Где лучше заметна шарообразная форма земли: Где лучше заметна шарообразная форма земли: в горах, на море, в лесу

Форма и размеры Земли — Физическая география Казахстана

Как древние народы представляли себе форму Земли? Какие доказательства подтверждают шарообразную форму Земли? Почему глобус называют точной моделью Земли?

1. Земля — шарообразное тело. Размеры Земли. Доказательством шарообразности Земли являются космические фотосъемки (рис. 7). Однако люди не сразу пришли к такому выводу. Понятие о форме и размерах Земли формировалось веками. Древние народы считали, что Земля плоская. Однако дальнейшие наблюдения показали, что Земля имеет другую форму. Затем воз­никло мнение о дискообразной выпуклой форме поверхности Земли.

Рис. 7. Космический снимок Земли.

В результате наблюдений у древнегреческих ученых возникла гипотеза о шарообразной форме Земли. (Какие наблюдения навели их на эту мысль?) Однако это мнение не сразу было принято. В конце средних веков, после кругосветных путешествий, было доказано, что Земля имеет шарообразную форму. Во время различных измерительных работ были определены длина меридиана и диаметр Земли. Но точными измерениями земной поверхности было установлено, что форма нашей планеты несколько отличается от шара. Полярный радиус Земли короче экваториального примерно на 21 км.
Это небольшая величина по сравнению со всем размером Земли. Поэтому стали считать, что Земля — шар средним радиусом 6371 км и длиной экватора 40 000 км.
По этому поводу возникает законный вопрос: «Почему мы не замечаем шарообразную форму Земли?» Причиной этому является то, что наблюдатель на открытой местности может видеть вокруг себя только очень малую часть земной поверхности (4-5 км). Поэтому на первый взгляд она нам кажется плоской.

2. Значение шарообразной формы Земли. Так как Земля круглая, то солнечные лучи по ней распределяются неравномерно. А на поверхность земного шара солнечные лучи падают под различным углом (рис. 8).

Рис. 8. Падение солнечных лучей на Землю под различным углом.

Вспомните, как падают солнечные лучи в полдень, утром и вечером? В какое время падают отвесно? Соответственно этому, как распределяется тепло по поверхности Земли?

В соответствии с тем, как изменяется угол падения солнечных лучей от экватора к полюсам, в таком же направлении изменяется и полу­чаемое земной поверхностью от Солнца количество тепла. Чем больше угол падения солнечных лучей, тем больше нагревается поверхность Земли. Поэтому на экваторе так жарко. По мере уменьшения к полюсам угла падения солнечных лучей уменьшается количество получаемого тепла. 

Знание формы и размеров Земли необходимо также для создания точной ее карты. В настоящее время такие точные измерения получают с помощью спутников Земли.

1. Почему древние люди считали Землю плоской?

2. Каковы величины радиуса и экватора земного шара?

3. Почему не заметна шарообразность Земли?

4. Каково географическое значение шарообразной формы Земли?

5*. Есть ли на земном шаре места, где от прямостоящего предмета не падает тень?

• Физическая география Казахстана © 2022

история открытия – Мир Знаний

У каждого народа формировались собственные представления о том, что представляет собой наша планета. Например, вавилоняне в VI тысячелетии до н. э. были убеждены: Земля — это одна большая гора, окруженная морем, на котором лежит небесная твердь; Солнце вечером прячется под землю и за ночь проходит путь с запада на восток, а утром поднимается на небо и катится в западном направлении по островкам суши — зодиакальным созвездиям, расположенным среди небесного моря.

Между тем китайцы, у которых искусство рисовать карты возникло еще за 1000 лет до н. э., не сомневались, что Земля прямоугольная и плоская, а небо над ней похоже на купол и держится на четырех колоннах. Пятую колонну, установленную посередине, сбил свирепый дракон, поэтому земля накренилась на восток, а небесная сфера — к западу, и все небесные тела устремились именно туда.

Индусы воображали Землю в виде громадной тарелки, покоящейся на слоновьих спинах.

