[科普中国]-铅垂线

垂线和铅垂线

当两条直线相交所成的四个角中，有一个角是直角时，就说这两条直线互相垂直，其中的一条直线叫做另一条直线的垂线。

注意到垂线的定义中，只是规定了两直线交角的大小(90°)，并没有规定两条直线的位置如何。也就是说，不论一条直线的位置如何，只要另一条与它的交角是90°，其中任何一条直线就是另一条直线的垂线。

事实上，老师在讲“垂线”的概念时，总喜欢用铅垂线引入。说瓦工师傅砌墙时，为了使墙砌得与地面垂直，先吊一根铅垂线，即用一根细线吊一个重锤，重锤由于地球引力，呈与地面水平线垂直的状态下垂。这时，铅垂线与水平线互相垂直。

这样的引入是很生动的，有助于同学对垂直概念的理解。但是，由于水平线、铅垂线的位置特殊，也给学生带来一些副作用，今后一提到垂线，总以为处于铅垂线的状态，从而使垂线的概念特殊化了。

铅垂线测垂直判断物体是否与地面垂直，可用铅垂线法，即一根线加上一个重物。此重物人们称为铅锤，铅锤受重力作用，即受万有引力的一个分力作用，让线与地面垂直，成90度角度。铅锤重量的大小与垂直线的垂直度无关，如1公斤重的铅锤与10公斤重的铅锤形成的垂直线的垂直度一样，均是90度。还有，一般情况下不考虑相对论效应，当铅锤的傍边有重物也不能影响垂直度，如在山脚下的铅垂线，铅锤旁边是一座山，对垂直度也没有影响。

意义铅垂线的变化,是天文学和大地测量学中一个尚未解决的问题1。地面光学天文观测是以仪器所在地的铅垂线作为测量的参考的,如果铅垂线存在尚未改正的变化,那么这种变化对以往所有测量结果的影响都有待于进一步的修正。