И подпишитесь на новые материалы:
Новые интересные записи
прямиком Вам на почту!
Только полезные материалы!
Как измерить высоту гор. Презентация
А действительно — как измерить высоту горы? Ведь не будешь же гору мерить шагами или рулеткой. Но прежде чем искать ответ на этот вопрос, надо выяснить, а о какой именно высоте идет речь.
Определение высоты гор Презентация
Если нас интересует, какова высота горы от подошвы до вершины, значит, мы имеем в виду относительную высоту. Бесспорно, что показатель этот довольно интересный и даже важный. Однако на основании значений относительных высот невозможно было бы составить точные карты земной поверхности. На такой карте высочайшая вершина планеты, Эверест, получился бы ниже, чем, например, гора Мак-Кинли. Поэтому очень важно знать абсолютную высоту. Абсолютная высота — это высота места над уровнем моря. Именно этот показатель приведен на географических картах и в справочниках.
Понятие высоты над уровнем моря хорошо всем знакомо с первых уроков географии или естествознания. Казалось бы, все очень просто — принимаем за 0 м высоту уровня моря, а высоту всех остальных элементов Рельефа измеряем относительно этого уровня. Однако возникает вопрос — а какой именно уровень моря мы принимаем за нулевую отметку высоты? Ведь на морях бывают приливы и отливы, а значит, уровень моря постоянно меняется. Поэтому высоты на суше принято отсчитывать от среднего уровня моря, который определяют по многолетним наблюдениям. Тогда встает следующий вопрос: а средний уровень какого моря считается нулевой отметкой? Ведь, как выяснилось, эти уровни не совпадают у разных морей и океанов и даже в пределах одного и того же моря или океана. Тогда было принято волевое решение: например, в бывшем СССР (а теперь в России) абсолютные высоты суши считают от среднего уровня Балтийского моря, а точнее — от нуля Кронштадтского футштока (футшток — это рейка с делениями, которую устанавливают на водомерных постах для наблюдения за уровнем воды). В других странах абсолютные высоты отсчитывают от среднего уровня своих морей — кому как удобно. Впрочем, возникающие при этом различия в оценке абсолютных высот существенны только для узкого круга специалистов.
Итак, как же узнать высоту вершины? Во-первых, можно воспользоваться прибором, который называется альтиметр. Принцип его действия основан на том, что атмосферное давление закономерно изменяется с высотой: при подъеме на каждые 100 м величина его уменьшается на 12 мм ртутного столба. Значит, измерив атмосферное давление на какой-нибудь вершине, можно узнать ее высоту. Именно так рассуждал физик Паскаль, в 1648 г. попросивший своих друзей измерить атмосферное давление у подножия и на вершине горы Пью-де-Дом в Альпах и на основании полученных результатов вычисливший ее абсолютную и относительную высоту. Но потребовалось еще около 300 лет, в течение которых лучшие умы человечества, среди которых были и Ньютон, и Кеплер, и Мариотт, и Ломоносов, работали над усовершенствованием этого метода и приборов для измерения давления. В результате была выведена «полная барометрическая формула», учитывающая также изменение атмосферного давления при изменении температуры воздуха, а сам метод до сих пор считается одним из самых точных методов измерения высот места.
Однако чтобы применить такой способ, на вершину горы необходимо подняться, а это не всегда достижимая задача. Но, оказывается, можно обойтись и без восхождений.
Оказывается, еще в Древней Греции Фалес Милетский, хорошо знающий геометрию, придумал остроумный способ измерения расстояний до удаленных объектов. Мудрый грек задумался однажды над тем, как можно измерить расстояние, например, от берега до стоящего в море корабля. Встав на пристани, он с помощью угломерного инструмента засек направление на корабль из двух точек пристани, измерил расстояние между этими точками и по трем известным элементам (стороне треугольника и двум прилежащим к ней углам) построил в выбранном масштабе треугольник. Осталось только измерить на чертеже две получившиеся стороны треугольника и умножить их на масштаб — это и было искомое расстояние до корабля от одной и от другой точки пристани.
Этот метод измерения расстояния был надолго забыт, но в XVI в. О нем вспомнил голландский математик В. Снеллиус, который понял, какие богатейшие возможности таит геометрия. Ведь точно измерив сравнительно небольшой отрезок и положив его в основу треугольника, в вершине которого расположен какой-нибудь удаленный объект, можно вычислить расстояние до этого объекта и положить его в основу следующего треугольника и так далее — и таким образом измерить огромные пространства. А все, что для этого надо знать, — это длину первоначального отрезка и углы получающихся треугольников. Разработанный им метод Снеллиус назвал триангуляцией (от латинского слова 1папди1из — «треугольный») и применил его на практике, измерив всю западную часть Голландии. Этим методом, в сочетании с определением координат вершин некоторых из треугольников (опорных пунктов), и создается математическая основа карт земной поверхности. Так были вычислены размеры Земли и точно определена ее форма: наша планета оказалась вовсе не шаром, а несколько сплющенным с полюсов эллипсоидом, для которого пришлось придумать особое название — геоид. Наука же об определении формы и размеров Земли позднее была названа геодезией (от греческих слов, означающих «земля» и «разделяю»).
Считается, что Снеллиусу очень повезло с местностью, которую он выбрал для измерения. Голландия — очень плоская страна, но на ее просторах там и здесь возвышаются хорошо видимые ориентиры: мельницы, шпили соборов. Их-то Снеллиус и использовал как опор-ные пункты. А вот его последователям, геодезистам, проводящим подобные измерения в диких, нехоженых местах: в горах, в тайге, среди бескрайних просторов степей и тундры, — приходится специально возводить над опорными точками хорошо заметные знаки. Их называют триангуляционными знаками, и, возможно, вы видели эти похожие на пирамиды сооружения и удивлялись, кому и зачем понадобилось их возводить.
А следом за геодезистами идут специалисты-топографы (от греческих слов «топос» — «место» и «графо» — «пишу»), задача которых — измерить и нанести на карту мельчайшие характеристики земной поверхности, в том числе и высоты. Эта кропотливая и трудная, но очень романтическая работа называется топографической съемкой. А измерение высот в геодезии и топографии называется нивелированием (от французского слова, означающего «выравнивать»).