В VII—VI вв. до н. э. древнегреческие мыслители Фалес Милетский, Анаксимандр и Анаксагор представляли, будто все человечество обитает то ли на гигантском пеньке, то ли на доске, то ли на обрубке дерева, которые покачиваются на морских волнах либо парят на подушке из сжатого воздуха. Собственно, на мысли о плоской планете их натолкнули знаменитые классические поэмы «Одиссея» Гомера и «Теогония» Гесиода, поэтому не удивительно, что описанная там картина мира надолго укоренилась в сознании людей.

Прошло два, три, четыре столетия, а серьезные натурфилософы, которые заложили основы учения о том, что вся материя состоит из микроскопических частиц-атомов, и слышали (в частности, от Аристотеля) гипотезы о шарообразности Земли, пытались доказать обратное. Скажем, Демокрит — автор идей бесконечности Вселенной и ее возникновения вследствие столкновений атомов — уверял: будь Земля круглой, Солнце по вечерам пряталось бы за дуговой, а не ровный горизонт. А Эпикур, который экспериментально изучал природу молний, ветров, землетрясений и пр., считал, тем не менее, что атомы падают на плоскую Землю из Космоса, словно снежинки, и так же, кружась, склеиваются между собой в разные крупные тела.

Среди христиан подобные воззрения бытовали вплоть до XVI века. К примеру, византийский купец Козьма Индикоплов в своей «Христианской топографии» описал Вселенную как сундук, внутри которого прячется прямоугольник тверди с горой на севере и морем вокруг. А в сборнике славянских духовных стихов «Голубиная книга» изложена легенда о китах, на которых держится весь мир.

Впрочем, знаменитый греческий математик Пифагор, который жил в VI—V вв. до н. э., за два столетия до Аристотеля, уже догадывался, что наша планета далеко не плоская, а с ним этими знаниями поделился моряк Скилак Кариандский. Аристотель же последовательно доказал предположения Пифагора: уходя за горизонт, суда не уменьшаются постепенно, а словно «проваливаются»; во время лунных затмений Земля отбрасывает на спутник круглую тень; в разных частях света люди видят не одни и те же звезды, то есть светила заслоняются Землей.

Последователю Аристотеля, Эратосфену, даже удалось определить радиус земного шара с погрешностью всего 1 %. Используя скафис — примитивный прибор для измерения углов, состоящий из шеста-гномона и чаши с делениями, — ученый сравнил положение Солнца в одно и то же время в северном египетском городе Александрия и в южной Сиене. На юге ровно в полдень гномон не отбрасывал тени (солнце стояло в зените), а на севере тень от шеста упала на чашу, показав 7,2-градусное отклонение от зенита. Эратосфен знал, что расстояние между двумя городами составляет 800 км, и на этом основании составил формулу: приравнял отношение полного угла (360°) и полученного (7,2°) к отношению неизвестной длины земной окружности и участка в 800 км. Расчеты показали, что экватор Земли простирается на 40 000 км, и, чтобы найти радиус, ученый разделил это число на удвоенное число пи, получив в итоге 6371 км.

Примерно в то же время греческий астроном Аристарх Самосский создал модель Солнечной системы, в которой Земля вращалась вокруг неподвижного Солнца и вокруг собственной оси. Согласно с традиционными взглядами, Аристарх воображал Вселенную заключенной в сферу с прикрепленными к ней звездами, но эта сфера, по его мнению, была практически безграничной. В том, что Земля не только похожа на шар, но и вращается вокруг своей оси, в 1520-х на горьком опыте убедилась команда путешественника Фернана Магеллана. Плывя на запад, моряки за четыре года обогнули всю Землю, но домой вернулись на день позже, чем рассчитывали: из-за того что планета крутится с запада на восток, корабли Магеллана постоянно притормаживали.

В том же XVI в. идею Аристарха на научном уровне поддержал польский астроном Николай Коперник (1473—1543) — в первой версии его знаменитого труда «Об обращении небесных сфер» даже было признание в том, что автор просто развил теорию великого грека.

В XVIII в. человечество заподозрило, что Земля не идеально круглая, а сплюснутая, только вот где — на полюсах или на экваторе, — не знал никто. Чтобы выяснить это, французы отправили в Перу и в приполярную зону две научные экспедиции, которые должны были провести разнообразные измерения местности и видимого небосвода. В результате выяснилось, что 1° меридиана (1/360 линии пересечения Земли с плоскостью, проходящей через ось вращения) на полюсе меньше, чем на экваторе — 110,6 против 111,9 км. Это могло означать одно: планету словно сжали сверху и снизу гигантскими ладонями, превратив в сфероид (вращающийся эллипс).

