Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

1 Jak jsme měřili Zemi ? J. Bajer, UP Olomouc 2010.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "1 Jak jsme měřili Zemi ? J. Bajer, UP Olomouc 2010."— Transkript prezentace:

1 1 Jak jsme měřili Zemi ? J. Bajer, UP Olomouc 2010

2 2 Země je deska Thalés z Milétu, 6. stol. BC První filozof, podstatou všeho je voda  Thaletova věta, Thaletova kružnice Proslavil se, když 28. května 585 BC předpověděl zatmění slunce, čímž ukončil válku mezi Médy a Lýdy Země je plochá deska ležící na oceánu, obloha je koule Homér, 9. stol. BC země je kruhová deska

3 J. Bajer, UP Olomouc 20103 Hekataios z Milétu, 500 BC nejstarší dochovaná mapa světa (vzorem mapa Anaximandra z Milétu 6. stol. BC a babylónské mapy) Indická představa světa

4 J. Bajer, UP Olomouc 20104 Herodotos z Helikarnasu, 450 BC (otec dějepisu) zapsal vzdálenosti mezi antickými městy

5 J. Bajer, UP Olomouc 20105 Pýthagorás se Samu, 6. stol. BC Země je koule Aristotelés ze Stageiry, 4. stol. BC 1.Stín Země je kulatý 2.Loď se vynořuje zpoza obzoru 3.Směrem na sever výška slunce klesá Země je koule

6 J. Bajer, UP Olomouc 20106 Aristarchos ze Samu, 275 BC Země je 3x větší než Měsíc (3.7x) vzdálenost Měsíce je  a M  77R Z (60x) a dále Slunce je 7x větší než Země (110x) Slunce je 19x dále než Měsíc (380x) Aristarchos a Archimédés: Slunce je středem světa, kolem kterého obíhají všechny planety včetně Země  GEOCENTRISMUS  (18 století před Koperníkem!) Zatmění Měsíce Ale jak veliká?

7 J. Bajer, UP Olomouc 20107 5000 stadií ZEMĚ sluneční paprsky 7.2 o normála Alexandrie Syena 7.2 o Eratosthenés Kyrénský, 3. stol. BC obvod Země 250 000 stadií (chyba  10 %) ? obvod Země 39 000 až 47 000 km ? poloměr Země 6250 až 7400 km 1 attický stadión = 185 m 1 egyptský stadión =157.5 m 1 stadión = 600 stop = 150 až 200 m

8 J. Bajer, UP Olomouc 20108 Poseidonios ze Rhodu, 2. stol. BC obvod Země jen 180 tisíc stadií  chyba Ptolemaios + Kolumbus Jasná hvězda Canopus (Lodní kýl) se na Rhodu dotýká obzoru, ale v Alexandrii (3750 stadií jižněji) je o 7.5 o výše Archimédés ze Syrákús, 3. stol. BC obvod Země 300 tisíc stadií (cituje Aristarcha) 7.5 o RhodosAlexandrie

9 J. Bajer, UP Olomouc 20109 zeměpisná délka zem. šířka Hipparchos z Nikáie, 2. stol. BC (otec astronomie) zavádí poledníky a rovnoběžky nultý poledník přes Rhodos Ptolemaios z Alexandrie, 2. stol. podrobné mapy, souřadnice, legenda nultý poledník Ferro (Kanárské ostrovy) Zeměpisné souřadnice FerroRhodos Rhodos, Ferro, později Norimberk, Paříž, Londýn Greenwichský poledník 1883 Kanárské ostrovy

10 J. Bajer, UP Olomouc 201010 Kratés z Mallu, 150 BC První glóbus smyšlené kontinenty

11 J. Bajer, UP Olomouc 201011 Středověk Země je opět placka, pouze učenci a astronomové vědí, že Země je koule Námořnici se bojí kraje světa, kde žijí příšery a voda padá do hlubin, lodě plují jen kolem pobřeží kontinentů

