你能測出地球的周長嗎?看看古希臘人是怎麼做的,簡單方法辦大事

2021-01-12 超哥的科學世界

前言

當人們發現船從遠處駛來總是桅杆先露出海平面的時候,當人們看到遮擋住月亮的影子總是圓弧形狀的時候,人類就開始意識到,腳下的大地可能是圓形的。那麼問題也隨之而來,如果大地是個球體,地球的周長是多長呢?誰是第一個測出地球周長的人呢?

埃拉託斯特尼(公元前276 - 公元前194)

埃拉託斯特尼是第一個測量出地球周長的人,他是古希臘的數學家、地理學家、歷史學家、天文學家。除了測量出地球的周長,他還有很多貢獻如:埃拉託斯特尼篩法,尋找質數的方法,日地間距測量等等。

細心、思考、等待

細心又善於思考的埃拉託斯特尼無意間發現了一口奇怪的枯井,當太陽照射的時候,井底竟然沒有影子。而這個現象只能有一種解釋,就是此時這口井正好在太陽中心與地球中心的連線上。於是他想到了測量地球周長的辦法,但此後他再怎麼觀察,都無法再見到枯井沒有影子的現象了,他只好等待等待再等待……

先來說說為啥需要等很久,我們知道太陽光垂直照射地面的區域稱為太陽直射點,而直射點是不斷移動的。春分時直射點在赤道上,夏至時在北回歸線上,秋分時在赤道上,冬至時在南回歸線上,周而復始,一年一個循環周期。造成這種周期性現象的原因是:相對於地球的公轉平面,地軸總是與之存在一個傾斜的角度。

南北回歸線區域以外沒有太陽直射點,南北回歸線上一年只有一次太陽直射的機會,而南北回歸線以內的區域一年均可以有兩次太陽直射地面的機會。埃拉託斯特尼的觀測點就在現在埃及的亞斯文,北緯23.58度。而北回歸線正好是23.26度,所以埃拉託斯特尼一年只有一次觀測太陽直射地面的機會。

簡單的測量過程

一年以後,同樣的現象終於發生了,埃拉託斯特尼立即開始著手進行測量。首先他在距井787.5公裡處的亞歷山大城垂直地面立一根木桿,然後對木桿影子的長度進行測量,至此所有的測量工作就都完成了。

簡單的幾何計算

通過影子的長度和木桿的長度可以計算出光線與木桿的夾角為7.2°。而這個夾角又等於787.5公裡的地面所對應的地心夾角。所以360°除以7.2°再乘以787.5公裡就得出了地球的周長,最終得到的周長約為40000公裡。是不是感覺很簡單呢?但辦成的事情可不小。

總結

我們現在通過衛星可以很精確測量出地球的周長是40076公裡。這與2000年前埃拉託斯特尼測得的數值誤差不到10%。所以真的不得不佩服古希臘人的智慧啊,那麼如果是你,你能測出來嗎?