Кстати, пока французские ученые проводили полевые исследования, английский физик Исаак Ньютон (1643—1727) поставил воображаемый опыт: мысленно «прокопал» тоннели к центру Земли от экватора и от полюса, залил туда воды и «увидел», что экваториальную воду как бы выталкивает центробежная сила, направленная от центра планеты наружу перпендикулярно оси. Значит, заключил ученый, экваториальный тоннель должен быть длиннее полярного, дабы уравновесить жидкости. И чем быстрее крутится какое-либо тело, тем сильнее его сожмет. Впрочем, позже астрофизики выяснили, что всяческие перепады высот грунта и океанического дна делают Землю не идеально эллиптической, а несколько неровной. Эта форма была названа геоидом.

Что интересно, представители разных религий долгое время не могли смириться с идеей неплоской Земли (хотя, вопреки расхожему мнению, и не преследовали адептов «объемной» теории). В конце XIX в. в Англии даже было основано Общество плоской Земли, которое существовало вплоть до начала нашего столетия и с середины ХХ в. включало около 3000 членов. Все они свято верили в то, что астрономические наблюдения — ложь, для чего-то необходимая властям, а фотографии из космоса — наглая подделка.

Мистер Робисон / 6. Форма Земли

Журнал наук о Земле!

#6 Запись в журнале: Форма Земли  

Пожалуйста, запишите три доказательства формы Земли.

Мы знаем, что форма Земли _______________, потому что… 

1.
2. 
3.   

Пожалуйста, нарисуйте три овала, изображающие форму Земли.

№1 шире по экватору,
№ 2 похож на яйцо, стоящее дыбом,
№ 3 настолько идеально круглый, насколько это возможно (можно использовать монету, если хотите).

Нарисовано в масштабе

Выберите, какой пронумерованный «круг» больше всего будет напоминать форму Земли, если его можно уменьшить, чтобы он поместился на бумаге.

Запишите свой ответ и аргументируйте свой выбор.

Пример: Я думаю, что #_____ лучше всего представляет форму Земли, потому что…

Истинная форма Земли

Что круглее: земля или баскетбол?

Делайте ставки.

Я думаю, что Земля (больше, меньше, такая же) округлость, как баскетбольный мяч.

Запишите свое предположение в дневнике.

Давайте проведем измерения.

Очень легко вычислить округлость сферического объекта. Если вы аккуратно возьмете нить и измерите длину окружности вокруг сферического объекта в одном направлении (например, вокруг экватора) и сравните длину этой нити с длиной, измеренной вокруг объекта перпендикулярно первому (вокруг полюсов), разделите две длины дают вам то, что называется коэффициентом округлости.

Попробуйте сами, только убедитесь, что вы выбрали нить, которая не растягивается (хорошо работает зубная нить).

Если наш баскетбольный мяч идеально круглый, каков будет его коэффициент круглости?

_Любое число_
То же число

Фактор округлости идеальной сферы равен 1.

Чем ближе к 1, тем круглее сфера!

Баскетбольные данные

Данные Земли
 

Сравните коэффициенты округлости.

Что более круглое?

Вывод: Земля более круглая (сферическая), чем баскетбольный мяч!

Каким был твой прогноз?

Я был прав. ..
Я был неправ…

Что мы узнали?

Понимание точных концепций и применение их к меньшим объектам, «нарисованным в масштабе», может быть очень трудным. Небольшие дефекты на малых объектах могут оказаться огромными аномалиями при увеличении до размеров Земли.

Эти шишки на баскетбольном мяче во много раз больше Эвереста, если его раздуть до размеров Земли.

Глубина океана сравнима с погружением баскетбольного мяча в воду и встряхиванием только для того, чтобы на нем осталась пленка воды. Наша Атмосфера — это всего лишь тонкая голубая линия, если смотреть из космоса.

Большой голубой шарик — хорошая аналогия гладкости и округлости Земли (в масштабе).

