地球儀的六大功用
地球儀是地球的模型.它雖然不能象地圖那樣詳細(xì)地表示各種地理事物和現(xiàn)象,也不能完全反應(yīng)地球的實(shí)際情況,但是它卻可避免地圖上存在著長(zhǎng)度、方向、面積或形狀方面的誤差和變形,可以幫助我們闡明許多有關(guān)的地球概念,獲得地球體的主體概念.
地球儀作為一種教學(xué)儀器,可以幫助我們理解和學(xué)到許多地理知識(shí).下面分節(jié)介紹十種地球儀的功能.
功能之一：證明地球自轉(zhuǎn)偏向力
為了觀察地球自轉(zhuǎn)偏向力,我們可以用一個(gè)地球儀使地軸垂直于地平面,將地球儀北極向上,先在北半球高緯度處滴一至二滴紅墨水,紅墨水在地球儀不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下,就會(huì)沿著經(jīng)線向低緯度流動(dòng)并留下墨跡.然后你自西向東轉(zhuǎn)動(dòng)地球儀,再在高緯度原地點(diǎn)滴一至二滴藍(lán)墨水,你就會(huì)發(fā)現(xiàn)藍(lán)色墨水流動(dòng)的方向與原來(lái)紅色墨水流動(dòng)的方向比較發(fā)生了向右改變.同樣將地球儀側(cè)轉(zhuǎn)過(guò)來(lái),南極向上,用同樣方法進(jìn)行兩次演示,比較觀察,可發(fā)生藍(lán)色墨水流動(dòng)的軌跡與紅色墨水流動(dòng)的軌道相比,向左偏轉(zhuǎn)了.
再將地球儀靜止平放,地軸與地平的平行,在赤道上某點(diǎn)滴一至二滴紅墨水,發(fā)現(xiàn)紅墨水的流動(dòng)沿赤道線而行；然后在原點(diǎn)再滴一至二滴藍(lán)墨水,并轉(zhuǎn)動(dòng)地球儀,發(fā)現(xiàn)藍(lán)墨水流動(dòng)軌道與紅墨水一致,說(shuō)明其流動(dòng)軌道未受地球自轉(zhuǎn)影響.
因此,可以證明,在地轉(zhuǎn)偏向力的影響下,水平運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)生偏向的規(guī)律為：北半球右偏,南半天左偏,赤道上沒(méi)有偏向.
功能之二：演示晝夜更替及其原因
以電燈或一只強(qiáng)光手電代表太陽(yáng),使之與地球儀的球儀心在同一平面上,地球儀繞地軸（地軸北端指向正北方）自西向東轉(zhuǎn)動(dòng).地球自轉(zhuǎn)的周期（轉(zhuǎn)一周3600）為一個(gè)恒星日,即23小時(shí)56分4秒.地球儀自西向東自轉(zhuǎn)時(shí),在北極上空看地球儀呈反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)；從南極上空看地球儀呈順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)；從赤道上空看地球儀自西向東旋轉(zhuǎn),這三種表述是一致的.由于地球（儀）是一個(gè)不透明的球體,同一時(shí)間太陽(yáng)（電燈或強(qiáng)光手電）只能照亮地球的一半,即向日為晝,背日為夜.被太陽(yáng)（電燈或強(qiáng)光手電）照亮的半球,稱為晝半球,半夜照亮的半球,稱夜半球.向個(gè)斗球之間的分界線（兩條）合為一個(gè)圓圈,叫晨昏線（圈）.地球（儀）不停地自西向東自轉(zhuǎn)時(shí),我們會(huì)發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)直射點(diǎn)從東向西掃過(guò),晨昏圈也隨之自東向西有規(guī)律地移動(dòng),因此地球上晝夜也就不停地更替.地球儀不停地自西向東轉(zhuǎn)動(dòng),就可以演示出地球上有規(guī)律的晝夜更替.
功能之三：測(cè)定地方時(shí)和區(qū)時(shí)
我們經(jīng)常使用地球儀的人都會(huì)發(fā)現(xiàn),在地球儀地軸的北極一端,裝有一個(gè)圓形金屬片制成的“時(shí)規(guī)”,一半涂成黑色,表示黑夜；另一半保持金屬原色,表示白晝.在兩個(gè)半圓上,每隔150依反時(shí)針?lè)较蚩逃?4個(gè)時(shí)刻.地球儀上的“時(shí)規(guī)”,可以用來(lái)測(cè)定地方時(shí)和區(qū)時(shí).使用時(shí)可將“時(shí)規(guī)”繞北極點(diǎn)旋轉(zhuǎn),其測(cè)算方法及步驟如下：
一、測(cè)定地方時(shí).
