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[转载]手表定向原理

(2013-03-06 21:22:56)
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分类: 教与学
原文地址:手表定向原理作者:ljx流星雨

手表定向原理

【指北法】
手表平放,以当地地方时的一半指向太阳,12时所在方位为北方。
[
原理]地方时0点为正北,太阳转一周 ,手表时针转2周,手表时间除以2,正是太阳所在方位。

【指南法】
手表平放,以时针指向太阳,则时针与12时的平分线指向南方。
[
原理]地方时12时为正南,凡不足12时或超过12时的时刻,时针距离12时的角度是实际太阳距离正午角度的2倍。

【举例】某日16时。
指北法:将8时指向太阳,12时所在为北方。
指南法:将16时指向太阳,14时所在方向为南方。 “钟表定向”的“科学原理”
傅科的实验使我们亲眼见到了地球的均匀自转。随着地球自转,在人们的视觉假象中,太阳就出现了东升西落的现象。地球自转一周,好像太阳绕地球旋转了360°。手表面上的时针的旋转也是匀速的,“太阳绕地球旋转”一周的过程中,经历了24小时,时针绕表心旋转了720°。“太阳绕地球旋转”15度,经历约1小时,时针绕表心旋转了30°。   这样,当我们视觉中太阳绕地球旋转角度θ时,表面上时针旋转的角度将是2θ,大致是同步的。  而我们又知道,在北回归线以北,地方时的12点就是太阳位于正南方的时刻。如果我们将手表上时数的一半——6时指向正南,手表上12点所指向的方向就是正北了,每隔一小时,太阳视位置转过约15度,表面上转过约半小时(15度)。因此,如果算出地方时的一半,将手表的相应刻度指向太阳,12时的方向就是正北方。                                                  

规律一:用地方时一半的手表刻度指向太阳,12时的方向就是正北方   了。如果用手表的时针指向太阳,正南方应该在什么地方呢?比如地方时9点时,离正午还有3个小时,太阳位置应该在正南偏东(3×15°)45°,如果用手表上的时针(9点)指向太阳,9点与12点的角平分线方向(10点半)就是正南,相反方向就是正北。                                    

  规律二:用时针指向太阳,时针与12时的角平分线指向正南。       

 也就是说依据的原理就是太阳视运动360度用24小时,而实际上太阳视运动平面与地平面并不重合,太阳视运动每小时转过的角度投影到平面上后也与15度不完全相同,因此这些方法都是大致判断,而非绝对正确的。当然,这种方法具有很多的局限性,并不是很科学的,在北半球的中纬,春秋分时,采用地方时,才可大致估计,如果这些条件都不注意,判断出来的方向将与实际情况相差很大。

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