埃拉托色尼測量地球圓周,被稱為十大經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)之一,閱讀下列材料,并回答有關(guān)問題:
古希臘地理學(xué)家埃拉托色尼(Eratosthenes,公元前275一前193)將天文學(xué)與測地學(xué)結(jié)合起來,他選擇同一子午線上的西恩納和亞歷山大里亞兩地,在夏至日那天進(jìn)行太陽位置觀察的比較,如圖甲。
在西恩納附近,有一口深井夏至日那天太陽光可直射井底,如圖乙,它表明太陽在夏至日正好位于天頂,在下次夏至日的同一時(shí)間,他在亞歷山大里亞選擇了一個(gè)很高的方尖塔作參照,并測量了夏至日那天塔的陰影長度,這樣他就測量出直立的方尖塔和太陽光射線之間的角度為7°12',如圖丙。
由于地球與太陽之間距離遙遠(yuǎn),照射到地球不同地方的光線可認(rèn)為是平行的。獲得了這些數(shù)據(jù)之后,他運(yùn)用了泰勒斯的數(shù)學(xué)定律,即一條射線穿過兩條平行線時(shí),它們的對角相等。由此表明,西恩納和亞歷山大里亞兩地與地心的連線對應(yīng)的圓心角也為7°12'。
下一步埃拉托色尼借助皇家測量員的測地資料,得到這兩個(gè)城市的距離是787.5公里。一旦得到這個(gè)結(jié)果,地球周長就可以計(jì)算得到。經(jīng)過埃拉托色尼的修正,數(shù)值與后來測得的地球周長非常相近。
(1)太陽光垂直水面直射井底,此時(shí)的入射角大小為 0°0°;方尖塔在地面上形成影子,是由于光 在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播的原因;
(2)根據(jù)上述材料中的數(shù)據(jù),可以計(jì)算出地球的周長為 3937539375公里;
(3)長度單位“米”的定義起源于法國。1米的長度最初定義為通過巴黎的子午線上從地球赤道到北極點(diǎn)的距離(地球極周長的四分之一)的千萬分之一,根據(jù)該定義,可以知道地球極周長為 4×1044×104公里。
【考點(diǎn)】光的反射定律的應(yīng)用;光沿直線傳播的條件.
【答案】0°;在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播;39375;4×104
【解答】
【點(diǎn)評】
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