一张照片测出地球半径：普林斯顿教授的惊人发现

一张照片测出地球半径：普林斯顿教授的惊人发现

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1.

https://www.sohu.com/a/853415822_120991886

2.

https://blog.csdn.net/qq_44103359/article/details/138723363

3.

https://blog.csdn.net/m0_57791991/article/details/138268704

4.

https://m.ac.qq.com/ask/detail/aid/pevxwzjdbp

5.

https://www.liaodongu.edu.cn/keyan/info/1521/19612.htm

6.

https://wulixb.iphy.ac.cn/indexen.htm

7.

http://www.lubanyouke.com/5128.html

8.

https://www.cnblogs.com/apachecn/p/18462344

9.

https://worldscience.cn/c/2024-10-28/664288.shtml

10.

https://www.cnblogs.com/apachecn/p/18473576

11.

http://ijmmm.ustb.edu.cn/cn/article/doi/10.1007/s12613-023-2800-9

12.

https://juejin.cn/post/7350142836622917695

2008年7月5日，在密执安湖畔，普林斯顿大学的范德北教授（Robert J. Vanderbei）拍摄了一张夕阳照片。这张看似普通的照片，却让他做出了一个惊人的发现：仅凭一张照片和中学的物理数学知识，就能测量出地球的半径。

范德北教授的发现基于一个简单的物理原理：光的反射。当太阳光照射到平静的湖面上时，会发生反射。由于地球是圆的，不同位置的湖面相对于太阳光的入射角会有所不同。通过分析照片中太阳及其倒影的位置关系，可以推算出地球的曲率，进而计算出地球的半径。

这个方法的关键在于理解水面的“平”是局部的，而地球表面是弯曲的。因此，不同位置的水面相对于太阳光的倾角不同，这个差异包含了地球曲率的信息。

具体来说，这个方法涉及以下几个关键步骤：

1. 光的反射定律：入射角等于反射角。这是分析湖面反射太阳光的基础。

2. 几何关系：利用勾股定理和三角形的正弦定理，建立太阳、湖面和观察者之间的几何关系。

3. 数据分析：通过照片中的像素数据，测量太阳的直径和地平线上的太阳高度。

具体计算过程如下：

• 首先测量照片中太阳的直径，例如317个像素。
• 然后测量地平线上的太阳高度，例如100个像素。
• 利用这些数据，结合湖面的水平距离，可以计算出地球的曲率。
• 最后，通过曲率计算出地球的半径。

这个发现让人不禁想起科学史上的一些重要时刻。例如，伽利略在听说荷兰有人发明了“幻镜”后，自己动手制作望远镜，并由此开启了天文学的新纪元。范德北教授的发现同样展示了科学探索中“知道某件东西可以做出来，就是最大的提示”的道理。

事实上，人类很早就开始尝试测量地球的大小。公元前3世纪，古希腊天文学家埃拉托色尼就通过测量不同地点的太阳角度差异，估算出了地球的周长。在中国，唐代天文学家一行禅师也通过天文大地测量计算出了地球的周长。

范德北教授的方法之所以引人注目，不仅在于其结果的准确性，更在于其方法的简单性和普适性。它告诉我们，科学探索并不一定需要复杂的设备和高深的知识，有时候，一个简单的观察和思考就可能带来惊人的发现。

当然，这个方法也有其局限性。例如，它依赖于湖面的平静程度、大气折射的影响等。但是，正如范德北教授所说：“困难不在于推导，而在于认识到，这张图片包含了结论所需的全部信息。”

这个发现也提醒我们，科学探索往往始于对身边现象的好奇和思考。正如中国古代思想家孟子所说：“登泰山而小天下”，登高望远不仅能开阔视野，更可能带来新的科学发现。

范德北教授通过一张照片测量地球半径的故事，不仅是一个科学发现，更是一个关于探索精神的故事。它告诉我们，科学探索无处不在，关键在于我们是否愿意停下脚步，仔细观察，认真思考。

正如一位诗人所说：“傍晚湖边散步，忽然灵光闪现，天上有个太阳，水面反射影像。由此可以知道，大地是个圆球，利用几何知识，得到地球半径。”这个故事，或许就是对科学探索精神最好的诠释。