Đo chu vi và bán kính Trái đất

I- Thí nghiệm đo chu vi Trái Đất của Eratosthenes

Trái Đất có hình cầu và chu vi của nó khoảng 40.041km điều này chúng ta đều đã được biết qua các bài học địa lý phổ thông. Nhưng từ xa xưa khi chưa có các công cụ chính xác người ta đã xác định được gần đúng bằng cách đo đạc bóng nắng. Hãy nghe câu chuyện về thí nghiệm của Eratosthenes, người quản lý thư viện Alexandria.

1- Mô tả thí nghiệm

Eratosthenes là một học giả người Hy lạp là người quản lý thư viện nổi tiếng Alexandria.
Thí nghiệm của ông là một trong những thí nghiệm nổi tiếng nhất và có ý nghĩa nhất của lịch sử nhân loại.
Ở thành phố Syene vào ngày hạ chí (21/6) lúc giữa trưa bóng của Mặt trời hiện ra ở giữa đáy một cái giếng sâu trong thành phố, Mặt Trời ở ngay trên đỉnh đầu và không có bóng nắng xuất hiện ở một cây cọc cắm vuông góc với mặt đất. Có được điều này là do Syene nằm gần như trên đường chí tuyến bắc có vĩ độ 23,5 độ chính bắng độ nghiêng của trục Trái Đất.
Cùng vào ngày hạ chí năm sau, ông đã đo bóng của một chiếc cọc đặt ở Alexandria (Hy Lạp), và phát hiện ra rằng, ánh nắng mặt trời nghiêng ¬ khoảng 7,2 độ so với phương thẳng đứng.

Giả định rằng trái đất là hình cầu, thì chu vi của nó tương ứng với một góc 360 độ. Nếu hai thành phố (Syene và Alexandria) cách nhau một góc 7,2 độ, thì góc đó phải tương ứng với khoảng cách giữa hai thành phố ấy (với giả định rằng cả hai thành phố cùng nằm trên đường kinh tuyến). Từ kết quả này Eratosthenes nhận thấy Trái Đất là hình tròn, và ông cũng tính được chu vi của Trái Đất là 250.000 stadia.

2- Chúng ta hãy cùng xem xét rõ hơn Eratosthenes đã thực hiện thực nghiệm này như thế nào

Nếu Trái Đất phẳng thì bóng ở đâu cũng như nhau

Nhưng Trái Đất lại hình cầu.Vào Hạ Chí, ở Syene không có bóng nắng nhưng ở Alexandria bóng xiên 7,2 độ.

Eratosthenes “thông minh” đã tính ra chu vi Trái Đất:

Chu vi:=[360/góc anpha]* khoảng cách Syene (Aswan) và Alexandria. Khoảng cách mà Ertosthenes đo giữa 2 địa điểm trên bằng cách đếm số bước là 8000 stadia (1 stadium-đơn vị khoảng cách của người Ai cập cổ là 157.5m) và Chu vi ông tính được 252808 stadia, tương đương 39817km, sai lệch hơn 1% mà thôi

II- Thực hiện lại thực nghiệm của Eratosthenes

1-Thực nghiệm đo tiến hành vào các ngày đặc biệt.

Đó là các ngày đặc biệt trong chuyển động biểu kiến của Mặt Trời: Hạ Chí, Đông Chí, Xuân Phân và Thu Phân.
+ Vào ngày hạ chí (khoảng 21/6), Mặt Trời sẽ đi qua đỉnh đầu vào giữa trưa ở các nơi có vĩ tuyến 23,5 độ Bắc.
+ Vào ngày đông chí (khoảng 22/12), Mặt Trời sẽ đi qua đỉnh đầu vào giữa trưa ở các nơi có vĩ tuyến 23,5 độ Nam.
+ Vào ngày xuân phân (khoảng 20/3) và thu phân (khoảng 23/9), Mặt Trời sẽ đi qua đỉnh đầu vào giữa trưa ở các nơi nằm trên đường xích đạo.
Tận dụng các ngày đặc biệt này ta chỉ cần đo góc bóng Mặt Trời ở nơi mình sinh sống (Góc A cần xác định) rồi tìm khoảng cách từ vĩ tuyến địa phương đến vĩ tuyến nơi bóng Mặt Trời bằng không (khoảng cách D).
Tìm ra chu vi Trái Đất theo công thức :
A / 360 = D / chu vi Trái Đất

