確定正南、正北方向,因為晷針的朝向得是正南正北;
二是確定當地緯度,用90度減去緯度,就是晷盤與水平面的傾斜角度。
確定了這兩個引數,就能確保晷盤與赤道面平行。
正南正北比較容易確定,在地上立一根直棍子,其影子最短時為正午,此時影子所指即為正北或正南方。
現在是7月初,剛過夏至沒幾天,太陽直射位置在北迴歸線附近,而他們這裡應該在北迴歸線以南,所以正午時分,太陽是在正北方,影子是指向正南的。
因為影子短,可能測不太精確,但他們也不需要特別精確。
那就只需確定當地緯度了。
王胖子看向麥克:“咱這裡的緯度,你有辦法測算出來嗎?”
麥克微微一笑。
“北緯9.2度。”
他直接說出了結果。
王胖子驚訝:“嚯!你……你什麼時候測出來的?”
麥克笑道:“測量本地緯度最簡單的辦法,就是測量陽光與水平面的夾角,再根據當天太陽的赤緯度,透過計算得出來。
王胖子、沈曼如、石悅聽得一臉懵。
王胖子問:“別的都明白,太陽赤緯度是什麼意思?”
麥克給他們解釋:“太陽赤緯度是天文學概念,簡單理解,就是當天太陽光直射的緯度。
每年的春分與秋分,太陽直射赤道,所以這兩天的太陽赤緯度就是0。
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夏至,太陽直射北迴歸線,其赤緯度就是北迴歸線的緯度:23.5。
冬至,太陽直射南迴歸線,太陽赤緯度就是-23.5。
其它日期太陽的赤緯度每天都會變化一點,需要查閱太陽赤緯表才能得知。
而咱這裡又沒有赤緯表,所以想透過這種辦法測量緯度,只能在春分、秋分、夏至、冬至這幾個特殊節氣的正午進行測量。
不久前,6月21號正好是夏至,我當時留心了,找肖恩哥借了水平尺和量角器,在正午測了一下陽光與水平面的角度為57.7度左右,透過計算就得出我們這裡大約為北緯9.2度。”
麥克所用計算公式為:當地緯度 = 90度 - 陽光角度 - 太陽赤緯度 = 90 - 57.7 - 23.5 = 9.2。
“我了個去,麥克啊,你這必須要加雞腿啊!”
王胖子聽得半懂不懂,但很明確的是,如果錯過夏至,就只能再等三個月,到秋分才能準確測量。
麥克之所以測算緯度,是因為那天正好是夏至,他覺得能知道荒島的緯度,說不定將來有用,何況也不費多少事,於是就測了一下。
至於測量工具,水平尺和量角器他們早就做出來了。
水平尺是蓋新房時肖恩做的,用十字形的靠尺加一個線錘,就等效於水平尺。
量角器是他們後來做的,先做一塊半圓的大木板,畫出90度,再畫出幾個常見角度:30度、45度、60度,它們的三角函式值,比如正切值,都是已知的,畫個直角三角形就能確定角度。
畫好這些角度後,再利用尺規作圖,作角的平分線,45度平分得到22.5度、30度平分得到15度,然後再平分,得到11.25、7.5、5.625、3.75……
或者,用帶刻度的直尺和圓規,利用一些幾何知識,做出角的三、五等分,進而得到5度、3度、1度。
這種三、分等分會有誤差,誤差大小取決於刻度是否精確。
無所所謂,大差不差就行了。
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