Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

pencil
Узнай стоимость на индивидуальную работу!
icon Цены в 2-3 раза ниже
icon Мы работаем
7 дней в неделю
icon Только проверенные эксперты

Теория теней Беруни

Тип Реферат
Предмет Математика
Просмотров
255
Скачиваний
418
Размер файла
167 б
Поделиться

Теория теней Беруни

Теория теней Беруни

(гномоника)

Предисловие

Выдающийся деятель Средневековья, универсальный ученый-энциклопедист Абу Райхан Мухаммад ибн Ахмад аль - Беруни, родился 3 -зулхижжи*) 362 хиджры (973 мелодий, 4 сентября) в древнем центре Южного Хорезма в городе Кят (ныне город Беруни).

Из источников известно, что Беруни с детства отличался любознательностью и жаждой знаний. Он обучался у знаменитого ученого-энциклопедиста Абу Насра Мансура ибн Ирака, прозванного в то время Птоломеем. Ярким свидетельством признания учителем таланта и способностей своего ученика служит то, что Абу Наср ибн Ирак посвятил своему любимому ученику Беруни 12 научных трудов по астрономии, геометрии и математике.

В 995 году эмир Гурганжа Маъмун I ибн Мухаммад Сиявуш захватил последний оплот династии Афригидов - крепость Кят и объявил себя шахом объединенного Хорезма. Беспорядки, царившие после этого исторического события в Хорезме, вынуждают Беруни в возрасте двадцати двух лет покинуть Родину. В этот период он проживает в городах Ирана Гургане, Рае и здесь же знакомится с выдающимся ученым Абу Махмудом Хужанди, ведет переписку и научные дискуссии с Ибн - Сино (Авиценной).

После смерти Маъмуна I в 998 году и воцарения на престоле Али ибн Маъмуна политическая ситуация в Хорезме несколько стабилизировалась. Али ибн Маъмун был правителем, жаждущим знаний, покровительствовал науке и культуре. Он поручил наставнику Беруни Абу Насру ибн Ираку собрать ученых во дворце и создать научную атмосферу. По приглашению Ибн Ирака, приблизительно в конце 1003 - в начале 1004 года, Беруни возвращается в Гурганж, и с этого момента для него начинается период процветания в науке: он руководит Академией Маъмуна, готовит учеников, ведет научные исследования в различных областях науки.

Научная деятельность Беруни, основное место в которой отводилось математике, физике, минералогии, этнографии и истории, была многогранной и плодотворной. Его научные труды, состоящие из 11 книг: «Каноны Маъсуди», «Геодезия», «Минералогия» и труды по этнографии «Памятники минувших поколений», «Индия», в течение многих веков служили для ученых руководством в качестве основного пособия и не потеряли своей актуальности и в наши дни. В целом, Абу Райхан Беруни оставил 152 научных исследования. Из этого громадного наследия до нас дошло всего лишь 30.

Основой создания настоящего трактата послужило научное наследие Беруни. Отметим, что оно имеет отношение к одному из разделов математики, называемому геометрией, в нем приводятся отдельные математические исследования, суждения и дискуссии Беруни. Текст сопровождается толкованиями и комментариями.

Известно, что Беруни было свойственно сильно развитое логическое мышление, умение верно осветить суть вопроса, доказать и довести все это до читателя в доступной форме. Эти качества Беруни наглядно проиллюстрированы в его трактовке вопросов размера Земли и расстояния от Земли до Луны и Солнца, в дискуссиях о результатах предшественников в этой области, а также в трактовке недочетов по данной проблеме. Все это свидетельствует о том, что Беруни обладал яркими способностями в области естественных наук.

Время, в котором жил Беруни, было очень сложным в социально-политическом отношении: захват Кята, где родился и вырос Беруни, перенесение центра в Ургенч, бродяжничество, самоуправство, зазнайство и корыстолюбие, которые господствовали в обществе того времени, не могли не вызвать в душе мыслителя чувства протеста. И, действительно, они нашли свое отражение в следующих «крылатых» строках Беруни:

«Хотя этот человек недалек в знаниях, но держит себя высокомерно всезнающим и даже допускает оскорбление других. Нас разделяют лишь богатство и роскошь, превращающие гордость в вину бедности.

