[ 题 ]假设你站在河岸的一边不动,对岸有一个人在沿着岸边行走,我们可以清楚地看到他的脚步,如果不让你利用任何仪器,你能够测出你们之间大概的距离吗?
[ 解 ]乍看这题你可能会觉得有些困难,因为不让用任何仪器。毕竟之前几节还用到了大头针仪或帽子,不过在2.2节中代替帽子的手掌也可以测出河的宽度,所以这个时候你有没有想到我们的身体其实就可以作为测量的仪器呢?下面这个方法就只需要你的眼睛和手就可以完成。把手臂伸直朝向对岸正在行走的那个人,我们根据这个人行走的方向来判断到底闭上哪一只眼睛。如果那个人走向你的左手方向,那么就闭上右眼,用左眼朝竖起的大拇指望过去;如果那个人走向你的右手方向,那么就闭上左眼,用右眼朝竖起的大拇指望过去。当这个在远处行走的人恰好被你的大拇指挡住的那一刻,如图2-11所示,那你就立刻闭上刚才用的那只眼睛,然后换另一只眼睛,这时候那个人感觉上好像后退了几步,这时候你就要注意数出来对岸的人所走的步数,直到他第二次被你的大拇指所挡住为止,于是你就知道我们所需要的数据了。
下面我们就运用这些数据来测量你们两人之间的距离。我先来解释一下怎么利用刚才得到的数据。在图2-11中,我们假定你的两只眼睛是 a 和 b ,你伸出手臂后拇指指尖在点 M 处, A 点则是对岸那个人的第一个位置, B 点是他的第二个位置,你面朝着那个行人,使得 ab 的方向尽量和行人走的方向是平行的。那么三角形 abM 和 ABM 是相似的,于是就可以得出一个比例式, BM ∶ bM = AB ∶ ab ,在这个式子中,除了 BM 是未知的,其他的都是我们上面已经知道的了。 ab 是你的两只眼睛瞳孔间的距离, bM 是你伸出手臂的长度; AB 可以从你所数出来的行人步数计算出来,这里我们按照平均一步 米来计算,那么这个比例式中的未知数可以通过已知的各项算出来,你们两个人之间的距离的计算公式为:
图2-11 测量与对岸的人相隔多远
MB = AB ×
我们假设瞳孔之间的距离 ab 为6厘米,手臂与眼睛之间的距离 bM 大概为60厘米,行人从 A 点走到 B 点一共走了14步,那么代入刚才的计算式中就可以得出你们之间的距离具体是:
MB =14× =140(步)=105(米)
我们的瞳孔间的距离和手臂到眼睛之间的距离是固定不变的,那么它们之间的比 是我们可以事先量好并记住的,这样我们就可以随时求出距离。只要我们清楚地数出来这个人走了几步就可以很快地知道他走了多少米了一,般来说 的值都是10左右,所以 AB 的距离也就是解题的关键了,除了用我们刚才的测步数的方法,当然还有很多其他的方法。比如想要测量一列客车和自己的距离,那么你可以对比车厢的长度来确定 AB 的长度,车厢的长度一般是已知的,大约7.6米。如果测量一个房子和自己的距离, AB 的值就可以通过窗户或者砖块的长度进行预估。当然,也可使用我们下面就要介绍的“测远仪”进行这类测量。对应地,如果知道观测者与物体之间的距离,那么也可用上面这个方法测定远处物体的尺寸。