Что мы узнали?
Земля очень круглая и гладкая.

Итак, вы должны были выбрать № 1, № 2 или № 3 в начале этой записи?

Нарисованный в масштабе идеальный круг (#3) является лучшей моделью формы Земли.

Вы были правы?

Мы знали, что Земля была круглой в течение некоторого времени, ведь Эратосфен вычислил окружность Земли примерно в 240 году до нашей эры!

Пожалуйста, ответьте на этот вопрос в своем журнале после просмотра видео выше.

Откуда Эратосфен знал, что Земля должна быть сферой?

Доказательства круглой формы Земли

1. Лучшее доказательство: фотографии и видео Земли из космоса!

Увидеть — значит поверить!

 

Смотрите Землю в прямом эфире с

Спутник NASA/DSCOVR

www.blueturn.earth

https://eol.jsc.nasa.gov/ESRS/HDEV/

---

Японский метеорологический спутник Live

https://www. nytimes.com/interactive/2015/07/10/science/An-Image-of-Earth-Every-Ten-Minutes.html

https: //himawari8.nict.go.jp/

---

2. Тонущие корабли : кажется, что корабли тонут, потому что они движутся по изогнутой поверхности.

 

 

 

 

---

3. Высота Полярной звезды (Полярная звезда) : , если бы Земля всегда была плоской (высота на Полярной звезде всегда была бы плоской). Высота Полярной звезды меняется, потому что мы путешествуем по искривленной Земле.

Ваша широта равна высоте Полярной звезды!

 

Использование астролаборатории

---

4. Пути звезд изогнуты: если бы Земля была плоской, у них не было бы изогнутой дуги, поскольку они кажутся образующими круги в ночном небе.

 

 

Фотография выше была сделана Майклом Карло.

 

---

Нравится фотографировать?

Узнайте, как сделать собственное фото Star Trails!

 

---

5. Лунные затмения: тень Земли всегда выглядит изогнутой, когда падает на поверхность Луны.
Только сфера «всегда» имеет искривленную тень.

---

6. Веб-камеры со всего мира показывают нам разные часовые пояса.

Вот как выглядит Голливуд в 9 утра в Уилсоне, штат Нью-Йорк, в сентябре.

Почему так темно?

Земля круглая и солнце там еще не взошло! Мы знаем, что форма Земли очень близка к идеальной сфере, но после тщательных измерений мы обнаружили, что реальная форма не совсем круглая.

Форма Земли получила особое имя.

7. Знаете ли вы научное название формы Земли?

Форма Земли = Сплюснутый Сфероид

Существует разница в 68 километров между экваториальной и полярной окружностями, и для этой разницы должна быть причина.

Возникает вопрос: почему?

8. Почему Земля не идеально круглая?

Если гравитация притягивает все к центру, почему Земля слегка выпячивается вдоль экватора и лишь слегка сплющивается у полюсов?

Разве это не должно быть идеально?

Что скидывает?

Чашка наполовину полная, сфера, вращатель для мыльных пузырей?

Вопрос №9

На полюсах мы больше весим, потому что находимся ближе к более плотному земному ядру.

10. Объясните, как связаны форма Земли, сила тяжести на поверхности Земли и вращение Земли.

1. Вращение Земли заставляет экватор немного выпячиваться.
2. Это делает экватор дальше от ядра Земли.
3. Гравитация немного уменьшается на экваторе, потому что он находится дальше от плотного ядра Земли.  

Доказательства вращения Земли!

 
Нарисуйте круг, как показано выше.
11. Угадайте, куда качнется маятник к концу урока.
Объясните свой прогноз.

Если мы запустим маятник, качающийся в одном направлении, и никто его не коснется, разве он не должен продолжать двигаться в том же направлении?

В какую сторону вращается Земля?

Какой из них правильный?

Даже в образовательных программах часто показывают, что Земля вращается не в ту сторону.

Доказательства вращения Земли!

12. Почему восход и закат?

Потому что Земля вращается под солнцем!
В следующий раз, когда вы будете смотреть на солнечный свет, переосмыслите себя и почувствуйте вращение.

Восход солнца на востоке
Потому что мы вращаемся к солнцу.

Закаты на западе

Потому что мы улетаем от солнца.

