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华盛顿地理经度7.3度,趣味几何学解析

时间:2023-11-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:通过观测结果,工程师知道,华盛顿子午线和小岛子午线的时差有5个小时,也就是说,在岛上正午时,华盛顿已经是傍晚五点钟了。格林尼治子午线是公认的本初子午线,华盛顿就在它以西77°3′11″,由此可得,小岛大致位于西经152°的位置。其实还有很多独特的方法可以测定地理经度。

华盛顿地理经度7.3度,趣味几何学解析

哈伯特对此非常好奇:“工程师,您没有仪器,怎么能知道太阳是什么时候通过小岛子午线呢?”

工程师有自己的办法,他早就为这次测定做好了准备。他在海边的沙滩上选好了一块比较干净的空地,找到一根六英尺的木杆,把它竖直插进土里。

这时,哈伯特才恍然大悟,知道工程师要怎样确定太阳通过岛上子午线的时刻,也可以说确定当地的正午时间,工程师是想通过观测太阳照射在木杆投射到沙滩上的阴影来确定正午时间的,这个方法虽然算不上精确,但在没有仪器的情况下,这个方法已经基本可以满足观测者的要求了。

木杆的阴影变得最短时就是正午了,为了观测到阴影不再缩短的时刻,所以观测要非常仔细。这时的木杆阴影起着时针在钟面上的作用。

工程师开始观测时间了,他跪到沙地上,在地上插入一些个小木橛,这样就能给木杆投射的阴影一点点变短做好记号。

工程师的助手拿着一只表,准备记录下木杆阴影最短的时刻,因为工程师进行观测的这天是四月十六日,这天是一年中的实际正午和平均正午重合的四天中的一天,所以,助手用表记录下的正午时刻,会根据华盛顿(他们旅行的出发点)子午线时间进行调整,这样就可以使它们保持一致了。

太阳一点点移动,木杆的阴影越来越短,工程师仔细观察着,当他发现阴影开始变长时马上问:“现在是什么时间?”

助手看着表回答:“五点零一分”。

这时,观测就结束了,剩下的工作就是一些简单的计算了。(www.xing528.com)

通过观测结果,工程师知道,华盛顿子午线和小岛子午线的时差有5个小时,也就是说,在岛上正午时,华盛顿已经是傍晚五点钟了。太阳环绕地球的昼夜行程中,每4分钟走1°,一小时走15°,用15°乘以5(时差),为75°。

格林尼治子午线是公认的本初子午线,华盛顿就在它以西77°3′11″,由此可得,小岛大致位于西经152°的位置。

由于观测不够精确,所以只能取一个大致范围,所以这个岛的位置在南纬35°至40°纬度线和西经150°至155°经度线之间。

其实还有很多独特的方法可以测定地理经度。儒勃·凡尔纳作品中的主人公所采用的方法就是“时序测量法”,但这只是其中一个方法而已,还有很多比这种方法更精确的测定纬度的方法(我们介绍的这种方法,在航海中并不适用)。

【注释】

[1]我们钟表的时间和太阳时并非完全一致的:实际太阳时和钟表时间之间,是有差异的,一年中约有4月16日、6月14日、9月1日和12月24日这四天两者是完全相同的。(参见别莱利曼的《趣味天文学》)

[2]由于工程师并非在海平面上测量,而是在高高的山冈上,所以从观测者的眼睛到地平线的直线,不会和与地球半径垂直的直线重合,而是和它形成一个角度。这个角度非常小,小到可以忽略不计(高度为100米时,这个角度为三分之一度),所以说,儒勒·凡尔纳作品中的人物史密斯工程师认为完全可以把这一个角度忽略掉。

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