地平线离我有多远(地平线离我们有多远)

一、地平线是什么样子的?

如果我们站在一个视野开阔的地方,如平原、山顶,当我们眺望远方时,就会看到天地相交于一条直线,这条直线就是地平线

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平原视野

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山顶视野

我们慢慢地向右转动视线,再向右,再向右,就不难发现,地平线其实是一个环绕我们的圆圈,当然那是一个极其巨大的圆圈,天文学家管它叫地平圈

中国有一道古诗“天似穹庐,笼盖四野”,就是说,天像一个中间高,四周下垂的拱形帐篷,或者说天像半个巨大的球壳,覆盖在辽阔的大地上。而且无论你站在什么地方,你都会觉得你站在这个巨大半球的正中心。

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这种感觉,在山顶特别明显。

地平线离我有多远(地平线离我们有多远)(4)

地平线离我有多远(地平线离我们有多远)(5)

大家以后出去游玩的时候,遇到视野较好的地方,可以亲自感受一下地平圈是不是圆形的,天空是不是一个半球。

二、地平线离我们有多远?

有了前面对地平线的认知,我们运用简单的平面几何学知识,就能计算出地平线与我们之间的距离。

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上图中的球体表示地球,A点是我们脚与地面接触的点,C点是我们眼睛的位置,高度h表示我们眼睛离地面的高度。

CM、CN与球体相切,切点M、N以下的区域,被遮挡住了,我们的眼睛无法看到,因此M、N是我们眼睛能看到的最远的地方,也就是我们说的地平线,MDN组成的圆圈就是地平圈。

我们眼睛与地平线的距离,可以用CN表示,只要求出CN的长度,我们就能知道地平线离我们有多远了。

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上图中O点是地球的球心,地球的半径我们用R表示,OA=ON=R。因为N是切点,所以角ONC为直角。利用勾股定理,我们可以得到下面等式:

即:

于是:

我们知道地球的半径大概是6400km,也即R=6400。而人的眼睛距离地面在1米到2米之间,假设是1.6m,则h=0.0016,这时就是一个特别小的数值,我们可以将它舍弃掉,于是:

当我们眼睛距离地面是1.6米高时,h=0.0016km:

也就是说,我们一个中等身材的成年人站在草原上,视力观察的极限也就大概4.53千米,我们看到的地平圈面积大概是64平方千米,和我们想象中一望无际的大草原相比,这个面积就相当小了。

如果我们站在100米高的楼顶,又能看到多远的地平线?

这时,h=0.1km,

也就是说,站在100米高的楼顶,我们的视力极限是35.78km。

如果我们坐热气球来到1000米高的空中,这时h=1km

这时我们的视力极限是113.14km。

好了,这一讲就到这里了。

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