利用镜子测量高度

时间:2023-11-16 10:59:03

【题目】我们还可以利用镜子来测量树的高度,方法也很简单。

如图所示,把镜子放在大树前面的点C,使点C跟大树保持一定的距离。测量的时候,测量的人一边看着镜子,一边往后退,要一直退到正好在镜子里面看到树梢A的位置,也就是点D。这时,树的高度AB跟测量者身高ED之比就等于树根到镜子的距离BC跟镜子到测量者的距离CD之比。这是为什么呢?

利用镜子测量高度

图 利用镜子测量高度。

【解答】可以用光的反射定律来证明这一结论。如图所示,在镜子中,树梢A倒映在点A′处,即AB=A′B,三角形BCA′跟三角形DCE相似,可知:

利用镜子测量高度

图 镜子测高法图解原理。

A′B∶ED=BC∶DC

把A′B用AB代替,就可以得出它们的比例关系了。

这种测量大树高度的方法不受天气的限制。只要是一棵孤立的大树,都可以利用这个方法。

【题目】如果因为某种原因,我们无法接近大树,可以用镜子测量它的高度吗?

【解答】关于这个题目,在500多年前就已经有人提出来了。数学家安东尼·德·克罗蒙士在他的著作《实用土地测量》中曾进行过讨论。

要想解答这个问题,需要应用两次刚才说到的方法,也就是把镜子放在两个地方进行测量,然后利用相似三角形的性质,可以得出,大树的高度就等于测量者眼睛的高度乘以两个距离的比。这两个距离中的一个是镜子在两个地方间的距离,另一个是测量者跟镜子间距离的差。