13. Основываясь на этих наблюдениях, в каком направлении вращается Земля?

Земля вращается с запада на восток!

Когда вы видите восход или закат, я хочу, чтобы вы представляли себе, что происходит на самом деле.

  Как быстро вращается Земля?

Один день = один оборот (один спин)

14. Сколько длится день?

24 часа

15. Сколько градусов составляет одно вращение?

360 градусов

16. Сколько градусов в час вращается Земля?

360°/24 часа = 15 градусов/час

17. Нарисуйте этот круг, изображающий Землю.

Обозначьте направление и скорость вращения.

*Как карусель «Уииеееееееееееееееееее» крутится с запада на восток!

Солнце восходит на востоке, потому что мы вращаемся к нему.

18. Земля вращается по часовой или против часовой стрелки?
Почему это неправильно сформулированный вопрос?

От Северного полюса = против часовой стрелки

От Южного полюса = по часовой стрелке

Будьте осторожны при описании направления вращения Земли.

Если вы скажете против часовой стрелки или по часовой стрелке, ваш ответ всегда будет неверным

, если вы не укажете, на какой полюс вы смотрите.

Экспериментальные доказательства того, что Земля вращается

Разве не было бы волшебством, если бы вы запустили маятник, качающийся в одном направлении

, и он сам изменил направление?

Это то, что обнаружил Жан Фуко.

Смотри, как вращается Земля!

ЖУРНАЛ ОТРАЖЕНИЕ – Полными предложениями объясните, что вы узнали о форме Земли, направлении вращения и о том, как вращение Земли влияет на форму Земли. Объясните, почему маятник Фуко «казалось» меняющим направление в ходе нашего занятия.

Где Гномик весит больше и почему?

http://www.latimes.com/science/sciencenow/la-sci-sn-google-doodle-foucault-20130918,0,7291758.story

Возможно, это трудно понять, но идея теории вращения Земли вокруг своей оси, впервые предложенной в 6 веке, потребовалось много столетий, чтобы завоевать популярность, и еще много нужно было продемонстрировать. Когда родился Фуко, наука приняла коперниканскую теорию движения небесных тел. Оно изящно объясняло кажущийся «восход» и «заход» солнца, но его было трудно «доказать» экспериментально.

Некоторые люди пытались сбросить камни в шахту, чтобы посмотреть, не отклонятся ли они. Другие пробовали что-то похожее на траекторию пушечного ядра. Но шахта была слишком короткой по сравнению с радиусом Земли, и время, пройденное пушечными ядрами, также было слишком коротким, чтобы измерить какую-либо разницу.

Сын издателя, Фуко рано проявил склонность ко всему механическому и растущее отвращение ко всему кровавому. Поэтому он отказался от медицинского образования и выбрал физику.

Он построил свой первый маятник из шести футов проволоки, 11-фунтового шара и свечи, которая «запускала» шар, прожигая нить, к которой был прикреплен шар (чтобы предотвратить какой-либо направленный эффект толкания боба). .

Его маятник стал сенсацией, и он построил несколько для публичных выставок, самый известный из них в Пантеоне в Париже.

В музее Калифорнийской академии наук в Сан-Франциско есть массивный маятник Фуко, который ежедневно совершает дугу около 220 градусов.

Почему не 360 градусов, спросите вы? Движение маятника зависит от широты Земли. Точно так же Фуко переместился на 270 градусов за 24 часа. Маятник на Северном полюсе будет вращаться на 360 градусов.

Вы, наверное, уже задаетесь вопросом, почему маятник не замедляется и, в конце концов, не останавливается. Оно делает. В ранних экспериментах Фуко это не имело большого значения, потому что он колебался достаточно долго, чтобы увидеть, как дно смещается относительно дуги маятника. Но по мере того, как маятник становился все более сенсацией, люди изобретали способы преодоления сопротивления, замедляющего колебания.

В наши дни дизайнеры используют электромагниты рядом с точкой крепления троса, чтобы преодолевать эту силу и поддерживать качание. В академии этот электромагнит включается и выключается, когда по кабелю проходит луч света.

Объясните, как работает маятник Фуко.

