藏在影子中的秘密

有这样一个故事：警察在追捕逃犯的过程中，发现逃犯的微信上清晰地显示他的影子的照片。利用相关的地理知识，通过照片分析，警察很快找到了他。粗心的逃犯做梦也没有想到原来是照片上的影子和背景的大钟所显示的时间向警察泄漏了他的位置。

我们知道地理坐标是用某个位置的经度和纬度来表示的。首先，警察根据时区的知识，利用照片在微信中发布的时间和照片中时钟所显示时间的差值，推算出逃犯所在的经度。然后，警察根据太阳高度角公式“sin h=sin φ sin δ+cos φ cosδ cost ”计算出他所在的纬度δ。其中t表示当地的地方时。φ表示当日太阳直射点的纬度数，这个数值可以通过网上搜索得到。而h表示太阳高度角，可以由逃犯影子长度和其身高来确定。这样警察就获取了他所在的地理坐标。

在以上这个小故事中，“影子”起到了至关重要的作用。影子的长短取决于太阳光照射地面的角度。如图1所示，太阳照射角越高，影子越短；太阳高度角越低，影子越长。

太阳高度角的变化是随时间变化而变化的。从图2中我们可以看出，在一天当中清晨和傍晚物体的影子较长，而正午时分，物体的影子较短。由于地球绕日公转，以一年为周期，太阳直射点在南北回归线之间来回移动。对于北半球而言，夏季太阳直射北回归线附近，冬季直射南回归线附近。因此夏季影子短，冬季影子长。

其实，“影子”在我们的生活中还有很多用途。例如：根据楼高，计算出正午太阳高度角最低时的影子长度，保证周边楼所有的房间都能享受阳光；通过测量影子的长度来估算建筑的高度；在家里安装遮阳篷时计算出既经济又合理的宽度；根据足球场遮阳顶的大小计算其影子的范围，从而为自己选定既靠近场地又有阴凉的座位。只要细心观察，认真思考，你一定能够使“影子”为生活创造更多的价值。

作者：胡天婵

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