例如已知蘇州（東經(jīng)1210）的地方時(shí)為12點(diǎn)整,求武漢（東經(jīng)1060）和烏魯木齊（東經(jīng)910）的地方時(shí)各是多少?演示時(shí)首先轉(zhuǎn)動(dòng)“時(shí)規(guī)”使12點(diǎn)整對(duì)準(zhǔn)蘇州所在的經(jīng)度,這時(shí)可發(fā)現(xiàn)武漢的地方時(shí)為11點(diǎn)整,爾魯橋的地方時(shí)為10點(diǎn)整.當(dāng)所求經(jīng)度不是150的倍數(shù)時(shí),可以在地球儀上量算出經(jīng)度度數(shù).當(dāng)所求點(diǎn)經(jīng)度不正對(duì)“時(shí)規(guī)”上時(shí)刻刻度時(shí),可用眼睛估算出1/2小時(shí)、1/3小時(shí)、1/4小時(shí)、1/6小時(shí)刻度的大概位置（注：兩地經(jīng)度相差一度,地方時(shí)就相差4分鐘,相差半度就相差2分鐘,東早西晚,因而東加西減）.
二、測(cè)定區(qū)時(shí).
1、測(cè)定書(shū)籍時(shí)區(qū)的區(qū)時(shí).例如北京時(shí)間（采用車八區(qū)區(qū)時(shí)）為12點(diǎn)整時(shí),求東10區(qū)和西2區(qū)的區(qū)時(shí).演示時(shí)將“時(shí)規(guī)”上的12點(diǎn)整的刻度對(duì)準(zhǔn)東八區(qū)的中央經(jīng)線（1200E）,即可在“時(shí)規(guī)”上尋找并讀出：東10區(qū)（東經(jīng)1500所對(duì)準(zhǔn)的時(shí)刻）為14點(diǎn),西2區(qū)（300所對(duì)準(zhǔn)的“時(shí)規(guī)”上的時(shí)刻）為2點(diǎn)整.各時(shí)區(qū)的中央經(jīng)線的度數(shù),為該一區(qū)的區(qū)數(shù)乘以150.東區(qū)為東經(jīng),西區(qū)為西經(jīng).
2、測(cè)定書(shū)籍經(jīng)度的經(jīng)線上的區(qū)時(shí).例如北京時(shí)間（采用東8區(qū)區(qū)時(shí)）為上午12點(diǎn)整時(shí),求西經(jīng)100和西經(jīng)810兩地的區(qū)時(shí).由于西經(jīng)100和西經(jīng)810兩地均不在所在時(shí)區(qū)的中央經(jīng)線上,因此,我們必須認(rèn)清一點(diǎn),就是每一時(shí)區(qū)跨經(jīng)度150,其范圍為中央經(jīng)線西側(cè)各距7.50.演示時(shí)將“時(shí)規(guī)”上的12點(diǎn)整的刻度對(duì)準(zhǔn)東8區(qū)中央經(jīng)線(1200E),這時(shí)就可在“時(shí)規(guī)”上尋找出西經(jīng)100和西經(jīng)810最*近的兩條中央經(jīng)線（經(jīng)度差小于7.50）,讀出這兩條中央經(jīng)線所對(duì)應(yīng)時(shí)區(qū)數(shù)分別為西1區(qū)和西5區(qū),則它們的區(qū)時(shí)相應(yīng)為3時(shí)整23時(shí)（前一天）整.
功能之四：測(cè)定地球上兩點(diǎn)之間的相對(duì)方位
要測(cè)定地球上某地相對(duì)于本地（另一地）的方位,首先要在地球儀上確定本地的子午線；再確定本地至某地的方向線；最后量出本地子午線與方向線的夾角.即為某地相對(duì)于本地的方位.其具體測(cè)法如下：
1、用一枚大頭針插在地球儀上本地所在位置,然后轉(zhuǎn)動(dòng)地球儀,使大頭針與半徑標(biāo)尺（即地球儀的半圓弧形支架）重合；所對(duì)半徑標(biāo)尺即為本地的南——北方向線,即本地子午線.
