Основы измерения времени

Название	Основы измерения времени
Дата	12.10.2022
Размер	1.24 Mb.
Формат файла
Имя файла	urok 6.ppt
Тип	Урок #729536

Урок 6

Тема: Основы измерения времени

Солнечные часы в обсерватории в Джайпуре (Индия), 18в, Джай Сингх II (1686-1743)

Солнечный камень древних ацтеков

Тысячи лет назад люди заметили, что многое в природе повторяется: Солнце встает на востоке и заходит на западе, лето сменяет зиму и наоборот.

Древнегреческий бог времени Кронос

В древних мифах отражалось важное значение времени. Именно тогда возникли первые единицы времени, – день, месяц, год.

Периодические явления, сопровождаемые суточным вращением небесной сферы и видимое годовое движение Солнца по эклиптике лежат в основе различных систем счета времени.

Величественный Стоунхендж – одна из древнейших астрономических обсерваторий, построенная на территории Южной Англии около 5000 лет назад.

В древности люди определяли время по Солнцу. Издавна отсчёт времени велся в сутках.

Древняя индийская обсерватория в Дели, выполнявшая роль солнечных часов.

Промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями "среднего Солнца" называется солнечными сутками. Они изменяются в течение года и в среднем равны 24h00m00s.
Звездные сутки, равные 23h56m4,09s - промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями звезды.

Звездный год - сидерический (звездный) период обращения Земли вокруг Солнца, равный 365,256320... средних солнечных суток. Тропический год - промежуток времени между двумя последовательными прохождениями среднего Солнца через точку весеннего равноденствия, равный 365,2422... средних солнечных суток или 365d05h48m46,1s.

Около 35000 лет назад люди обратили внимание на периодическое изменение вида Луны - смену лунных фаз. Луна движется вокруг Земли в ту же сторону, в какую Земля вращается вокруг своей оси: с запада на восток. Отображением этого движения является видимое перемещение Луны на фоне звезд навстречу вращению неба (к востоку относительно звезд) на 13,5o за сутки и за 27,3 суток совершает полный круг.

Месяц – вторая после суток мера времени

Совокупность явлений видимого движения Луны на фоне звезд и смены фаз Луны позволяет ориентироваться по Луне на местности. Луна появляется узеньким серпиком на западе и исчезает в лучах утренней зари таким же узким серпом на востоке. Мысленно приставим слева к лунному серпу прямую линию. Мы можем прочесть на небе либо букву "Р" - "растет", "рога" месяца повернуты влево - месяц виден на западе; либо букву "С" - "стареет", "рога" месяца повернуты вправо - месяц виден на востоке. В полнолуние Луна в полночь видна на юге.

Сидерический (звездный) лунный месяц - период времени, в течение которого Луна совершает один полный оборот вокруг Земли относительно неподвижных звезд. Равен 27d07h43m11,47s. Синодический (календарный) лунный месяц - промежуток времени между двумя одноименными последовательными фазами (обычно новолуниями) Луны. Равен 29d12h44m2,78s.

Простейший гномон
и виды солнечных часов

tg φ = L / h

Поясное время

Международной меридианной Конференцией (1884г, Вашингтон, США) вводится: - начало суток с полуночи, а не с полудня, как было. - начальный (нулевой) меридиан от Гринвича (Гринвичская обсерватория возле Лондона). - система счета поясного времени = деление земного шара на 24 меридиана (по 1 часу – 15о, по 7,5о от меридиана). Нумерация поясов дается от 0 до 23 с запада на восток. При переходе из одного часового пояса в другой время изменяется на целое число часов, а число минут и секунд не изменяется.

Tn = T0 + n

Нулевой меридиан

Нулевой меридиан проходит через Гринвичскую обсерваторию, расположенную недалеко от Лондона (Англия).

Гринвичское (всемирное) время (То, UT - Universal Time) - это местное время на нулевом меридиане, на котором расположена Гринвичская обсерватория.

Tn = UT + n , где UT - всемирное время; n - номер часового пояса

Т= UT+λ, а разность во времени двух пунктов, расположенных на разных меридианах Т1-Т2= λ1- λ2

Время в России

Декретное время - поясное время, измененное на целое число часов правительственным распоряжением. Для России плюс 1 час. Московское время - декретное время второго часового пояса, введено с 1930г:
Tм = T0 + 3 (часа)

в зимнее время Т= UT+n+1ч, в летнее время Т= UT+n+2ч

Российская Федерация осуществляет ежегодно переход на летнее время в соответствии с Постановлением Правительства РФ №511 от 23.04.1996г переход на летнее время в последнее воскресенье марта в 2 часа ночи переводом времени на час вперед, а на зимнее время в последнее воскресенье октября в 3 часа ночи переводом на час назад.

Летнее время - декретное поясное время, изменяемое дополнительно на 1 час. Впервые введено в Англии в 1908г.

1. Лунный календарь, в основе которого лежит синодический лунный месяц продолжительностью 29,5 средних солнечных суток. Возник свыше 30000 лет назад. Лунный год календаря содержит 354 (355) суток и делится на 12 месяцев по 30 (нечетные) и 29 (четные) суток в каждом (мусульманский, турецкий и т.д). Лунный календарь принят в качестве религиозного и государственного в мусульманских государствах Афганистане, Ираке, Иране, Пакистане, ОАР и других. Для планирования и регулирования хозяйственной деятельности параллельно применяются солнечный и лунно-солнечный календари. 2. Солнечный календарь, в основу которого положен тропический год. Возник свыше 6000 лет назад. Сейчас принят в качестве мирового календаря.
Юлианский солнечный календарь "старого стиля" содержит 365,25 суток. Разработан александрийским астрономом Созигеном, введен императором Юлием Цезарем в Древнем Риме в 46 г. до НЭ и распространился затем по всему миру. На Руси был принят в 988г. В юлианском календаре три "простых" года насчитывают по 365 суток, один високосный - 366 суток. В году 12 месяцев по 30 и 31 день каждый (кроме февраля). Юлианский год отстает от тропического на 11 минут 13,9 секунды в год. Ошибка в сутки накапливалась за 128,2 лет.