Изменяется ли ваш вес между полюсами и экватором?
http://curious. astro.cornell.edu/question.php?number=310

Привет. Я учусь в седьмом классе в Вашингтоне. У меня был такой вопрос: Земля вращается, поэтому центробежная сила больше к экватору земли, чем к северному полюсу, потому что середина земли вращается быстрее. Итак, если бы вы жили на экваторе, разве вы не весили бы меньше, чем тот, кто жил на северном полюсе, потому что есть большая сила, пытающаяся оторвать вас от земли? Спасибо за ваше время и усилия. Я очень ценю это.

Вы правы в том, что из-за центростремительного ускорения на экваторе вы будете весить чуть меньше, чем на полюсах. Однако старайтесь не думать о центростремительном ускорении как о силе; что на самом деле происходит, так это то, что движущиеся объекты любят двигаться по прямой линии, и поэтому требуется некоторая сила, чтобы заставить их вращаться по кругу. Так что часть силы гравитации используется для того, чтобы вы двигались по кругу на экваторе (вместо того, чтобы улететь в космос), а на полюсе в этом нет необходимости. Центростремительное ускорение на экваторе равно 4, умноженным на квадрат пи, умноженному на радиус Земли, деленному на квадрат периода вращения (4*пи ² *r/T ² ). Период вращения составляет 24 часа (или 86400 секунд), а радиус Земли около 6400 км. Это означает, что центростремительное ускорение на экваторе составляет около 0,03 м/с ² (метров в секунду в квадрате). Сравните это с ускорением под действием силы тяжести, которое составляет около 10 м/с ² , и вы увидите, насколько ничтожен этот эффект — на экваторе вы будете весить примерно на 0,3% меньше, чем на полюсах!

Есть дополнительный эффект из-за сжатости Земли. Земля не совсем сферическая, а немного похожа на «сплющенную» сферу, радиус которой на экваторе немного больше радиуса на полюсах (эта форма может быть объяснена влиянием центростремительного ускорения на материал, из-за которого вверх по Земле, точно так же, как описано выше). Это приводит к небольшому увеличению вашего веса на полюсах (поскольку вы находитесь близко к центру Земли, а сила гравитации зависит от расстояния) и небольшому уменьшению его на экваторе.

Принимая во внимание оба вышеуказанных эффекта, гравитационное ускорение составляет 9,78 м/с ² на экваторе и 9,83 м/с ² на полюсах, поэтому на полюсах вы весите примерно на 0,5% больше, чем на полюсах. экватор.

Почему на полюсах мы весим больше?

Что больше влияет на ваш вес, вращение или выпуклость?

Лекция 4: Измерение Земли

Лекция 4: Измерение Земли

Ключевые идеи:

Древние представления о Земле.

• Плоская Земля и Мировой океан

Сферическая Земля

• Призыв к идеальной симметрии
• Демонстрация Аристотеля

Измерение окружности Земли:

• Эратосфен из Кирены
• Клавдий Птолемей

Четыре угла земли

Самая распространенная древняя тема — это Плоская Земля, увенчанная
полусферическое небо.

• Гомер: Плоский диск, окруженный мировым океаном.
• Инки: Назвали свою землю Тауантинсуйу: «Четыре
  Четверти Земли».
• Древний египтянин: Небо было растянутым пологом шатра
  между горами на четырех углах земли.

В некоторых культурах купол неба поддерживался огромными деревьями.
или гигантские горы.

Миф и метафора

Эти причудливые взгляды являются представлениями , а не
Изображения реальности.

• Великие мифы и метафоры заставляют мир казаться
  понятным и красивым для людей, которые придумали
  их.
• Они служат культурным целям, мотивированным эстетикой, которую мы
  можно только догадываться.

Классическая Греция

Древние греки были опьянены геометрией, формой и симметрией.