2、確定由本地至某地的方向線.
3、用量角器量出本地子午線與本地至某地方向線之間的夾角度數(shù),并附的方位即可.具體方位名稱見(jiàn)右圖所示.
功能之五：量算地表兩地之間的距離
根據(jù)地球儀可以直接量算地表兩地之間的實(shí)地距離.方法如下：
1、用緊密而伸縮性小的細(xì)線、細(xì)金屬絲或紙條,量出地球儀上赤道的周長(zhǎng)（單位為毫米）,再按公式求地球儀的比例尺（有的地球儀上已標(biāo)注了標(biāo)準(zhǔn)比例尺,此步可省去）.地球儀的直線比例尺＝圖上距離／實(shí)地距離,即地球儀上赤道周長(zhǎng)（mm）／地球赤道實(shí)際長(zhǎng)（即40075704000mm）,即可算出地球儀的直線比例尺）.
2、再用上法量出任何兩地在地球儀上的圖距（mm）除以地球儀的直線比例尺,即可算出兩地間的實(shí)際水平（其實(shí)是球面）距離.也可先量出任何兩地在地球儀上的圖距（弧長(zhǎng)）,再利用地球儀上赤道圈的刻度,量算這段距離的弧度,然后將量出的弧度乘以111.1千米（111.1千米是赤道上每度的弧長(zhǎng),是40076千米除以3600所得）,就可求得兩地間的實(shí)際水平距離.
根據(jù)這個(gè)方法還可用紙條或金屬薄片做一個(gè)量大圓距離的尺,其長(zhǎng)度與赤道相等,并分為360個(gè)等分,每等分直接折算成千米的刻度,即可直接在地球儀上量算任意兩地的最短距離（即球面弧線距離）及航空、航海線的距離.
功能之六：量算地面某一范圍的面積
一、方格法.
先根據(jù)地球儀的直線比例尺,求出面積的比例尺.面積比例尺為直線比例尺的平方,例如直線比例尺為1cm代表實(shí)地距離200km和400km,其面積比例尺為1cm2代表40000km2和160000km2.再用畫(huà)有厘米方格的透明紙,平貼在地球儀上要進(jìn)行測(cè)量的區(qū)域上面,先計(jì)算測(cè)量區(qū)域內(nèi)完整方格所占數(shù)目,再將不完整的方格拼合（目估）成若干完整的方格,最后累計(jì)方格總數(shù)（即平方厘米數(shù)）,并乘以1cm2所代表的平方千米,即為所測(cè)區(qū)域的實(shí)地面積.例如地球儀的面積比例尺是1cm2代表40000km2和160000km2,在地球儀量算出所測(cè)區(qū)域范圍（如埃及）為48.5cm2和6.25cm2,則實(shí)地面積為40000km248.5=1940000km2和1600006.25＝100000km2.這種方法可以量算地球儀上范圍不大和輪廓不很復(fù)雜的區(qū)域的面積,如非洲各國(guó)面積大都可用這種方法來(lái)測(cè)算.
二、梯形法.
這種方法是利用地球儀上的經(jīng)緯網(wǎng)格圍成的梯形面積來(lái)量算所測(cè)區(qū)域的實(shí)地面積.它可以用來(lái)量算地球儀范圍較大的區(qū)域的面積.在兩條相鄰的緯線之間的各梯形面積相等；不同緯線之間的梯形面積隨緯度的增高而減小.
用梯形法量算面積,先估算測(cè)量區(qū)域在地球儀上各緯度地帶內(nèi)所占的梯形數(shù),再乘以該緯度帶內(nèi)的梯形面積,然后逐一相加,得出總面積.
在南北緯00—100之間約有13個(gè)梯形,面積為7962500km2；
在南北緯100—200之間約有7個(gè)梯形,面積為4161500km2；
在南北緯200—300之間約有5.5個(gè)梯形,面積為3071750km2；
在南北緯300—400之間約有3個(gè)梯形,面積為1518000km2；
在南北緯400—500之間約有2個(gè)梯形,面積為876000km2；
在南北緯500—600之間約有1.5個(gè)梯形,面積為534000km2；
將以上各梯形面積相加,則南美洲面積約為18123750km2.