วัดความสูงของภูเขาได้อย่างไร? ไม่ใช่แค่ความสนใจด้านกีฬาเท่านั้น

แต่จริงๆ - จะวัดความสูงของภูเขาได้อย่างไร? ท้ายที่สุด คุณจะไม่วัดภูเขาด้วยขั้นบันไดหรือตลับเมตร แต่ก่อนที่จะหาคำตอบสำหรับคำถามนี้ เราต้องค้นหาว่าเรากำลังพูดถึงความสูงประเภทใด

หากเราสนใจว่าความสูงของภูเขาจากด้านล่างถึงด้านบนคือเท่าใด เราก็หมายถึงความสูงสัมพัทธ์ ตัวบ่งชี้นี้ค่อนข้างน่าสนใจและมีความสำคัญอย่างยิ่ง อย่างไรก็ตาม ตามค่าของความสูงสัมพัทธ์ มันเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างแผนที่พื้นผิวโลกที่แม่นยำ บนแผนที่ดังกล่าว ยอดเขาเอเวอเรสต์ที่สูงที่สุดในโลกจะต่ำกว่าภูเขาแมคคินลีย์ ตัวอย่างเช่น ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องทราบความสูงที่แน่นอน ความสูงสัมบูรณ์คือความสูงของสถานที่เหนือระดับน้ำทะเล ตัวบ่งชี้นี้มีไว้บนแผนที่และหนังสืออ้างอิง

แนวคิดเรื่องความสูงเหนือระดับน้ำทะเลเป็นที่รู้จักกันดีสำหรับทุกคนตั้งแต่บทเรียนแรกของภูมิศาสตร์หรือวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ ดูเหมือนว่าทุกอย่างจะง่ายมาก - เราใช้ความสูงของระดับน้ำทะเลเป็น 0 ม. และเราวัดความสูงขององค์ประกอบอื่น ๆ ทั้งหมดของการบรรเทาทุกข์เทียบกับระดับนี้ อย่างไรก็ตาม คำถามก็เกิดขึ้น - ระดับน้ำทะเลที่เราใช้เป็นเครื่องหมายระดับความสูงเป็นศูนย์คืออะไรกันแน่? ท้ายที่สุดมีการขึ้นและลงของทะเลซึ่งหมายความว่าระดับน้ำทะเลเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ดังนั้นความสูงบนบกมักจะวัดจากระดับน้ำทะเลปานกลาง ซึ่งพิจารณาจากการสังเกตในระยะยาว จากนั้นคำถามต่อไปนี้ก็เกิดขึ้น: และระดับเฉลี่ยของทะเลใดถือเป็นศูนย์? ท้ายที่สุด ระดับเหล่านี้ไม่ได้เกิดขึ้นพร้อมกันในทะเลและมหาสมุทรต่างๆ และแม้แต่ในทะเลหรือมหาสมุทรเดียวกัน จากนั้นมีการตัดสินใจโดยสมัครใจ: ตัวอย่างเช่นในอดีตสหภาพโซเวียต (และตอนนี้ในรัสเซีย) ความสูงสัมบูรณ์ของที่ดินคำนวณจากระดับเฉลี่ยของทะเลบอลติกหรือมากกว่าจากศูนย์ของ Kronstadt footstock (footstock เป็นรางแบ่งซึ่งติดตั้งไว้ที่เสาวัดน้ำเพื่อวัดระดับน้ำ) ในประเทศอื่นๆ ความสูงสัมบูรณ์จะวัดจากระดับน้ำทะเลโดยเฉลี่ยตามความเหมาะสมของคุณ อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างที่เกิดขึ้นในการประเมินความสูงสัมบูรณ์นั้นมีความสำคัญสำหรับผู้เชี่ยวชาญในวงแคบเท่านั้น