Сфера – самое совершенное геометрическое тело

500 г. до н.э. :

Пифагор предложил сферическую Землю исключительно из эстетических соображений.
основания

400 г. до н.э. :

Платон поддерживал сферическую Землю в своем 4-м и последнем
диалог Федон , что сделало его более широкое распространение
(пифагорейцы пользовались дурной репутацией в афинских кругах)

Аристотель

Аристотель (384-322 до н.э.) также предложил сферическую Землю на геометрической
оснований, но подкрепил свое утверждение вещественными доказательствами
(описано в его На небесах 350 г. до н.э. [Примечание:
аргументы Аристотеля в пользу
сферическая форма Земли дана в На Небесах ,
Книга 2, часть 14 (350 г. до н.э.). Современный перевод Дж. Л. Стоукса может быть
найдено онлайн в Массачусетском технологическом институте в Интернете
Архив классики.
Аристотель утверждал, что Земля обязательно должна быть сферической
потому что вес всех его частей, направленных к центру,
естественным образом образуют сферическую форму. Сегодня мы признаем тенденцию
оседать к центру, чтобы быть следствием гравитации (Аристотель
это слово, конечно, не используется).
Он заметил изогнутые очертания тени Земли на Луне и
разная высота звезд между северными и южными областями, как
упомянуто в лекции, но он также выдвинул довольно странный аргумент
что в Африке водятся слоны («Геркулесовы столбы» — это пролив
Гибралтара) и Индии, выступая за «преемственность частей», имея в виду, что они
близко друг к другу на поверхности сферы (они далеко друг от друга поперек
средиземноморский, но ближе к западу от Африки). Идея
мир, задуманный Аристотелем, мал, но не настолько мал, чтобы мал
изменения места приводят к резким изменениям высоты созвездий.]

• Жители южных земель видят южные созвездия выше
  над горизонтом, чем живущие в северных землях.
• Тень Земли на Луне во время лунного затмения круглая.
• Тот факт, что объекты падают на Землю по направлению к ее центру, означает, что если
  изначально он был построен из маленьких кусочков материи, эти части
  естественным образом принял бы сферическую форму.

Доказательство Аристотеля было настолько убедительным, что сферическая Земля
было центральным положением всех последующих философов
Классическая эпоха (до ~300 г. н.э.).

Он также использовал кривые фазы Луны, чтобы доказать, что Луна
также должна быть сферой, подобной Земле.

Насколько велика Земля?

Установив ее форму, каков размер Земли?

Задача : Как измерить что-то действительно большое?

• Горы слишком высоки, чтобы забраться…
• Земля слишком велика, чтобы тянуться за тобой нити…

Решение: Применить методы Геометрия .

Эратосфен из Кирены

Родился в Кирене (ныне Шаххат Ливия) в 276 г. до н.э. Он был вторым библиотекарем.
Александрии до своей смерти около 195 г. до н.э.

Было известно, что в день летнего солнцестояния в Сиенском Египте
(современный Асуан), Солнце в полдень было прямо над головой и не бросало
тени. Сиена находится в нижнем течении Нила на юге Египта.

В тот же день полуденное солнце отбрасывало тени на Александрию, расположенную к северу от
Сиены в дельте Нила.

Бестеневой в Сиене

Эратосфен знал, что отсутствие теней в день летнего солнцестояния означает, что
Сиена находилась на границе северного тропического пояса (Тропик
Рак).

Измерив длину тени в Александрии в полдень
Летнее солнцестояние, когда в Сиене не было тени, он мог измерить
окружность Земли!

Полдень летнего солнцестояния

[Нажмите на изображение для просмотра в полном размере (34k)]
(Графика Р. Погге)

В Сиене :

Солнце находится прямо над головой, тени при этом не отбрасываются.
момент.

В Александрии :

Солнце находится в 7 ¹² / ₆₀ градусах к югу от над головой,
отбрасывая тени.

Поскольку полный круг равен 360 градусам, дуга от Александрии до Сиены равна
таким образом, примерно 1/50 полного круга (угол солнца над
разделить на 360).

Следовательно, окружность Земли в 50 раз больше расстояния от
из Александрии в Сиену.

Вопрос 1 : Как далеко Александрия от Сиены?

5000 стадий

Вопрос 2 : Насколько велик 1 стадион?

