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地球周长与经纬度

(2009-03-30 07:12:56)
标签:

杂谈

分类: 缠论自相似和数学分析

经度和纬度都是一种角度。
    经度是个两面角,是两个经线平面的夹角。经1884年国际会议协商,决定以通过英国伦敦近郊、泰晤士河南岸的格林尼治皇家天文台(旧址)的一台主要子午仪十字丝的那条经线为起始经线,称为本初子午线。
    纬度是个线面角。起点面是赤道平面,线是本地的地面法线。所谓法线,即垂直于参考扁球体表面的线。某地的纬度就是该地的法线与赤道平面之间的夹角。纬度在本地经线上度量,由赤道向南、北度量,向北量值称为北纬度,向南量值称为南纬度。由此可见,一地的纬度是该地对于赤道的方向和角距离。赤道是0°纬线,北纬度的最大值为90°,即北极点;南纬度的最大值为90°,即南极点。

 

第一个算出地球周长的埃拉托色尼

 

如图所示:

 

http://hiphotos.baidu.com/dilizhang/pic/item/b3a966f0a8347bd87831aa61.jpg
  2000多年前,有人用简单的测量工具计算出地球的周长。这个人就是古希腊的埃拉托色尼(约公元前275—前194)。

  埃拉托色尼博学多才,他不仅通晓天文,而且熟知地理;又是诗人、历史学家、语言学家、哲学家,曾担任过亚历山大博物馆的馆长。

  细心的埃拉托色尼发现:离亚历山大城约800公里的塞恩城(今埃及阿斯旺附近),夏日正午的阳光可以一直照到井底,因而这时候所有地面上的直立物都应该没有影子。但是,亚历山大城地面上的直立物却有一段很短的影子。他认为:直立物的影子是由亚历山大城的阳光与直立物形成的夹角所造成。从地球是圆球和阳光直线传播这两个前提出发,从假想的地心向塞恩城和亚历山大城引两条直线,其中的夹角应等于亚历山大城的阳光与直立物形成的夹角。按照相似三角形的比例关系,已知两地之间的距离,便能测出地球的圆周长。埃拉托色尼测出夹角约为7度,是地球圆周角(360度)的五十分之一,由此推算地球的周长大约为4万公里,这与实际地球周长(40076公里)相差无几。他还算出太阳与地球间距离为1.47亿公里,和实际距离1.49亿公里也惊人地相近。这充分反映了埃拉托色尼的学说和智慧。

  埃拉托色尼是首先使用“地理学”名称的人,从此代替传统的“地方志”,写成了三卷专著。书中描述了地球的形状、大小和海陆分布。埃拉托色尼还用经纬网绘制地图,最早把物理学的原理与数学方法相结合,创立了数理地理学。

太阳周日视运动是指太阳每天的东升西落运动,它是地球自转的结果。

我们一般说的太阳从东方升起,是一种很不精确的说法:准确地说,当太阳直射北半球的时候,太阳总是从东北升起,西北落下,当太阳直射南半球的时候,太阳东南升起,西南落下。

当太阳直射点在北纬多少度的时候,太阳从东偏北多少度升起。如下图所示:

 

http://hiphotos.baidu.com/dilizhang/pic/item/7328ddfdc9fe415ed7887d9b.jpg

二分日太阳从正东方向出来,同理从正西方向落下。

 

http://hiphotos.baidu.com/dilizhang/pic/item/790c0bcef42d0622b400c865.jpg

夏至日太阳从东北出,西北落

 

http://hiphotos.baidu.com/dilizhang/pic/item/9e3bbdcc9e265e0b03e92866.jpg

冬至日从东南出

 

原理:

地球赤道上环绕地球一周走一圈共40075.04公里,而@一圈分成360°,而每1°(度)有60,每一度一秒在赤道上的长度计算如下:

  40075.04km/360°=111.31955km

  111.31955km/60=1.8553258km=1855.3m

  而每一分又有60秒,每一秒就代表1855.3m/60=30.92m

  任意两点距离计算公式为

  d=111.12cos{1/[sinΦAsinΦB十cosΦAcosΦBcos(λB—λA)]}

  其中A点经度,纬度分别为λA和ΦA,B点的经度、纬度分别为λB和ΦB,d为距离。

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