数学是知识的工具,亦是其它知识工具的泉源。所有研究顺序和度量的科学均和数学有关。——笛卡尔
我们今天就介绍几种生活中(尤其是影视剧中)经常遇到的测量距离的方法,介绍其中的数学方法.
一、跳眼法测距离
图片来自网络方法介绍:
第一步:直立身体,水平举起右臂,大拇指竖直向上;
第二步:闭上左眼,用大拇指瞄准被测物体,使得右眼,大拇指,被测物体在同一条直线上;
第三步:闭上右眼,睁开左眼。看到被测物出现与拇指间有一段横向距离,估计这段横向距离;
第四步:将这段横向距离乘以10,得到的就是被测物与我们所处位置的距离。
测量原理:
测量示意图其中,a为瞳孔间的距离(通常在60mm-73mm之间,在这里取60mm),b为大拇指与右瞳孔间的距离(取600mm);
C为跳眼法观察的横线移动距离(估计值),d为物体与大拇指的距离(由于d远大于b,粗略计算忽略b值).
根据相似三角形的性质,可得:
b/a=d/c,按上面取值得:d=10c.
当然此种方法是比较粗略的计算,在以前没有GPS等的时代还是比较有用处的。
另外:人与人间的瞳孔间的距离是有区别的,手臂的长度也是有区别的,所以不是每个人用这个方法都要采用10倍的关系,这是因人而异的。
二、测量地球周长
在古时候,对于地球的形状,有着各种各样不同的说法。很多人都相信天是圆的,但地是方形的,至今仍有“天圆地方”之说。那时候,要是有人说大地是球形的,恐怕会受到普遍的嘲笑,更严重的是,还有可能被视为扰乱人心而被处以极刑。
然而,古希腊数学家爱拉斯托塞不仅认为大地是圆的,而且还以惊人的勇气,提出了“地球是可以测量的”。这是一个别人想也不敢想的问题。
球的大圆是球上周长最大的圆。显然,只要能测量出地球大圆的周长,就可以知道地球有多大了。这在科学技术发达的今天是一件不难的事,而在测量工具极为简单的古代,却是非常困难的事情。但是聪明的爱拉斯托塞想出了一个很好的办法,他也就成了世界上第一个测量出地球大周长的人。
在亚历山大城的正南方有一座名叫赛尼的城市,城中有一个在北回归线以北,南回归线以南的地方,都有阳光直射的可能,也就是说,在南回归线以北,北回归线以南的某些地方,有阳光直射的可能。
每年夏至那天的正午,阳光能够直接射进赛尼城水井的底部。也就是说,在那一时刻,太阳正好悬挂在塞尼城的正上方,阳光能够直指地心。同一时刻,在爱拉斯托塞所在的亚历山大城,阳光却不能直射到水井的底部。爱拉斯托塞在地上竖起一根木棍测量当地天顶方向与阳光方向之间的夹角,发现这个夹角是7.2°。
由于太阳离地球非常遥远,把射到地球上的阳光看作是互相平行的。
由此可得出∠1=∠2。亚历山大城到赛尼城的长度也就等于地球周长的五十分之一,只要知道亚历山大城与赛尼城的实际长度,就可以算出地球的周长了。
经计算,他得出地球的周长约39250千米,这是一个相当精确的结果.
网友评论