Богатство уйдет, знания останутся.

Аллах наказывает того, кто обижает безобидного ученого человека и радуется содеянному.

Несомненно, алчность и невежество ведут к произрастанию ростков зла» (аль – Беруни. Осор аль - боšия).

Наш великий предок Беруни скончался в 440 году хиджры, то есть 13 декабря 1048 года мелодий в возрасте 75 лет в городе Газна. В книге «Номойи донишворон» («Письма учёных»), опубликованной в Тегеране (1878), о последних мгновеньях жизни учёного рассказывается: «Беруни был тяжело болен, он доживал свои последние дни. Как-то, когда он на какой–то миг пришёл в себя, его взгляд упал на друга, учёного Абулхасана Валвалижи, тогда Беруни попросил друга растолковать ему новые положения о наследстве. Абулхасан ответил, что для этого сейчас ещё не время. Посмотрев на друга, Беруни сказал: «О, мой великий друг, каждый, кто приходит в этот мир, непременно когда–нибудь умрёт, но разум диктует мне, что сейчас самое время осознать суть того, о чём ты когда-то мне и упоминал. Поэтому лучше мне умереть, зная об этом, чем умереть в незнании». Затем Абулхасан начал разъяснять то, о чём просил Беруни. Спустя несколько минут, Беруни уснул вечным сном. Это была последняя беседа учёного о науке».

Какой счастливый конец! Это был конец жизни ученого, который ушёл из жизни с чувством полного удовлетворения своей деятельностью...

Введение

С давних пор внимание многих ученых привлекали вопросы измерения небесных тел (Земли, Луны, Солнца) и расстояния до них от той точки, где мы находимся. В частности, ученые Хорезмской Академии Маъмуна и, в первую очередь, её руководитель, великий ученый Абу Райхан Беруни, оставил значительный след в этой области.

С целью измерения Земли, Луны и Солнца и определения расстояния от Земли до Солнца и Луны, Беруни создал совершенную с математической точки зрения теорию теней. Суть теории состоит в том, что, если мы от точки, где стоим, на некотором расстоянии направим на Солнце круг радиусом , то на Землю ляжет полная тень (т.е. в этой точке круг закрывает солнце полностью) или частичная тень (в этих точках солнце закрывается частично). На основании измерений размеров этих теней Беруни разработал способ вычисления расстояния от Земли до Солнца, а также способ вычисления диаметра Солнца

1 – чертеж

Здесь - диаметр Солнца, а - диаметр круга, преграды (гномона), - площадь полной тени, падающей от гномона, и - площадь частичной тени .

В трактате показана возможность успешного использования на практике и включения в современные учебные пособия по математике, созданного Беруни способа измерения радиуса Земли, расстояния от точки, на которой мы стоим, до какого-либо тела, находящегося на расстоянии от нас. Наряду с этим, в трактате даны фрагменты из его книг, высказывания, которые помогут читателю оценить величие нашего соотечественника Беруни - математика даже с современной точки зрения.

Измерение расстояния на Земле и высоты гор

Если у нас возникнет необходимость измерить высоту вертикально расположенного тела (например, минарета) , мы, отойдя к точке , (2-чертеж), расположенной на некотором расстоянии от этого тела, при помощи алидоды (нивелира) измерим угол и из уравнения , или легко сможем вычислить отрезок .

2 – чертеж

Задача более усложнится, если невозможно достичь основания вертикально расположенного тела, т.е. точки (к примеру, если необходимо определить высоту тела на противоположном берегу реки или высоту пологого склона).

Аль - Беруни в своем труде «Гномоника» подробно останавливается на подобных задачах и, в частности, приводит способы их решения из книги «Брахмассиддхата» индийского математика и астронома Брахмагупты.