12 J. Bajer, UP Olomouc 201012 Arabové Kalif Al-Mamún a jeho učenci, 9. stol. podle výšky hvězd změřili délku poledníku: 1 o  56 2 / 3 arabské míle  obvod Země 20400 mil neboli 39 tisíc km byzantští vyslanci roku 829 u kalifa Al-Mamúna (vlevo) Antická řecká učenost přežívá jen díky Arabům (al-gebra, al-chymie, al-kohol, cifra, šachy, cukr, tarif, kabel, …)

13 J. Bajer, UP Olomouc 201013 Al-Birúní, 11. stol. pokles horizontu  obvod Země 45 tisíc km Dohlednost v rovném terénu nebo na moři: 1 m  3.6 km 10 m  11 km 100 m  36 km 1 km  113 km

14 J. Bajer, UP Olomouc 201014 Domácí úkol: Metoda dvojího západu slunce 1.Lehnout! 2.První západ slunce, stopky 3.Vstát! 4.Druhý západ slunce, stopky 5.Odečíst čas  t = t 2 -t 1 (asi 10s) t1t1 t2t2

15 J. Bajer, UP Olomouc 201015 1154 Muhammad al-Idrisi Tabula Rogeriana pro sicilského krále Rogera II. a arabský glóbus * ve středověku se maloval jih nahoře

16 J. Bajer, UP Olomouc 201016 Mapa světa před Kolumbem ? ? Martin Behaim (z Českého Krumlova) 1492 vyrobil první glóbus (v Evropě)

17 J. Bajer, UP Olomouc 201017 Marcova cesta z Benátek do Číny 1271-1295 Marco Polo 1299 Milion

18 J. Bajer, UP Olomouc 201018 Vasco da Gamma 1498 do Indie kolem Afriky 1523 místokrál Indie Bartolomeo Diáz obeplul Afriku 1487 mys Dobré Naděje 1453 pád Cařihradu  konec obchodu s kořením Král Jindřich Mořeplavec podporuje hledání nových cest po moři 1433 mys Bojador 1444 Zelený mys 1473 Lopo Gonçalves přeplul rovník Cesty za kořením Pedro Álvares Cabral 1500 díky bouři objevil Brazílii Portugalci

19 J. Bajer, UP Olomouc 201019 Kryštof Kolumbus 1492 záp. cesta do Indie San Salvador, Kuba, Haiti  Indiáni Do konce života věří, že byl v Indii Španělé Kolumbus připlul do Indie 1492 San Salvador Nina, Pinta, Santa Maria

20 J. Bajer, UP Olomouc 201020 Kolumbův omyl Toscanelliho mapa + (arabská míle = italská míle)  Japonsko 2400 mil (11000 mil) plavba měla trvat asi 10 dní (33 dní) Paolo Toscanelli 15. stol. Ptolemaios 1. stol. (Země 2x menší) Marco Polo 13. stol. (Asie 2x delší)   Japonsko 3000 mil Rekonstrukce Toscanelliho mapy 1474 Kolumbův omyl

21 J. Bajer, UP Olomouc 201021 John Cabot (Giovanni Caboto) 1497 Severní Amerika Angličani První dělení světa 1494 smlouva z Tordesillas hranice - 46° západní délky Brazílie, Afrika a Indie  Portugalcům Amerika  Španělům

22 J. Bajer, UP Olomouc 201022 Hernando de Magallanes & Juan Sebastián Elcano 1522 obeplul Zemi za 16 měsíců  Země je definitivně kulatá Amerigo Vespucci, 1499 konjunkce Marsu a Měsíce Almanach Regiomontanus (Johann Müller 1474)  Amerika je jen 82.5 o západně od Norimberka Cesta kolem světa „Nový svět“ není Indie!