600 греческих футов (длина беговой дорожки в греческом
«стадион»)

Лучшее современное предположение состоит в том, что 1 стадион = 185 метров, исходя из
«Чердачный стадион» измеряется от стадиона в Афинах.
[Примечание: определение стадиона в
современные единицы были очень спорными. Очень показательный случай был
сделано Дональдом Энгельсом (1985, Американский филологический журнал ,
106, 298, полный
статья на jstor.org) для 1 стадиона = 184,98 метра (на основе 8 римских
миль до 1 стадиона). В литературе снова появляются два числа:
148 метров на стадию, что было ошибочным расчетом д’Анвиля в 1759 году,
и 157,4 м/стадион, данные А. Летронном в 1851 г. (опубликовано
посмертно). Раньше я цитировал в своих заметках цифру 157 м/стадион,
дает окружность Земли намного ближе к современной
ценность. Однако доводы Энгельса весьма убедительны в том, что Эратосфен
использовал бы Аттический стадион, основанный на Афинском стадионе, который
дает преобразование ~ 185 м / стадион, которое я цитирую в этих примечаниях.]

Переведя результат Эратосфена в современные единицы, его
оценка окружности
Земли заключается в следующем:

Окружность = 50 x 5000 стадий = 250 000 стадий
250 000 стадий x 185 м/стадион = 46 250 километров

Современное измерение 40 070 километров .

Оценка Эратосфена завышена всего на 15%!

Для получения дополнительной информации см. статью в Википедии об Эратосфене.

Клавдий Птолемей (ок. 140 г. н.э.)

Клавдий Птолемей (сокращенно Птолемей) был геометром и астрономом
позднего классического века в Александрии. Его работа оказала огромное влияние
в более поздние века, как мы увидим в более поздних лекциях.

Птолемей сделал аналогичную геометрическую оценку на основе звездных (а не
солнечные) измерения, сделанные ранее Маринусом Тирским (путем
Посидоний). Эта оценка дает окружность 28 800 километров,
что примерно на 28% меньше правильной окружности (40 070 км).

[ Примечание: Ко времени Птолемея у нас на самом деле больше оснований для
преобразование классических римских единиц в современные единицы, в основном потому, что многие
Римские дороги и методы измерения сохранились с древности.]

Для получения дополнительной информации см. запись в Википедии для Птолемея.

Возвращение плоской Земли

Примерно к 300 г. н.э. возродилась идея плоской Земли:

• Раннехристианское неприятие «языческой нелепости»
  сферическая земля.
• Эта точка зрения спорадически сохранялась примерно до 1300 г. н.э.

К 1300 году произведения Птолемея и других прибыли в Европу через
Исламская Испания, и полностью восстановил респектабельность Сферической Земли.

Вопреки распространенному мифу, после 300 г. до н.э. очень немногие образованные люди
сомневался, что Земля шар. Хотя некоторые раннехристианские
мыслители пытались отвергнуть эту идею, в христианском нет ничего
убеждения, диктующие Плоскую Землю, на самом деле практически ничего не говорит о
все по делу.

Работа Эратосфена была утеряна, за исключением описания его метода в
малоизвестный источник. [Примечание: единственное описание
Сохранившийся с древности метод Эратосфена относится к г.
Орбиты Небесных Тел , написанные Клеомедом в 1-м или
4 век нашей эры (также известный по первому слову своего греческого названия как
Метеоры ). Мы мало или совсем ничего не знаем о Клеомеде,
нет даже его даты или места рождения. Понятно, что цифры 5000
Стадии и 1/50 окружности округлены для удобства,
способствует неточности конечного результата.
Однако, хотя полученная длина окружности отличается примерно на 15 %, фактическая
разница в широте между Александрией (31 ° 13 ‘северной широты) и Сиеной / Асуаном.
(24 ° 05 ‘северной широты) составляет 7 ° 08 ‘или около 0,0198 дуги окружности,
в пределах 1% от значения 0,02 (1/50), указанного Клеомедом для
Эратосфен. Это находится в пределах любых ошибок измерения, ожидаемых для
время.]

Оценка Птолемея сохранилась в его влиятельных трудах по географии.
По его оценке, восточная оконечность Азии ближе к западной.
оконечности Европы, чем было бы иначе, что (интересно!)
отчасти убедил Колумба, что он сможет добраться до Японии под парусом.
К западу от Канар.

Однако, в отличие от многих других людей своего времени, Колумб не только выступал за
меньшую Землю, он также убедил правительство Испании предоставить ему
средства для проверки его требований.