地球周长是怎样测出来的?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/22 16:07:50
要计算地球的半径,就要测出地球的周长,可是,怎么测?

我们知道,地球的形状近似一个球形,那么怎样测出它的半径呢?据说公元前三世纪时希腊天文学家厄拉多塞内斯(Eratosthenes,公元前276—194)首次测出了地球的半径。

他发现夏至这一天,当太阳直射到赛伊城(今埃及阿斯旺城)的水井S时,在亚历山大城的一点A的天顶与太阳的夹角为7.2°(天顶就是铅垂线向上无限延长与天空“天球”相交的一点)。他认为这两地在同一条子午线上,从而这两地间的弧所对的圆心角SOA就是7.2°(如图1)。又知商队旅行时测得A、S间的距离约为5000古希腊里,他按照弧长与圆心角的关系,算出了地球的半径约为4000古希腊里。一般认为1古希腊里约为158.5米,那么他测得地球的半径约为6340公里。

其原理为:

设圆周长为C,半径为R,两地间的的弧长为L,对应的圆心角为n°。

因为360°的圆心角所对的弧长就是圆周长C=2πR,所以1°的圆心角所对弧长是,即。于是半径为的R的圆中,n°的圆心角所对的弧长L为:





当L=5000古希腊里,n=7.2时,

古希腊里)

化为公里数为:(公里)。

厄拉多塞内斯这种测地球的方法常称为弧度测量法。用这种方法测量时,只要测出两地间的弧长和圆心角,就可求出地球的半径了。

近代测量地球的半径,还用弧度测量的方法,只是在求相距很远的两地间的距离时,采用了布设三角网的方法。比如求M、N两地的距离时,可以像图2那样布设三角点,用经纬仪测量出△AMB,△ABC,△BCD,△CDE,△EDN的各个内角的度数,再量出M点附近的那条基线MA的长,最后即可算出MN的长度了。

通过这些三角形,怎样算出MN的长度呢?这里要用到三角形的一个很重要的定理——正弦定理。

即:在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等。就是说,在△ABC中,有。

在图2中,由于各三角形的内角已测出,AM的长也量出,由正弦定理即可分别算出:

∴MN=MB+BD+DN。