怎么测量地球与月球之间的距离(我们该如何测量月球和太阳的大小)

你能说出如何测量太阳或月亮的直径吗?

人眼不可能直接测量月球,太阳或任何其他天体的大小。主要原因是当我们看天空时,我们只能看到天体在闪烁,却无法知道他们在多远外闪烁。这意味着当你仰望天空时,所有的恒星和行星似乎与我们的距离相同。我们称之为天球:地球为中心,同时能看到其他行星的一个巨大的球体。(古代天文学家有同样的问题,他们认为所有的恒星都固定在这样一个球体上,因此距离我们都相同。我们现在知道绝对不是这样,这只是因为我们视力无法直观表现出来实际情况。)

怎么测量地球与月球之间的距离(我们该如何测量月球和太阳的大小)(1)

地球在一个半径相对细小,以地球为基础的天球中。图中还可见黄道(红)和天球的星座连线。

因此,我们在观察天空时唯一可以测量的是天体角度的大小和角距离。如果你将整个天体划分为像360°一样的360份,就可以描述物体的角度大小或它们的角距离(天球上的角度似乎分开了两个物体)。当我们计算太阳和月亮的这些角度时,我们惊奇地发现结果几乎相同:1/2度。(这只是一个巧合,幸运的是,这让我们能够获得非常好的日食)。

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当您观察夜空时,有一种简单的估算角距离的方法。 将手臂完全伸展在你面前。 握拳,看着它叠在你试图测量角距离的物体上。 从你的拳头的一边到另一边约10度,一个指关节约2.5度,如果你张开手,你的手从拇指尖到你的小指尖的整个范围约是天空的20度。

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现在天文学家可以更精确地测量角度大小,并且可以通过它来获得物体的实际尺寸。 要做到这一点,我们必须考虑到我们与正在测量的物体的距离。 一个例子是,太阳和月亮具有相同的角度大小,但是太阳实际上比月亮大得多。 它们看起来大小相同是因为太阳离我们更远。

因此,通过精确测量我们距太阳和月球的距离,并测量它们的角度大小,我们可以不错地估算它们的实际尺寸。 我们得到的值是:太阳半径为696,000千米,月球半径为1740千米。

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2009年7月日本喜界岛的日全食,图中可见到钻石环

相关知识

天球,是在天文学和导航上想出的一个与地球同圆心,并有相同的自转轴,半径无限大的球。天空中所有的物体都可以当成投影在天球上的物件。地球的赤道和地理极点投射到天球上,就是天球赤道和天极。天球是位置天文学上很实用的工具。 在亚里斯多德和托勒密的模型,天球想像成实际的物体,而不仅仅是一个几何的投影。

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天球被天球赤道平分。图中还可见地球的赤道、天北极和天南极

日全食是四种日食中的其中一种,当太阳光球完全被月亮遮住,原本明亮的太阳圆盘被黑色的月球阴影遮盖。然而,也只有在日全食发生时才可能用肉眼观测到模糊的日冕。日全食只在月球位于近地点时发生,此时月球的本影锥长度较月地之间距离长,本影锥才能扫到地球表面。

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2016年3月印尼巴厘巴板的日全食,图中左上方的亮点就是倍里珠

月球,也就是我们常说的月亮。月球绕着地球转动,是地球唯一的一个天然卫星。在晴朗的晚上,可以看到月亮高悬夜空之中。自古以来,关于月亮有许多传说和故事,有许多与月亮相关的诗歌、小说和歌曲。我们见到的月亮的形状常常变化,有时细如银钩,有时圆如玉盘。苏东坡曾经说过:“月有阴晴圆缺”。有时月亮会突然不见,这是由于一种叫做月食的现象。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. curious.astro.cornell

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