最簡單測量地球方法

A. 地球經緯度的測量方法

方法主要集中在2種：1.天文觀測法；2.時間測量法。
天文觀測法利用月亮每天升起後在天空中背景群星中的位置，經過一系列復雜的計算，可以得到大致的經度。
而時間測量法則通過攜帶一塊精確的計時器，記錄出發地的時間，對比當前太陽指示的時間，也就是當地時間，得到經度。
最後，時間測量法應為精確計時器的發明而得到廣泛的應用。而月亮測量法則因為對觀測條件要求非常苛刻，並且計算相當復雜，計算時間太長而很少用到。
另外，在計時器的幫助下，還可以利用六分儀，根據星空中某一恆星的位置來確定當前方位。水手通過選定一顆恆星，測量它的高度角，查表可以計算出當前時刻在這樣的高度角看到這顆恆星應該在哪個位置，由此可以知道自己當前位於哪個圓上。再選取另一顆恆星，如法炮製，可以畫出當前位置的另一個圓，兩圓有兩個交點，但是因為相距很遠，根據航海日誌可以知道現在在兩個交點中的哪個上。實在不行還可以再選取一顆星，三圓只有一個交點，這個交點就是當前位置。

B. 如何測量地球的大小

根據太陽確定地球的形狀接近一個球體，然後沿著地面測量南北（經線）方向單位經度的長度，然後計算出球體的半徑，就可以了。

C. 地球的周長有哪些測法

地球大小的測量方法

方法一

據史料記載，古希臘的埃拉托斯梯涅斯最先測算了地球的直徑。公元前240年6月21日中午，在位於北回歸線上的古埃及城市諧涅，太陽居於正頂上，井蒙受圈照不出影子，用鉛垂線實驗，則太陽光線與鉛垂線重合；但在同一時刻離諧涅城以北約800餘公里的亞歷山大里亞城，太陽光線卻同鉛垂線成七度十二分的角，因而照出影子來。為什麼會產生這種現象呢？埃拉托斯梯涅斯認真地思考了這一問題。當時，人們普遍認為地球是方形的。埃拉托斯梯涅斯想如果地球當真是方形的，那又怎樣來解釋上面那種現象怩？一定是因地球彎曲而產生的。他發現這七度十二分恰好是一個圓周的五十分之一，事實上，這七度十二分就是諧涅同亞歷山大里亞之間的緯度之差。經過反復的推敲，發現只要把兩地的距離乘以50，就能求出地球的大小.，埃拉托斯梯涅斯終於求得了資料，即地球周長為46240公里。我們知道，現在所測得的地球赤道周長為40076.5938公里，按此計算，埃拉托斯梯沓斯的數據比現在的數據約大15％，但是從當時的條件來說，得出這個資料也是難能可貴的。

方法二

English Version : Measure the Earth's Radius with a Stopwatch

Chinese Version :

1.日出時，面向東方站立

2.當你在東方水平面上看到第一道曙光時，按下馬表開始計時。

3.趕快平躺在地面，此時你將看不到太陽。

4.當你再度看到太陽時，按下馬錶停止計時。

5.測得時間間隔為t秒。

二、計算過程

1.因為地球自轉一周360度需86400秒，

利用數學比例：t/86400＝地球轉動角度/360

可求出地球在t秒內所轉動的角度。

2.假設地球半徑R，你的身高h

應用三角函數，可得到cos(地球轉動角度)＝R/(R＋H)

因為「地球轉動角度」和「你的身高h」已知，故可求出「地球半徑R」。

方法三

用立竿見影法，在兩個不同緯度的地方，各樹立一枝長竿，憑著量度影子距離得到角度A和B.

圖片來源：http://www.hkastroforum.net/bbs/index.php

地球半徑 r = C/d = (A-B)/d
月亮大小：

圖片來源：http://www.hkastroforum.net/bbs/index.php

觀察月食時地影的弧度而得知地影的大小, 即AE.

