14.标准时间--美国的铁路在全国发展得很快，货车与乘客的数量都越 来越多，鉴于各地的时间不同，采用当地时间将会给列车交通带来极大的不 方便。比如每趟列车都使用当地时间的话，当不同列车进入同一个城市的时 候，时间将会变得极其混乱。因此，1883年，美国铁路总会说服了政府采用 标准时间。
我们采用固定的经线作为时区的界定线，比如拿美国来说，75°为东部时 间界定线，90°为中央时间，105°为山地时间，120°为太平洋时间。这些经 线都穿过各自时区的正中心，两边7.5°的范围内就采用该经线界定的时间。 如果一个人从一个时区进入另一个时区，他会发现时间无缘无故变了一小时， 这样的分区计时的方式通用于全美国，并已逐渐被全世界大部分国家或地区采 用。当然，在实际中并不是只要跨过时区分界线就一定要改时间，但在一些重 要的地方多半会如此。
实验10：在天气晴朗的时候，在户外放置一张桌子，铺上一张纸，让其暴 露在太阳下，同时让桌面保持水平，将桌子固定以免其移动。在桌面的纸上垂 直地放置一根指针或者一根细棍，这时给它在太阳下的影子做个记号，并准确 记录下当时的时间。第二天当影子到达同一位置的时候，再记录下当时的时 间。如果你的表是准确的，两天所记录的时间的差异，就是太阳日和平太阳日 之间的时差，差不多有一分钟。当影子最短的时候，其标定的时间就是正午， 这时影子正好朝向南北方。（你的手表显示的就是平太阳日的时间，但是手表 上显示中午12点的时候，可能并不是刚才所标定的正午，因为手表上显示的是 基于平太阳日的标准时间）15.经线与平行的纬线--为了测量方便，我们把任意的圆圈都分成360 等份，也就是我们所说的度数。因此地球赤道也被分成了360等份，经过每一 等份可以画一条连接南北两极的半圆弧，这就是经线。每一天经线又可以同样 地被分成180等份，这就是我们所说的纬度，经过每一个同纬度点的是一环一 环的圆圈，它们都与赤道保持平行。这些圆圈从赤道到南北极逐渐变小，它们 叫做平行纬线，度数从赤道的0°到南北极点的90°不等。
在经线当中，我们把穿过英格兰格林尼治地区的一条叫做本初子午线，它 的标定刻度为0，而它东西两侧的经线则被从1°标定到180°，这些数字就是 我们所称的经度。这样我们就有了一个大致的定位系统，可以轻易地给地球 上任何地方标定位置。为了在仅有的经纬度的基础上进一步确保定位的准确 性，我们还可以把每一度分成60等份，叫做分；再把每一分也分成60等份， 叫做秒。
还有一个现象，就是越靠近南北极，经度之间的跨度会越来越短，这是因 为所有的经线都要经过南北极点，经线间的距离在赤道最大，到了极点就完全 没有了。当然所有的经线纬线都只是假想而并不是真实存在的，但在绘制地图 和地球仪的时候，我们会当它是真实存在一样地画上去。在赤道上，一个纬度 的跨度是68.7英里，在南北极为69.4英里，这是因为地球在南北两极相对比较 扁平；而在赤道附近一个经度的跨度达69.65英里，在南北极为0，因为经线交 于一点了。
16.经度的测定--由于地球自转一圈需要24小时，因此以太阳为参照 的话，地球转过一个经度需要4分钟（24×60/360=4）。这样在我们东边间隔 一个经度的经线上，正午的出现时间就会比我们早4分钟，反之在我们西边的 话，就会晚4分钟。如果我们拿一只非常精确的钟，在太阳刚好垂直照射的时 候调到正午12点，然后再把它放到西边15°的经度上，当那里正午出现的时 候，钟的显示就是1点钟了。或者换句话说，如果这只钟在正午的时候显示的 却是下午1点，那它一定是处在间隔校准地西边15°的经线上。
这样一来，我们就可以通过精确的钟表所显示的时间，来确定不同地点的 经度差异。每一位随船出海的船长，都会带上一个甚至好几个经纬定时仪，它 一般都设定为格林尼治时间。当他想判断其所在地与格林尼治之间的经度差异 时，他只需等太阳到达最高点也即正午时，读取经纬定时仪所显示时间，看离 正午12点偏差多少时间，然后按照一个小时对应15经度的比例来确定经度。如 果定时仪上的时间慢了，则意味着他处于格林尼治东边，快了则处于西边。