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    2000多年前,一位希臘天才測出地球周長地球的半徑測量可不是那麼容易的,也並非一朝一夕測量出來的,在20世紀中期,人類向太空發射了衛星,衛星在經過常年的跟蹤後,才精準測量出了地球的周長為40030公裡,另外還有其他各種數據,但今天要說的其實發生在2000多年前,一個古希臘人計算地球周長的方法,值得一提的是,他僅僅用了一根棍子,通過他神奇的大腦,就輕鬆計算出了地球的周長,而且得出的結果和如今的衛星測出來的結果幾乎一模一樣
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    在古籍《萊因德紙草書》中就記載了各種平面圖形、立體面積和體積的計算方法。隨著歷史的發展,古希臘人整理了歷年來積累的知識和經驗,逐漸將知識抽象化,建立了幾何的基本理論和定理。後來,古希臘人開始思考如何測量地球乃至宇宙的形狀和數據。
  • 2000多年前,他就測出了地球的周長!
    人類最早知道地球的大小是在什麼時候?500年前,1000年前?是大航海時代,還是日心說理論創立後?比那個還要早!2000多年前,一位古希臘地理學家就測量出地球的周長,且精確程度令人驚嘆,比中國的僧一行早了近一千年。他的名字叫埃拉託斯特尼。
  • 為什麼埃拉託色尼能計算出地球周長?
    2000多年前,古希臘的埃拉託色尼(約公元前275一前194年)用簡單的測量工具計算出了地球的周長。根據地球是圓球和陽光直線傳播這兩個前提,從假想的地心向塞恩城和亞歷山大城引兩條直線所形成的夾角,再根據兩地之間的距離,便能計算出地球的圓周長。埃拉託色尼按照相似三角形的關係,測出夾角約為7°,是地球圓周角(360°)的1/50,由此推算出地球周長約為4萬千米,這一結果與實際地球周長(40076千米)相差無幾。他還算出太陽與地球間的距離為1.47億千米,結果和實際距離1.49億千米也驚人地相近。
  • 超牛的古希臘科學!2200年前就算出地球周長,與實際只差零頭
    那麼,古希臘人究竟有多厲害呢?有哪些令人無法想像的成就呢?雖然日心說要到16世紀才由尼古拉·哥白尼提出,但第一個認識到太陽是宇宙中心的,是公元前310到公元前230年,生活在古希臘薩摩斯島的阿里斯塔古斯(Aristarchus),他認為太陽是宇宙中央的「烈火」,並將當時已知的行星,按照正確的距離排列在了太陽周圍,他還認為太陽比地球和月球大得多。
  • 如果哥倫布會測量地球周長
    (詳情請見往期文章《如何證明地球是圓的》)公元前6世紀,古希臘數學家畢達哥拉斯提出大地是球體這一概念;公元前4世紀,亞里斯多德用科學的方法證明了大地是球形;1519~1522年,葡萄牙人麥哲倫的船隊完成了人類歷史上第一次環球航行。
  • 二千多年前,古埃及科學家靠步行就測出了地球周長
    我們今天都知道,地球是圓的,地球繞著太陽轉,可這並非一個容易得出的結論,試想一個沒有任何基礎教育,沒有任何觀測設備的人,如何能夠知道地球是圓的?早在2500多年前,畢達哥拉斯因為相信球體是最完美的形狀,因而提出地圓說。之後,亞里斯多德通過肉眼觀察月食表面地球的陰影,得出地球是圓形的這個結論結論。
  • 《周長的認識》教學設計
    教學目標:1.結合具體事物或圖形,通過觀察、比較等活動感知周長,能正確指出物體表面或簡單圖形的一周。2.在指一指、描一描、算一算等活動中理解周長的概念,了解測量周長的方法,滲透化曲為直的思想,培養學生的空間概念。
  • 他用一根棍子測量地球周長
    地球,是人類賴以生存的星球,對於它的形狀外貌,周長直徑,人們從來沒有停止過對這個「家」的探索。到了20世紀中,人類開始向太空發射衛星,幫助人們更為準確全面地去測量地球參數。這其中,在2000多年前有希臘一位數學家測量出來的地球周長居然與衛星高科技測量結果有著令人驚嘆的精確度。
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    媽咪說:知識就是力量我們小的時候都想過這樣一個問題,就是地球究竟有多大呢?當然我們現在隨便上網一查就很容易知道答案了,不過對於遙遠的古人來說,這個問題可不那麼簡單。但是聰明的古希臘人早在公元前就已經知道大概的答案了,這就是咱們今天要說的,最美物理實驗第七名——埃拉託斯特尼的測量地球周長實驗。埃拉託斯特尼咱們在素數的專輯中曾經介紹過,他發明了一種尋找素數的方法叫做篩法,並且現在人們尋找素數所使用的方法就是通過埃拉託斯特尼的篩法改良而來的,但是這位的貢獻遠遠不止於此,他還是有據可考的最早丈量地球的人。而且,各位,這位可是名副其實的掃地僧。聽媽咪叔慢慢道來。
  • 2200年前是如何精確測定地球周長的
    三個已知條件談到地球大小,不得不提到「地理學之父」埃拉託色尼。埃氏出生於公元前276年的北非(今利比亞),青年時代曾在柏拉圖學園學習,深受託勒密王朝青睞,長期擔任亞歷山大圖書館館長。他有很多成就,其中最被人熟悉的是,他第一個精確測定了地球周長。2200多年前,他是如何測定地球周長的?
  • 誰是第一個測量地球周長的人?
    公元前300年,古希臘一個叫埃拉託色尼的哲學家,用他最原始的測算方法,得出了地球的周長38400公裡,他成了第一個測算地球周長的人。
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  • 「知道SET」第一個測量地球周長的人
    本集主題:第一個測量地球周長的人如果有人跟你說中世紀(約公元476年—公元1453年)的聰明人都以為地球是平的,你可千萬不要相信,2000年前的人們就知道事實並非如此。直至公元前三世紀,以亞里斯多德為代表的學者們才逐漸提出了地球是球體的觀點,這是對舊觀念的一次挑戰,顯然會帶來廣泛的影響,其中一大影響就是激發了學者們對於測量地球周長的興趣,而埃拉託色尼則是其中的代表之一。第一個測量地球周長的人:埃拉託色尼埃拉託色尼是最早的博學家之一。
  • 2200年前如何測定地球周長
    他有很多成就,其中最被人熟悉的是,他第一個精確測定了地球周長。2200多年前,他是如何測定地球周長的?當我們問出這個問題時,其實就預設了三個條件:地球是球體、球體有周長、周長可計算。現代的我們覺得理所當然,然而回到當時,這三個條件已知嗎?
  • 在那個科技不發達的年代,他測出了地球的圓周
    測量地球圓周,是古希臘地理學家埃拉託色尼(Eratosthenes,公元前275一前193)將天文學與測地學結合起來,第一個提出設想在夏至日那天,分別在兩地同時觀察太陽的位置,並根據地物陰影的長度之差異,加以研究分析,從而總結出計算地球圓周的科學方法。
  • 誰最早測量了地球的周長
    我們都知道地球是一個橢圓形的不規則的扁平球體,地球的赤道周長是4萬千米左右。 那麼,究竟什麼時候,人類測量出了地球的大小,是在第一次工業革命?大航海時代?日心說時代?
  • 你知道怎樣測量地球的半徑麼?
    我們知道,地球的形狀近似一個球形,那麼怎樣測出它的半徑呢?
  • 影響世界的重要實驗:地球周長的測量
    在古代,沒有像現代條件那麼好的情況下如何測量出地球的周長呢。然而有個人他做到了,他就是古希臘的博學家埃拉託色尼。公元3世紀左右,他在一家圖書館工作,正因為他的工作之便,他學到了很多地理及數學知識,為他測量地球周長奠定了基礎。