如何測量一個球的表面積?

如果想在實驗中驗證球的表面積公式S=4pi r^2,該怎麼測量這個球的表面積?



想實驗驗證啊?

塗膠水粘芝麻或者蘸墨水這種,理論上可行,但是操作起來沒有說服力的,畢竟測量工具都存在精度誤差。

用蒙特卡洛方法做一個簡單抽樣吧,擲石法就夠用了。理論上可行,操作上方便。

另外我猜你的目的是驗證圓周率?蒙特卡羅方法的維基百科裡面就有介紹。


比如要求半徑為1的球表面積:

  1. 作邊長為2.02的立方體
  2. 往立方體里撒上10000個隨機的點
  3. 算有多少個點與球心的距離在0.99和1.01之間
  4. 可以算出那部分的體積
  5. S = V / 0.02


先在一個標準正方形平板塗膠水,在芝麻堆按幾遍,數芝麻,得到單位面積的芝麻數

然後在球的表面塗膠水,在芝麻堆滾幾遍,最後數芝麻

用細小的塑料薄片可能更精確一點。。。

補充: 我看標題把題目腦補成 任意不規則球體,用實驗方法儘可能精確測量。

然後發現樓主原題,只需要推導理想球體的公式。這就沒什麼意思了,隨便一本數學書加計算軟體即可。


球的表面積是用積分來定義的,這個公式就是積分推導的結果,無需驗證。


沿著經度方向積分啊


將正方體和球都浸入油漆並拿出晾乾,對比前後質量計算油漆質量,利用油漆質量比計算球的表面積。

補充一點:實驗只能證明公式是錯誤的,無法證明公式是正確的。


先用排水法測出體積,然後用微分法算表面積。


我記得三體上講有。

就是求出一個球體,然後用許多超細小的球體打擊,越小越精確。然後計算球的數量就可以了。

【說錯還請打臉】


兩個半徑相差極小的球體的體積之差除以它們半徑的差。


如果球殼足夠薄,同時又有重量的話,切一片正方形面積為1,這個面積比上它的重量可以等於剩餘面積比上剩餘重量。稱一下剩餘球殼重量,計算下再加1的單位就可以了。

得到只能是近似值。


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