AE/RE = AM/RM

RM = (RE)(AM)/AE

p．s．月球與地球的距離(月地距離)＝RM/AM

太陽的大小：

設 太陽的半徑＝rS；

太陽與地球之間的平均距離＝d；

太陽的角直徑＝ρ；

rS＝dsinρ＝6．96╳108m

又有其它方法測量太陽視差——金星凌日！

在地球在兩個已知經緯度的地方P1及P2，同時觀察金星凌日，

P1看到的金星沿弦S1S『1穿過日輪

P2看到的金星沿弦S2S『2穿過日輪

記錄兩地金星凌日的開始與結束時間，即是兩地凌日所需要的時間，

可定出弦S1S『1及弦S2S『2，以及同一時刻金星的影子在日面上的位置V1及V2，並求出θ＝P1VP2＝V1VV2；

即是金星的視差，之後再計算太陽同我們私視差，即金星的視差乘大幾倍，太陽的大小難道會計不到嗎？

《簡明天文學教程》, 餘明著, 科學出版社, page135

恆星大小：

當月亮運行到地球和太陽之間，同時3者又恰好在一條視線上，從地球上看去，月亮遮住了太陽，於是發生了日食。

同樣的道理，當月亮遮住的天體是遙遠的星時，這種天象就叫月掩星。

《簡明天文學教程》, 餘明著, 科學出版社, page136

如果以角度來測量，月亮是個直徑約半度的天體, 在天上自西向東運動，平均以每天13度的速率在星空 穿行，用27天多的時間周天1圈。一個這么大的圓盤，掩遮背景上星星是經常有的現象。

如果月亮是個有大氣圈的天體，當月掩星之前, 將要被掩的星星的亮度會逐漸減弱，接著再消失在月亮 東邊緣；過一會兒，被掩的星隱約從西邊邊緣探出頭來,

一點點變亮，當月亮向東遠去厚，星星才復原。

然而， 早在幾百年前，天文學家用望遠鏡觀測月掩星時就已發 現被掩的星是瞬息即逝地立即消失，而後又干凈利落地 復現。從那時起人們已知道，月亮上沒有大氣。這是月掩星現象對人類認識宇宙的一個貢獻。

設 v＝月球相對恆星背景移動的速度；

τ＝恆星邊緣剛被月球掩食至完全消失的時間間隔；

r＝恆星的線直徑

r＝τvsinθ；

D. 如何測量地球半徑

公元前三世紀時希臘天文學家厄拉多塞內斯（eratosthenes，公元前276—194）首次測出了地球的半徑。
他發現夏至這一天，當太陽直射到賽伊城（今埃及阿斯旺城）的水井s時，在亞歷山大城的一點a的天頂與太陽的夾角為7.2°（天頂就是鉛垂線向上無限延長與天空「天球」相交的一點）。他認為這兩地在同一條子午線上，從而這兩地間的弧所對的圓心角soa就是7.2°。又知商隊旅行時測得a、s間的距離約為5000古希臘里，他按照弧長與圓心角的關系，算出了地球的半徑約為4000古希臘里。一般認為1古希臘里約為158.5米，那麼他測得地球的半徑約為6340公里。
其原理為：
設圓周長為c，半徑為r，兩地間的的弧長為l，對應的圓心角為n°。
因為360°的圓心角所對的弧長就是圓周長c=2πr，所以1°的圓心角所對弧長是，即。於是半徑為的r的圓中，n°的圓心角所對的弧長l為：
當l=5000古希臘里，n=7.2時，
古希臘里）
化為公里數為：（公里）。
厄拉多塞內斯這種測地球的方法常稱為弧度測量法。用這種方法測量時，只要測出兩地間的弧長和圓心角，就可求出地球的半徑了。
近代測量地球的半徑，還用弧度測量的方法，只是在求相距很遠的兩地間的距離時，採用了布設三角網的方法。比如求m、n兩地的距離時，可以像圖2那樣布設三角點，用經緯儀測量出△amb，△abc，△bcd，△cde，△edn的各個內角的度數，再量出m點附近的那條基線ma的長，最後即可算出mn的長度了。
通過這些三角形，怎樣算出mn的長度呢？這里要用到三角形的一個很重要的定理——正弦定理。
即：在一個三角形中，各邊和它所對角的正弦的比相等。就是說，在△abc中，有。
在圖2中，由於各三角形的內角已測出，am的長也量出，由正弦定理即可分別算出：
∴mn=mb+bd+dn。
如果m、n兩地在同一條子午線上，用天文方法測出各地的緯度後，即可算出子午線1°的長度。法國的皮卡爾（pi－card．j．1620—1682）於1669—1671年率領他的測量隊首次測出了巴黎和亞眠之間的子午線的長，求得子午線1°的長約為111.28公里，這樣他推算出地球的半徑約為6376公里。
或者用向心力與速度關系的公式測出.

E. 地球的大小是如何測量出來的

是根據同一高度的物體，在相同的時間內，在地球的不同地方，影子的長度不同計算出來的。

據史料記載，最早測算地球大小的人是古希臘學者埃拉托色尼。埃拉托色尼受亞里士多德《天論》思想影響很深，深信大地為一球體。他依著自己博學的數理知識構想，在人類歷史上第一個測出了地球的大小。

他的測地方法是這樣的：

1、在地面上，他首先選擇了兩個南北基本上在一條經線上的城市——埃及的亞歷山大港（居北）和阿斯旺城（居南）。

2、然後在夏至（6月21日）這天的正午時分，對兩地水井的太陽照射情況同時加以觀測，發現在阿斯旺，陽光可以直射到井底，而在亞歷山大港，陽光只能照到井壁，光線與井壁的直立方向有一個7.2°的夾角。這個夾角的產生不是別的，正是因為亞歷山大港和阿斯旺城兩地間的地面呈曲面（地球球面的一部分）所致。

3、埃拉托色尼根據商隊在通過兩城時在路上所用的時間，算出了兩地的距離，其值為5000斯台地亞（古埃及的一種長度單位）。既然亞歷山大港和阿斯旺大體位於同一經線，它們這間又存在著7.2°的差角（相當於整個圓周角360°的1/50），根據幾何定理，埃拉托色尼求出了地球的圓周長：

4、據考證，大約10斯台地亞相當於1英里或1.609公里。250000斯台地亞則約相當於40225公里，這個數值，和目前測量的經線圈長度(40008.6公里)，已經是較接近了。埃拉托色尼當時是把地球作為正球體（半徑都相等）來考慮的，故有了經線圈的長度，就可以求出地球的半徑，以及地球的體積大小。

公元723年，我國唐代天文學家一行（張遂），曾指導測量隊，在河南省黃河南北的平原地帶也進行了一次大規模的測地工作，測得緯度一度的距離為唐制351里50步。此距離與現代理論算出的僅差20.7公里。堪稱為是世界上最早的地球緯度一度弧長的測量。

隨著科學技術的發展，人類的測地方法日臻完善。在現代，除用大地測量方法外，科學家們還可通過測量人造衛星軌道，將更精確地測定地球的大小。

從1980年起，國際上所採用的地球大小參考數值（如赤道半徑值為6378137米，地球扁率為1/298.257），就是通過大地測量、人造衛星測量等互相配合，而取得的地球大小精確值。

地球的體積，也並非是恆定的。隨著時間的演進，它會發生「膨脹」。據科學家推算，地球從誕生至今，半徑已增長了1/3。地球變大的原因是多方面的，其中原因之一，是與地內物質上涌，促使地球上部物質增多有關。因此，地球體積的測定，也絕不是一勞永逸的。

地球的體積測算出來以後，我們可以根據萬有引力定律計算出地球的總質量，同樣可以算出地球平均密度等等相關數據。

(5)最簡單測量地球方法擴展閱讀

地球（Earth）是太陽系八大行星之一，按離太陽由近及遠的次序排為第三顆，也是太陽系中直徑、質量和密度最大的類地行星，距離太陽1.5億公里。地球自西向東自轉，同時圍繞太陽公轉。現有40~46億歲，有一個天然衛星——月球，二者組成一個天體系統——地月系統。46億年以前起源於原始太陽星雲。

地球赤道半徑6378.137千米，極半徑6356.752千米，平均半徑約6371千米，赤道周長大約為40076千米，呈兩極稍扁赤道略鼓的不規則的橢圓球體。地球表面積5.1億平方公里，其中71%為海洋，29%為陸地，在太空上看地球呈藍色。

地球內部有核、幔、殼結構，地球外部有水圈、大氣圈以及磁場。地球是目前宇宙中已知存在生命的唯一的天體，是包括人類在內上百萬種生物的家園。