Đường chân trời là từ được nhắc đến khá nhiều trên bản tin thời sự hay khi đi biển. Vậy đường chân trời là gì? Đường chân trời là đường giao giữa gì? Hãy cùng theo dõi bài viết này nhé, chúng tôi sẽ chia sẻ cho các bạn những thông tin chi tiết nhất về những nội dung này nhé!
Nội dung chính
Đường chân trời là gì?
Đường chân trời tiếng Anh là từ Horizon line. Theo định nghĩa phổ thông, đường chân trời được hiểu là một đường thẳng mà chúng ta không thể thấy rõ ở điểm vô cực và mọi điểm, mọi đường thẳng khác đều sẽ quy về nó.
Trong các bức ảnh, chúng ta thường dễ nhận ra đường phân chia ranh giới giữa vùng trời và vùng đất khi nhìn vào một khung cảnh nào đó. Mỗi bức hình chụp sẽ có một đường thẳng ngang nào đó trong mặt phẳng hình học được xác định, đó là đường thẳng giúp cho bức hình trông cân đối hơn và thường được gọi là đường chân trời.
Ở nhiều bối cảnh khác nhau, đường chân trời có khi sẽ bị che khuất bởi cảnh vật nào đó. Lúc đó có thể khó thấy, nhưng đường chân trời vẫn sẽ hiện hữu mà mọi điểm, mọi đường thẳng khác quy về nó ở vô cực.
Có thể hiểu đơn giản rằng đường chân trời cũng là một đường phân cách giữa mặt đất và bầu trời mà chúng ta có thể nhìn thấy rõ ràng. Hoặc một cách đơn giản hơn thì đường chân trời là một tên gọi rìa mép vòng cung của Trái đất trong tầm nhìn mà chúng ta quan sát được.
Chân trời sẽ chia đôi mặt đất và bầu trời, nhưng thực tế thì đây lại được xem là giới hạn dưới cùng mà con người có thể nhìn thấy được bầu trời. Phần bên dưới đã bị Trái đất che khuất vì Trái đất có dạng hình cầu và chu vi lớn nên khi nhìn vào đường phân cách đó chúng ta sẽ có cảm giác như 1 đường thẳng. Thực ra, nó lại chính là một đường vòng cung.
Trên thực tế, đường chân trời không tồn tại theo một cách vật lý. Chúng ta có thể nhìn thấy mặt đất và bầu trời tiếp xúc với nhau là do giới hạn của mắt không thể nhìn thấy được điểm xa tít kia.
Ở khu vực vùng núi hay đô thị, chúng ta thường sẽ không thể nhìn thấy đường chân trường vì có nhiều cây cối, công trình kiến trúc,… Chúng sẽ hạn chế tầm nhìn của chúng ta.
Như vậy, có thể hiểu rằng đường chân trời là đường giao giữa bầu trời và mặt đất mà chúng ta có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Theo chuyên gia vật lý thì đường chân trời không hề tồn tại mà thực ra nó chỉ là điểm xa nhất mà mắt chúng ta có thể nhìn thấy được. Ở điểm này, con người sẽ có cảm giác như bầu trời và mặt đất tiếp xúc, chạm vào nhau.
Hình thức và ứng dụng của đường chân trời trong thực tế như thế nào?
Sau khi hiểu rõ đường chân trời là đường giao giữa bầu trời và mặt đất, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu đến hình thức và ứng dụng của đường này ở bên dưới đây.
Hình thức của đường chân trời
Thực tế, trước khi con người phát minh ra đài phát thanh và điện báo thì khoảng cách tới đường chân trời khi nhìn trên biển là rất quan trọng. Vì nó thể hiện rõ phạm vi tối đa có thể truyền tin và tầm nhìn.
Thậm chí là cho đến hiện nay, khi điều khiển máy bay theo quy tắc VFR (Visual flight rules), vẫn có thể dùng mắt thường để định vị đường đi, vị trí và né tránh chướng ngại vật của máy bay. Người phi công cũng đã vận dụng các mối quan hệ trực quan giữa mũi máy bay và đường chân trời để điều khiển máy bay chuẩn xác. Như vậy, có thể thấy nhờ vào đường đường chân trời mà phi công có thể thực hiện việc định hướng không gian chính xác.
Trong nhiều lĩnh vực khác, đặc biệt là phép chiếu phối cảnh ở trong các bản vẽ đường chân trời không gian, thì độ cong của Trái Đất đã được bỏ qua và đường chân trời được xem là đường thẳng lý thuyết mà tất cả các điểm nằm trên bất kỳ mặt phẳng nằm ngang đều sẽ hội tụ về đó.
Trong thiên văn học, đường chân trời chính là mặt phẳng nằm ngang qua mắt nhìn của người quan sát. Đường chân trời là mặt phẳng cơ bản của hệ tọa độ chân trời và có quỹ tích các điểm có độ cao là 0 độ.
Ứng dụng của đường chân trời trong thực tế
Trong phần này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về ứng dụng của đường chân trời trong thực tế qua các thông tin ở dưới đây. Mời các bạn theo dõi!
