在公元前人们如何测量地月距离?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-30
如何测定地球到月球的距离

  地球到月球的平均距离是384,400千米 。月球离地球近地点距离 为 35.7万 千米
(就是地表到月表);距离地球最远的远地点距离为40.6万千米(就是加上月球与地球的直径)。
月球是离我们地球最近的星球。平常月亮距离地球大概是40多万公里,由于月球环绕地球运行是一个以一个轴心为主的椭圆形的轨道,因此,月球距离地球最远比最近时多5万公里。同样是满月,月球距离地球最近比最远时,月亮的视直径大14%,视面积大30%。
月光从月球传到地球的时间只要1.3秒,也就是说只眨了下眼的功夫。可是这么短的时间,它的路程却有38万多千米。并且月球轨道以3.8cm/a的速度向外偏移,也就是以每年3.8厘米的速度远离地球而去。

  古人测量地球到月球的方法:

  古人最早测量地月距是通过肉眼观察进行大概的测量,最早测定月地距离的人是伊巴谷,其在公元前180年左右出生于小亚细亚,也就是今天的土耳其。

  伊巴谷发明了一种“瞄准器”,一根约两米长的木杆上,有沟槽可容一个挡板在其中滑动,在木杆的一端竖立一块有小孔的板,人眼从小孔中观察星体,同时滑动挡板,使它刚好遮住目标。根据挡板与小孔之间的距离及挡板的宽度,就可以算出被测物体的相对大小,或星空中两点的视距离。

  他还发明了一种星盘,可以测天体的方位和高度。人们还传说他制作过一个天球仪,刻在上面的恒星数目比他列在星表上的还多。还是让我们欣赏伊巴谷是如何测量日、月、地三天体的距离的。

  他观测了一次日食,同埃拉托色尼一样,他也需要两个地点的观测数据。在土耳其附近,人们看到了日全食;而在经度接近而纬度不同的亚历山大城,只能看到日偏食,月球最大遮住了太阳的4/5。

  由此,他推算出了月球的视差,他也将太阳光处理为平行照射到地球上。他的计算结果是,月球直径是地球的三分之一,月地距离是地球半径的60.5倍。第一个数据偏大了一点,对于第二个数据,按照现在的测量结果,月地距离是地球半径的60.34倍。由于埃拉托色尼已经给出了地球半径的数据,于是伊巴谷得到了月地距离的真实数据。

  让我们替伊巴谷算一下:38400×60.5/(2×3.14)=37万千米。现代的月地距离数据是38万千米。2100多年前的祖先,手持木杆,单凭一双肉眼,就得到如此准确的数据,面对这样的结果,我们后人实在是没有什么可骄傲的,我们发明出来的令人眼花缭乱的“先进”技术,只是反映出我们理性思考的贫乏和虚弱罢了。

  伊巴谷的太阳数据误差较大,主要还是受阿里斯塔克的数据影响。伊巴谷算出的太阳直径是地球直径的12倍多,而实际太阳直径超出地球达百倍之多;他的日地距离是地球半径的2500倍,而实际是两万多倍。

  科学家测量地球到月球的距离的方法:

  1、三角法

  比如说地球在春分点和秋分点时分别观测一颗恒星对地球的角度,然后以公转轨道半径为基线,算出它距地球的距离

  对于较近的天体(500光年以内)采用三角法测距。
500--10万光年的天体采用光度法确定距离。10万光年以外天文学家找到了造父变星作为标准,可达5亿光年的范围。
更远的距离是用观测到的红移量,依据哈勃定理推算出来的。
月球是距离我们最近的天体,天文学家们想了很多的办法测量它的远近,但都没有得到满意的结果。科学的测量直到18世纪(1715年至1753年)才由法国天文学家拉卡伊(N.L.Lacaille)和他的学生拉朗德(Larand)用三角视差法得以实现。他们的结果是月球与地球之间的平均距离大约为地球半径的60倍,这与现代测定的数值(384401千米)很接近。

  2、光谱在天文研究中的应用

  人类一直想了解天体的物理、化学性状。这种愿望只有在光谱分析应用于天文后才成为可能并由此而导致了天体物理学的诞生和发展。通过光谱分析可以:(1)确定天体的化学组成;(2)确定恒星的温度;(3)确定恒星的压力;(4)测定恒星的磁场;(5)确定天体的视向速度和自转等等。

