Содержание

Введение………………………………………………………………………….3

Глава 1. Исторический обзор…………………………………………………...5

Глава 2. Фигура и размеры Земли………………………………………………7

2.1. Геоид………………………………………………………………………..7

2.2. Эллипсоид.Размеры Земли……………………………………………….7

2.3. Квазигеоид…………………………………………………………………11

2.4. Нормальная Земля…………………………………………………………12

2.5. Поверхности относимости. Референц-эллипсоид Красовского………...13

Глава 3. Методы определения фигуры Земли………………………………..16

3.1. Гравиметрический метод………………………………………………….16

3.2. Определение сжатия земли по неравенствам в движении Луны……….17

3.3. Метод космической триангуляции……………………………………….18

Заключение……………………………………………………………………..20

Приложения…………………………………………………………………….21

Список использованной литературы………………………………………….23

Введение

Определение формы и размеров Земли является одной из главных задач современной науки.Зачем же человеку знать какую форму имеет Земля?Ответ кроется в том, что человек всегда хотел ориентироваться в окружающем мире. Человек стремился представить Землю в виде изображения которое помогло бы ему ориентироваться в окружающем мире.Так еще в каменном веке поверхность Земли изображалась в виде рисунка на костях животных, на стенах пещер и т. д. На этих рисунках были обозначены места жительства, основные тропы, реки, в общем все необходимое для жизни человека в то время. С пришествие времени на картах стали изображать границы владений разных государств и именно после этого у человека стал серьезный вопрос, - Как изобразить поверхность Земли максимально точно для лучшего ориентирования в этом мире?

Но Земля ни шар, ни эллипс и не имеет форму, которую можно выразить математически. Поэтому человечество стремилась максимально точно определить истинную форму Земли, используя разные методы.

Позже с изучением гравиметрии у человека появилась новая цель в изучении формы Земли – это максимально точно определить форму и размер Земли не только для составления карт, но и для построения физических теорем. Зная которые человек лучше воспринимал природу и процессы проходящие в ней.

Поэтому я с уверенность могу говорить, что данная тема очень актуальна на современном этапе.

Основная цель данной работы – дать описание формы и размеров Земли, а также описание основных методов ее определения.

Для решения поставленной цели нужно выполнить следующие задачи:

•дать краткий исторический обзор в изучении формы и размеров Земли.

•дать характеристику изученности формы и размеров Земли на современном этапе.

•охарактеризовать каждый метод.

Глава 1. Исторический обзор

Принято считать, что впервые мысль о шарообразности Земли высказал Пифагор Самосский, живший в VI в. до нашей эры. Философы и ученые пифагорейской школы учили, что Земля — это шар, который вращается вокруг центрального огня. Знаменитый Аристотель Стагирит (384 г.-322 г. до нашей эры) считал, что шарообразность Земли доказывается округлостью ее тени, отбрасываемой на Луну во время лунных затмений, и изменением высоты звезд над горизонтом при перемещении наблюдателя по меридиану. Он же считал, что по законам действия силы тяжести все притягивается к центру Земли. Жители морских побережий наблюдали, что у удаляющихся от берега судов исчезают из виду сначала их нижние части, затем средние и послед­ними скрываются верхушки мачт. Отсюда они тоже приходили к мысли о шарообразности Земли. Архимед (287 г.-212 г. до нашей эры) считал, что поверхность моря является шаровой поверхно­стью, так как всякая жидкость в свободном и спокойном состоянии должна иметь форму шара. Мысли Аристотеля и Архимеда предвосхищали идеи закона всемирного тяготения, сформулированного почти 2 ООО лет спустя.[1]

Первое исторически вполне несомненное определение размеров Земли как шара было дано александрийским ученым Эратосфеном, жившим в III в. до нашей эры. Он принял, что города Але­ксандрия и Сиена (Ассуан) находятся на одном меридиане, а расстояние между ними, по сведениям о движении торговых караванов, он установил равным 5 ООО стадиям. Ему было известно, что в день летнего солнцестояния в полдень в Сиене солнце находит­ся в зените, а в Александрии, в то же самое время оно отклоняется от зенита на одну пятидесятую долю окружности (приблизительно на 7,2 градуса). Зная длину дуги меридиана и стягиваемый этой дугой угол при центре земли, Эратосфен вычислил радиус земного шара, который получился равным 30 790 египетским стадиям. Однако длина египетской стадии утеряна. По исследованиям различных ученых, она заключается между 158 и 185 м. Если взять среднее из этих чисел, то радиус Земли по определе­ниям Эратосфена равен 6 844 км.

Таким образом, еще в глубокой древности греческие и египетские ученые имели, в общем довольно правильное представление о форме и размерах Земли. Вместе с тем они указали и тот принципиальный метод определения размеров Земли, который в общих чертах сохранился до наших дней.

Дальнейшее определение радиуса земного шара было предпри­нято арабскими астрономами много веков спустя. В 827 г. араб­ский калиф Альмамун со своими астрономами измерил дугу ме­ридиана около Аравийского залива. При этом измерялась длина дуги меридиана, соответствующая углу в центре Земли в один градус. Отсюда возникло понятие об измерении градуса Земли или о градусных измерениях. Это понятие геодезисты приме­няют до сих пор. Арабы установили, что длина градуса меридиана под широтой 35° равна (в переводе на современные меры) 111,8 км, что незначительно отклоняется от истинной величины 110,95 км. Повидимому, методы астрономических и геодезических измерений у арабов были очень совершенны. Однако достижения греков и арабов были забыты, и изучение размеров Земли приостановилось на долгое время.[1]

В конце XVII — начале XVIII в. Исаак Ньютон теоретически обосновал, что под воздействием силы тяжести Земля должна быть сплюснута у полюсов и является эллипсоидом вращения.

Позднейшие геодезические и астрономические исследования позволили определить истинную форму и размеры Земли. Известно, что планета сформировалась под действием двух сил — силы взаимного притяжения её частиц и центробежной силы, возникающей из-за вращения планеты вокруг своей оси. Сила тяжести представляет собой равнодействующую этих двух сил. Степень сжатия зависит от угловой скорости вращения: чем быстрее вращается тело, тем больше оно сплющивается у полюсов [1].