แล้วคุณจะหาความสูงของยอดได้อย่างไร? ขั้นแรก คุณสามารถใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่าเครื่องวัดความสูง หลักการทำงานของมันขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าความกดอากาศเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติตามความสูง: สำหรับการเพิ่มขึ้นทุกๆ 100 ม. ค่าของมันจะลดลง 12 มม. ปรอท ดังนั้น โดยการวัดความกดอากาศที่จุดสูงสุด คุณจะทราบความสูงของมันได้ นี่คือสิ่งที่ปาสคาลนักฟิสิกส์แย้ง ซึ่งในปี 1648 ขอให้เพื่อนของเขาวัดความดันบรรยากาศที่เชิงเขาและบนยอดเขาปุยเดโดมในเทือกเขาแอลป์ และคำนวณความสูงสัมบูรณ์และสัมพัทธ์ตามผลลัพธ์ แต่ต้องใช้เวลาอีก 300 ปี ในระหว่างที่จิตใจที่ดีที่สุดของมนุษยชาติ ได้แก่ นิวตัน เคปเลอร์ และแมริออท และโลโมโนซอฟ ได้ทำงานเพื่อปรับปรุงวิธีการและเครื่องมือวัดความดันนี้ เป็นผลให้ได้ "สูตรความกดอากาศที่สมบูรณ์" ซึ่งคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของความดันบรรยากาศด้วยการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอากาศ และวิธีการนี้ยังถือว่าเป็นหนึ่งในวิธีที่แม่นยำที่สุดในการวัดความสูงของสถานที่ .

อย่างไรก็ตาม ในการใช้วิธีนี้ จำเป็นต้องปีนขึ้นไปบนยอดเขา และนี่ไม่ใช่งานที่ทำได้เสมอไป แต่ปรากฎว่าคุณสามารถทำได้โดยไม่ต้องปีนเขา

ปรากฎว่าแม้แต่ในกรีกโบราณ Thales of Miletusซึ่งรู้จักรูปทรงเรขาคณิตเป็นอย่างดี ได้คิดวิธีอันชาญฉลาดในการวัดระยะทางไปยังวัตถุที่อยู่ไกลออกไป ชาวกรีกผู้ชาญฉลาดเคยคิดเกี่ยวกับวิธีวัดระยะทาง เช่น จากชายฝั่งไปยังเรือที่จอดอยู่ในทะเล เขายืนอยู่บนท่าเรือด้วยความช่วยเหลือของ goniometer เขาสังเกตทิศทางไปยังเรือจากสองจุดของท่าเรือวัดระยะห่างระหว่างจุดเหล่านี้และใช้องค์ประกอบที่รู้จักสามอย่าง (ด้านข้างของรูปสามเหลี่ยมและสองมุมที่อยู่ติดกัน ) สร้างรูปสามเหลี่ยมในระดับที่เลือก ยังคงเป็นเพียงการวัดด้านผลลัพธ์ทั้งสองของรูปสามเหลี่ยมในภาพวาดและคูณด้วยมาตราส่วน - นี่คือระยะทางที่ต้องการไปยังเรือจากจุดหนึ่งและจากจุดอื่นของท่าเรือ

วิธีการวัดระยะทางนี้ถูกลืมไปนานแล้ว แต่ในศตวรรษที่สิบหก เขาได้รับการจดจำโดยนักคณิตศาสตร์ชาวดัตช์ W. Snellius ผู้ซึ่งตระหนักว่ารูปทรงเรขาคณิตที่เป็นไปได้มากที่สุดคืออะไร ท้ายที่สุด ด้วยการวัดส่วนที่ค่อนข้างเล็กอย่างแม่นยำและวางไว้ที่ฐานของสามเหลี่ยมที่ด้านบนซึ่งมีวัตถุที่อยู่ไกลออกไป คุณสามารถคำนวณระยะทางไปยังวัตถุนี้และวางไว้ที่ฐานของสามเหลี่ยมถัดไป และอื่น ๆ - และวัดพื้นที่ขนาดใหญ่ และสิ่งที่คุณต้องรู้ก็คือความยาวของส่วนเริ่มต้นและมุมของสามเหลี่ยมผลลัพธ์ วิธีการของสเนลล์ที่เขาพัฒนาขึ้นเรียกว่า รูปสามเหลี่ยม (จากคำภาษาละติน papdi1us - "รูปสามเหลี่ยม") และนำไปปฏิบัติโดยวัดส่วนตะวันตกทั้งหมดของฮอลแลนด์ วิธีนี้เมื่อรวมกับการกำหนดพิกัดของจุดยอดของสามเหลี่ยมบางส่วน (จุดอ้างอิง) จะสร้างพื้นฐานทางคณิตศาสตร์สำหรับแผนที่พื้นผิวโลก ดังนั้นขนาดของโลกจึงถูกคำนวณและรูปร่างของมันถูกกำหนดอย่างแม่นยำ: ดาวเคราะห์ของเราไม่ใช่ลูกบอลเลย แต่เป็นทรงรีที่ค่อนข้างแบนจากเสาซึ่งเราต้องตั้งชื่อพิเศษ - geoid . วิทยาศาสตร์ในการกำหนดรูปร่างและขนาดของโลกต่อมาเรียกว่ามาตรวิทยา (จากคำภาษากรีกแปลว่า "โลก" และ "แบ่งแยก")

