自然科普:離開地球多遠,才能知道地球是圓的,多遠可以看到完整的地球?
來源:時空通訊
發布時間:2021-09-22
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這是很多網友疑惑糾結的問題,甚至有人覺得在地麵上看,地球怎麽(me) 是平的呢?即便地球是圓的,水也應該是平的吧?因為(wei) 測量物體(ti) 的所謂“水平”就要求是平的呀?

首先再申明一下,地球是圓的

其實地球是圓的,不但陸地是圓的,水也是圓的,這都是引力作用的結果。因為(wei) 星球質量大到一定程度,引力就足以克服物體(ti) 的剛體(ti) 力,而達到流體(ti) 靜力平衡。何謂流體(ti) 靜力平衡,通俗地說,就是讓物體(ti) 成為(wei) 一個(ge) 圓球狀。

地球是圓的早就已經是一個(ge) 常識了,看似無可爭(zheng) 議。但就有那麽(me) 一些人硬要說地球是平的,某個(ge) 國家一群人還成立了一個(ge) 組織,要證明他們(men) 這個(ge) “真理”。為(wei) 此他們(men) 到處募捐,想製造一艘火箭飛到天上,一定要自己上去看一看。他們(men) 就是不相信現代科學早已經證明的事情,認為(wei) 全世界科學家都是騙人的。

不過他們(men) 募了十幾年,也沒有募到一張繞地球一圈的飛機票錢。因為(wei) 幾乎所有人都對這種人報以奇怪的目光,就像看到一群怪物。

但這個(ge) 世界就是這麽(me) 奇怪,有許多早已經被科學證實的東(dong) 西,就是有人不相信,而且憑著拍腦袋異想天開,以為(wei) 科學家們(men) 也和他們(men) 一樣的腦袋,怎麽(me) 可能弄出那些出人意料的高科技呢?

不信,我們(men) 在各種科普的評論區就可窺得一斑,而且這種人不在少數。這些人雖然已經相信了地球是圓的,但認知隻是與(yu) 不相信地球圓的那撥人五十步笑百步而已,他們(men) 常常糾纏著一些早就成為(wei) 共識的科學常識,喋喋不休地杠精著,且肆意貶損。

現在言歸正傳(chuan) ,說說要多遠就知道地球是圓的,到多遠能看到整個(ge) 地球。

地球是圓的證據充斥在我們(men) 的生活周圍

如果我說,無須到多遠,站在地球上就能知道地球是圓的,你信嗎?

我們(men) 任何一個(ge) 人都無需離開地球,就能夠感覺到地球是圓的。你站在一個(ge) 平原上,前方的曠野或草原一覽無遺,但你能看多遠呢?如果地球是平的,理論上你就可以看到世界盡頭,當然前提是這個(ge) 世界有盡頭。

即便遠方的物體(ti) 看不清,但用大型望遠鏡是能夠看到的。有誰看到過嗎?沒有。

這是因為(wei) 地球是一個(ge) 球,我們(men) 腳下的大地並不是平的,而是一個(ge) 弧形,遠方的大地就彎曲下去了,落到我們(men) 視線下麵去了,所以我們(men) 看到的隻有地平線。

何謂地平線?就是在一個(ge) 圓球上,在一定高度你能夠看到的一個(ge) 曲麵範圍。地球半徑約6371km(千米或公裏),因此,我們(men) 假定地球是一個(ge) 完美圓球(事實上並不是,赤道半徑比兩(liang) 極半徑略大),地球的曲率就約為(wei) 1/6370。

這就是地球這個(ge) 球的彎曲程度,這一點尤其對航空很重要,飛機在沿著地麵作平行飛行時,必須考慮曲率變化,尤其低空飛行,不考慮曲率就會(hui) 撞到地麵上。

正因為(wei) 地球是圓的,因此才有站得高看得遠之說

隻要爬過高山或坐過飛機的人,都有這種經驗,就是到了越高的地方看得越遠。在海上行船,到了公海遠離海岸,海麵波濤一望無際,我們(men) 四周查看,自己就像在一個(ge) 大圓盤中心,目力所及海天一色,在天際與(yu) 海際相接的地方,就是海平線,是我們(men) 站在那個(ge) 高度能夠看到地球曲率最遠處。

在海中,看到遠方有船向我們(men) 駛來,總會(hui) 先看到桅杆或煙囪冒出的煙,漸漸才能夠看到船身。這就是由於(yu) 地球是圓的,水麵也是圓的,遠方的船是從(cong) 人們(men) 視力的海平線下慢慢升起的。

這就是無需離開地球表麵,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(men) 世界是一個(ge) 美麗(li) 的藍色星球,就要到更高的地方。

海拔高度與(yu) 目視距離的關(guan) 係

一個(ge) 完美球形,能看多遠是與(yu) 觀察高度成正比的。那麽(me) 在地球上,多高能看多遠呢?根據上圖原理結合幾何星空体育官网入口网站,我們(men) 可以輕易得出這樣一個(ge) 公式:

d=√(2Rh+h^2)

這裏的d表示可以看到的距離;r為(wei) 地球半徑,取值6371km;h為(wei) 觀測者的高度。根據這個(ge) 公式,我們(men) 可以輕易計算出在不同高度看到的地球曲麵多遠。如在一個(ge) 1000米的山頭,可以看到半徑約113km的範圍;如果我們(men) 乘飛機在萬(wan) 米高空,可以看到一個(ge) 半徑為(wei) 341km的範圍。

在國際空間站,距離地表400km的高度,就能看到一個(ge) 半徑為(wei) 2292km的圓。這隻是人眼能夠看到的範圍,人眼觀測與(yu) 照相機不一樣,視角比鏡頭要寬廣,還能像錄像機一樣掃描四麵八方。人眼有120度的視角,這樣人們(men) 在1000km高空,就完全能夠看到整個(ge) 地球了。

照相機就不一樣了,在1000公裏高度,除了用多張照片拚接的辦法,是無法將整個(ge) 地球收入一個(ge) 取景框中的,要到12000公裏高空才能拍到地球全貌。當然,不管是人類直接觀察還是照相機照片,所謂“全貌”都隻是地球麵向觀測者的一半,而且永遠隻是接近一半。

因為(wei) 地球是圓球狀,而正麵看物體(ti) 是有夾角的,要看到地球半球的50%,理論上要無限遠。但人類永遠也無法做到無限遠,因此拍攝到的地球半個(ge) 球麵隻能無限接近整個(ge) 球麵的50%,永遠也達不到真正的50%。

就如衛星或宇宙飛船拍攝地球,在36000公裏高空,可以拍攝到整個(ge) 地球形狀,但看到的地球表麵隻有總麵積約45%;在距離地球38.4萬(wan) 公裏的月球上,拍攝的地球也隻有總麵積的49.5%。距離地球越遠,看到的圓麵就越接近總麵積的50%。

好啦,這就是多遠能夠看見地球是圓的答案,你怎麽(me) 看?歡迎討論,感謝閱讀。



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