Презентация на тему: «История изучения формы и размеров Земли»

Презентация   на тему: «История изучения формы и размеров Земли»   Учитель географии: Суворова Г. П.

История формирования современных сведений о Земле. О том, какая форма Земли соответствует действительности, спорили очень много на протяжении всей истории развития естественнонаучных знаний. Гомер предполагал, что наша планета имеет вид круга, а Анаксимандр доказывал, что она похожа на цилиндр. Другие доказывали, что форма Земли имеет вид диска и держится на трёх слонах, которые стоят на черепахе. Когда-то были даже предположения, будто наша планета в виде лодки плавает по безбрежному океану или возвышается над ним в форме высочайшей горы!

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Аристотель Не все знают, что о форме и размерах Земли люди имели достаточно реальные представления еще до начала нашей эры. Так, древнегреческий философ Аристотель(384 — 322 до н. э.) полагал, что Земля имеет шарообразную форму, а в качестве доказательства приводил округлость формы земной тени во время лунных затмений, поскольку только шар при освещении с любой стороны всегда дает круглую тень. Эратосфен, живший в Александрии (город на севере Египта, основан Александром Македонским в 332—331 гг. до н. э.) выбрал, около 230 г. до Р. X., для своего градусного измерения дугу александрийского меридиана, предположив, что на нем же лежит Ассуан (Ассуан, — 24° 8’ 6 ш. и 30° 34’ 39 д., последний из городов, встречаемых в Египте со стороны Нубии) . Светилом для измерения высот служило Солнце. Эратосфен узнал,что в Ассуане, во время летнего солнцестояния, в полдень, можно видеть изображение Солнца в глубоких колодцах, т. е., что Солнце достигает там в это время зенита, и высота его равна стало быть 90°.  Эратосфен

В Александрии, по наблюдениям тени гномона (гномон — древнейший астрономический инструмент, состоящий из вертикального стержня на горизонтальной площадке. По длине и направлению тени стержня можно определять высоту и азимут Солнца) , в то же самое время, Солнце оказывалось удаленным от зенита на одну пятидесятую часть окружности или на 7°12’, так что для разности широт этих городов получилась непосредственно величина 7°12’. С другой стороны, из рассказов купцов, сопровождавших свои караваны, Эратосфен узнал, что путь между Ассуаном и Александрией лежит почти в направлении полуденной тени т. е. по меридиану, и, судя по времени, необходимому на весь переход, и по скорости движения караванов, расстояние между названными городами равно 5000 стадиям(800 км). Если 7°12’ соответствуют 5000 стадиям (800 км), то длина окружности или 360° выходит равна 250 000 стадий (40 000 км), а радиус Земли = 39 789 стадий(6 366 км). Древние астрономы применяли гномон для определения высоты Солнца над горизонтом

По новейшим определениям разность широт Александрии и Ассуана равна 7°7’,и оба города не лежат на одном меридиане, (Ассуан почти на 3° восточнее Александрии),там не менее астрономическая часть работы Эратосфена для своего времени была почти безупречна. К несчастью истинная длина египетской стадии была не известна. Разные ученые исследователи определяют ее от 158 до 185 метров, и потому о точности этого первого градусного измерения в настоящее время нельзя составить себе верного представления. Во всяком случае, как упомянуто выше, основание способа Эратосфена совершенно верно и применяется до сих пор.

Следующая попытка определить размеры Земли была сделана Посидонием (Посидоний из Апамеи в Сирии, философ–стоик, математик и астроном, 135—50 до Р. Хр. В философии представитель синкретизма, как астроном известен своей попыткой(второй, первая принадлежала Эратосфену) определить размеры земного шара) .Крайними точками дуги меридиана избраны были Александрия и остров Родос. Угловое расстояние получено из наблюдений звезды Канопуса (Канопус ( Argus), звезда первой величины в созвездии «Корабль Арго», видна в нашем полушарии южнее 37,5° сев. широты) , которая в Александрии поднимается до высоты 7½°, а на Родосе едва показывается на горизонте, так что высота ее там почти равна 0°. Линейное расстояние оценено по времени перехода судов и принято равным 5 000 стадиям (800 км). Отсюда окружность Земли оказывается 240 000 стадий (38 400 км). Результат Посидония признается менее удовлетворительным, чем вывод Эратосфена, потому что на высоты светил близ горизонта весьма значительно влияет преломление лучей в атмосфере, тогда еще неизвестное, да и оценка линейного расстояния по морю не могла быть благонадежной. Ныне известно, что разность широт Александрии и Родоса всего 5°, и они далеко не лежать на одном меридиане. Посидоний измерял размер Земли по высоте звезды Конопус