Trước khi con người tự mình phát minh ra đài phát thanh, điện báo hay các thiết bị liên lạc thì khoảng cách từ mắt người tới đường chân trời ở trên biển sẽ cho biết phạm vi xa nhất có thể truyền tin giữa các bên.
Thực tế, tầm quan trọng của đường chân trời không hề bị ảnh hưởng trong thời đại công nghệ phát triển hiện đại ngày nay. Như đã phân tích cụ thể ở bên trên thì chủ thể là các phi công dù đã có nhiều kinh nghiệm nhưng vẫn sử dụng mối quan hệ trực quan giữa đường chân trời và mũi máy bay để điều khiển và xử lý máy bay. Thêm vào đó, con người cũng có thể dựa vào đường chân trời để xác định được không gian chính xác.
Ngoài ra, trong lĩnh vực thiên văn học, đường chân trời còn được sử dụng giống như là một mặt phẳng nằm ngang qua sự quan sát của mắt người. Đây chính là mặt phẳng cơ bản nhất của hệ tọa độ chân trời hay còn gọi là quỹ tích của các điểm có độ cao là 0.
Các công thức tính đường chân trời chuẩn xác nhất
Với những thông tin bên trên, chắc chắn các bạn đã hiểu rõ đường chân trời là đường giao giữa bầu trời và mặt đất. Trong phần này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về các công thức tính đường chân trời chuẩn xác nhất.
Công thức để tính đường chân trời theo tính toán
Trong tính toán, nếu chúng ta xem sự ảnh hưởng của khúc xạ ánh sáng bằng 0 thì khoảng cách từ người quan sát đến đường chân trời sẽ được tính theo công thức sau đây:
d ≈ 3.57 x h
Trong đó:
- d được tính theo đơn vị km
- h là độ cao so với mặt nước biển và được tính theo m.
Ví dụ cụ thể như: Một người quan sát trên mặt đất ở h = 1.9m thì khoảng cách đến đường chân trời d = 4.92 km.
Công thức tính đường chân trời theo hình học
Giả định Trái Đất của chúng ta là một hình cầu không có khí quyển thì sẽ dễ dàng tính ra khoảng cách giữa người quan sát đến đường chân trời. Vì bán kính Trái Đất cong và thay đổi 1% nên công thức này không thể chính xác hoàn toàn được, thậm chí là đã giả sử không có sự khúc xạ.
Theo công thức liên hệ giữa cát tuyến và tiếp tuyến trong đường tròn, chúng ta có công thức tính theo hình học như sau:
OC2 = OA x OB
Trong đó:
- d = OC: Là khoảng cách đến đường chân trời.
- D = AB: Là đường kính của Trái Đất.
- h = OB: Là độ cao từ người quan sát so với mực nước biển.
- D+h = OA: Là tổng đường kính và độ cao người quan sát.
- R: Là bán kính của Trái Đất.
Khi đó phương trình sẽ trở thành như sau:
d2= h. (D+h) hoặc d = h(D+ h) = h(2R+h)
Chúng ta cũng có thể sử dụng định lý Pythagore để tính khoảng cách tới đường chân trời. Do tia nhìn từ người quan sát tiếp tuyến với đường tròn Trái Đất nên nó vuông góc với bán kính tại tiếp điểm và tạo thành một tam giác vuông. Với cạnh huyền bằng tổng bán kính và độ cao của người quan sát so với mực nước biển. Ta có:
- d là khoảng cách đến đường chân trời cần tính.
- h là chiều cao từ người quan sát so với mực nước biển với đơn vị là m.
- R là ký hiệu bán kính của Trái Đất.
Theo định lý này ta có công thức tính khoảng cách đường chân trời như sau:
(R+h)2= R2 + h2
R2 + 2Rh + h2= R2+ h2
d = h √(2R+h)
Một công thức khác thể hiện rõ sự tương quan giữa độ dài của cung tròn s với góc mở γ được tính bằng radian như sau:
s = R x γ
Trong đó:
- Cos γ = Cos sR = RR + h
Thế vào công thức trên, ta có: s = R. Cos-1. RR + h
Ta lại có: Tan γ = d
Thế vào phương trình ta lại được: s = R.tan-1. dR
Ta thấy, khoảng cách giữa d và độ dài cung tròn s là gần bằng nhau nên lúc này độ cao h rất bé so với bán kính R.
Công thức tính đường chân trời chính xác khác
Nếu độ cao h là đáng kể khi so với bán kính R. Khi quan sát từ các vệ tinh sẽ cần phải có công thức tính khoảng cách đường chân trời chính xác:
d = 2Rh + h2
Chú ý: Bán kính R và h phải được đổi sang cùng một đơn vị đo lường.
Có thể bạn quan tâm:
- Cầu gì dài nhất Việt Nam và dài nhất thế giới hiện nay 2022
- Các nhà khoa học nổi tiếng thế giới trong lịch sử loài người
Hy vọng với các thông tin bên trên, các bạn có thể hiểu rõ đường chân trời là đường giao giữa gì? Để khi có một ai hỏi đến có thể giải thích rõ cho họ hiểu được. Nếu vẫn có thắc mắc gì về nội dung bài viết, các bạn hãy đừng ngại comment ở bên dưới để trao đổi tìm ra câu trả lời ưng ý nhất.
