從窗戶看宇宙︱用3分鐘解讀3視差法

2021-01-15 從窗戶看宇宙

前段時間,小編參加了中國科學院物理研究所主辦的「科學三分鐘」科普微視頻大賽,並在親友們的支持與鼓勵下順利通過了初賽與複賽,獲得了參加決賽的資格~

對於一個已經寫過n篇科普文章的小編來說(想要知道n具體是幾的朋友只要去數數小編一共發過多少篇文章就可以啦),「科學」兩個字並沒有太大難度,難就難在「三分鐘」這幾個字上。如何用三分鐘的演講時間引入主題,吊起聽眾的胃口,闡述科學現象,分析背後的原理,最後總結演講內容成為了小編的「一大煩惱」。最後,經過考慮,小編選擇了一個大家都比較感興趣,背後原理又較為簡單的話題,那就是

三角視差法

在我們的日常生活中,如果我們要測量兩個物體之間的距離,直尺、米尺和皮尺都是非常實用的工具。但是如果我們想要簡單而精準地測量兩個物體間的距離,這些工具可能就有點小兒科了,於是三角視差法登場了。


現在,請將你的左手食指放在眼前,閉上左眼,然後再睜開左眼閉上右眼,是不是發現手指的位置相對於遠方的物體發生了變化?這種變化實際上是由於我們觀測者所在位置的改變而引起的,所以我們稱它為「視差」。

這只是一張示意圖哦,請不要模仿圖片中的手勢

我們知道地球在不停地繞太陽公轉,而我們這些觀測者又站在地球上,所以可以認為我們相對於遠方的星體發生了位置上的變化,因此在我們看來每年的不同時刻離我們較近的那些星體就會存在視差。由於這種視差是由於地球的公轉現象引起的,所以我們把TA稱作「周年視差」。

噹噹噹噹!我們的三角視差法要登場啦!

假設我們在某一年一月的時候記錄下一顆星星的坐標,過了半年後我們再去觀測它,記錄坐標,我們便會發現這兩個坐標之間會存在一個角度差,而這個角度差的一半就被我們稱為Parallax,也就是視差角的意思。相比於待測恆星與太陽之間的距離,地球與太陽之間的距離可以說是極其微小的,因此我們可以將恆星-太陽-地球看做一個直角三角形。在這個三角形中,太陽-地球的長度和視差角都是我們已經知道的,所以利用銳角三角比就能推算出地球-恆星的長度,也就是我們和恆星之間的距離啦。

具體公式如下↓

d=sinp×1AU

有興趣的朋友可以稍作了解,沒有興趣的可以看看小編的隨筆哦。

13:30,距離比賽正式開始還有半小時。

隨著評委和觀眾的入場,小編的心率不斷加快。然而,令小編感到擔心的,不是正在聊天的觀眾,也不是正在竊竊私語的評委,而是微信中親友、老師、同學發來的一條一條祝福。

萬一在臺上突然說錯了一句話,萬一在答辯過程中失誤,萬一超過預定時間......

沒關係,就當這是一場遊戲吧。

14:00,比賽正式開始。

觀眾的熱烈掌聲使小編感到異常心慌,華麗的開場儀式更加劇了比賽的緊張感。伴隨著心跳聲,「科學三分鐘」科普微視頻大賽正式開始。

14:30,第二組上場。

小編抽到的比賽編號是6號,也就是說小編是第二組裡第一個上場的。短暫的中場休息結束後,主持人宣布了第二組比賽的開始。上臺前,小編不經意地哼了一段Ed Sheeran的<I see fire>,頓時感覺輕鬆了不少(放心這不是給黃老闆打廣告)。

14:35~14:45,演講&答辯

第一次站在這麼專業的舞臺,第一次成為燈光的焦點。不知為何,小編自己很快就完全融入了自己的演講,所有的臺詞都有感而發,甚至還在關鍵時刻重新造句。三分鐘後,隨著簡短的PPT被翻到了最後一頁,小編才回到了現實。答辯環節中,似乎沒有一位評委有任何疑問,小編再次進入了一種緊張的狀態,好在最後曹老師和吳老師接過話筒,給我提了一些建議。伴隨著雷鳴般的掌聲,我深深地鞠了一躬,三步並兩步地跑到臺下,衝進父親的懷抱......

小編最終奪得了全國第四名的好成績,獲得了二等獎的榮譽~

回家的高鐵上,回憶今天的經過,突然意識到,或許上臺演講、答辯的經歷才是這一天中最大的收穫,相比之下,獎品只是這個收穫華麗的包裝罷了。

祝所有的老師教師節快樂~

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