안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.나침반은 지구 자기장의 방향을 이용하여 방향을 알려주는 도구입니다. 나침반은 자석 바늘이 지구 자기장에 의해 정렬되는 현상을 이용합니다. 지구 자기장은 지구를 둘러싸고 있는 자기장으로, 지구의 중심에서 나오는 자기장과 지구의 자전에 의해 만들어집니다.
나침반의 자석 바늘은 양극성 자석입니다. 양극성 자석은 북극과 남극이 있는데, 북극 자석은 지구의 남극과 자성을 가지고 서로 반대 방향을 향하며, 남극 자석은 지구의 북극과 자성을 가지고 서로 반대 방향을 향합니다. 따라서, 나침반의 자석 바늘은 지구 자기장의 북극과 자성을 가지는 지구의 남쪽을 가리키게 됩니다.
나침반에서 자석 바늘이 정확히 북쪽을 가리키는 이유는, 나침반이 디자인되어서 자석 바늘이 지평선과 수평을 이루게 만들어지기 때문입니다. 따라서, 자석 바늘이 지평선과 수평을 이룰 때, 그 바늘의 방향이 지구의 자기장 북극을 가리키게 됩니다.
좀 더 자세히 설명하면, 나침반의 자석 바늘은 지구 자기장과 수직이 되도록 세워진 축 주위로 회전하게 되며, 이 때 자석 바늘이 수평을 이루면 축은 지자체의 북-남 방향과 평행하게 되므로, 자석 바늘이 지자체의 북쪽을 가리키게 됩니다. 이러한 원리로, 나침반은 항해, 방향 제시 등 다양한 용도로 사용됩니다.