По его мнению, чтобы измерить высоту тела, которое не достигает своего основания, нужно выбрать ровное место на некотором расстоянии от него (3 - чертеж).

3 - чертеж

Выбрав точку на ровном месте, вертикально к ней устанавливаем преграду (гномон) и находим его полную тень . О том, как найти точку , помогающую определить полную тень гномона , Беруни предлагает следующее:

«… нужно идти в обратном направлении от точки до того места, откуда и должны быть видны через диоптр алидоды на одном ориентире. Так как точка расположена на Земле, то для определения её нужно лечь на землю или спуститься в яму, высотой в рост человека». (аль – Беруни. Математические и астрономические трактаты, «Фан», 1987, стр. 244). После того, как найдена точка , поднимаем второй гномон, равный гномону и, как прежде, определяем его тень . Из подобий , вытекают равенства:

и с их помощью несложно определить:

В своей книге «Геодезия» (ал – Беруний. Геодезия, «Фан», 1982, с.167) ученый создал простые доступные методы измерения расстояний на поверхности Земли.

Для этого он берёт квадрат с равными сторонами, вбивает тонкий гвоздь в точки и и устанавливает длинную диоптрическую алидоду в точке (4 - чертеж).

4 – чертеж

Устанавливаем квадрат в точке таким образом, чтобы точки оказались расположенными на одной прямой линии. Затем из точки , бросив камень (по словам Беруни), проводим перпендикуляр .

Из:

,

получаем равенства

, (1)

Размер Земли

Первые попытки измерить диаметр Земли связаны с именем Эратосфена (276-196 годы до н.э). Он определил параметры Земного шара по состоянию Солнца над Асваном и Александрией.

Когда в Асвоне Солнце находится в Зените, в Александрии оно имеет наклонение по отношению к Зениту и отсюда уточнив, что на Земном шаре дуга, соединяющая Асван и Александрию, равна , т.е. она соответствует 1/50 части большой окружности Земли.

Отсюда вычислялась протяженность большой окружности Земли путём увеличения расстояния между Египтом и Александрией в 50 раз. Таким же способом Птолемей (II в. до н. э.) пытался вычислить размер Земли, и своё мнение по данной проблеме изложил в книге «География». Ученые античного века в качестве единиц измерения использовали стадий, с течением времени, в частности, начиная с эпохи Академии «Байтул - хикма» (IX в.), в стадийном методе измерения Земли и в других единицах измерения были обнаружены ошибки и противоречия. Поэтому халиф Аль - Маъмун ибн ар-Рашид поручил ученым «Байтул-хикма» (Дома мудрецов) осуществить реальное (точное) измерение земного шара. Измерительные работы, в которых приняли участие среднеазиатские ученые, проводились вблизи Масула в Синжарской степи.

В частности, под руководством нашего земляка аль - Хорезми ученые «Байтул – хикма» успешно справились с заданием, уточнили радиус Земли, добились того, что он равен 3247 мил = 129865996 газ или 6406 км[*]).

На самом деле радиус экватора Земли км, а радиус полюса равен 6357 км.

Абу Райхан Беруни (973 - 1048) в своих трудах «Геодезия», «Каноны Маъсуди» попытался обстоятельно описать измерение размеров земного шара и остановился ещё на одном новом усовершенствованном методе: «что касается размеров Земли, - пишет Беруни, - до нас, [т.е. до эпохи «Байтул - хикма» - А.С], дошли лишь описания римских и индийских ученых. У римлян и индийцев единицы измерения были разными в количественном соотношении. Индийцы измеряли окружность Земли милями, включавшими в себя от одного до 8 наших милей, и в различных измерениях их мнения менялись; в каждой из пяти «Сиддихонта» окружность Земли описана с расхождениями. Римляне же измеряли её одной мерой и называли её «стадия». По мнению Галена, Эратосфен осуществил измерительные работы между городами Асван и Александрией, находящимися на одном меридиане.

