物理学史上最美的十个实验第七名.doc

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1、物理学史上最美的十个实验第七名Eratosthenes'measurementoftheEarth'scircumference 埃拉托色尼测量地球圆周长AtnoononthesummersolsticeintheEgyptiantownnowcalledAswan,thesunhoversstraightoverhead:objectscastnoshadowandsunlightfallsdirectlydownadeepwell.Whenhereadthisfact,Eratosthenes

2、,thelibrarianatAlexandriainthethirdcenturyB.C.,realizedhehadtheinformationheneededtoestimatethecircumferenceoftheplanet.Onthesamedayandtime,hemeasuredshadowsinAlexandria,findingthatthesolarraystherehadabitofaslant,deviatingfromtheverticalbyaboutsevend

3、egrees.Therestwasjustgeometry.Assumingtheearthisspherical,itscircumferencespans360degrees.Soifthetwocitiesaresevendegreesapart,thatwouldconstituteseven-360thsofthefullcircle—aboutone-fiftieth.Estimatingfromtraveltimethatthetownswere5,000"stadia"apart,

4、Eratosthenesconcludedthattheearthmustbe50timesthatsize—250,000stadiaingirth.ScholarsdifferoverthelengthofaGreekstadium,soitisimpossibletoknowjusthowaccuratehewas.Butbysomereckonings,hewasoffbyonlyabout5percent.古埃及的一个现名为阿斯旺的小镇。在这个小镇上，夏至日正午的阳光悬在头顶：物体没有影

5、子，阳光直接射入深水井中。埃拉托色尼是公元前3世纪亚历山大图书馆馆长，他意识到这一信息可以帮助他估计地球的周长。在以后几年里的同一天、同一时间，他在亚历山大测量了同一地点的物体的影子。发现太阳光线有轻微的倾斜，在垂直方向偏离大约7度角。剩下的就是几何学问题了。假设地球是球状，那么它的圆周应跨越360度。如果两座城市成7度角，就是7／360的圆周，就是当时5000个希腊运动场的距离。因此地球周长应该是25万个希腊运动场。今天，通过航迹测算，我们知道埃拉托色尼的测量误差仅仅在5％以内。