17.地球的磁性--地球还有一个十分特殊的特性，探险者们对它抱有极 大兴趣，因为如果没有它的话，便很难在茫茫大海上找到航路，这个特性就是 地磁。在远古的时候，人们发现一些铁矿石片可以吸引铁器，于是人们把这类 铁矿石片叫做吸铁石，书面名称叫做磁铁。如果让一根磁铁条或者磁针漂浮在 一盆水中，或者让其自由下沉，它便会始终朝着一个固定的方向。
这个发现发生在早期的东方国家，但直到13世纪中叶才专门应用到航海 上，从那之后，它便让船员们能够离开大陆，在浩渺无际的大海上航行而不会 迷失方向。据说在哥伦布的第一次航程中，由于磁针总是指向北极星或者偶尔 在某些地方指向北极星偏东一点，当他们发现他们在向西航行，而磁针完全偏 到了本来应该指向实际北方的西方时，全船船员都大为惊恐。
磁针出现的偏离实际南北向的现象，叫做磁偏角，西向的磁偏角也是哥伦 布的重大发现之一。现在我们已经知道了磁偏角的原因，那是因为指针针尖指 向的并不是我们之前以为的地理上的北极，而是指向布西亚半岛的西南部，这 里就是地球的磁北极。磁南极⑥是直到最近才被发现于位于南极洲的维多利亚 地偏东一点的地方。
地球磁极不是始终不变地保持在一个地方，而是会慢慢地前后移动，导致 磁偏角也随之发生变化。因此对于常年使用罗盘的检测人员来说，每年确定一 次磁偏角是非常有必要的。在美国，磁偏角每年大致变化0到5度。1910年， 磁偏角在缅因州的伊斯特波特地区是偏西19.4°，在华盛顿州的西雅图是偏东 23.5°，在介于它们中间的地区，磁偏角也在这两个数值构成的区间内相应取 值。现在地图上都会将具有同样磁偏角的地方用线连起来，这些线叫做等磁 偏线。
18.磁性
实验11：将一根缝制麻布的长针塞进一个软木塞材质的小圆片中，让其可 以在水面水平漂浮，然后将塞入针的圆木片小心地放在盛有水的小盘子中。这 时观察，针会指向特定的方向吗？再将圆木片从水里取出，拔出针，让其针的 一端与一块磁铁的北极摩擦，再将另一端与磁铁南极摩擦，然后再重复前面的 实验，将针塞入木片漂浮于水盘中，现在针是否有了确定的指向了？如果有， 是什么导致了这个变化？
实验12：将一根条形磁铁放置在一个金属丝做成的小挂钩上，再用细绳将 其悬挂起来。旋转细绳，让磁铁分别朝向几个不同的方向，每次改变朝向后， 都不施加任何其他外力，确保磁铁可以自由旋转到它自身倾向停留的任何方位 上。在这个过程中，磁铁会有比较明显的偏向性朝向吗？
实验13：将一根条形磁铁水平地悬挂起来，用另一根条形磁铁的一端靠近 悬挂磁铁的这一端，会产生什么现象？换另一端再来靠近刚才悬挂磁铁那一 端，悬挂的磁铁的位置会变动吗？拿一根大铁钉的一端分别靠近悬挂磁铁的两端，会产生什么现象？再用大铁钉的另一端分别靠近悬挂磁铁的两端（注意铁 钉必须不是长时间被磁铁吸附），结果会跟刚才用磁铁靠近它时所产生的现象 一样吗？
再用一些铜片、锌片以及其他物体靠近磁铁，会对它产生作用吗？我们 给条形磁铁的两端分别作上不同的记号，你将如何说明条形磁铁之间发生在相 同两端的吸引和排斥现象？不同的两端之间呢？用钉子的两端分别靠近悬挂磁 铁，磁铁的反应有什么不同吗？你发现什么物体会被悬挂的磁铁吸引？
先民们早就对吸铁石能够吸引铁器的特性有了很深刻的印象，于是就有人 建议用吸铁石作为材料，在教堂里建造一个大拱门，这样靠它强大的吸力，用 铁制成的女神雕像就可以悬置于空中而不需要实物来支撑了。还有一个古老的 传说，伊斯兰教先知穆罕默德在下葬的时候，他的铁质灵柩居然升于空中，停 留在了靠近清真寺天花板的位置。
人们很早也发现，钢铁片与吸铁石摩擦之后，也会具有与之相同的特性而 变成磁铁。在上面关于磁铁的实验中，我们发现不同磁铁条之间，同端相斥而 异端相吸，而且钢铁在与磁铁接触之后会被磁化。实际上，虽然还有镍、钴等 极少数金属物质也具有轻微的被磁铁吸附的性质，但只有钢铁才真正能被磁铁 吸引，所以钢铁也常被用作制造磁铁的材料。
实验14：将一段有绝缘层包裹的20号铜线在实验13中使用过的铁钉上沿次 缠绕20圈，再将铜线的两端接在干电池的两极上，现在把它靠近一根悬挂起来 的条形磁铁，然后再调换一下铁钉的方向，这时发生的现象跟先前铁钉没有被 放进线圈中的时候一样吗？再拿一根铁钉靠近它的两端，会发生什么现象？有 线圈的铁钉会变成跟什么类似？断开线圈与干电池的连接，再重复上述实验过 程，会跟线圈与电池连接时有什么不一样？
