趣味数学:空间与几何(少儿彩绘版)
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路灯的影子

问题 为什么这个方法对路灯的影子就不适用了呢?这个方法跟前面测量大树的方法相比有什么区别?

我们可以把太阳照射出来的光线看作是平行的,而路灯就不一样了,从路灯发出的光线并不平行,关于这一点,从图3中我们可以很明显地看出来。

那么,为什么太阳发出的光线是平行的呢?太阳光不也是从同一个太阳发出来的吗?

回答 我们之所以把太阳发出的光线看作是平行的,是因为从太阳发出的光线间的角度极小,几乎可以忽略。关于这一点,我们可以用几何学的知识进行证明。假设太阳发出了两条光线,照射到地球上的某两个点,不妨假定这两个点的距离有1千米。

如果我们有一个巨大的圆规,将其中的一只脚放到太阳的位置,另一只脚放到其中一个点上,画一个圆。很显然,这个圆的半径正好是地球到太阳的距离,也就是150000000千米。换算一下,很容易得到这个圆的周长:

2×π×150000000≈940000000(千米)

刚才选取的两点间的距离是1千米,也就是圆上的一段弧长是1千米的弧。我们知道,在圆周上的每一度对应的弧长都是圆周长的。换算一下,也就是:

每一分的弧长就是这个数值的,约为43000千米,每一秒的弧长又是这个数值的,即720千米。

我们刚才提到的弧长只有1千米,也就是说,它对应的角度是秒,这个角度几乎可以忽略不计,即便是用精密的仪器,也很难测量出这么小的角度。所以,在地球上看,太阳发出的光线完全可以看作是平行的。

需要说明的是,太阳照射到地球直径两端的光线之间的夹角大约是17秒,这个角度可以用仪器测量出来,科学家正是利用这个角度才计算出地球与太阳之间的距离。

由此可见,如果没有几何学的知识,对于前面提到的测量高度的方法,我们根本没有办法解释。