Если основываться на мнение Галена в «Книге доказательств», мнение Птолемея во «Введении в искусство сфериков» и «Географии», то между мерами наблюдается разница. Подобные противоречия пробудили желание Маъмуна вновь уделить внимание данному вопросу и решить его с помощью ученых, проделать измерения на землях Масула в Синжарских степях.

Если человек движется по прямой линии на Земле, то, на самом деле, он движется вокруг Земли по окружности. Но провести прямую линию на большое расстояние - дело очень сложное. Поэтому ученые Маъмуна в качестве ориентира определили полюс вселенной (здесь, возможно, имеется ввиду полярная звезда). Для измерения окружности они вычислили 1/360 части окружности Земли, равной мили.

У меня появилось огромное желание самому вычислить размер Земли, и я выбрал большое ровное место в Журжане. Но из-за трудных условий пустыни, отсутствия надежных помощников, я нашел в Индии высокую гору с ровной поверхностью и использовал другой способ измерения. С вершины горы я обнаружил угол наклона соединения Неба и Земли (5-чертеж) и вычислил его как 0034, измерил в двух местах вершину горы и вычислил её как 652 газ плюс половину одной десятой части от него.

5 – чертеж

Высота горы, перпендикулярная сфере Земли - это линия

(6 - чертеж). Пусть - центр Земли, а - касательная к Земле с вершины горы.

6 – чертеж

Соединив линию с линией горизонта, получим треугольник . Здесь все его углы известны, поскольку угол - прямой, а угол дополняет угол наклона горизонта, т.е. » (ал – Беруний. Šонуни - Маъсудий, 1973, Vкитоб, «Фан», 1973, с.386-387). Таким образом, по определению синусов, вычисляется радиус Земли . Из , отсюда

или (2)

Зная высоту горы и , Беруни находит км.

В своей книге «Геодезия» Беруни, описывая поход на Рим халифа ал-Маъмуна (830 - 832), отмечает, что с ним вместе был и ученый-математик Абу Тайиб Санад ибн Али, пригласив которого, он поручил ему взобраться на гору, возвыщающуюся над морем с восточной стороны, измерить угол наклона (для точности во время захода Солнца), что он, Санад ибн Али, выполнил эту задачу, то есть он, использовав угол наклона и несколько вспомогательных треугольников, вычислил измерение радиуса Земли (ал – Беруний. Геодезия, «Фан», 1982, с.166).

Расстояние между небесными телами

Беруни пишет: «Диаметр солнца обозначен . Поверхность Земли - , - гномон тело, дающее тень на Землю, - тень этого тела (его диаметр), - центр тени (7 - чертеж, здесь - полная тень, - часть тени). Если нам известны ,, и , то мы определим расстояние от Солнца до Земли и диаметр Солнца*).

7 – чертеж

Действительно, если провести , то и известно. Его отношение к , такое же, как к . Значит, известны и треугольник . Отношение и такое же, как к . Итак, , а значит известна» (аль – Беруни. Математические и астрономические трактаты, «Фан», 1987, стр.210).

По утверждению Беруни, ~, отсюда вытекают равенства

или

или

Из получаются равенства

или

или

С помощью этих уравнений мы легко можем определить расстояние от Солнца до Земли , радиус Солнца .

, , (3)

где

Если мы острые углы при и обозначим через и , применив к теорему синусов, можно переписать формулы (3) в следующем виде:

. (4)

И, наконец, продолжив прямые линии или , определим точку , проведем прямую . Проведя перпендикуляр ^, и пользуясь определением , получим формулы

(5)

где

Формулы (3), (4), (5) - это формулы измерения расстояния между Землей и небесными светилами Луной и Солнцем, и размеров Луны и Солнца.

