為啥海上先看到船的桅桿-為啥海上先看到船的桅桿呢
這是很多網(wǎng)友疑惑糾結(jié)的問(wèn)題,甚至有人覺(jué)得在地面上看,地球怎么是平的呢?即便地球是圓的,水也應(yīng)該是平的吧?因?yàn)闇y(cè)量物體的所謂“水平”就要求是平的呀?
其實(shí)地球是圓的,不但陸地是圓的,水也是圓的,這都是引力作用的結(jié)果。因?yàn)樾乔蛸|(zhì)量大到一定程度,引力就足以克服物體的剛體力,而達(dá)到流體靜力平衡。何謂流體靜力平衡,通俗地說(shuō),就是讓物體成為一個(gè)圓球狀。

地球是圓的早就已經(jīng)是一個(gè)常識(shí)了,看似無(wú)可爭(zhēng)議。但就有那么一些人硬要說(shuō)地球是平的,某個(gè)國(guó)家一群人還成立了一個(gè)組織,要證明他們這個(gè)“真理”。為此他們到處募捐,想制造一艘火箭飛到天上,一定要自己上去看一看。他們就是不相信現(xiàn)代科學(xué)早已經(jīng)證明的事情,認(rèn)為全世界科學(xué)家都是騙人的。
不過(guò)他們募了十幾年,也沒(méi)有募到一張繞地球一圈的飛機(jī)票錢。因?yàn)閹缀跛腥硕紝?duì)這種人報(bào)以奇怪的目光,就像看到一群怪物。
但這個(gè)世界就是這么奇怪,有許多早已經(jīng)被科學(xué)證實(shí)的東西,就是有人不相信,而且憑著拍腦袋異想天開(kāi),以為科學(xué)家們也和他們一樣的腦袋,怎么可能弄出那些出人意料的高科技呢?
不信,我們?cè)诟鞣N科普的評(píng)論區(qū)就可窺得一斑,而且這種人不在少數(shù)。這些人雖然已經(jīng)相信了地球是圓的,但認(rèn)知只是與不相信地球圓的那撥人五十步笑百步而已,他們常常糾纏著一些早就成為共識(shí)的科學(xué)常識(shí),喋喋不休地杠精著,且肆意貶損。
現(xiàn)在言歸正傳,說(shuō)說(shuō)要多遠(yuǎn)就知道地球是圓的,到多遠(yuǎn)能看到整個(gè)地球。
如果我說(shuō),無(wú)須到多遠(yuǎn),站在地球上就能知道地球是圓的,你信嗎?
我們?nèi)魏我粋€(gè)人都無(wú)需離開(kāi)地球,就能夠感覺(jué)到地球是圓的。你站在一個(gè)平原上,前方的曠野或草原一覽無(wú)遺,但你能看多遠(yuǎn)呢?如果地球是平的,理論上你就可以看到世界盡頭,當(dāng)然前提是這個(gè)世界有盡頭。
即便遠(yuǎn)方的物體看不清,但用大型望遠(yuǎn)鏡是能夠看到的。有誰(shuí)看到過(guò)嗎?沒(méi)有。
這是因?yàn)榈厍蚴且粋€(gè)球,我們腳下的大地并不是平的,而是一個(gè)弧形,遠(yuǎn)方的大地就彎曲下去了,落到我們視線下面去了,所以我們看到的只有地平線。
何謂地平線?就是在一個(gè)圓球上,在一定高度你能夠看到的一個(gè)曲面范圍。地球半徑約6371km(千米或公里),因此,我們假定地球是一個(gè)完美圓球(事實(shí)上并不是,赤道半徑比兩極半徑略大),地球的曲率就約為1/6370。
這就是地球這個(gè)球的彎曲程度,這一點(diǎn)尤其對(duì)航空很重要,飛機(jī)在沿著地面作平行飛行時(shí),必須考慮曲率變化,尤其低空飛行,不考慮曲率就會(huì)撞到地面上。
只要爬過(guò)高山或坐過(guò)飛機(jī)的人,都有這種經(jīng)驗(yàn),就是到了越高的地方看得越遠(yuǎn)。在海上行船,到了公海遠(yuǎn)離海岸,海面波濤一望無(wú)際,我們四周查看,自己就像在一個(gè)大圓盤中心,目力所及海天一色,在天際與海際相接的地方,就是海平線,是我們站在那個(gè)高度能夠看到地球曲率最遠(yuǎn)處。
在海中,看到遠(yuǎn)方有船向我們駛來(lái),總會(huì)先看到桅桿或煙囪冒出的煙,漸漸才能夠看到船身。這就是由于地球是圓的,水面也是圓的,遠(yuǎn)方的船是從人們視力的海平線下慢慢升起的。
這就是無(wú)需離開(kāi)地球表面,也能知道地球是圓的之道理。但如果要更直觀地看到地球的圓弧狀,看到我們世界是一個(gè)美麗的藍(lán)色星球,就要到更高的地方。
一個(gè)完美球形,能看多遠(yuǎn)是與觀察高度成正比的。那么在地球上,多高能看多遠(yuǎn)呢?根據(jù)上圖原理結(jié)合幾何知識(shí),我們可以輕易得出這樣一個(gè)公式:
d^2=(R+h)^2-h^2
這里的d表示可以看到的距離;r為地球半徑,取值6371km;h為觀測(cè)者的高度。根據(jù)這個(gè)公式,我們可以輕易計(jì)算出在不同高度看到的地球曲面多遠(yuǎn)。如在一個(gè)1000米的山頭,可以看到約113km的范圍;如果我們乘飛機(jī)在萬(wàn)米高空,可以看到約341km的范圍。
在國(guó)際空間站,距離地表400km的高度,就能看到約2292km范圍。這只是人眼能夠看到的范圍,人眼觀測(cè)與照相機(jī)不一樣,視角比鏡頭要寬廣,還能像錄像機(jī)一樣掃描四面八方。人眼有120度的視角,這樣人們?cè)?000km高空,就完全能夠看到整個(gè)地球了。
照相機(jī)就不一樣了,在1000公里高度,除了用多張照片拼接的辦法,是無(wú)法將整個(gè)地球收入一個(gè)取景框中的,要到12000公里高空才能拍到地球全貌。當(dāng)然,不管是人類直接觀察還是照相機(jī)照片,所謂“全貌”都只是地球面向觀測(cè)者的一半,而且永遠(yuǎn)只是接近一半。
因?yàn)榈厍蚴菆A球狀,而正面看物體是有夾角的,要看到地球半球的50%,理論上要無(wú)限遠(yuǎn)。但人類永遠(yuǎn)也無(wú)法做到無(wú)限遠(yuǎn),因此拍攝到的地球半個(gè)球面只能無(wú)限接近整個(gè)球面的50%,永遠(yuǎn)也達(dá)不到真正的50%。
就如衛(wèi)星或宇宙飛船拍攝地球,在36000公里高空,可以拍攝到整個(gè)地球形狀,但看到的地球表面只有總面積約45%;在距離地球38.4萬(wàn)公里的月球上,拍攝的地球也只有總面積的49.5%。距離地球越遠(yuǎn),看到的圓面就越接近總面積的50%。
好啦,這就是多遠(yuǎn)能夠看見(jiàn)地球是圓的答案,你怎么看?歡迎討論,感謝閱讀。
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