探究地轴北极指着北极星的实验报告

郑从模

每到夜晚，深邃的夜空，繁星满天。在遥远的北方天空，有一颗好像不升不落固定不动的星。它位于地球的北极的正上方，都叫他北极星。从古到今，人们就有看星星计时辰，观北斗辨方向的习惯，俗话说：“找到北极星，方向自然明”等说法。下面我们来做一个关于“地轴北极指着北极星”的实验，弄清北极星高掛北天的秘密。

实验原理

找准北极星的位置，用观星支架对准北极星，根据三点成一线的原理画出这条直线，这条直线的北端就是北极星所在的方位。再利用指北针找出地球的地磁北极，画出地磁北极线，这两条线大致重合。这就说明北极星所在的位置在地球的北极附近，也就是说地球北极指着北极星。

实验材料

观星支架一个、大指北针一个、米尺、方桌一张、大白纸一张等

实验方法

1、场地选择与准备：选择一个天气晴朗，星光灿烂的夜晚，在一个比较开阔的地面上（最好是在楼顶上）。放一张60厘米见方的方桌，在方桌上平铺一张大白纸。

2、测地磁北极：把大指北针放在铺好白纸的方桌中间，转动指北针，待它自然停止后，将指北针南、北极垂直点A、B记录下来，然后连接A、B并延长成直线（L?），这就是地球的地磁北极线了。

3、寻找北极星：北极星属于二等星，没有一等星那么明亮，在天空中不易寻找。要找准北极星可以凭借两个著名的星座：大熊座和仙后座来寻找。这两个星座很容易辨别。大熊座有7颗主要亮星：天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、摇光，它们组成勺子的样子，一般叫做北斗七星。仙后座的5颗主要亮星组成字母M的样子。这两个星座在天空中的位置，刚好隔着北极星遥遥相对。找到大致位置。再找到北斗七星斗勺最外边的两颗星——天枢和天璇，用假想的线把它们连起来，并由天璇朝着天枢的方向延长5倍远的地方，就能碰到一颗亮星，这就是北极星。

4、测出北极线：把观星支架放在方桌上，上下左右调整观星支架，使观星支架的两个观望孔P、Q与北极星三点在一条直线上，同时，使观望孔P点垂线的垂足与地磁北极线L?上的点A重合。记下观望孔Q点垂线的垂足C，然后连接A、C并延长成直线L?、这条线就是地球北極线。

5、磁偏角：我们在前面说的指北针所指的方向并不是真北方向。指北针的北不是严格对准北极星方向的，而是有一个角度。这说明地球南、北极和地磁南、北极不在一个位置上，而是有一个角度，这个角度叫磁偏角。

磁偏角的大小，在各地是不一样的。在我国东部地区，磁针方向总是指在北极的西面，叫做西偏，越往东北去，西偏的角度就越大，如在上海地区为3—4°，旅大地区为5—6°，到黑龙江就11°多了。在我国的西部地区，磁针的方向又总是指在北极的东边，叫做东偏，越往西北去，东偏的角度越大，如在拉萨、昌都为0°，到乌鲁木齐就3—4°。

实验结论

地球的地磁北极线L?与北极线L?之间的夹角约为1―2?（在湖北荆州地区）。因此，北极星所在的位置方向是地球的北极方向，我们只要找准北极星就能辨别方向了。