2- Thực nghiệm đo vào ngày bất kỳ 

Do vào ngày bất kỳ với ít nhất là 2 nhóm cách xa nhau về vĩ độ ví dụ như TP.HCM và Hà Nội.
Mỗi nhóm đo góc Mặt Trời ở địa phương mình và dùng kết quả của nhóm bạn để tính toán.
Góc A cần tính lúc này là độ lệch góc bóng giữa 2 địa phương có được bằng các đo bóng Mặt Trời vào lúc giữa trưa thiên văn.
A = góc bóng địa điểm 1- góc bóng địa điểm 2.
Do thí nghiệm nguyên thủy của Eratosthenes tiến hành ở hai địa điểm cùng nằm trên đường kinh tuyến. Nên với hai địa điểm có khác biệt về kinh tuyến như Hà Nội và Tp.HCM ta sẽ phải hiệu chỉnh lại. Cũng do khác biệt về kinh tuyến mà giữa trưa thiên văn ở Hà Nội và TP.HCM sẽ chênh nhau vài phút.
Khoảng cách giữa hai địa phương (D) lúc này được thay bằng khoảng cách giữa hai đường vĩ độ địa phương.
Có A và D ta cũng sử dụng công thức A / 360 = D / chu vi Trái Đất để tìm ra chu vi Trái Đất

3- Dụng cụ đo và phương pháp đo.
3.1 – Dụng cụ đo

Dụng cụ đo đơn giản chỉ là 1 cọc được dựng vuông góc với mặt đất bằng phẳng.

Để đảm bảo cọc vuông góc với mặt đất một số phương án được đề nghị như sau:
a. Làm mâm đo.

Dựng một cọc vuông góc với đế là một mâm tròn. Đường kính mâm tròn có thể 1m hoặc hơn. Cọc đo có thể dài hay ngắn, nhưng dao động trong khoảng 0.5m-1,5m. Có thể tháo ra được (nên dùng 2 cọc dài ngắn thay nhau). Trên mặt mâm đo nên có sẵn các vạch chia độ . Nên vẽ luôn các đường tròn đồng tâm bán kính cách đều để có thể xác định bóng nắng đang ở khoảng cách nào.
Có một số yếu tố khó khăn khi làm thiết bị này là :
+ Đảm bảo được cọc đo hoàn toàn vuông góc với mâm đo
+ Mâm đo đảm bảo phẳng.
+ Có bộ phận chỉnh thẳng ngang của mâm đo. Như vậy trong 3 chân đế của thiết bị đo, nên có 2 chiếc có thể điều chỉnh được. Bộ cân chỉnh cân bằng của mâm đo có thể làm như kiểu cân bằng ống nước của thợ xây.

b. Dùng cọc nghiêng thay vì cọc thẳng

Dựng cọc nghiêng thay vì cọc thẳng dùng dây dọi thả vật nặng để xác định vuông góc với mặt đất . Sau khi đã xác định được điểm bóng của Mặt Trời vào lúc giữa trưa thiên văn, ta đo góc của dây dọi và dây được căng thẳng nối hai điểm đầu cọc và bóng của nó trên mặt đất.

3.2- Phương pháp đo

a- Xác định góc A vào lúc giữa trưa thiên văn

Cứ 2 phút xác định bóng ở đầu gậy một lần, bóng ở đầu gậy sẽ vẽ lên trên mặt đất dạng một đường thẳng. Sau một thời gian đo ta xác định được điểm bóng có khoảng cách ngắn nhất đến chân gậy đó chính là bóng của thời điểm giữa trưa thiên văn.

Góc bóng nắng A được xác định bằng thước đo góc hay bằng công thức tang A= Chiều dài bóng / chiều dài gậy 

b- Xác định khoảng cách giữa vĩ độ hai điểm đo.

Sử dụng bản đồ để xác định khoảng cách. Mặc dù có độ sai số cao.

Các bạn có thể tham khảo giá trị sau, nếu so sánh vị trí đo của mình với bắc chí tuyến khi tính toán cho lần Hạ chí này:

Chúng ta biết rằng Chu vi Trái đất bằng [360* D (Khoảng cách từ nơi đo tới Bắc chí tuyến trong ngày hạ chí)]/góc anpha, nhân tiện có kinh vĩ độ của các địa điểm

1. Ho Chi Minh city, 10.7694 N, D= -1409.17 km, giá trị âm tức là ở phía Nam của Bắc chí tuyến, và tất cả các địa phương của VN đều nằm ở phía Nam cả, do Bắc chí tuyến đi qua gần như ngay điểm cực bắc của nước ta.