Замечательно, что в сочинениях Птоломея (87 — 165), известного александрийского астронома, не упоминается об определении размеров Земли, хотя в его «Географии» видимо подразумевается ее шарообразность и длина одного градуса принимается равною 500 стадиям (80 км), что дает для окружности всей Земли 180 000 стадий(28 800 км) — число значительно меньшее, чем результаты Эратосфена и Посидония. После уничтожения александрийской библиотеки, в смутные годы первых веков нашей эры, всякие научные работы прервались, и новая попытка градусного измерения сделана лишь в 827 году арабами, которые, достигнув политического могущества, в лице своих калифов с любовью покровительствовали развитию точных наук. Калиф Альмамум, сын Гарун– аль–Рашида, приказал своим астрономам Калид–бен–Абдулмелику и Али–бен–Изп измерить дугу меридиана в равнине Синджар, лежащей к западу от реки Тигра и нынешнего города Мосула. В избранной исходной точке, около 35° северной широты, арабские ученые разделились на две парии и направились одна на север, другая па юг, производя измерения арабскими локтями.

Эти измерения продолжались до тех пор, пока каждая пария не прошла по меридиану 1°,что определялось имевшимися тогда угломерными инструментами по высотам звезд. Одна пария получила для градуса меридиана величину 56, а другая 56⅔ мили по 4 000 локтей. Второе число было признано точнее первого и принято за величину градуса меридиана. Покуда длина арабского локтя была неизвестна, нельзя было составить себе понятие о точности измерения арабов, известно было лишь, что арабский локоть имел 27 дюймов, а каждый дюйм равнялся шести положенным в ряд ячменным зернам. Но недавно, на нильском острове Рода, под Каиром, на колонне из тесанного камня, найдены черты, означающие арабские локти, подразделенные на дюймы. Оказалось, что арабский локоть равен приблизительно 49⅓ сантиметрам, так что длина арабской мили выходит около 1973 метров или 926.3 саженей. От перемножения этого числа на 56⅔ получается для длины градуса, под широтой 35°, 104.8 версты (111.088 км), что весьма близко к современным определениям. локоть, служивший для измерения расстояний у самых разных народов

Фернан Магеллан (1470 - 1521) португальский мореплаватель проложить западный путь к Молуккским островам – истинной родине пряностей, опередив португальцев. После 20 лет поисков открыт пролив, позже названный именем Магеллана. Доведено до конца дело, которому посвятил жизнь Христофор Колумб, - проложен западный путь в страны Востока. На практике доказана шарообразность нашей планеты. Установлением огромных размеров Тихого океана опровергнута идея существенного преобладания суши над морем. Фернан Магеллан Христофор Колумб

В средние века сведенья греков и арабов о шарообразности Земли и ее величине были забыты, и только в начале XVI века, после эпохи великих морских путешествий, произведена новая попытка определения размеров Земли. Именно, французский ученый и врач короля Франциска II–го, Фернель (1497 — 1558), в 1528 году, измерил дугу меридиана вблизи Парижа. Угловые высоты Солнца он определял при помощи треугольника с диоптрами, одна сторона которого была разделена на части, соответствующая минутам дуги, линейное же расстояние Фернель получил счетом оборотов колеса своей повозки. Длина градуса меридиана под широтою Парижа получилась равною 56 746 тоазам или около 51838 саженей (110.41 км). Итак, в первом приближении форма и размеры нашей планеты известны очень давно. А можно ли, находясь на ее поверхности, доказать, что она вращается? Оказывается, можно, и даже несколькими способами. Фернель

Вращение Земли  В 1672 году француз Рише случайно заметил, что у экватора маятниковые часы идут медленнее, чем в Париже. Объяснение этому факту нашел английский физик, астроном и математик Исаак Ньютон (1643 — 1727). Вращение Земли должно приводить к появлению центробежной силы, направленной перпендикулярно оси вращения(не поверхности!) в сторону, противоположную этой оси. То есть в средних широтах центробежная сила меньше по величине (поскольку расстояние до оси вращения меньше)и направлена под углом к горизонту, а на экваторе она достигает наибольшей величины, что и приводит к уменьшению силы тяжести, g на экваторе и, вследствие этого, замедлению (увеличению периода Т) колебаний маятника длиной l, поскольку T = 2p(l/g)1/2. Исаак Ньютон маятник Ньютона

