Limour

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临床医学在读。

【迁移】使用手表做指南针

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在北半球,我們可以透過對準太陽時的時針,以及時針與 12 點的角度平分線來找到南方。同樣地,在南半球,可以透過類似的方式找到北方。背後的原理涉及地方時、經度和手錶表盤。

正午時,太陽位於正南方,此時地方時為 12 點整,讓我們以此為起點。

地球自轉一周需要 24 小時,因此太陽在天空中運動的角速度是均勻的 360°/24h=15°/h。

表盤一圈為 12 小時,因此時針在表盤上運動的角速度是均勻的 360°/12h=30°/h,是太陽運動速度的兩倍。

讓我們想像一根指陽針,角速度與太陽運動的角速度相同,從 12 點整開始運動,起始與時針重合。由於角速度只有時針的一半,這根想像的指陽針將一直位於 12 點刻度與時針所成角的角度平分線上。

當用想像的指陽針對準太陽時,12 點的刻度將始終指向正午太陽出發的方位,即正南方。同樣地,當時針指向太陽時,想像的指陽針就指向了正南方。

太陽的位置可以透過立細杆來精確標示,因此正南方的精確度取決於地方時的精確度。

我們知道,0° 經線所在地的地方時為格林威治標準時間 GMT,因此我們只要知道當地的精確經度,即可透過太陽的角速度,每 15° 相差 1 小時,精確計算出當地的地方時,進而精確得出正南方的位置。

此外,用相反的方式,我們也可以透過精確的指南針和精確的地方時,根據太陽計算出當地的經度。透過觀察正午太陽與地平線的夾角,計算出精確的緯度,進而確定自己的位置。

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