从人眼视物到天文测距

同学们,你有没有注意过:人的眼睛长在头的正前方,而有些动物的眼睛却是长在头的两侧。

这些动物的观察范围有的可达360°,不用转头,就能看到后面的物体。

而人的两眼观察范围有很大一部分是相互重叠的,观察范围还不到180°(如图1)。

难道这是人眼的缺点吗?

当然不是了!恰恰相反,这正是人眼的优点所在。

两只眼睛中间的共同的观察范围,叫做“双眼视觉”。

双眼视觉有什么优点呢?

原来,人只有同时使用两只眼睛,才能准确地判断物体的前后距离。当你用两只眼睛同时看一件东西的时候,你就会自动地转动眼球,把两只眼睛的视线对准这个物体。物体越近,两个眼球就转动得越厉害,两眼视线的夹角越大。转动眼球的时候,眼球肌肉的紧张程度会产生一种信息,传到大脑中去。大脑就象一架灵巧的电子计算机一样,根据过去的经验,立即判断出物体距我们多远(如图2所示)。

由于两眼之间距离不变,因此当物体距我们比较远的时候(比如说超过了十五米),物体到两眼视线的夹角就很小了。在这种情况下,再依靠两只眼睛视线的夹角来判断距离就不准确了。

如果这时要准确地判断远处目标的距离,应该怎么办呢?

在海军中使用的测距仪上有两个镜头,相当于人的双眼,使用它可以测定出远处军舰的位置(如图3所示)。两个镜头间的距离越大,测得越准

可是,利用这种测距仪来测定月球和地球的距离就显得力不从心了。这是是因为测定月地距离就要把两只眼睛的距离再拉开几百到几千公里。

1752年,拉朗德和他的老师一个人在欧洲的柏林,一个人在非洲的好望角,两人同时观测。这相当于一只眼睛在柏林,一只眼晴在好望角,两只眼睛拉开了一万多公里(如图4所示)。利用这种方法,他们第一次测出月地距离。

如果还要测量离地球更远的恒星的时候,就要把两只眼的距离拉开得更大些。

天文学家利用地球公转轨道的直径(地球和太阳的平均距离是1.4960×108km)做为两眼的距离。

但是,怎样把两只眼睛分开这么大的距离呢?

对于这个看似乎是不可想象的事,科学家们想出了一个巧妙的方法:假如在某一天用天文望远镜观察了一个恒星的位置并且记录下来,等地球公转半年后再观察它一次,比较两次的观察结果,就可以计算出距离我们有多远(如图5所示)。

当然,这种测量要非常细心,并且要有非常精密的仪器。



境自远尘皆入咏 物含妙理皆堪寻

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