เชื่อกันว่าสเนลล์โชคดีมากกับพื้นที่ที่เลือกวัด ฮอลแลนด์เป็นประเทศที่ราบเรียบมาก แต่ในพื้นที่กว้างใหญ่มีสถานที่สำคัญที่มองเห็นได้ชัดเจนทั้งที่นี่และที่นั่น: โรงสี ยอดแหลมของโบสถ์ Snellius ใช้เป็นฐานที่มั่น แต่ผู้ติดตามของเขาซึ่งเป็นนักธรณีวิทยาซึ่งทำการตรวจวัดดังกล่าวในสถานที่ที่ไม่ถูกบุกรุก เช่น ในภูเขา ในไทกา ท่ามกลางทุ่งหญ้าสเตปป์และทุ่งทุนดราที่กว้างใหญ่ไพศาล จะต้องสร้างป้ายที่มองเห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษเหนือจุดอ้างอิง พวกเขาเรียกว่าสัญญาณสามเหลี่ยม และคุณอาจเคยเห็นโครงสร้างคล้ายพีระมิดเหล่านี้และสงสัยว่าใครและทำไมต้องสร้างมันขึ้นมา

และหลังจากที่นักสำรวจเป็นนักสำรวจภูมิประเทศ (จากคำภาษากรีก "topos" - "place" และ "grapho" - "ฉันเขียน") ซึ่งมีหน้าที่ในการวัดและทำแผนที่ลักษณะที่เล็กที่สุดของพื้นผิวโลกรวมถึงความสูง งานที่อุตสาหะและยาก แต่โรแมนติกมากนี้เรียกว่าการสำรวจภูมิประเทศ และการวัดความสูงในมาตรวิทยาและภูมิประเทศเรียกว่าการปรับระดับ (จากคำภาษาฝรั่งเศสที่แปลว่า "ระดับ")

แสดงความคิดเห็นของคุณ ขอบคุณ!

ความสูงของภูเขานั้นน่าทึ่งมาก แปดพันคู่บารมีดูน่าทึ่งแม้ในรูปถ่าย ไม่น่าแปลกใจที่นักปีนเขากระตือรือร้นที่จะพิชิตยอดเขาเหล่านี้ เพราะการปีนเขาเป็นการผจญภัยที่พิเศษสุดที่จะจดจำไปตลอดชีวิต แต่คุณรู้ได้อย่างไรว่าคุณปีนขึ้นไปได้สูงแค่ไหน? คุณวัดความสูงของภูเขาได้อย่างไร? ท้ายที่สุดผู้คนสามารถวัดได้แม้กระทั่งเอเวอเรสต์โดยได้รับตัวบ่งชี้ที่ 8848 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล

การวัดดังกล่าวทำขึ้นอย่างไร เครื่องมือใดที่ช่วยให้ผู้คนได้รับผลลัพธ์ที่แม่นยำเมื่อพูดถึงความสูงเสียดฟ้า บางทีทุกคนที่อยากรู้อยากเห็นก็อยากรู้เกี่ยวกับมัน

วัดภูเขาในสมัยก่อนได้อย่างไร?

เมื่อพิจารณาถึงวิธีการวัดความสูงบนพื้นที่ถูกต้องแล้ว ควรสังเกตว่าการสำรวจภูมิประเทศถูกนำมาใช้เพื่อแก้ปัญหานี้ วิธีนี้ช่วยให้คุณได้พิกัด ขนาด และรูปร่างของที่ดินใดๆ รวมถึงเนินเขาด้วย มีหลายทางเลือกสำหรับการดำเนินการวิจัยทางธรณีศาสตร์ แต่ทั้งหมดล้วนมาจากการใช้สมการสามเส้า นั่นคือเทคนิคการสำรวจตรีโกณมิติ

วัสดุที่เกี่ยวข้อง:

ทำไมภูเขาถึงหนาวเพราะอากาศอุ่นขึ้น?

การจดจำพื้นฐานของเรขาคณิต เราสามารถให้ทฤษฎีบทตามที่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับด้านใดด้านหนึ่งของวัตถุรูปสามเหลี่ยมและมุมสองมุมของวัตถุนั้น สามารถคำนวณด้านที่เหลืออีกสองด้านได้ ขนาดของวัตถุการวัดไม่ได้มีบทบาทในกรณีนี้ รูปสามเหลี่ยมอาจมีทั้งขนาดเล็กและยาวหลายกิโลเมตร ในการใช้ทฤษฎีบทนี้ จำเป็นต้องทำการวัดที่แม่นยำเพื่อให้ได้ข้อมูลเบื้องต้น มีจุดสังเกตสองแห่งทำการวัดเชิงกล นี่คือวิธีที่คุณจะได้ด้านของสามเหลี่ยม ถัดไป เลือกจุดอ้างอิงตามเงื่อนไขอื่นสำหรับด้านบนสุด เส้นสมมุติวาดจากด้านบน เป็นไปได้ที่จะได้มุม ยังคงเป็นเพียงการใช้ทฤษฎีบทเท่านั้น

วัดมุมด้วยกล้องสำรวจอุปกรณ์นี้มีไว้เพื่อจุดประสงค์นี้เท่านั้น เมื่อได้รับพิกัดของสามเหลี่ยมแรกแล้ว คุณจะได้พิกัดถัดไปโดยแบ่งพื้นที่ที่ต้องการเป็นตัวเลขเหล่านี้จนกว่าจะพบพื้นที่ทั้งหมด

ความจริงที่น่าสนใจ:กล้องสำรวจวัดพื้นผิวทั้งแนวนอนและแนวตั้ง

การปรับระดับเป็นอีกวิธีที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในการวัดพื้นที่ซึ่งใช้ระดับจิตวิญญาณที่ฐานของกล้องสำรวจ ซึ่งช่วยให้คุณนำทุกอย่างมาอยู่ในระดับเดียวกันโดยระบุช่วงเวลาของการจัดตำแหน่ง การใช้อุปกรณ์เล็ง - อุปกรณ์ออปติคัลและยกขึ้นไปยังจุดสังเกตที่ต้องการซึ่งอยู่บนภูเขา คุณจะได้ตัวบ่งชี้ความสูง

วัสดุที่เกี่ยวข้อง:

ภูเขาเกิดขึ้นได้อย่างไร?

เทคโนโลยีที่ทันสมัยและผลลัพธ์ที่แม่นยำ

นักท่องเที่ยวมือสมัครเล่นและนักปีนเขาที่ไม่เกี่ยวข้องกับการสำรวจทางธรณีวิทยาจะไม่นำอุปกรณ์ทั้งหมดนี้ติดตัวไปด้วย เทคโนโลยีสมัยใหม่อนุญาตให้บุคคลพกพาขั้นต่ำ - สามารถติดตั้งระบบนำทาง GPS บนสมาร์ทโฟนทั่วไปได้ นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์ GPS แบบสแตนด์อโลนที่เชื่อถือได้และแม่นยำกว่า ซึ่งช่วยให้คุณไม่หลงทาง รู้เสมอว่าใครอยู่บนพื้นและอยู่ที่ไหน ทำงานได้ทั้งแนวตั้งและแนวนอน สามารถแสดงความสูงได้ หลังเป็นสิ่งสำคัญสำหรับนักปีนเขาผู้ชื่นชอบการกระโดดร่ม

วัดภูเขาในสมัยก่อนได้อย่างไร?

วัสดุที่เกี่ยวข้อง:

ทำไมภูเขาถึงหนาวเพราะอากาศอุ่นขึ้น?

ความจริงที่น่าสนใจ:กล้องสำรวจวัดพื้นผิวทั้งแนวนอนและแนวตั้ง

วัสดุที่เกี่ยวข้อง:

ภูเขาเกิดขึ้นได้อย่างไร?

เทคโนโลยีที่ทันสมัยและผลลัพธ์ที่แม่นยำ

มีหลายวิธีในการแก้ปัญหาการวัดความสูงของโครงสร้างทางสถาปัตยกรรมและอาคารหลายชั้น เรื่องราวที่น่าสงสัยเกิดขึ้นกับ Niels Bohr นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์กผู้มีชื่อเสียง เจ้าของรางวัลโนเบล ผู้ซึ่งในช่วงที่เป็นนักเรียนของเขาในการสอบได้แก้ปัญหานี้โดยใช้บารอมิเตอร์ ในเวลาเดียวกัน เขาเสนอวิธีแก้ปัญหามากกว่ายี่สิบรายการ นอกจากวิธีการที่สมเหตุสมผลแล้ว ยังมีวิธีที่ทำให้เกิดรอยยิ้ม แสดงให้เห็นถึงไหวพริบและความคิดริเริ่มของนักวิทยาศาสตร์ชื่อดัง เช่น "ขุดหอคอยลงไปในดิน นำออกจากหอคอย เติมบารอมิเตอร์ลงในรูที่เกิด เมื่อทราบเส้นผ่านศูนย์กลางของหอคอยและจำนวนบารอมิเตอร์ต่อหน่วยปริมาตร ให้คำนวณความสูงของหอคอย ถ้ากาลิเลโอ กาลิเลอีมาแทนที่นีลส์ บอร์ เขาคงทิ้งบารอมิเตอร์ลงมาจากหอคอยแล้วกำหนดความสูงของหอคอยตามเวลาที่ตกอย่างอิสระ จริงอยู่ ในกรณีนี้ บารอมิเตอร์จะไม่สามารถใช้งานได้ ถ้านักคณิตศาสตร์ต้องแก้ปัญหาของเรา เขาจะวัดความยาวของเงาจากหอคอยและจากบารอมิเตอร์ และการรู้ขนาดของบารอมิเตอร์โดยใช้สัดส่วน จะกำหนดความสูงของหอคอย อย่างไรก็ตาม วิธีการเหล่านี้ไม่เหมาะสำหรับการวัดความสูงของภูเขาหรือพื้นที่เหนือระดับน้ำทะเล ลองหาวิธีวัดความสูงของภูเขาโดยใช้บารอมิเตอร์

วัตถุประสงค์โดยตรงของบารอมิเตอร์คือการวัดความดันบรรยากาศ การดำรงอยู่ของมันถูกค้นพบในศตวรรษที่ 17 โดยนักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์ชาวอิตาลี Evangelista Torricelli ซึ่งเป็นผู้สร้างบารอมิเตอร์เครื่องแรกด้วย ไม่นานนักนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Blaise Pascal ไม่เพียงยืนยันการมีอยู่ของความดันบรรยากาศเท่านั้น แต่ยังค้นพบการลดลงของมันด้วยความสูง ซึ่งทำให้สามารถกำหนดความสูงโดยใช้บารอมิเตอร์ได้ การพึ่งพาความกดดันต่อความสูงถูกกำหนดโดยสูตรความกดอากาศที่เรียกว่า:

โดยที่ความดันบรรยากาศอยู่ที่ความสูง , คือความดันบรรยากาศที่ความสูง , คือมวลโมลาร์ของอากาศ คือการเร่งความเร็วตกอิสระ¸ คือค่าคงที่ของก๊าซสากล คืออุณหภูมิของอากาศ หลังจากการแปลงทางคณิตศาสตร์เล็กน้อยซึ่งเท่ากับ 0 เราได้รับ:

ตัวอย่างเช่น ถ้าในฤดูร้อนที่อุณหภูมิ 27 0 С ความดันที่เชิงเขาคือ 750 มม. ปรอท (ทอร์) และที่ด้านบน - 650 มม. ปรอท (ทอร์) จากนั้นความสูงของภูเขาจะอยู่ที่ประมาณ 1255 ม. สูตรความกดอากาศค่อนข้างยุ่งยากและไม่สะดวกสำหรับการคำนวณอย่างรวดเร็ว ดังนั้นเมื่อวัดภูเขาที่ค่อนข้างต่ำ ควรใช้ความแม่นยำน้อยกว่า แต่สะดวกกว่า อัตราส่วน: เมื่อยกทุกๆ 12 เมตร ความกดอากาศจะลดลงประมาณ 1 มิลลิเมตรปรอท

ควรสังเกตข้อเท็จจริงที่น่าสนใจอีกประการหนึ่ง เมื่อความกดอากาศลดลงเมื่อระดับความสูงเหนือระดับน้ำทะเลเพิ่มขึ้น จุดเดือดของน้ำก็จะลดลงเช่นกัน ดังนั้นที่ระดับความสูง 5,000 ม. ความดันบรรยากาศจะลดลงเหลือประมาณ 400 มม. ปรอท ดังนั้นจุดเดือดของน้ำที่ความสูงนี้จึงมากกว่า 80 0 C เล็กน้อยในขณะที่ความดันบรรยากาศปกติน้ำจะเดือดที่ 100 0 C สิ่งนี้ต้องจำไว้ ไปที่ภูเขา

เราขอเชิญคุณค้นหาวิธีการดั้งเดิมของคุณในการแก้ปัญหาการวัดส่วนสูง