  3、激光测量

  雷达技术诞生后,人们又用雷达测定月球距离。激光技术问世后,人们利用激光的方向性好,光束集中,单色性强等特点来测量月球的距离。测量精度可以达到厘米量级。
列如:

  用激光测距仪测量从地球到月球的距离。激光的传播速度为3×108m/s,在激光从地球发射到月球后再反射回地球的过程中,所需时间为2.56s,求地球到月球的距离。

  s=v.t/2=3乘10的8次方乘2.56/2=384000000米=38.4万

  科学家们所用的这种精细测量地月距离的新设备叫做“阿帕奇月球激光测量仪”(英文简称APPOLLO,和“阿波罗”同名)。为了达到期望的精度,来往于地月之间的激光脉冲计时精度必须达到几皮秒(1皮秒等于百亿分之一秒)的水准。由于光速是已知的,因此通过测量激光脉冲在地月之间(准确地说是在“阿帕奇月球激光测量仪”和安放在月球表面的反射阵列之间)往来的时间就可以求得两点之间的精确距离。

古人最早测量地月距是通过肉眼观察进行大概的测量,最早测定月地距离的人是喜帕恰斯,也叫伊巴谷,他是古希腊最伟大的天文学家。
为了更准确的观测天体,伊巴谷制作出许多天文仪器。其中有一种一起叫作“瞄准器”。这种仪器并不复杂,但原理却十分有革命性。
一根约两米长的杆上,上面有可以容纳一个挡板在其中滑动的沟槽,在木杆的前端竖立一块带小孔的挡板。观察者从小孔中观察天体,同时滑动挡板,使之将目标遮挡住。
此时,便可以根据挡板与小孔之间的距离,以及挡板的长度,利用相似三角形的原理,计算出,被测物体的相对大小,即星空中两个天体之间的距离。
他观测了一次日食,为了构造相似三角形,它需要两个地点的观测数据。人们在土耳其观测到的日全食,而在精度接近而维度不同的亚历山大城,观测者却只能看到日偏食,月球遮住了太阳的4/5。由此,他推算出了月球的视差。伊巴谷将太阳光视为平行光。
他的计算结果为,月球直径为地球的1/3,月地距离是地球半径的60.5倍,而地球半径由之前的科学家埃拉托色尼已经测出,于是伊巴谷得到了月地距离的真实数据。

扩展资料:
现代测量地月距离使用激光测距,将具有高度同向性脉冲激光束射向人工放置在月球表面的角反射镜,利用角反射镜的特殊光路性质,通过发送接收时间差计算出地月距离。
在1969年7月30日,地球的加利福尼亚州到月球表面月面经度:23.47292°;月面纬度:0.67338°这个地方的距离为:361344017.35米±0.15米。由于激光技术和月球表面的反射镜的存在,人类对地球到月球距离的测量精度,一下子提升到了15厘米。
在1969年8月30日,时隔1个月,人类再次测量,得到数值为:377023131.77米±0.15米。于是,人类发现了月球绕地球公转的轨道,并非一个精确的圆,而是有时离地球近,有时离地球远的椭圆。
在1969年12月30日,地球离月球的距离:399586342.65米±0.15米。经过多次、持续的测量,得到了如今的教科书中常用的那个数据:地球到月球的平均距离,约为38.44万公里。
参考资料来源:百度百科-月球距离

在公元前3世纪初,萨摩斯岛上出生了一位伟大的天文观测家,名字叫阿里斯塔克(约公元前310年~前20年)。他同时又是一位天才的理论家,可惜他的著作大部分都失传了。但是,他的《关于日月距离及大小》一书一直流传到今天。书中首先提出可以测定日月到地球距离的比值的方法:在上弦时测定太阳和月亮之间的角距离。阿里斯塔克认为上下弦时日、月、地三者应构成一个直角三角形,月亮在直角顶点上。他根据观测量出上弦时日月在天穹上相距由此可以求出太阳比月亮远19倍。虽然这个结果比实际数值小20倍左右,但其原理简单明了,值得赞赏。伊巴谷于公元前150年前后将阿里斯塔克提出的测量月亮距离的原理付诸实践。当时希腊人已经意识到,月食是由于地球处于太阳和月亮中间、从而地影投射到月亮上而造成的。阿里斯塔克提出,掠过月面的地影曲线弯曲的情况应该能显示出地球与月球的相对大小。根据这一点,运用简单的几何学原理便可以推算出月亮有多远——它和我们的距离是地球直径的多少倍。