К сожалению, на практике из-за дальности расстояния до Луны и Солнца, а также ввиду использования простых приборов, величины и или углы и в формулах почти равны друг другу, а значит знаменатели дробей почти равны 0. Поэтому в эпоху Беруни не было возможности для применения этих формул в работах по измерению небесных тел. Хотя в указанной книге Беруни обстоятельно изложил попытки предшественников по измерению небесных тел, недостатки в их способах, и предложил удобные и простые в теоретическом плане формулы, он не приводит конкретных цифр измерений Луны и Солнца.

Тем не менее, предложенными формулами можно пользоваться для измерения тел, до которых невозможно добраться и для вычисления расстояния до них. В этой связи было бы целесообразно называть эти формулы в науке формулами Беруни и на основе этого теорию теней (гномонику) связать с именем Беруни.


*) Зулхижжа - название 11 месяца мусульманского лунного календаря (хиджры).

[*]) Ученые современности признали, что 1 мил=400 газ=1973,2 (см: Хинц. «Мусульманские меры»).

*) Вышеуказанные ,, и размеры, обеспечивающие возможность измерения Земли.


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Экономика
Маркетинг
Информатика
icon
109736
рейтинг
icon
2698
работ сдано
icon
1237
отзывов
avatar
Математика
Физика
История
icon
103537
рейтинг
icon
5274
работ сдано
icon
2373
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
74287
рейтинг
icon
1858
работ сдано
icon
1172
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
48 866 оценок star star star star star
среднее 4.9 из 5
ФГБОУ ВО "ЗГУ"
Работа была выполнена досрочно (очень быстро ). Реферат был выполнен без замечаний . Испол...
star star star star star
Удгу
Все отлично, очень быстро и качественно, работа принята без замечаний. Спасибо.
star star star star star
Балтийская Государственная Академия Рыбопромыслового Флота (БГАРФ)
Видно, что автору пока не хватает опыта в некоторых моментах связанных с оформлением. испр...
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

только что

Дана поза номер 11, сделать рисунок и все задания к ней

Контрольная, Анатомия и физиология человека

Срок сдачи к 5 дек.

только что

Сделать все то, что написано в файле

Другое, IT-технологии, программирование

Срок сдачи к 7 дек.

1 минуту назад

Как можно скорее математика 1 курс меда

Контрольная, Математика

Срок сдачи к 1 дек.

2 минуты назад

Решить 4 номера под вариантом 27

Решение задач, Высшая математика

Срок сдачи к 4 дек.

2 минуты назад
2 минуты назад

Питание и контроль за массой тела при различной двигательной активности

Реферат, Физическая культура и спорт

Срок сдачи к 10 дек.

3 минуты назад

Тема: Основные фонды План работы: 1. Основные фонды предприятия

Курсовая, экономика предприятий

Срок сдачи к 19 дек.

3 минуты назад

Написать подробный реферат, но называется как курсовая Вариант 2

Курсовая, Техническое обслуживание и ремонт кузовов автомобилей

Срок сдачи к 10 дек.

3 минуты назад

Доклад по финансам

Доклад, финансы

Срок сдачи к 10 дек.

4 минуты назад

Инклюзивное образование: проблемы и перспективы»

Эссе, Педагогика

Срок сдачи к 18 дек.

4 минуты назад

Ответить на вопросы

Другое, Гражданское право

Срок сдачи к 3 дек.

5 минут назад

Сделать презентацию в ворде,10-15 слайдов

Другое, Отделение Туризм

Срок сдачи к 3 дек.

5 минут назад

составить курсовой проект по плану

Курсовая, Структуры рудных полей и месторождений, горное дело

Срок сдачи к 11 дек.

5 минут назад
6 минут назад

Социальная инженерия

Реферат, Информатика

Срок сдачи к 5 мар.

6 минут назад

Создание интерактивного демонстрационного материала по физической...

Курсовая, физическая культура

Срок сдачи к 18 дек.

6 минут назад

Эссе о периоде 1945 - 1953 в ссср

Эссе, История

Срок сдачи к 2 дек.

7 минут назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход или
регистрация
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно