在野外露營時，常常會東西南北傻傻分不清楚，有什麼方法可以讓我們辨認方向呢？太陽的位置變化有一點幫助，不過最方便可靠的，應該就是指南針了。

有意思的是，雖然叫做指南針，其實我們都是用它來找北方！指南針為什麼會指向南北方？是什麼神祕的力量牽引著它？這些疑問也曾出現在愛因斯坦小時候。在他五歲的時候，父親送了一個指南針給愛因斯坦。他驚奇的發現，不管怎麼轉動，指南針都會指向同一個方向，似乎被一種看不見的力量牽引著。他相信大自然背後隱藏著一些人類所無法看見，但卻令人驚奇的力量。後來，愛因斯坦努力從事科學研究，成了偉大的科學家，正是為了要解開大自然的祕密，尋找那股力量。

暑假，利用一節課時間帶國二學生認識指南針。要動手做一個指南針其實很簡單，關鍵只在於磁化與減少摩擦。這裡將分二篇來做介紹。第一部份 介紹磁化與桌面式指南針，第二部分則是介紹浮水式與懸掛式指南針。

準備材料

羅盤、針、磁鐵、暗扣、雙腳釘。(若磁鐵有標示NS，則不需要羅盤。)

讓針磁化

1. 將磁鐵在縫衣針上摩擦數次，要讓磁鐵與鋼針沿同一方向摩擦。不要來回摩擦。

 
2.將摩擦後的鋼針去碰觸另一根針，是否能吸得住？若是吸得住，就代表鋼針已經被磁化。

 
3.改用銅線來試試，銅線能夠被磁化嗎？

4.將磁化的針放在桌上，隨意調整方向，它能自動旋轉嗎？為什麼會這樣？想一想：哪些材料也能被磁化？要怎樣才能跟指南針一樣，讓它們能自動調整成南北方向？注意：磁化後的鋼針易受磁鐵影響，要遠離其他磁性物質。

原理

能讓指南針指向南北方向的原因就是地磁作用。地球本身具有磁性，相當於一個巨大磁鐵，吸引著磁化後的磁針。北方是地磁的S極，根據「異名極相吸，同名極相斥」，使磁針N極受到吸引指向北方。指南針的N極會被吸引而指向北方。指南針指的方向(地磁北極)與真正的南北方向(地理北極)有一個很小的夾角，叫“磁偏角”，約11 度。

做指南針的關鍵在於磁化與降低摩擦力。所謂的磁化就是使原來沒有磁性的物體獲得磁性。方法簡單，只要用磁鐵沿同方向摩擦鋼針幾下，鋼針就能獲得磁性。

 
用磁鐵的S極摩擦鋼針，被摩擦的一端會磁化為N極(指向北方)，另一端則為S極(指向南方)。

磁化的示意圖。未磁化前(左)，鋼針內部的磁性分子排列方向不規則。
但以磁鐵摩擦鋼針後(右)，磁性分子排列整齊，鋼針就被磁化了。

但不是每種金屬都能被磁化，只有鐵、鈷、鎳或含這三種金屬的合金才能。可以先用磁鐵來測試，能吸得住的金屬就能被磁化做為指針。除了用磁鐵摩擦，也可使用電磁鐵。將導線繞成螺絲狀加以通電，將鋼針放入螺絲狀的導線中，通電一段時間就能將鋼針磁化。

磁針受到地磁作用偏轉力量小，桌面摩擦力大不易轉動。因此我們有三種款式的指南針設計。桌面式指南針較簡單，所以我沒有教學生這個。在教學上我是先教磁化，再以浮水式進行測試，接著才是講懸掛式的注意事項。我期盼學生們做出延伸作品，先比較這幾種指南針各有哪些優點缺點？再挑選一種方法，加入巧思幫鋼針做變化，設計一個有創意的造型指南針。(目前課程還在測試驗收階段)

桌面式指南針

方法一： 將暗釦黏在磁化後的鋼針上，也能做出第三種”桌面型的指南針”。找一找，還有哪些材料可以代替暗釦？配合羅盤(或是記住摩擦的時候磁極，標出南北方向，可以用油性筆塗色，也能像我以針尖作為指北極，N極)

方法二：利用雙腳釘。將雙腳釘二腳張開，磁化後即可。甚至有更簡單的方法，連摩擦都不用，直接放上強力小磁鐵就好了。

關於雙腳釘指南針與指南針課程，可以參考臺中翁子國小楊宗榮老師在康軒快樂教師電子報的作品：[3秒鐘快速製作指北針] http://www.945enet.com.tw/epaper/contents/ha/094/03_2.htm