经过了前面几个小节的学习,是不是大脑中已经对守林人测量松树高的方法有谱了?现在先来说一下守林人所使用的正规测高仪是怎么样制作的。这里笔者只打算说一下这类测高仪当中的一种,而且为了便于读者跟着学习制作一个,介绍时会稍做一些改变。
图11 森林工作者所用测高仪的使用方法
这种测高仪的制作原理,从图11可以看出来,这是一块方形的硬纸板或者木板abcd,测量的人将它端在手里,沿着ab边望过去,变动方板的倾斜角度,使树梢B恰好跟a和b在一条直线上。从b点悬下一个重物q,在悬重物的线跟dc边相交的一点n做上记号。这时候,三角形bBC和bnc相似,因为都是直角三角形,而且锐角bBC和bnc彼此相等(因为对应边BC和bn、Bb和cn彼此都是平行的),所以我们可以写出下列的比例式:
BC :nc=bC :bc
因此BC=bC×(nc÷bc)。
这里bC、nc和bc的值都是可以直接测量出来的,因此只要把上面的算式求得的BC加上树干下段的长度CD,也就是仪器距离地面的高度,就可以求出树的高度了。
这里可以将仪器的每个部位的长度固定或者标注一定的刻度数,在测量时就能更加得心应手。比如,将方木板的bc边固定为10厘米长,并在dc边上画出相应的刻度,那么nc比bc就可以用一个十分之几的分数来表示,这个分数就直接表示树高BC相当于距离bC的十分之几。举个例子,假如悬重物的刻度线停到第五个分度线上,即nc等于5厘米,也就是说,在你眼睛高度以上的一段树的高度等于你到树干的距离的十分之五。
另外还可以改进的就是测量方法,为了沿ab线望出去方便一些,可以在方纸板上面折出两个竖起的小正方形,正方形当中各穿一个孔;一个孔小一些,放在眼睛前面,一个孔大一些,朝向树梢瞄视,如图12所示。
图12 森林工作者的测高仪
这种测高仪还可以做进一步的改进,如图12所示,图上差不多就是真实的大小,这种测高仪制作起来也不难,花费不了多少时间,也不需要在工艺方面有什么特别的技巧。这种测高仪放在口袋里并不会占多少空间,却可以让你很快测得任何遇到的物体,比如大树、高楼大厦、电线杆等的高度。
如图13所示,现在如果你与要测量的松树之间隔着一条河,你无法接近松树,你如何去测量松树的高度呢?
图13 怎样测量不能接近的树的高度
解答这个问题应该先从A和A'点入手,从A和A'两点把仪器朝向树梢B望去,假如我们在点A已经测出BC=0.9AC,而在点A'测出BC=0.4A'C,那么我们可以知道:
由此可见,只要测量出两个测量点,也就是说A与A'之间的距离A'A,再乘以适当的分数,就可以测量出河对岸的松树的高度了。