Первый отечественный карманный календарь, выпущенный как приложение к «Живописному обиходному календарю» на 1886 год типо-литографией И.Н. Кушнарева и Ко.

3. Лунно-солнечный календарь, в котором движение Луны согласовывается с годичным движением Солнца. Год состоит из 12 лунных месяцев по 29 и по 30 суток в каждом, к которым для учета движения Солнца периодически добавляются "високосные" годы, содержащие дополнительный 13-й месяц. В результате "простые" годы продолжаются 353, 354, 355 суток, а "високосные" - 383, 384 или 385 суток. Возник в начале I тысячелетия до НЭ, применялся в Древнем Китае, Индии, Вавилоне, Иудее, Греции, Риме. В настоящее время принят в Израиле (начало года приходится на разные дни между 6 сентября и 5 октября) и применяется, наряду с государственным, в странах Юго-Восточной Азии (Вьетнаме, Китае и т.д).

КАЛЕНДАРЬ (лат. calendarium — долговая книжка; в Древнем Риме должники платили проценты в день календ - первый день месяца) - система счисления больших промежутков времени, основан на периодичности видимых движений небесных тел. Виды календарей:

Григорианский солнечный календарь "нового стиля" продолжительность года составляет 365, 242500 суток (на 26 с превышает тропический год). В 1582 году введен по указу Папы Римского Григория XIII. Счет дней передвинули на 10 суток вперед и условились каждое столетие, не делящееся на 4 без остатка: 1700, 1800, 1900, 2100 и т. д. не считать високосным. Тем самым исправляется ошибка в 3 суток за каждые 400 лет. Ошибка в 1 сутки "набегает" за 3323 лет. Новые столетия и тысячелетия начинаются с 1 января "первого" года данного столетия и тысячелетия. В нашей стране до революции применялся юлианский календарь "старого стиля", ошибка которого к 1917 году составляла 13 суток. 14 февраля 1918 году в стране был введен григорианский календарь "нового стиля" и все даты сдвинулись на 13 суток вперед.

Задачи (в. 24 ЕГЭ 2018)

1. В некоторой местности в день летнего солнцестояния в полдень Солнце находится на юге на высоте 72°50′. Определите полуденную высоту Солнца в этой местности в день зимнего солнцестояния. В ответе градусы и минуты запишите слитно без знаков, например, вместо 72°50′ укажите 7250.
2. Определите высоту звезды Капеллы (α Возничего) в нижней кульминации на северном тропике (φ = +23°27′). Склонение Капеллы δ = +45°58′.
В ответе градусы и минуты запишите слитно без знаков, например, вместо +45°58′ укажите 4558.
3. Определите высоту звезды Капеллы (α Возничего) в нижней кульминации на северном полярном круге (φ = +66°33'). Склонение Капеллы δ = +45°58'.
В ответе градусы и минуты запишите слитно без знаков, например, вместо +45°58' укажите 4558.

Ответы

Поскольку в день летнего солнцестояния в полдень Солнце находится на юге, значит, местность находится севернее северного тропика и в день зимнего солнцестояния в полдень Солнца также будет находится на юге. Склонение Солнца изменяется от δ = +23°27′ в день летнего солнцестояния до δ = -23°27′ в день зимнего солнцестояния. Полуденная высота Солнца в день зимнего солнцестояния составит
h = 72°50' - 2 • 23°27' = 25°56'. (видно из чертежа)
2. Высота звезды в нижней кульминации рассчитывается по формуле
h = δ- (90° - φ) = 45°58' - (90° - 23°27') = -20°35', т. е. в нижней кульминации Капелла заходит за горизонт.
3. . Высота звезды в нижней кульминации рассчитывается по формуле
h = δ- (90° - φ) = 45°58' - (90° - 66°33‘)= 22°31', т. е. на северном полярном круге Капелла является незаходящей звездой.

Задачи (в. 24 ЕГЭ 2018)

Определите полуденную высоту Солнца в Душанбе (φ = +38°33') в день летнего солнцестояния. В ответе градусы и минуты запишите слитно без знаков, например, вместо +38°33' укажите 3833.
Определите полуденную высоту Солнца в Петрозаводске (φ = +61°47) в день зимнего солнцестояния.
На какой минимальной географической широте звезда Капелла (α Возничего) не заходит за горизонт. Склонение Капеллы δ = +45°58′.

Ответы

В день летнего солнцестояния склонение Солнца δ = +23°27. Полуденная высота Солнца равна
h = (90° - φ) + δ = 90° - 38°33' + 23°27' = 74°54'.
2. В день зимнего солнцестояния склонение Солнца δ = -23°27′. Полуденная высота Солнца равна
h = (90° - φ) + δ = 90° - 61°47' - 23°27' = 4°46‘
3. Условием не захождения звезды за горизонт является неравенство φ > 90° - δ= 90° - 45°58' = 44°02'.
Капелла является незаходящей звездой на географической широте с φ = +44°02′ и севернее, вплоть до северного полюса Земли (φ = +90°).