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. Người đầu tiên làm được việc này là Eratosthenes, người quản lý thư viện 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 39,690, độ sai lệch chỉ 1% !
Thực nghiệm đo tiến hành vào các ngày đặc biệt.
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).
Ví dụ vào ngày thu phân, chỉ cần đo góc bóng nắng vào lúc giữa trưa ở địa phương của bạn (góc A) và tìm khoảng cách từ vĩ độ địa phương đến đường xích đạo (khoảng cách D) là có thể tìm ra chu vi Trái Đất theo công thức :
A / 360 = D / chu vi Trái Đất.
Trong ngày thu phân 23/9 năm 2026, các bạn học sinh lớp 10 trường THPT Quốc Tuấn dưới sự hướng dẫn của các thầy cô bộ môn Toán đã cùng thực hiện lại thí nghiệm nói trên, kết hợp với các kiến thức địa lý, các ứng dụng khoa học hiện đại (Google map). Các bạn đã tự chế tạo dụng cụ đo, chuẩn bị thước dây, dây dọi, đồng hồ..., trong tiết trời nắng đẹp, đã hoàn thành xuất sắc công việc đo đạc. Trong thời gian ngắn sau đó, các em đã khẩn trương tính toán và báo cáo mạch lạc kết quả thu được.
Kết quả cơ bản thu được khá chính xác so với con số được công bố, với sai số lớn nhất khoảng 5,2% và nhỏ nhất khoảng 1,3%.
Ban tổ chức đã trao các giải Nhất, nhì, ba và khuyến khích cho các nhóm tham gia.
Hoạt động thực nghiệm này giúp mỗi học sinh đi từ lý thuyết đến thực hành thuận lợi hơn - một đặc trưng của giáo dục STEM, thúc đẩy các em tự học, tự nghiên cứu. Qua đó, học sinh sẽ được trải qua các quá trình nghiên cứu và tự rút kinh nghiệm cho bản thân trong quá trình học tập.
Tiếng Việt
English
中文
Français
日本語
한국어
Español
Русский
Deutsch
ไทย
ລາວ
हिन्दी
Português