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                    《我們愛科學》

                    開博時間:2016-11-21 21:28:00

                    《我們愛科學》雜志創刊于1960年,是我國最早創刊的少兒科普期刊,也是唯一一家國家級少兒科普期刊。由共青團中央主管,中國少年兒童新聞出版總社主辦?!段覀儛劭茖W》旨在傳播科學知識,激發創造靈感,啟迪科學智慧,培養科學素質。

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                    敢問路在何方

                    2011-08-30 10:07:59

                    從地球上的某個地點出發,先向南走10千米,然后向東走10千米,最后再向北走10千米,這時你能回到原處嗎?

                    一般說來是不能的。

                    可是我竟然做到啦!你猜猜我是從什么地方開始出發的?

                    這個我也說不準確。

                    哈哈,你也有今天?這么一個小問題就難倒你了嗎?告訴你吧,我是從北極點開始走的!這是在地球上唯一能滿足這種條件的一點。

                    你剛才是說:從地球上的某個地點出發,先向南走10千米,然后向東走10千米,最后再向北走10千米,仍舊能夠回到原處是嗎?

                    不錯。只有北極的極點才能滿足這個苛刻的條件!

                    對!能夠滿足這個條件的點,在地球上有無數多個!所以我才無法說出準確的地點。

                     

                    只有一個方向的地方

                    先向南走10千米,然后向東走10千米,最后再向北走10千米,這是不走了一個正方形的3條邊嗎?這時距出發點應該還差10千米才對啊,怎么會回到原處了呢?

                    要弄清這個問題,首先我們了解對于整個地球來說,東西南北是怎么確定的。在地球儀和地圖上,我們可以看到一條條縱橫交錯的線。這些線就是人們為了在地球上確定位置和方向而繪制的。連接南北兩極的線,叫經線。和經線相垂直的線,叫緯線。經線指示南北方向,而緯線指示東西方向。

                    緯線是一條條長度不等的圓圈,最長的緯線是赤道。從赤道向兩極緯線圈逐漸縮小,到南、北兩極縮小為點。而南、北兩極同時又是所有經線相交匯的地方,所以這兩個點具有許多奇異的特性。比如,在北極點沒有東西方向,四面八方都是南,同樣,在南極點也只有一個方向,那就是北。

                     

                    終點又回到起點

                    現在,我們再來看看前面的問題。

                    一個人從北極點出發向南走10千米,也就是說他沿著某一條經線向南走了10千米。當他向東走時,實際上是沿著一條半徑為10千米的緯線在向東走。最后,當他再向北走10千米時,其實是沿著另一條經線回到北極點。他所走過的路線構成了一個球面三角形。

                    可是,為什么北極點不是這個問題的唯一答案呢?

                    下面,我們以南極的極點為圓心(注意:這次是南極),畫一個半徑為10/(2π)千米的圓,那么,根據圓的周長公式,可以計算出這個圓的周長是10千米。再以南極為圓心畫一個更大的圓,它的半徑比剛才的半徑還要大10千米。

                    從這個大圓上的任何一點向南走10千米,都會走到小圓上。這時,再向東走10千米,也就正好沿著小圓走上一圈回到原處,因為小圓的周長是10千米。最后,再向北走10千米,當然又會回到出發點。

                    由于大圓上的任何一個點都符合題目要求,所以,這樣的點是無限多的。

                     

                    條條大路通極點

                    這里還有一個跟經緯線有關的問題:假如你一直朝著東北方向走,最終將會到達哪里?

                    很多人可能會不假思索回答:因為地球是圓的,所以我會繞地球一圈,最終回到出發點。這個答案看上去很有道理,但它是錯的,因為它不符合我們題目中的要求:一直朝著東北方向走。

                    一直向東北方向走,就意味著一直沿著與經線和緯線成45度角的方向前進。由于越靠近北極,緯線圈的直徑越小,同時,經線之間的距離也越近,所以,如果你一直朝著東北方向走,就會發現自己的路線越來越向北極偏移。最后,你會到達北極點,并且再也無法前進了,因為在那里是沒有東北這個方向的。

                    如果我們一直向東北方向走,那么我們所走過的路線是什么形狀的呢?那是一條逐漸逼近北極的螺旋線。越靠近極點,螺旋線彎曲得也就越厲害。另外,我們的前進方向與緯線之間的夾角越小,我們就會越早到達極點。

                    只要不是向正東或正西走,一直走下去,我們總會到達地球的一個極點。


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