現在的智能手機一般都帶有指南針功能 ， 給我們帶來了極大的方便 。 但你想過沒有 ， 它究竟是如何識別方向的呢？

迅速普及的智能手機 ， 為我們帶來了極大的方便 。 在使用手機時 ， 有人也許注意到 ， 它還能當指南針用 。



那么 ， 手機是怎么知道哪個方向是南、哪個方向是北的呢？有人說 ， “那還不簡單 ， 它里頭肯定有個指南針唄” 。 話是這么說 ， 但就算你把手機大卸八塊 ， 也不可能在一堆元件中找到那個存在于想象中的“針尖晃晃悠悠指向南方”的“指南針”——的確 ， 手機里根本就沒有這個東西 。
那么 ， 它是怎么知道方向的呢？
認真說起來 ， 其中蘊含的道理 ， 很可能比你想象的還要復雜得多呢！為了更深入地理解它的原理 ， 還是讓我們從指南針開始講起吧 。
【手機定向是怎樣實現的？】源遠流長指南針

早在我國的戰國時代 ， 就已經出現了一種可以指示方向的器具“司南” ， 意思就是“指南” 。 人們將天然的磁石磨成勺狀 ， 磁石的南極被磨制成勺柄 ， 然后把這個磁勺放在青銅制成的光滑的盤面上 。 輕輕旋轉磁勺 ， 當它停止轉動時 ， 勺柄指向的就是南方 。 可以說 ， 司南是最早的利用地磁場辨別方向的儀器 ， 也是現代指南針的原型 。 隨著社會（特別是航海業）的不斷發展 ， 人們對指示方向的需求越來越迫切 。 到了北宋 ， 人們將薄鐵片裁剪成魚形 ， 然后用地磁場將它磁化 ， 這就是所謂的“指南魚” 。 行軍時 ， 將指南魚隨身攜帶；使用時 ， 讓它浮在水面上就可以指南 。 后來 ， 人們又用磁石來摩擦鋼針使之磁化 ， 由此制成指南針 ， 后來又一步步演化成現代指南針的形狀 。
其實 ， 不管是司南、指南魚還是指南針 ， 它們之所以能夠定向 ， 都是因為它們與地球的磁場之間存在著相互作用力的緣故 。 在這個微弱的力的作用下 ， 易被外力左右的司南、指南魚或指南針就可以被推動 ， 直到指示的方向趨于穩定時 ， 這個作用力的力矩也就逐漸消失了 。 這時 ， 它所指的就是地磁的南北方向 。

地球表面是有磁場的 ， 這個磁場的南北極與地球地理意義上的南北極正好相反：地球的南極對應地磁場的北極（磁北極） ， 地球的北極對應地磁場的南極（磁南極） 。 也就是說 ， 指南針的南極 ， 指示的其實是磁北極的方向 。 不僅如此 ， 地理意義上的南（北）極和地磁場的北（南）極還并不重合 ， 而存在著一個11°左右的夾角 。 研究表明 ， 地球的磁南極和磁北極的位置并不固定 ， 而是會移動的 。 盡管如此 ， 地磁場的南北極在不太長的時間段內還是比較穩定的 ， 因此 ， 我們可以通過探測地磁場來獲得關于地理方位的精確信息 。




手表指南法
在野外 ， 白天看太陽、晚上找北極星 ， 都不難判斷方向 。 更高級一些的方法 ， 則要用到手表（僅適用于有表盤的手表）和太陽 。 比如現在是早上8點 ， 那么將這個“8”除以2 ， 得到了“4”；再將手表表盤上“4”的刻度位置指向太陽 ， 那么此時表盤上“12”的刻度指向的就是北方 。 如果是下午4點 ， 先要換算成16時 ， 再將這個“16”除以2所得的“8”對準太陽 ， 那么“12”所指的就是北方 。 這只是個粗略的方法 ， 因為某個時刻太陽在天空中的位置一年四季是有變化的 。

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