23 J. Bajer, UP Olomouc 201023 Vasco Núnez de Balboa 1513 objevil Tichý oceán Hernán Cortés 1520 dobytí Mexika (říše Aztéků) Francisco Pizarro 1533 dobytí Peru (říše Inků) Conquistadoři

24 J. Bajer, UP Olomouc 201024 1525 Jean Fernel první novodobé měření délky poledníku mezi Paříží a Amiens 1  56747 toise  110.6 km R  6340 km Nové mapy a nová měření Francis Drake 1580 cesta kolem světa

25 J. Bajer, UP Olomouc 201025 Gerardus Mercator první moderní a přesné mapy 1537 zmenšil Středozemní moře a zvětšil svět problémy s inkvizicí, 7 měsíců ve vězení vydává soubor rozstříhaných map  atlas 1578 první díl (opravené mapy Ptolemaiovy) 1569 Mercatorova projekce oblíbená u námořníků loxodroma = přímka

26 J. Bajer, UP Olomouc 201026 1587 Mercatorova mapa světa

27 J. Bajer, UP Olomouc 201027 d   a b Triangulační síť A B triangulační body základna X Willebrord Snellius, 1615-1622 poprvé triangulace k měření Země 33 trojúhelníků, poslední strana 150 km 1  107 km a R  6150 km měřený bod

28 J. Bajer, UP Olomouc 201028 1671 Jean Picard dalekohled se záměrným křížem  měření poledníku s přesností na 10 vteřin 1   57060 toise  111.2 km a R  6372 km 1   110.46 km a R  6328.9 km (wikipaedia) 1680 Newton potřebuje přesný Picardův poloměr Země k objevu zákona univerzální gravitace Objev dalekohledu

29 J. Bajer, UP Olomouc 201029 Trigonometrická síť z roku 1936 teodolity

30 J. Bajer, UP Olomouc 201030 Isaac Newton, 1687 odstředivá síla vlivem rotace  Země musí být zploštělá odhaduje zploštění na 1/230 Christiaan Huyghens na 1/572 Jean Richer, 1672 Cayenne kyvadlové hodiny jdou na rovníku o 2 m 28 s pomaleji než v Paříži F F Skutečně kulatá? Země je sféroid

31 J. Bajer, UP Olomouc 201031 zemská osa 1o1o vertikála zeměpisná šířka  geocentrická šířka (až 11  )  horizont 1o1o 111.7 km 110.6 km rovník poledník zploštění Země 1/300 až 11 

32 J. Bajer, UP Olomouc 201032 konečně soulad s teorií ! zploštění 1/145 až 1/304 Maupertuis Gian Domenico Cassini 1716 měří Pařížský poledník a konstatuje  Země je protáhlá jako citrón ? ? Condamine Charles de la Condamine 1735 Peru 111.5 km Pierre de Maupertuis 1736 Laponsko 110.6 km  Země je jako pomeranč, zploštění 1/310 Citrón nebo pomeranč? 20 let trvající vědecký spor

33 J. Bajer, UP Olomouc 201033 Parametry vybraných elipsoidů BesselHayfordKrasovskijIAG 1967WGS-84 rok18411909194019671984 R e [m]63773976378388637824563781606378137 R p [m]63560796356912635686363567756356752 e1/299.21/297.01/298.31/298.21/298.3 Významné zemské elipsoidy: (má význam pro přesné mapy) 1841 Friedrich Wilhelm Bessel elipsoid pro střední Evropu 1846 Alexander Ross Clarke elipsoid pro USA 1924 John Fillmore Hayford 1. mezinárodní elipsoid 1940 Feodosij Nikolajevič Krasovskij 1967 mezinárodní elipsoid IAG 1967 1979 elipsoid trojosý 1984 světový geodetický systém WGS-84

34 J. Bajer, UP Olomouc 201034 rovníkový poloměr 6 378 km polární poloměr 6 357 km zploštění Země 1/298 poledníkový obvod 40 007 km rovníkový obvod 40 074 km povrch Země 510 miliónů km 2 rozdíl 21 km rozdíl 67 km K určení zploštění Země na 2 cifry je nutno změřit poledník na 5 cifer tj. zeměpisnou šířku na vteřiny přesně

35 J. Bajer, UP Olomouc 201035 geoid  elipsoid +50 m -100 m

36 J. Bajer, UP Olomouc 201036 17. a 18. století rozmach námořní dopravy a obchodu, roste význam navigace Znalost polohy vyžaduje změřit zeměpisnou šířku (výška Polárky) zeměpisnou délku (vzdálenost od nultého poledníku) Navigace SEXTANT PROBLÉM SEXTANT sluneční hodiny

37 J. Bajer, UP Olomouc 201037 Jak se měří zeměpisná délka? Porovná se místní čas a světový čas 1 hodina rozdílu značí 15  zeměpisné délky  přesné hodiny, odolné otřesům na lodi a změnám teploty

38 J. Bajer, UP Olomouc 201038 John Harrison, 1735 lodní chronometr H1 lepší než 1 s/den H1, 1735H4, 1759 Lodní chronometr 1714 vypsaná soutěž o zeměpisnou délku: Britská vláda dá 20 000 liber za metodu umožňující měřit zeměpisnou délku s přesností 30 námořních mil (56 km). To vyžaduje chronometr s přesností 120 s za měsíc plavby. Alternativní metody: podle polohy Jupiterových měsíčků podle polohy Měsíce, pomocí magnetické deviace

39 J. Bajer, UP Olomouc 201039 1901 Guglielmo Marconi rádiový signál překonává Atlantik  synchronizace lodních hodin rádiem  nouzový signál SOS „  - - -  “ Carl Friedrich Gauss, 1839 telegraf k určení zeměpisné délky kajuta radiotechnika poč. 20. stol.

40 J. Bajer, UP Olomouc 201040 GPS - satelitní navigační systém 1978 první satelity NAVSTAR 1995 plně funkční Primárně vojenský projekt (sledování balistických raket) Sestává z minimálně 24 satelitů (dnes 32) 20 000 km vysoko, 6 drah každá 4 satelity (dnes 5 až 6) po 60  se  sklonem 55  k rovníku, oběžná doba 11h58m (1/2 siderického dne), 3-4 přesné atomové hodiny 10 -13 s (Rb, Cs), vzájemná synchronizace satelitů, na zem se vysílá kódovaný časový signál na frekvenci 1575.42 MHz Řídící středisko: Colorado Springs náklady 900 mil. dolarů ročně Satelitní navigace Přesnost polohy: do roku 2000 snížená na 100 m od roku 2000 ruční až 15 m stacionární až 1 m

41 J. Bajer, UP Olomouc 201041 dráha satelitu za 1 den satelit NAVSTAR Komerční přenosné satelitní navigační systémy v mobilech, hodinkách apod. cena již od 3 tisíc Kč

42 J. Bajer, UP Olomouc 201042 Princip GPS: Časový signál minimálně ze 4 satelitů, po korekcích na relativitu a refrakci v ionosféře přijímač vyhodnotí polohu. Chyba hodin < 30 ns (tj. <10 m) Čas na zemi běží 1.0000000005x pomaleji, tj. za den chyba 40 000 ns, první satelity 1978 neměly relativistickou korekci, za den tak vznikala chyba v poloze až 12 km 4 rovnice pro 4 neznámé (x,y,z,t) kde (x,y,z) - poloha přijímače t - okamžik přijetí signálu 1 2 3 4 atomové hodiny

43 J. Bajer, UP Olomouc 201043 Evropský navigační systém Galileo má být pouze civilní, přesnější, a má odstranit závislost na US. Bude stát 100-500 mld Kč a sídlo v Praze Holešovicích. Alternativy: GPS – americký systém (od 1995) Glonass – ruský systém (čistě armádní) Galileo – evropský systém (od 2014?)

44 J. Bajer, UP Olomouc 201044 Děkuji za pozornost


Stáhnout ppt "1 Jak jsme měřili Zemi ? J. Bajer, UP Olomouc 2010."

Podobné prezentace


Reklamy Google