三角視差法測(cè)距

電視劇《亮劍》中不止一次出現(xiàn)這樣的場(chǎng)景痛侍,一名戰(zhàn)士?jī)裳燮揭暎蛘胺秸归_胳膊伸出大拇指,測(cè)量目標(biāo)離自己的距離预柒。這就是一種簡(jiǎn)便的利用視差的測(cè)距方法舒裤,俗稱“跳眼法”喳资。

圖1 《亮劍》中測(cè)距情景

視差是指從有一定距離的兩個(gè)點(diǎn)上觀察同一個(gè)目標(biāo)所產(chǎn)生的方向差異。從目標(biāo)看兩個(gè)點(diǎn)之間的夾角腾供,叫做這兩個(gè)點(diǎn)的視差仆邓,兩點(diǎn)之間的距離稱作基線。

視差的存在很容易觀察伴鳖。當(dāng)以較遠(yuǎn)的物體為背景來觀察較近的物體時(shí)节值,較近的物體相對(duì)于遠(yuǎn)景的位置會(huì)因觀察者的位置的變化而變化。比如榜聂,伸出一只手指頭搞疗,分別閉上左右眼來觀察,你會(huì)發(fā)現(xiàn)手指頭相對(duì)于背景物體的位置變動(dòng)了须肆,見圖2匿乃。手指頭距離眼睛越遠(yuǎn),變動(dòng)越小豌汇。

圖2 右眼看和左眼看效果

跳眼法測(cè)距原理就是根據(jù)這個(gè)視差的變化幢炸,再利用相似三角形的比例關(guān)系求距離,原理圖見圖3拒贱。ABC與DEC相似宛徊,可證DC=DE×BC/AB。AB為瞳距柜思,BC為臂長(zhǎng)岩调,這兩個(gè)距離很容易測(cè)量,再估算出DE的距離赡盘,就能估算出被測(cè)目標(biāo)到自己的距離DC号枕。通常人的臂長(zhǎng)與瞳距之比為10左右,即被測(cè)物體離自己的距離是10DE陨享。

圖3 跳眼法原理圖

由于跳眼法涉及到距離的估算葱淳,所以需要經(jīng)常的練習(xí)才能測(cè)得準(zhǔn),炮兵練習(xí)跳眼法的照片見圖4抛姑。從跳眼法的原理可知赞厕,測(cè)量時(shí)需要輪換閉上一只眼睛,這樣才能產(chǎn)生視差定硝,所以一看到圖1中那個(gè)測(cè)距的士兵兩個(gè)眼睛瞪得溜圓皿桑,顯然就是個(gè)騙子,當(dāng)然也可能是截圖的原因。

圖4 炮兵練習(xí)“跳眼法”測(cè)距

大家可以注意到诲侮,“跳眼法”是利用兩只眼睛造成的視差镀虐,如果把A、B換成兩個(gè)不同的地點(diǎn)沟绪,方法依然可行刮便。這時(shí)我們只要知道AB距離,利用∠A或∠B的余弦绽慈,就可以得到目標(biāo)離我們的距離恨旱。過去在天文學(xué)上,曾用該方法測(cè)量過恒星到地球的距離坝疼。

觀察者在地球上搜贤,以較遠(yuǎn)的星空為背景,觀察一顆較近的恒星裙士。由于地球位置的變動(dòng)入客,地球上的觀察者所見的較近的恒星相對(duì)于較遠(yuǎn)的星空的位置就有了偏移。地球最大的變動(dòng)距離見圖5腿椎,即公轉(zhuǎn)6個(gè)月的位置,這時(shí)恒星視差稱為恒星的“周年視差”夭咬。此時(shí)地球至太陽的距離已知啃炸,再測(cè)量視差就可以用簡(jiǎn)單的三角函數(shù)計(jì)算出恒星至地球的距離。

圖5 三角視差法測(cè)距

太陽與地球的絕對(duì)距離約為1.5億千米卓舵,這個(gè)長(zhǎng)度被稱作“天文單位astronomical unit南用,簡(jiǎn)寫為:AU。半人馬座α星是距離太陽最近的一顆恒星掏湾,約為4.3光年裹虫,約等于27.2萬個(gè)天文單位。對(duì)應(yīng)的視差角都是角秒級(jí)的(一度的三千六百分之一)融击,需要使用專門的儀器觀測(cè)筑公,可見宇宙的浩瀚。由于測(cè)量精度的限制尊浪,三角視差法僅適用于距離太陽100光年內(nèi)恒星的距離測(cè)量匣屡。

(本文圖片來自網(wǎng)絡(luò))


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