  • 地球到月球的距离是多少,地球到月球的距离测量方法
    答:可是这么短的时间,它的路程却有38万多千米。并且月球轨道以3.8cm/a的速度向外偏移,也就是以每年3.8厘米的速度远离地球而去。古人测量地球到月球的方法:古人最早测量地月距是通过肉眼观察进行大概的测量,最早测定月地距离的人是伊巴谷,其在公元前180年左右出生于小亚细亚,也就是今天的土耳其。伊...
  • 谁最早计算出了地球与太阳间距离和地球和月亮间距离之比.
    答:第一个计算出地月距离的也是和我们的孔子差不多一个时代,是在公元前3世纪古希腊天文学家阿里斯塔克就测定了地球到月亮距离!他是通过观测月食计算的。当时古希腊已经知道了月食的成因。而月球绕地球一圈周期通过观察月相是早就知道了的。这样就可算出月亮每分钟运行的弧度。而且阿里斯塔克猜测太阳与地球...
  • 如何测量地月距离?
    答:古希腊的思想家最早开始构想宇宙的模型,其中一个就是日地距离,当时科学家通过肉眼观测来判断太阳与我们的距离。比如日食时月亮几乎将太阳完全覆盖,通过视觉观测与简单计算来推测日地距离,但是太阳过于明亮,导致这样的观测计算存在较大的误差。公元前2世纪中叶希腊天文学家开始用视差法观测天体距离,即从...
  • 地球和月亮之间的距离是怎么测出来的?
    答:例如:三角测量、光谱、激光测距。要知道,测量地球月亮之间的距离,不是只有我们现代人才能做到的,而是古人能做到的。所以我先介绍一下古人的测量方法。有一位名叫伊娃谷的古希腊天文学家,他发明了很多精密的观测仪器。为了测量地月距离,他假设太阳光是平行光。然后在土耳其和亚历山大这两个不同的地方...
  • 月球知识
    答:太阳半径大约是月亮半径的400倍,日地距离是月地距离的400倍。因此,在地球上看来,太阳同月亮差不多大。 月亮绕地球运动,在地球引力影响下,自转和公转周期是一致的。因此,月亮永远只以半个球面(实际上约占59%)对着地球。还有不到半个月面的部分,它始终背着地球,过去人们没瞧见,一直是千古猜不透的谜。 我们肉眼...
  • 地月距离是如何测出的
    答:利用激光束测量地月距离是目前最为精确的方法,测量工具包括一个天文望远镜、一束激光以及此前登月行动中留在月球之上的一些反射体。在天文望远镜上安装一个可以发送高功率激光的发射器,首先激光束通过发射器射向月球表面的一个反射器。这个反射器是由阿波罗航天飞机和苏联无人航天飞机分别通过三次和两次...
  • 我们是如何测量太阳和月亮的?
    答:阿利斯塔克仍然没法很好地计算π的值——这项工作还要在数十年后由阿基米德去完成。阿利斯塔克还意识到,在半月期间,太阳、地球和月球之间形成了一个完美的角度,我们则可以借助于太阳和月球间的θ角来计算地日距离和地月距离之间的比例即cos(θ)。此外,他还清楚太阳也占据了一度的天空。通过测量角...
  • 地球到月球的距离
    答:2、月球直径为3476公里,约为地球直径的3/11。月球表面面积大约是地球表面面积的1/14,比亚洲面积稍小。月球的体积只相当于地球体积的1/49。月球质量约等于地球质量的1/81.3。3、古人最早测量地月距是通过肉眼观察进行大概的测量,最早测定月地距离的人是伊巴谷,其在公元前180年左右出生于小亚细亚。...
  • 如何概括地球与月亮的距离?
    答:3、第三章:明月何处有 在准确认识了地球之后,人类开始把研究的目标转向了月球。早在公元前3世纪,小亚细亚的阿里斯塔克就提出利用上弦月推算日、月到地球的距离之比,利用日全食得出日、月与地球的直径之比,并天才地提出了地球绕轴自转,并环绕太阳运行的观点。由于这些“离经叛道”的想法,他被指控...