如圖1,如果從地球上A點(diǎn)看,月球S剛好在地平線上(即AS和地球半徑OA垂直),而同時從地球上B點(diǎn)看,S剛好在天頂處(即S在地球半徑OB的延長線上),那么∠S就叫做月球S的地平視差。根據(jù)一個天體的地平視差,可以算出這個天體的距離。
∠S可以從∠AOB算出,而∠AOB可以從地球上A、B兩點(diǎn)的經(jīng)緯度算出。
月球S的地平視差(∠S),就是從月球S看來,垂直于視線(SA)的地球半徑(OA)所對的角。
已知地球半徑R=6370千米,月球的地平視差是57?,我們就可以計(jì)算月球離我們的距離。
在Rt△OAS中,
即月球離地球的距離是三十八萬四千公里。
一般地,已知地球半徑R,又已知一個天體的地平視差a,那么這個天體離地球的距離D可以從下式算出:
但是用這個方法測定天體的距離,只適用于較近的天體,例如太陽系的天體,如太陽、行星和地球的衛(wèi)星等,對于更遠(yuǎn)的天體,如其他恒星,則因地平視差非常小,幾乎等于零,這個方法就不適用,而要用其他的方法來測定它們的距離。由于需要的知識比較復(fù)雜,在此不加介紹。
當(dāng)我們已知月球離我們的距離時,就可以測定月球直徑的大小。
如圖2,把一個五分的硬幣(直徑2.4厘米),放在離眼睛2.6米的地方,大致能夠把整個月面遮住。(試一試!)
如圖3,由△OAB~△OCD,可得:
(相似三角形對應(yīng)高的比等于相似比)。
把AB=0.024米,OF=384000000米,OE=2.6米代入,得
就是說,月球的直徑約是3500公里。
另一種測定月球直徑大小的方法,需要觀測月球?qū)Φ厍蛏弦稽c(diǎn)所張的視角θ(如圖4)。
假如觀測到月球?qū)Φ厍蛏弦稽c(diǎn)所張的視角是32'。那么怎樣計(jì)算出月球的大小呢?
如圖5,設(shè)r是月球的半徑,d是月球離地球的距離,θ是月球?qū)Φ厍蛏弦稽c(diǎn)所張的視角。
利用直角三角形解法,
其中d=384000000米,,所以
r=384000000×sin16'
=384000000×0.00465
≈1790000(米)。
就是說,月球半徑約是1790公里,即月球直徑約是3580公里。
上面兩種方法測得的月球的直徑不一樣,是因?yàn)闇y量難免有誤差,不同的測量方法精確程度也不同,所測得的結(jié)果都是月球離地球距離的近似值的緣故。
現(xiàn)在如果告訴你太陽的地平視差是,太陽對地球一點(diǎn)所張的視角恰好也是32',你應(yīng)該會計(jì)算太陽與地球的距離及太陽直徑的近似值了吧!不過在計(jì)算中需知的sin的值從我們常用的三角函數(shù)表中查不到,因此,還要告訴你sin=0.0000427。至于怎么求出這個三角函數(shù)值,到了高中就能明白。太陽離地球的距離是一億五千萬公里,它的直徑約是一百四十萬公里。計(jì)算的結(jié)果是不是這樣?
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