王琪勝
你有沒(méi)有過(guò)這樣的經(jīng)歷:走在陌生的地方,迷失了方向,又找不到人問(wèn)路;想用手機(jī)導(dǎo)航,手機(jī)又不爭(zhēng)氣,沒(méi)電了?沒(méi)有帶指南針?不要緊,有手表嘛!
雖然手表不是指南針,但我們也可以像野外探險(xiǎn)者一樣,用它確定大致的方向。
用手表找方向的口訣簡(jiǎn)單好記:“時(shí)數(shù)折半對(duì)太陽(yáng),12指的是北方。”意思就是,把手表摘下來(lái)放到水平位置,看看當(dāng)時(shí)的時(shí)間,將24小時(shí)制的當(dāng)時(shí)時(shí)間除以2,然后將對(duì)應(yīng)的時(shí)針?lè)较驅(qū)?zhǔn)太陽(yáng),12點(diǎn)鐘的方向大致就是北方。
用手表測(cè)方向的原理是什么呢?我們知道中國(guó)古代有一種計(jì)時(shí)工具叫作日晷。日晷由晷針和帶刻度的晷面組成。在陽(yáng)光下,晷針在晷面上會(huì)有投影,這個(gè)投影指向哪個(gè)刻度,就是什么時(shí)間。用手表測(cè)方向的原理和日晷的工作原理正好相反,它是利用時(shí)間和太陽(yáng)來(lái)測(cè)定方向。
地球每天自西向東自轉(zhuǎn)一周,所以從地球上觀察,太陽(yáng)每天早上從東方升起,晚上從西方落下。因?yàn)檫@種現(xiàn)象是地球自轉(zhuǎn)造成的人的視覺(jué)效果,所以天文學(xué)上把太陽(yáng)的這種運(yùn)動(dòng)叫作周日視運(yùn)動(dòng)。我們可以把太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的路徑看作一個(gè)巨大的表盤(pán),時(shí)針?biāo)傅姆较蚓褪翘?yáng)所在的位置。人們所戴的手表可以看成是這個(gè)巨大的天然時(shí)鐘的“迷你版”。不過(guò)地球24小時(shí)自轉(zhuǎn)360°,一小時(shí)轉(zhuǎn)15°,而手表上的指針每天旋轉(zhuǎn)720°,每小時(shí)旋轉(zhuǎn)30°,所以我們用手表和太陽(yáng)測(cè)方向,需要先把時(shí)間換算成24小時(shí)制的再除以2。
在我國(guó)東部的海島和西部的偏遠(yuǎn)地區(qū),采用這個(gè)辦法時(shí)還需要考慮時(shí)差,將北京時(shí)間換算成當(dāng)?shù)貢r(shí)間,然后用當(dāng)?shù)貢r(shí)間來(lái)測(cè)方向。具體做法是:以東經(jīng)120°為準(zhǔn),經(jīng)度每向東15°,將北京時(shí)間加1小時(shí);每向西15°,將北京時(shí)間減1小時(shí)。
不過(guò),用手表只能測(cè)出大致的方向,和真正的方向會(huì)有一些誤差。這個(gè)誤差是怎么產(chǎn)生的呢?按說(shuō)用手表測(cè)方向時(shí),手表應(yīng)傾斜放置,而且這個(gè)傾斜角度應(yīng)當(dāng)和地球自轉(zhuǎn)時(shí)的傾斜角度一樣。地球的自轉(zhuǎn)軸指向北極星,由于我們測(cè)方向時(shí)不知道北極星的位置,所以手表表盤(pán)只能水平放置。這樣就會(huì)與太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)面產(chǎn)生一個(gè)夾角,并且太陽(yáng)的高度越高,表盤(pán)指針與“太陽(yáng)指針”角度之間的差也就越大,此時(shí)辨別方向的誤差也就越大。在高緯度地區(qū)、冬季、太陽(yáng)剛剛升起或即將落下時(shí),太陽(yáng)位置較低,手表的時(shí)針容易對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng),從而找準(zhǔn)方向。相反,低緯度地區(qū)太陽(yáng)的高度一般比高緯度地區(qū)高,并且越臨近夏至,太陽(yáng)越高,這時(shí)手表的指針難以準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng),所以在夏季、低緯度地區(qū)及正午時(shí)分用手表辨別方向的誤差較大,不適合采用這個(gè)方法。