c 时间与方向在线视频

好 我们已经学过一些运动学知识

利用这些知识我们可以解决很多问题

那么今天，我讲一个话题，就是时间与方向

我们知道，对医生来说治病救人

时间就是生命

对商人来说的话呢

他有时候要（赶时间）签合同 时间就是金钱

而对于迷失方向的人来说呢 时间就是方向

那么 怎么样才能明白“时间就是方向”呢

下面我来介绍一下

经常我们看到有人在野外旅游，迷路了

这时候当然是比较危险的，但是按照我的观点

如果你有一定的知识

在某些情况下，会挽救自己

如果是白天迷路

可以利用太阳来找方向

如果是晚上（迷路）

可以用月亮或是星星来定方向

那么今天

我来介绍一个比较简单的

以白天为例，假设你迷路之后

我们怎么找方向

要借助我们的手表，机械表

所以，一般我出去玩的时候

要带上这样的手表，机械表

利用机械表的话呢

我们看看怎么找方向

首先得话呢 我们要有个常识

以北京地区为例

它是每天中午十二点的时候

太阳正好在正南方向

以这个事实为基础，我们看看

如果在十二点的时候

我们把手表时针对准太阳

这时候你会发现什么呢

时针12这个数字和太阳在一条线上面

这是一个基本的常识

然后我们注意到

时针会转起来

同时太阳也会转起来

但是它们满足什么规律呢

我们注意到，看太阳的时候

太阳是二十四小时转一圈

一天二十四小时

而我们的手表

时针是十二小时转一圈

因此我们很容易就知道

时针转动的角速度是太阳运行角速度的两倍

好了，明白这点之后呢

我们可以想象

过了一段时间之后

比如说从十二点开始计时之后

到了某一个时刻，时针转了一个角度

太阳转了一个角度

它们是两倍的关系

这时候我们假设

把时针倒过来转一个角度

让时针对准太阳之后

这时候会出现什么现象呢

我们会发现

“十二”这个数字（的位置）也变化了

你会发现把“十二”和时针的角分线找出来之后

这个角分线就是正南方向

大家注意

这是一个很简单的几何知识

利用了运动学关系之后很容易找出来

因此我们可以看出来什么呢

我们可以得出一个一般性结论

就是说，如果你把手表反向转动之后

让时针对准太阳

时针的方向和数字“十二”的角分线就是正南方向

这就是一个基本的常识

利用这个常识可以帮你定方向

好 那下面我们看看具体怎么操作呢

刚才说的是一个理论的方法，下面我们看

具体来说，比如说你迷路之后

你现在不知道什么方向

你可以找一根棍

比如说旁边有一些比较细的树枝

或者你身上的你个铅笔

好 你把它找出来之后 插地上面

太阳会有一个投影 会使得细杆会有一个投影

这时候你把手表放在水平面上面

把时针对准投影

然后把时针和“十二”的角分线找出来

这个方向就是正南方向

好 我们看示意图

那么，这种方法来找的话会不会有误差呢

当然它是存在一定的误差的，而且这个误差会随着季节而变化

不过，我以前分析过，它的最大误差也是比较小的

具体的那个值以后如果你们有兴趣的话可以分析一下

不同的地点、不同的季节会有的最大误差

这个最大误差是小于15度的

你可以想一下：如果你迷路的话

你根本不知道方向，但这时你知道一个方向

误差只有15度的话，还是比较好的

而且只是最坏情况下只有15度

那么具体的研究，有兴趣的同学可以自己来分析一下

那么这是一种方法，在水平面上找

还有一种方法

就像日晷一样防放置手表

手表不是放在水平面上而是斜着放置

这里有个图片 这是清华的日晷

很多人到清华来参观，喜欢在这儿照个相片

但是他们一般来说，照完相之后就走了

他们可能没太注意这个日晷是怎么放置的

哪位同学能想象一下，从逻辑上来说的话

这个日晷该怎么放置比较合适呢

其次，这个日晷放置的时候

有一个倾斜面

这个面放的不对的话呢，误差会很大

放的合适的话呢它的误差会比较小

那么具体怎么放，大家可以考虑一下

那么我现在简单提示一下

我们该怎么放合适呢

我们可以这样考虑

从我们的这个角度看呢太阳东升西落它有一个轨道

这个轨道我们称之为“黄道”

这个黄道面是个什么样的角度呢

大家知不知道

你们学过一些相关的地理知识，应该知道

其次的话，我们知道每天太阳运动的这个轨迹是在变化的

比如说冬天的时候太阳的位置比较低

夏天的位置比较高

因此它是在南北回归线之间波动的

所以的话呢我们可以想象

我们的日晷放的时候，如果正好在太阳的黄道面内

那么太阳的投影就比较合适，它的误差比较小

但是你可以想象

我们的日晷放在那不动的话，它每天都会有误差

一年当只会有两天的时间太阳正好在这个面上

那时候误差最小

其他时间就会有些误差

那么我们可以想象，如果你学过相关的一些知识之后

你能否做一个动态的日晷

这个日晷会自动调节它的角度

每天跟踪太阳，太阳在什么位置，它就在这个面内

这样的话呢它的误差就比较小

当然这个问题涉及到更多的知识

大家可以思考一下

怎么样让日晷面慢慢地跟随着太阳的运动而变化

好 那么下面给大家看另外一个很有意思的

这个是我在英国拍的一个照片

这个日晷是在竖直的墙面上面

那么你可以看到上面它有一根斜的铁棍

它做指针

然后太阳照的时候投影

你会注意到它的（时间）格子是不均匀的

这就是因为竖直的墙面不在太阳运行的面上

所以要不均匀分布

我们可以想象：如果这个墙面和太阳的轨道面是一致

它就可以是均匀地刻制的

好，这些不均匀会导致一些误差

所以 当时我在拍的时候看了一下手表

误差有23分钟

所以我们可以知道，

因为它设计的面不合适，有的时候会导致比较大的误差

那么这个23分钟呢 当然误差还是比较大的

好了，大家通过这个讲座，可以自己想象一下

如果你迷失方向，你可以用不同的方式来定方向

一种是在平面上面立个杆来定方向

一种是把手表对准太阳运行的轨道面（黄道面）这样来定

两种方法都能帮你解决问题

但你要注意，都有微少的误差

那么误差的话呢

当然你知道最大（误差）值的话，你心里会比较放心

但是不管怎么说，有兴趣的同学可以分析分析

看看找出来什么季节、什么地点误差会最大

好，今天就介绍到这儿