Kẻ hai đường song song là 2 đường vĩ tuyến đi qua hai điểm đo chúng ta sẽ đo khoảng cách giữa hai đường đó bằng các đo bằng thước chia vạch mm và dùng tỉ lệ xích của bản đồ để suy ra khoảng cách thật. Sử dụng bản đồ thế giới để tìm khoảng các từ vĩ độ chúng ta đến xích đạo hay các đường chí tuyến, nếu đo vào ngày đặc biệt và bản đồ Việt Nam nếu 2 điểm đo cùng trên nước Việt Nam vào ngày bất kỳ.

c – Xác định chu vi Trái Đất

Chu vi Trái Đất = 360xD/A
Kiểm tra với kết quà thực tế : Chu vi Trái Đất trung bình là 40.041 km do Trái Đất không phải là hình cầu hoàn hảo mà hơi dẹt ra ở xích đạo.
Do sai số của dụng cụ và quá trình đo có thể kết quả đo sẽ chênh lệch trong khoảng 1 hay 2 ngàn km.

Chủ quyền Hoàng Sa và Trường Sa của Việt Nam Trong thư tịch triều Nguyễn.

Thời nhà Nguyễn có rất nhiều tài liệu chính sử, nhiều sách ghi chép của các học giả nổi tiếng đương thời minh chứng chủ quyền của Việt Nam trên hai quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa. Các tài liệu cho thấy hoạt động thực thi chủ quyền của Nhà nước phong kiến Việt Nam trên hai quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa đã phát triển với một trình độ cao hơn so với các triều đại trước đó và mọi chi tiết đều được minh định, lưu trữ bằng những văn bản, mộc bản chính thức của Nhà nước trong văn khố quốc gia. 

Đại Nam Thực Lục Tiền Biên là loại tài liệu chính thức đầu tiên viết về Hoàng Sa trong thời kỳ Chúa Nguyễn mà triều đình nhà Nguyễn cho chép lại. Tài liệu này chép rằng, ngoài biển Quảng Ngãi có một loại hình quần đảo tục gọi là bãi Hoàng Sa có hơn 130 cồn cát không biết dài tới mấy ngàn dặm. Tài liệu xác định danh xưng “Vạn Lý Hoàng Sa Châu”, các sản vật, việc lập đội Hoàng Sa và đội Bắc Hải thuộc đội Hoàng Sa để kiểm soát các đảo phía Nam, tức vùng Côn Đảo, Trường Sa ngày nay.

Đây là một trong những bản đồ của sách “Phủ Biên Tạp Lục”

mô tả tỉ mỉ tình hình địa lý, tài nguyên ở 

Hoàng Sa và Trường Sa cũng như công việc khai thác 

của Chúa Nguyễn đối với hai quần đảo này. 

 ( 

Một trang trong bộ Đại Nam Thực Lục Chính Biên, 

cuốn sử ký của Quốc Sử Quán triều Nguyễn biên soạn)

Một nguồn tài liệu khác có giá trị cao để khẳng định quá trình Nhà nước phong kiến Việt Nam thời Nguyễn có nhiều hành động thực thi chủ quyền tại Hoàng Sa và Trường Sa là các châu bản triều Nguyễn. Châu bản triều Nguyễn ghi chép cụ thể, rõ ràng các chỉ dụ của nhà vua về các đoàn đi công vụ ở Hoàng Sa; các bản tấu của quan lại địa phương về việc thuyền buôn nước ngoài mắc cạn ở Hoàng Sa; các bản tấu của Bộ Công về những công việc mà các đoàn công vụ ra Hoàng Sa đã làm, hoặc chưa làm xong… Đặc biệt có tờ tấu của Bộ Công (1838) cho biết đoàn khảo sát Hoàng Sa trở về báo cáo đã lên được 25 đảo, còn một số đảo hơi xa gặp gió bão lớn chưa lên được…

Châu bản triều Nguyễn trở thành Di sản tư liệu thế giới thứ 4 của Việt Nam được UNESCO công nhận.

Nhóm HS lớp 10A7 st. 

Chủ quyền Hoàng Sa và Trường Sa của Việt Nam giai đoạn 1945 -1954.

Cách mạng Tháng Tám năm 1945 thành công đưa đến sự ra đời của Nhà nước Việt Nam Dân Chủ Cộng Hòa ngày 2-9-1945 do Chính phủ Hồ Chí Minh lãnh đạo đã chấm dứt thời kỳ Pháp thuộc và sự tồn tại của triều đình phong kiến nhà Nguyễn. Điều đó khiến cho các cơ sở pháp lý của những hiệp ước do nhà Nguyễn ký kết với Pháp trước đây không còn hiệu lực nữa. 

