主题:【讨论】在火车上能否用手机测出火车的运行速度?

浏览0 回复23 电梯直达
lcy919752
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如果能精确测量,再根据焦距计算是可以算出来的,但估计是不好测量的
hrcren
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把照片拍下来,用尺子应该是可以量出来的,只是精度可能差点
关键是如何用得到的数据推导火车走过的距离,我推了很长时间,没推出来
关于焦距,如果在两次拍照之间不改变焦距的话,根据我的推导,对最终结果应该是没有影响的,对于改变焦距的情况,太复杂了,还没去尝试过
雾非雾
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原文由 hrcren(hrcren) 发表:
把照片拍下来,用尺子应该是可以量出来的,只是精度可能差点
关键是如何用得到的数据推导火车走过的距离,我推了很长时间,没推出来
关于焦距,如果在两次拍照之间不改变焦距的话,根据我的推导,对最终结果应该是没有影响的,对于改变焦距的情况,太复杂了,还没去尝试过


放大了说实际上火车是在一个大球体上运动,照片拍下来灯光的移动距离应该是直线吧,弧线与直线之间感觉不太好计算。
hrcren
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都说是精度差点了,当然是粗略估计了,肯定不考虑地球的球面效应了
如果这么点距离都还要考虑地球的弧度的话,那咱们在地球上所做的大部分直线测量都不要做了

不要以为你的手机能够拍很长距离的路程,在正常速度的火车上,能够分辨的稍微近点的灯光,从手机一边移动到另一边的时间连半分钟都不到,只有十几秒到几十秒左右,这点时间火车走过的距离也就一公里到几公里左右。

有人说,你不能拍远一点的灯光吗,那样在相同的距离内累积的时间就会长得多。我何尝不想,只是在火车上不具备这样的条件,路旁的房屋、隧道、山坡等都不允许我长时间的跟踪同一个远距离的光源,我只好选一个稍微近点的,又能够走足够长时间的光源,太近的不能选,比如铁轨附近的灯光,那个那个快呀,还没等你按下快门,早就跑得没影了,你在照片上根本就看不见它的影子,或者要么就是一长溜的光影,根本就找不到光点在哪里,基本上就是这样子

我说的只是一种想法,想知道能否通过这些条件获得某些结果,基本上理论上的偏多一些,没有过多的考虑实际和误差之类的,为什么总有那么多人怀疑我手机的精度和误差呢,再重申一遍,不考虑精度,也不考虑误差,就当是纯教科书上的物理题吧。试问一下,各位同学在做铁球的自由落体计算的时候,会考虑空气阻力吗,会考虑g在9.8后面还有多少位小数吗???????
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2011/5/21 22:21:13 Last edit by hrcren
tutm
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楼主的设想,理论上可能可以用两台照相机同时拍照来计算,这两台照相机之间的距离是已知的。
这个题目类似于天文学上的计算,有意思。
hrcren
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我也是最近看到有关天文学的资料的时候想到这档子事的,当时坐火车的时候只是有过这个想法,也拍了照片,但没有具体的思路,也没想出来怎么个算法,但最近看到用地球绕太阳公转轨道半径来测量遥远恒星的距离的资料时,突然想起来,也许可以借鉴一下,就有了这个想法。

但自己实际推导了一下,似乎还缺点东西,在地球测距中,地球到太阳的距离是已知的,而在我的案例中,这个距离正是需要求解的。

用两台照相机,这是个不错的思路,距离已知,这就跟地球测距完全一样了。只是可能实现起来有点难度,我没有做过,但有两个担心,一是拍照的时间,应该是要两个相机同时拍,如果是两个人拍的话,这就很难保证,如果是一个人同时操作两台相机,那可能需要架设专门的设备了;二是俩相机间的距离,如果在同一节车厢,估计拍出来的两张照片没有明显的差异,而如果要拉大相机间的距离,估计得要好几节车厢甚至要车头车尾那么远才能产生足够的差异,达到能够测量的程度,但这么远的距离,又要同时拍照,似乎也不太容易实现。

只是个人意见,请老师指正。。。
ghcily
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tutm
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原文由 hrcren(hrcren) 发表:
我也是最近看到有关天文学的资料的时候想到这档子事的,当时坐火车的时候只是有过这个想法,也拍了照片,但没有具体的思路,也没想出来怎么个算法,但最近看到用地球绕太阳公转轨道半径来测量遥远恒星的距离的资料时,突然想起来,也许可以借鉴一下,就有了这个想法。

但自己实际推导了一下,似乎还缺点东西,在地球测距中,地球到太阳的距离是已知的,而在我的案例中,这个距离正是需要求解的。

用两台照相机,这是个不错的思路,距离已知,这就跟地球测距完全一样了。只是可能实现起来有点难度,我没有做过,但有两个担心,一是拍照的时间,应该是要两个相机同时拍,如果是两个人拍的话,这就很难保证,如果是一个人同时操作两台相机,那可能需要架设专门的设备了;二是俩相机间的距离,如果在同一节车厢,估计拍出来的两张照片没有明显的差异,而如果要拉大相机间的距离,估计得要好几节车厢甚至要车头车尾那么远才能产生足够的差异,达到能够测量的程度,但这么远的距离,又要同时拍照,似乎也不太容易实现。

只是个人意见,请老师指正。。。

所以我写了是“理论”上可以,实际上要用拍照方法比较准确测定是有难度的,除了同步问题,还有列车轨道是否直线、两台相机是否平行都会很大程度上影响测试。两台相机的距离并不需要很远,一般有几米距离应该就可以了,当然这样对整个光学系统的准确性要求很高。就像过去军事上测距使用的像差式双镜光学测距仪,两个物镜相距50-200cm,测距精度可达1%以上;这种测距原理现在还在双筒望远镜中有应用的。
你的这个想法说明你很会思考,能从日常生活的一些现象中运用普通和专业的知识去进行纵深想象,这是研究工作者很重要的基本要求。
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2011/5/22 14:17:52 Last edit by tutm
hrcren
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原文由 tutm(tutm) 发表:
所以我写了是“理论”上可以,实际上要用拍照方法比较准确测定是有难度的,除了同步问题,还有列车轨道是否直线、两台相机是否平行都会很大程度上影响测试。两台相机的距离并不需要很远,一般有几米距离应该就可以了,当然这样对整个光学系统的准确性要求很高。就像过去军事上测距使用的像差式双镜光学测距仪,两个物镜相距50-200cm,测距精度可达1%以上;这种测距原理现在还在双筒望远镜中有应用的。
你的这个想法说明你很会思考,能从日常生活的一些现象中运用普通和专业的知识去进行纵深想象,这是研究工作者很重要的基本要求。


谢谢tutm老师,又长知识了,如果是距离要求没有那么远的话,就好实现了,可以两个人在车厢的头和尾或者一个人拿两个手机把手臂张开就可以拍了。

后来我在想,一个手机拍两次和两个手机拍一次有什么区别,似乎没什么区别。后来想明白了,一个手机拍两次,虽然有时间,但是没有火车到灯光的距离,所以无法计算出火车的行进距离(或速度);两个手机拍一次,可以通过已知的两手机间的距离计算出火车到灯光的距离,但是还是需要再拍一次才能计算出火车的行进距离或速度,因为这时车、灯的距离已经求出,故可以算出火车的行进距离了,当然,前提是在两次拍照的时间间隔内,车、灯的距离不发生较大的变化才行。

只是有一个小问题,如果用两台手机,似乎要求两台手机的规格、焦距要完全一样,否则焦距的影响又不好确定了,真是麻烦,看来,没有专业的设备,要做这件事还真是不容易!!!
roland2008
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