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1.9 帆船从什么方向驶来?

假设湖上有一只正在划行的舢板,同时图10里的箭头a代表它的划行方向和划行速度;此时,前方有一只从垂直方向驶来的帆船,箭头b代表了帆船的方向和速度。这时,如果有人问你,这只帆船从哪个方向驶来,你一定会立即指出岸上的M点;而如果你问舢板上的人这个问题,他们一定会得出完全不同的答案来。这是为什么?

图10 帆船从与舢板垂直的方向驶来。箭头a、b表示速度。在舢板乘客看来,帆船的出发点是哪里?

原因就在于,在舢板上的人看来,帆船前进的方向并不与他们的前进方向垂直。因为他们感知不到自身的移动,只会觉得自己是原地静止的,而周围的事物正以与他们相同的速度在反向移动。因此,对他们来说,帆船在沿着箭头b前进时,也在沿着与舢板相反的虚线箭头a的方向航行(图11),结果乘客就会觉得,帆船是沿着以A、B为边的平行四边形的对角线方向移动——将实际运动与视运动按平行四边形定律结合起来的结果。正是由于这一点,舢板上的乘客才认为,帆船是从岸上的N点而不是M点出发的,与舢板前进方向相比,N点要更远(图11)。

图11 舢板乘客认为,帆船并不是以跟他们垂直的方向驶来,以为帆船的出发点应该是N点,而不是M点。

我们跟随着地球的公转而运动着,一旦碰上星体的光线,就会同舢板乘客错误判断帆船位置一样,对各个星体的具体位置做出错误的判断。所以,就我们看来,各星体似乎都处于地球转动方向再往前一些的位置上。不过,与光速相比,地球的移动速度实在是太微不足道了(只为光速的10,000分之一);所以,我们也很难用肉眼观察到星体的位移,但是通过天文仪器就能够显著地发现这个视位移。这种现象被称为“光行差”。

如果你对这类问题颇有兴趣,那么针对以上关于帆船的情况,请试着回答下面这几道题目:

(1)在帆船上的乘客看来,舢板正在往什么方向划行?

(2)帆船上的乘客认为舢板要去往什么地方?

这两个问题很简单,你只需要在a线上画出速度的平行四边形就可以了;乘客所认为的舢板行进方向,就是这个平行四边形的对角线,在他们看来,舢板正在向斜前方行驶,似乎正准备靠岸呢。 GQVs34CEhoZ1W5MltNVhqX1BElppkrcfYMSdatSQUUfTrNt+SWkCGyrijnNqbAGl

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