理论教育 测算《神秘岛》纬度,经度判断方法详解!

测算《神秘岛》纬度,经度判断方法详解!

时间:2023-11-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:在《神秘岛》中,有一段描述是关于如何判断岛的纬度的,这对我们有很大的帮助,所以我把它抄了下来。“当然,今天晚上天气很晴朗,我现在先测出南十字座的高度,然后将南极距离地平线的高度测量出来,最后就能确定这个岛的纬度。明天中午,倘若天气仍然晴朗,我就可以确定这个岛的经度。”第一天晚上将南极距离地平线的高度测量出来,在第二天白天,当太阳经过子午线的时候,他就能判断出该岛所处的地理位置,即纬度和经度。

测算《神秘岛》纬度,经度判断方法详解!

在《神秘岛》中,有一段描述是关于如何判断岛的纬度的,这对我们有很大的帮助,所以我把它抄了下来。通过这段描写,我们能够得知,在没有仪器测量角度的时候,这些新的鲁滨孙是怎样解决此类问题的。

已经是晚上8点钟了,月亮还没有升起来,但地平线已经披上一件银白色的纱衣。天空之上,南半球的一些星座闪烁着点点星光,南十字座就是其中一个,斯密特工程师盯着这个星座,已经观察了好一会儿。

他思索片刻,问:“赫伯特,今天是不是4月15日?”

“没错,先生。”赫伯特回应道。

“一年之中,有4天的实际时间和平均时间相等,假如我没有弄错的话,明天就是,也就是说,明天太阳经过子午线的时候,我们的钟表正好指在正午的位置。如果明天天气晴朗,我可以大致确定这个岛的经度。”

“没有仪器也可以?”

“当然,今天晚上天气很晴朗,我现在先测出南十字座的高度,然后将南极距离地平线的高度测量出来,最后就能确定这个岛的纬度。明天中午,倘若天气仍然晴朗,我就可以确定这个岛的经度。”

假如该工程师带着一个六分仪(利用光线的反射原理,这个仪器可以精确地测出物体的角距),便能轻而易举地完成这个测量任务。第一天晚上将南极距离地平线的高度测量出来,在第二天白天,当太阳经过子午线的时候,他就能判断出该岛所处的地理位置,即纬度和经度。但他并没有六分仪,只能另外想办法。

工程师走进山洞,在明亮的火光下,用小锯锯下两根方形木棒,并将它们的一端钉到一起,做了一个两只脚可以开合的圆规。工程师在木柴中找到一些金合欢的刺,把它们变成圆规上的铰链

做好圆规以后,工程师回到岸边,准备测量南极距离地平线的高度,即在海面上的高度。为了方便观察,他跑到眺望岗上。别忘了,计算的时候要将这个眺望岗距离海面的高度考虑在内。(www.daowen.com)

在初升月亮的照耀下,地平线看起来格外清晰,测量进行得非常顺利。天空中,南十字座是反着“悬挂”的,与星座上的其他星星相比,它底部的α星与南极离得更近。

其实,这个星座与南极的距离比北极星距离北极远一些。α星距离南极27°,工程师对此十分清楚。因此,他打算将这个值也放进计算里,如此一来,只要这颗α星经过子午线,测量的工作量就会大大减少。

工程师斯密特将他刚做好的圆规的一只脚朝向水平方向,另一只脚则指向南十字座的α星,所测得的角度就是α星距离地平线的高度。为了让这个角度固定不变,工程师将一条木棒横贯在圆规的两只脚上,并用几个金合欢的刺将圆规的两只脚牢牢固定,使圆规的形状可以保持不变。

接下来,需要求所得角的度数,并换算出高出海平面的度数。由于地平线比他的位置低,所以还需测量眺望岗的高度。这个角的数值是南十字α星的高度,也就是南极距离地平线的高度,即该岛的纬度。这是因为,地球上的任何一个位置,它的纬度与天球的北极或南极距离这个地方的地平线的高度一样,工程师决定第二天测量这个数值。

那么,应该怎样测量眺望岗的高度呢?这个问题我们在本书的第一章介绍过,就不再多说了。所以,我们略过小说里的这一段,来看看工程师后面的操作。

工程师又拿出前一天晚上做成的圆规,他已经利用它得出南十字座的α星与地平线之间的角距。他开始测量这个角的度数。只见他将一个圆分成360份,然后用它来测量角度,测得的角度为10°,于是,南极距离地平线的高度就算出来了,即将测量出的10°加上α星与南极的角距27°,再加上刚才测量时站立的眺望岗的高度,就可以得出海平面上的高度为37°。如果将测量不准确所导致的误差考虑在内,我们可以说,这个岛位于南纬30°~40°。

现在,纬度已经测量出来,还有经度要测量。工程师打算在太阳经过岛上的子午线时,将小岛的经度也测量出来。

需要指出的是,工程师不是在海平面上,而是在眺望岗上进行测量的,因此,从观察者的眼睛到地平线的直线,跟垂直于地球半径的直线并没有完全吻合,它们之间有小到几乎可以忽略不计的角度。所以,小说中的工程师斯密特,确切地说,应该是作者儒勒·凡尔纳,压根儿不用考虑这个问题,否则问题将会变得更加复杂。

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