“月亮是個小偷, 她從太陽那裡偷走了光明。”——莎士比亞
測量月球的距離現在對我們來說真的輕而易舉,因為阿波羅11號任務期間,在月球上放置鐳射反射裝置,通過鐳射測距我們很輕易的就能知道月球平均軌道半徑為384,403千米,甚至還能測出來月球以每年3.8CM的速度遠離地球。所以月球是我們目前研究的最好、最詳細的地外天體。但是我們普通人沒有高階裝置,可我們有月食!下面就來說說怎麼樣通過月食測月球的距離和大小?
現在假設我們生活在人類登月之前,甚至在望遠鏡發明之前,這個時候我們已經知道了行星繞著太陽執行,我們只能用眼睛來了解天空。
在夜晚,當你仰望天空,你會看到什麼?除了成千上萬顆星星,最引人矚目的就是月亮,它的光芒甚至能遮擋天空中的任何恆星。月球皎潔、明亮,其實它只是太Sunny的搬運工!
當你看到月亮時,你可能會突發奇想,很想知道月球有多大,離我們有多遠?
首先是月球的尺寸。要想知道月球的尺寸我們首先要知道的就是地球的尺寸,比較幸運的時,在公元前3世紀古希臘的埃拉托色尼,就計算出了地球的周長大約是40000公里,直徑大約是13000公里。既然能這樣算,說明埃拉托色尼也知道地球時圓的。
而且我們還需要知道一個事實就是太陽離地球比月球要遠的多。因為我們可以觀察一個想象就能知道這一點!
那就是日食!因為月亮可以在太陽前面經過,並且能完全將太陽遮擋住,這就告訴我們太陽一定在很遠很遠的地方!而月球就離我們相對來說不叫近了。
我們可以做一個近似的假設:(這個假設只有當太陽比月球離地球遠得多的時候,才比較準確),當我們在月球上看到地球的影子時,而影子的大小和地球的實際大小差不多。
那麼我們在月球上看到過地球的影子嗎?
基本上我們每天晚上都會看到月偏食!我們可以把一堆月偏食的圖片拼接在一起,可以很直觀的看到月球相對地球的大小。
所以要算出月亮的直徑,我們只需要知道地球的直徑,並測量地球的影子與月亮的大小之比!如果你猜地球的影子是月球的三倍大,就有點小了,但如果你猜地球是月球的四倍,就稍微有點偏高。事實證明,3又2 / 3(3.67)倍剛剛好好,如果我把4萬公里的周長除以3又2 / 3,我得到的月球周長是10900公里,然後除以圓周率得到月球的直徑是3470公里。
我們查到月球的周長是10921千米,相差不是很大,最主要的時要算對影子和月球大小之比。通過這樣的方法我們就可以算出月亮的大小!
如果我們就按照粗略的“半度”估計的話,只要記住一點三角函式的知識,我們就能很容易地算出月球和地球的距離!
根據角的大小之間的關係(θ),到月球的距離(L),和月亮的直徑(d),給出的公式:
Ta(θ)= d / L
也就是說到月球到地球的距離不到40萬公里。這與現代的平均距離384,403千米相比,這個結果確實不錯。如果我們在考慮下月球的距離在363,104千米到406,696千米之間變化時,這個數字還是相當準確的。
因此我們只需要眼睛就可以算出月亮有多大,離我們有多遠!
“月亮是個小偷, 她從太陽那裡偷走了光明。”——莎士比亞
測量月球的距離現在對我們來說真的輕而易舉,因為阿波羅11號任務期間,在月球上放置鐳射反射裝置,通過鐳射測距我們很輕易的就能知道月球平均軌道半徑為384,403千米,甚至還能測出來月球以每年3.8CM的速度遠離地球。所以月球是我們目前研究的最好、最詳細的地外天體。但是我們普通人沒有高階裝置,可我們有月食!下面就來說說怎麼樣通過月食測月球的距離和大小?
現在假設我們生活在人類登月之前,甚至在望遠鏡發明之前,這個時候我們已經知道了行星繞著太陽執行,我們只能用眼睛來了解天空。
在夜晚,當你仰望天空,你會看到什麼?除了成千上萬顆星星,最引人矚目的就是月亮,它的光芒甚至能遮擋天空中的任何恆星。月球皎潔、明亮,其實它只是太Sunny的搬運工!
當你看到月亮時,你可能會突發奇想,很想知道月球有多大,離我們有多遠?
首先是月球的尺寸。要想知道月球的尺寸我們首先要知道的就是地球的尺寸,比較幸運的時,在公元前3世紀古希臘的埃拉托色尼,就計算出了地球的周長大約是40000公里,直徑大約是13000公里。既然能這樣算,說明埃拉托色尼也知道地球時圓的。
而且我們還需要知道一個事實就是太陽離地球比月球要遠的多。因為我們可以觀察一個想象就能知道這一點!
那就是日食!因為月亮可以在太陽前面經過,並且能完全將太陽遮擋住,這就告訴我們太陽一定在很遠很遠的地方!而月球就離我們相對來說不叫近了。
我們可以做一個近似的假設:(這個假設只有當太陽比月球離地球遠得多的時候,才比較準確),當我們在月球上看到地球的影子時,而影子的大小和地球的實際大小差不多。
那麼我們在月球上看到過地球的影子嗎?
基本上我們每天晚上都會看到月偏食!我們可以把一堆月偏食的圖片拼接在一起,可以很直觀的看到月球相對地球的大小。
所以要算出月亮的直徑,我們只需要知道地球的直徑,並測量地球的影子與月亮的大小之比!如果你猜地球的影子是月球的三倍大,就有點小了,但如果你猜地球是月球的四倍,就稍微有點偏高。事實證明,3又2 / 3(3.67)倍剛剛好好,如果我把4萬公里的周長除以3又2 / 3,我得到的月球周長是10900公里,然後除以圓周率得到月球的直徑是3470公里。
我們查到月球的周長是10921千米,相差不是很大,最主要的時要算對影子和月球大小之比。通過這樣的方法我們就可以算出月亮的大小!
那麼月球的距離呢?如果我們就按照粗略的“半度”估計的話,只要記住一點三角函式的知識,我們就能很容易地算出月球和地球的距離!
根據角的大小之間的關係(θ),到月球的距離(L),和月亮的直徑(d),給出的公式:
Ta(θ)= d / L
也就是說到月球到地球的距離不到40萬公里。這與現代的平均距離384,403千米相比,這個結果確實不錯。如果我們在考慮下月球的距離在363,104千米到406,696千米之間變化時,這個數字還是相當準確的。
因此我們只需要眼睛就可以算出月亮有多大,離我們有多遠!