Chủ quyền toàn bộ lãnh thổ trong đó có hai quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa lẽ ra phải ngay lập tức thuộc về nhân dân Việt Nam. Song với nhiều “khúc quanh” của lịch sử, con đường tái lập và tái khẳng định chủ quyền thực sự của người Việt Nam trên hai quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa còn phải vượt qua nhiều thách thức. Mặc dù vậy, trong bất cứ tình huống nào, người Việt Nam vẫn luôn khẳng định chủ quyền của mình trên hai quần đảo này và luôn được sự ủng hộ của cộng đồng quốc tế.

Quân Pháp chào cờ tại đảo Hoàng Sa (Pattle) thuộc quần đảo Hoàng Sa, Việt Nam trong thời kỳ Pháp thuộc

Ngày 1-12-1947, Bộ Nội vụ chính quyền Tưởng Giới Thạch đơn phương công bố tên Trung Quốc cho hai quần đảo và tự đặt hai quần đảo này thuộc về lãnh thổ Trung Quốc.

Theo TS Nguyễn Nhã, trong hoàn cảnh lịch sử cuối năm 1946 đầu năm 1947, Việt Nam đã giành được độc lập từ năm 1945, không còn ràng buộc vào Hòa ước Giáp Thân (1884) song Pháp cho rằng theo Hiệp định sơ bộ ngày 6-3-1946, Việt Nam Dân chủ Cộng hòa vẫn còn nằm trong khối Liên hiệp Pháp, nên về ngoại giao Pháp vẫn thực thi quyền đại diện cho Việt Nam trong việc chống lại sự xâm phạm chủ quyền Việt Nam trong đó có hai quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa. Bằng Hiệp định ngày 8-3-1949, Pháp dựng lên Chính quyền Quốc gia Việt Nam thân Pháp do Cựu hoàng Bảo Đại đứng đầu để củng cố các cơ sở hình thức về pháp lý cho một bộ máy hành chính quốc gia của người Việt Nam tạo thuận lợi cho Pháp trong các quan hệ đối nội, đối ngoại nhân danh quốc gia Việt Nam. 

Trên thực tế, trong suốt thời kỳ kháng chiến chống Pháp, quân Pháp làm chủ tình hình trên Biển Đông trong đó có hai quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa. Tháng 4-1949, Đổng lý Văn phòng của Quốc trưởng Bảo Đại là Hoàng thân Bửu Lộc, trong một cuộc họp báo tại Sài Gòn đã công khai khẳng định lại chủ quyền của Việt Nam đã có từ lâu đời trên hai quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa.

Ngày 7-9-1951, tại Hội nghị San Francisco, Thủ tướng kiêm Ngoại trưởng Trần Văn Hữu của Chính phủ Quốc gia Việt Nam long trọng tuyên bố trước sự chứng kiến của 51 nước tham dự rằng hai quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa là lãnh thổ lâu đời của Việt Nam. Ông Hữu nói: “Việt Nam rất hứng khởi ký nhận trước nhất cho công cuộc tạo dựng hòa bình này. Và cũng vì vậy cần phải thành thật tranh thủ tất cả mọi cơ hội để dập tắt tất cả những mầm móng tranh chấp sau này, chúng tôi xác nhận chủ quyền đã có từ lâu đời của chúng tôi trên hai quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa”.

                                                Hội nghị San Francisco năm 1951

               

                          Thủ tướng Nhật bản Yoshida Shigeru kí hòa ước San Francisco

Dựa trên những tư liệu đã được công bố, có thể khẳng định rằng muộn nhất từ thế kỷ XV đến đầu thế kỷ XIX, hai quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa đã thuộc chủ quyền của người Việt Nam.Giá trị pháp lý về tuyên bố chủ quyền của Việt Nam đối với hai quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa trong Hội nghị San Francisco không những được khẳng định đối với các quốc gia tham dự Hội nghị mà còn đối với những quốc gia cũng như các chính quyền không tham dự bởi những ràng buộc của Tuyên cáo Cairo và Tuyên bố Potsdam. Việc khẳng định chủ quyền của Việt Nam đối với hai quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa trong Hội nghị San Francisco rõ ràng là sự tái lập, tái khẳng định một sự thật lịch sử đã có từ lâu đời và nay vẫn đang tiếp diễn. Hơn nữa, Hội nghị Geneve năm 1954 bàn về việc chấm dứt chiến tranh Đông Dương với sự tham gia của những quốc gia không có mặt tại Hội nghị San Francisco cũng đã tiếp tục tuyên bố cam kết tôn trọng chủ quyền và toàn vẹn lãnh thổ của Việt Nam trong đó có hai quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa.

Nhóm HS lớp 10A7 st.