Ｂ點的方位，方法如下：
將ＡＢ兩點連一直線。
將指南針底板的邊線緊貼ＡＢ線（即目標指向箭指向目標點，因其箭嘴平行底板邊線）。
轉動轉盤，使定向箭嘴與網北線平行及向北（不需理會磁針）。
轉盤上方位的度數便是Ｂ點的方位。
用指南針校定方位
當在地圖上量度出目標點方位後，便可利用指南針找出實地目標點方位，繼續前進，方法如下：
在地圖上量度目標點方位(Map Bearing)。
保持方位閱讀線上目標點之度數，或將目標點方位度數調校於閱讀線上。
轉動指南針，使磁針與定向箭重疊及同北向。
依目標指向箭之方位前進。
利用指南針在地圖找出自己位置
攤平地圖，以指南針側之尺規緊靠圖廓線，轉動地圖，讓指南針歸零，此時圖線即指向磁北。
依據地圖圖附「地圖中央之磁向偏差」圖找出磁偏差之數值。在 2000 年位於香港中部的磁向偏差為偏西 2°00'，按年向西遞增約1'。
依圖偏差修正，使圖廓線對準正北。以香港為例，即應向東修正 2 度。
由所在位置用指北針觀測目標物的磁方位角。
以所測得之磁方位角修正磁偏差後，再於圖上自己所在位置，依此方位角劃一直線，則此一目標物即位於此一線上。惟應注意，當所測得之磁方位角經修正磁偏差後，若介於90度至270度之間，則表示該目標物位於自己所在位置的後（南）方。反之，則位於前（北）方。
指南針是中國史上的偉大發明之一,也是中國對世界文明發展的一項重大頁獻。指南針是利用磁鐵在地球磁場中的南北指極性而製成的一種指向儀器。左圖是戀掛型指車針復原模型。
磁石的這種特性,被古人利用來製成指南工具。最早出現的指南工叫司南,戢國時已普遍使用。它是利用天然磁石琢磨而成,樣子像一隻勺,重心位於底部正中,底盤光滑,四周刻二十四向,使用時把長勺放在底盤上,用手輕撥,使它轉動,停下後長柄就指向南方。 東漢王充(論衡•是應篇)記載了它的形狀和用法。(鬼谷子•謀篇)裡還談到鄭國人到遠處去採玉,就帶了司南,以免迷失方向。另外,指南車的發明亦誰一步把這種儀器提升至更高的境界。右圖為指南車模型,下圖分別為指南魚想像圖及司南模型。
但是,用天然磁石琢磨而成的司南,成品較低,磁性較弱。到了宋代,人們發明了人工磁化方法,製造了指南魚和指南針,而指南針更為簡便,更具實用價值。它是以天然磁石摩擦鋼針製成,在地磁作用下保持指南性能;以後把它裝置在方位盤上,就稱為羅盤。這是指南針發展史上的一大飛躍。左圖是清代所使用航海羅盤。
抌括對指南針放置方法也作過詳細研究,總結出四種不同的方法,並作了比較:一,水浮法。把指南針浮在水面以指示方向,至於具體方法,沈括沒有說明。到北宋晚期,藥物學家寇宗奭的(本草衍義•磁石條)才有介紹,原來是在指南針上穿上燈心草,就可以把針浮起。水浮法的缺點是磁針會隨水搖盪不定。二,指甲旋定法。把磁針放在指甲上,可以靈活運轉,但缺點是容易滑落。三,碗唇旋定法。把磁針放在碗口邊綠上,也可以旋轉自如,但同樣易掉落。四,懸絲法。取一根新棉絲,用一點蠟黏在磁針中央,懸掛在沒有風的地方磁針即可指示方向。比較之下,沈括認為這個方法最為理想。右圖為沈括指南針的四種試驗復原設計。
指南針在公元十一世紀時已是常用的定向儀器。指南針的最大頁獻,是大大地促進了航海事業的發展。據考證,公元十一世紀末,指南針就開始用於航海了。大約在十二世紀末到十三世紀初,指南針由海路傳入阿拉伯,然後由阿拉伯傳入歐洲。