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作者：科學夥伴
關鍵概念
磁性
導航
磁極
物理學
力
介紹
你有沒有使用過指南針來幫助你確定方向？例如，在露營時，這些工具可以幫助你穿過田野或森林。磁力指南針基於地球磁場工作。在這個科學活動中，你將製作自己的磁力指南針。你認為它會工作得怎麼樣？準備好找出答案吧！
背景
人們瞭解磁性已經有數千年了。磁性是兩個磁鐵會相互排斥或相互吸引的原因。這會引起令人驚奇的事情發生，例如使物體懸浮在地面之上，因為它被磁力向上推起。磁性也可以幫助人們導航；因為地球有磁場，所以可以使用小的磁化棒或針製作指南針，這些指南針會根據磁場指向特定方向（北或南）。
儘管磁性現象已被瞭解數千年，但用於導航的第一批磁力指南針直到相對較近才被髮明出來，大約在1000年前（公元1000年至1100年之間）。在這個科學活動中，你將製作自己的指南針，這可能有助於你理解早期磁力指南針製造者遇到的一些挑戰！
材料
金屬縫紉針
磁鐵（可以是扁平的冰箱磁鐵或更強大的磁鐵，例如稀土磁鐵——最常見的型別是由釹製成的——可以在許多五金店購買。更強的磁鐵效果最好。）
一把鉗子
軟木塞
用於切割軟木塞的剪刀一個寬口杯子、玻璃杯或碗
水
準備
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處理磁鐵時要小心，特別是當您使用強磁鐵（如稀土磁鐵）時。使磁鐵遠離其他磁鐵和電子裝置，如電腦、手機和電視螢幕。
當您使用剪刀切割軟木塞和處理針時，請小心並讓成人幫助您。
步驟
將磁鐵在縫紉針上摩擦至少五次。（如果您使用較弱的磁鐵，例如扁平的冰箱磁鐵，則至少摩擦針十幾次。）始終沿同一方向在針上摩擦磁鐵。您的針現在應該被磁化了。
現在從軟木塞的一端切下大約四分之一英寸，製作一個大約四分之一英寸高的小軟木塞圓盤。
將軟木塞圓盤放在平坦的表面上，用鉗子小心地將針穿過圓盤的側面。將針完全推過圓盤，使圓盤兩側露出大致相同長度的針。
在一個寬口杯子、玻璃杯或碗中倒入至少一英寸深的水。
將軟木塞圓盤（帶有針）放在杯子裡的水面上。儘量使圓盤漂浮在水的中心，遠離杯子的側壁。針會做什麼？當它停止移動時，它指向什麼方向？
你的自制指南針看起來工作良好嗎？它的使用有哪些侷限性？
額外步驟：找出你所在位置的北方是哪個方向。你的針指向那個方向嗎？（你可以使用真正的指南針、地圖集或智慧手機地圖來做到這一點。）
額外步驟：將磁鐵放在你的指南針旁邊。當磁鐵靠近時，針會發生什麼變化？磁鐵需要多近才能影響指南針？你也可以用鋼製物體（如釘子或可能的鉗子）嘗試這樣做。
額外步驟：如果你有不同強度的磁鐵，例如扁平的冰箱磁鐵和稀土磁鐵，嘗試使用不同的磁鐵磁化針頭製作多個指南針。不同的指南針彼此相比工作得如何？
額外步驟：還有其他方法可以在家中或戶外製作廉價的磁力指南針。例如，你可以嘗試使用小葉子而不是軟木塞，並將針放在漂浮在靜止水池中的葉子頂部。用葉子製成的指南針與用軟木塞製成的指南針相比如何？你還能用什麼其他方法制作磁力指南針？
[分隔符]
觀察與結果
你自制指南針中的針是否沿地球的南北極對齊？
當您將磁鐵在縫紉針上摩擦時，您將針磁化了，有效地使其成為一個弱的臨時磁鐵。由於磁鐵彼此相互作用（相互排斥或相互吸引），因此磁化的針可以與地球磁場相互作用。儘管地球磁場相對較弱，但它應該已經明顯地影響了針，因為針被允許在水面上的軟木塞圓盤中自由漂浮。具體來說，一旦停止移動，針應該會沿著地球磁場對齊，沿著南北軸線排列。這意味著針的一端應該指向北方，而另一端指向南方。同一端應該始終指向同一方向。（您可以做更多的研究，以弄清楚如何製作一個始終使針尖指向特定方向——北方或南方的指南針。）
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本活動由科學夥伴合作呈現