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TUhjnbcbe - 2023/9/16 19:45:00
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前言

当人们发现船从远处驶来总是桅杆先露出海平面的时候,当人们看到遮挡住月亮的影子总是圆弧形状的时候,人类就开始意识到,脚下的大地可能是圆形的。那么问题也随之而来,如果大地是个球体,地球的周长是多长呢?谁是第一个测出地球周长的人呢?

埃拉托斯特尼(公元前-公元前)

埃拉托斯特尼是第一个测量出地球周长的人,他是古希腊的数学家、地理学家、历史学家、天文学家。除了测量出地球的周长,他还有很多贡献如:埃拉托斯特尼筛法,寻找质数的方法,日地间距测量等等。

细心、思考、等待

细心又善于思考的埃拉托斯特尼无意间发现了一口奇怪的枯井,当太阳照射的时候,井底竟然没有影子。而这个现象只能有一种解释,就是此时这口井正好在太阳中心与地球中心的连线上。于是他想到了测量地球周长的办法,但此后他再怎么观察,都无法再见到枯井没有影子的现象了,他只好等待等待再等待……

先来说说为啥需要等很久,我们知道太阳光垂直照射地面的区域称为太阳直射点,而直射点是不断移动的。春分时直射点在赤道上,夏至时在北回归线上,秋分时在赤道上,冬至时在南回归线上,周而复始,一年一个循环周期。造成这种周期性现象的原因是:相对于地球的公转平面,地轴总是与之存在一个倾斜的角度。

南北回归线区域以外没有太阳直射点,南北回归线上一年只有一次太阳直射的机会,而南北回归线以内的区域一年均可以有两次太阳直射地面的机会。埃拉托斯特尼的观测点就在现在埃及的阿斯旺,北纬23.58度。而北回归线正好是23.26度,所以埃拉托斯特尼一年只有一次观测太阳直射地面的机会。

简单的测量过程

一年以后,同样的现象终于发生了,埃拉托斯特尼立即开始着手进行测量。首先他在距井.5公里处的亚历山大城垂直地面立一根木杆,然后对木杆影子的长度进行测量,至此所有的测量工作就都完成了。

简单的几何计算

通过影子的长度和木杆的长度可以计算出光线与木杆的夹角为7.2°。而这个夹角又等于.5公里的地面所对应的地心夹角。所以°除以7.2°再乘以.5公里就得出了地球的周长,最终得到的周长约为公里。是不是感觉很简单呢?但办成的事情可不小。

总结

我们现在通过卫星可以很精确测量出地球的周长是公里。这与年前埃拉托斯特尼测得的数值误差不到10%。所以真的不得不佩服古希腊人的智慧啊,那么如果是你,你能测出来吗?

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