В 1851 году французский физик Жан Фуко (1819 — 1868) продемонстрировал на опыте, что плоскость качания маятника со временем поворачивается, что объясняется суточным вращением Земли вокруг своей оси. Позже этот опыт повторяли в разных городах, в том числе и в Ленинграде, в Исаакиевском соборе. Очевидно, что эффект поворота плоскости качания маятника зависит от широты места проведения опыта, наиболее выражен на земных полюсах и отсутствует на экваторе. Тот же Жан Фуко изобрел гироскоп, и его свойство сохранять направление оси вращения также доказывало суточное вращение Земли (ось гироскопа при любом положении за сутки опишет окружность вокруг проекции на небо земной оси, а почему — будет объяснено в главе про экваториальную систему координат). Жан Фуко гироскоп

Другим свидетельством земного вращения является действие поворотного, или кориолисова ускорения на движущиеся воздушные и водные массы. Этот эффект проявляется как отклонение от меридианального направления ветров и океанских течений, а также в подмывании одного из берегов реками, текущими в направлении север — юг. Суть явления очень проста. Если, например, река течет с юга на север, то ее воды по инерции стремятся сохранить ту линейную скорость вращения (перпендикулярную направлению течения), которую они имели южнее, т. е. отклониться к востоку (Земля вращается с запада на восток). А в результате будет размываться восточный берег. кориолисово ускорение

Различные версии о движении Земли В конце 19 века считалась, что Земля вообще абсолютно неподвижна. Затем официальная наука стала придерживаться мнения, будто Солнце движется вокруг нашей планеты, а не наоборот. Первым энциклопедистом, который высказал действительно верную гипотезу о движении нашей планеты вокруг Солнца, а не наоборот, был поляк Н. Коперник. Более всех приблизился к истине Ф. Бессель – немецкий учёный, который первым рассчитал радиус сжатия Земли у полюсов. Эти цифры были получены в 19 веке и оставались неизменными в течение сотни лет. гипотеза Коперника радиус сжатия Бесселя

Только в 20 веке Ф.Н. Красовский – советский учёный, опубликовал новые сведения, которые были намного точнее цифр, полученных ранее его предшественником. С тех пор эллипсоид с точными размерами планеты носит его название. Форма Земли действительно имеет вид шара, приплюснутого в районе полюсов, и разница радиусов – экваториального и полюсного – составляет 21 километр. Эта цифра остаётся постоянной с 1936 года. Современные исследования Ф.Н. Красовский

Ну а если быть ещё точнее, то по последним научным данным форма Земли – геоид. Это самая точная фигура, которая более всех приближена к истинной модели Земли. Геоид, как и наша планета, имеет впадины и возвышенности. Также по исследованиям А.А. Иванова, русского учёного, полушария Земли не имеют симметрии, а экватор – эллипс, а не круг. Однако истинная форма Земли сложнее из-за неоднородного строения недр. Известный ученый В. И. Вернадский назвал такую форму геоид(«землеподобный»). Геоид – это фигура, поверхность которой всюду перпендикулярна направлению силы тяжести. Поверхность геоида совпадает с уровнем Мирового океана и сообщающихся с ним морей при некотором среднем уровне воды, отсутствии течений, волн, приливов и др. Вот так развивается наука, и кто знает, что ещё мы узнаем о нашей родной планете лет через 100? А пока в каждом школьном кабинете стоит знакомый всем глобус, по которому мы изучаем тайны Земли. Геоид В. И. Вернадский

В 1960г., с помощью метеорологических спутников «Тирос» были получены подобные карте очертания земного шара, лежащего под облаками. Одной из первых областей применения изображений земной поверхности, была картография. В настоящее время с помощью космических методов исследования ученые с достаточной степенью точности могут составить модель поверхности Земли, которую по форме иногда сравнивают с обкусанным яблоком, подчеркивая при этом неоднородность ее поверхности. Полярный радиус Земли составляет 6357 км, а экваториальный – 6378 км, то есть больше полярного на 21 км. Космические исследования спутник «Тирос»

Используемый источник: http://www.ramgeo.ru/history/info/earth_measuring http://ru.wikipedia.org/wiki/Аристотель http://otvety.google.ru/otvety/thread?tid=48c69c21be4c3c74 http://fb.ru/article/104500/forma-zemli-drevnie-gipotezyi-i-sovremennyie-nauchnyie-issledovaniya http://www.gumer.info/bibliotek_Buks/Science/mihail/07.php