针为什么总能找到同一个方向？
指南针的针是一块能自由转动的小磁铁。地球周围有磁场，它会把偏转的针扭向当地的磁场方向。针来回摆几次，才慢慢停稳。
转动外壳，针仍会找回原来的方向。但这个方向不一定恰好是地图上的正北，不同地点也可能不同。
把另一块磁铁放近，针还会被它影响。拿走磁铁，再看针能不能回到原来的方向。
亲手干扰一次
- 让针停稳，记下方向。转动指南针外壳——针会转吗？
- 拿一块磁铁从侧面慢慢靠近，看针偏向哪里；换到另一侧再试。
- 用铁勺、手机、发卡各靠近一次，判断谁是「真干扰」。
想一想：磁铁放在针的正东和正北时，偏转一样大吗？
水平分量、磁偏角与真实地磁
展开：再看背后的原因
指南针的针不是普通铁片，而是一块能自由转动的小磁铁。地球本身带着磁场，在你所在的位置，这个磁场有一个确定的水平方向。针与磁场错开时，两端受到的作用合成一个转矩，把针扭回磁场方向；阻尼让摆动慢慢停下。
所以针指向的不是「北极那个点」，而是你脚下的当地磁场方向。地图上的北是地理北（自转轴方向），磁针跟随的北叫磁北，两者之间的夹角叫磁偏角——不同地点不同，而且随年代缓慢变化。
附近有磁铁或大块钢铁时，针响应的是所有磁场相加后的结果：干扰够强就压过地球，拿走干扰，原来的方向又回来。
展开：针为什么「平躺」着指北？
地磁场在大多数地方是斜着扎进地面的（磁倾角）。针被做成只能绕竖直轴转动，所以它只能跟随磁场的水平分量。专用仪器「磁倾仪」的针可以竖转，在高纬度会明显低头——那里磁场几乎垂直。
τ = m B sin(φ − θ)
针的力矩正比于场强与偏角的正弦；φ 是磁场方向，θ 是针的方向。
展开：地球不是埋着一块大磁铁
地球主磁场的大尺度形状近似一个倾斜的偶极子，但来源是外地核液态金属的流动（发电机效应），不是一块实体磁铁。磁偏角随地点与年代变化，航海用图都要标注当地磁差并定期更新；真实导航还要配合天文或卫星修正。
模型的边界
教学模型用平滑偶极近似地球与条形磁铁，磁偏角是固定预设而非实时数据。模型不覆盖磁暴、局部地质异常和磁化物体的复杂形状——野外用针判断方向前，先确认附近没有干扰源。