7. Время и календарь. Время и календарь

Название	Время и календарь
Дата	24.03.2022
Размер	1.05 Mb.
Формат файла
Имя файла	7. Время и календарь.ppt
Тип	Документы #413202

Время и календарь

В основе астрономических шкал времени:
суточное вращение Земли вокруг оси
Звездное
время
Солнечное

Звездное время s

Звездные сутки – промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями точки гамма на меридиане наблюдателя
(время оборота Земли вокруг оси
относительно точки гамма (или звезд))

Начало звездных суток – верхняя кульминация точки гамма
Способ отсчета:
формула звездного времени
s = t =  + t
 - известно из каталога,
t – измеряется.
Для верхней кульминации звезды
t=0, sвк =  .

Звездное время s применяется в

Звездное время s применяется в астрономии:
при наблюдениях, при установлении других шкал времени.
В повседневной жизни - не удобно.

Истинное солнечное время m⊙

Истинные солнечные сутки -
промежуток времени между двумя последовательными нижними кульминациями центра диска истинного
Солнца на меридиане наблюдателя
(время оборота Земли вокруг оси
относительно истинного Солнца)

Начало истинных солнечных суток –
истинная полночь – момент нижней кульминации центра диска истинного
Солнца
Способ отсчета:
m⊙= t⊙+12h
t⊙ - часовой угол истинного Солнца
(измеряется)

Солнечные часы

Недостаток истинного солнечного
времени:
продолжительность
истинных солнечных суток
не постоянна.
Для равномерной шкалы времени
переходят к
среднему экваториальному Солнцу.
Ср. экв. Солнце – фиктивная точка, равномерно движущаяся вдоль экватора.

Среднее солнечное время m

Средние солнечные сутки -
промежуток времени между двумя последовательными нижними кульминациями среднего экваториального
Солнца на меридиане наблюдателя
(время оборота Земли вокруг оси
относительно среднего экваториального Солнца)

Начало средних солнечных суток –
средняя полночь – момент нижней кульминации среднего экваториального
Солнца
Способ отсчета:
m= t⊙ср.экв.+12h
t⊙ср.экв. - часовой угол среднего экваториального Солнца

Уравнение времени 

разница между истинным и средним солнечным временем:
m⊙ - m
(значение  публикуется на дату в
астрономических справочниках)

График уравнения времени

Местное время на различных меридианах

(время на меридиане пункта с долготой )
Теорема о разности часовых углов светила:
tA – tB = A – B
В качестве светила:
точка , ист.солнце⊙, ср.экв.солнце⊙экв

tA – tB = sA – sB = A – B

tA – tB = sA – sB = A – B
(звездное время)
t⊙A – t⊙B = m⊙A – m⊙B = A – B
(истинное солнечное время)
t⊙эквA – t⊙эквB = mA – mB = A – B
(среднее солнечное время)

Разность местных времен

Разность местных времен
в двух пунктах
равна
разности долгот этих
пунктов.

На меридиане Гринвича c = 0:
(большие буквы)
S – звездное время,
M⊙ - истинное солнечное время,
M = UT (Universal Time) –
Всемирное время –
среднее солнечное время на меридиане
Гринвича.
s – S = ,
m⊙ – M⊙ = ,
m – UT = 

Поясное время Tn

Поясное время Tn – система измерения времени по часовым поясам.

=0h

23h

1h

2h

150

n=0
T0=UT

n=23
T23

n=1
T1

n=2
T2

30m

30m

Номер часового пояса n равен долготе осевого меридиана

В границах всего часового пояса Tn
равно среднему солнечному времени на осевом меридиане:
Tn = m(n)
Разность поясных времен:
Tn1 - Tn2 = n1 - n2 =n1 - n2
UT =T0,
Tn - UT = n.

Карта часовых поясов

Впервые поясное время введено

Впервые поясное время введено в США, 1881г.
Россия:
с 1918 г – поясное время.
Новосибирск:
 = 5h 32 m
n = 5

Декретное время Dn

1930 г., Декрет правительства СССР:
стрелки часов – на 1 час вперед.
1980 г. Переход на летнее время.
(последнее вс. марта – посл. вс. октября)
Декретное время:
Dn = Tn + k,
k=1h (зимнее время),
k=2h (летнее время),
Dn = UT + (n+k)

В России часы установлены

В России часы установлены
по декретному времени
Всемирное время UT,
Поясное время Tn,
Декретное время Dn - варианты среднего солнечного времени m, образованные смещением шкалы на постоянную величину

Связь между звездным и средним солнечным временем

Конец звездных суток

Одновременное начало звездных и солнечных суток

Конец солнечных суток

 10

Звездные сутки короче солнечных
на 3 мин. 56,5 сек

Тропический год (тр.год)–
промежуток времени между последовательными прохождениями
Солнца через точку 
(время оборота Земли вокруг Солнца
относительно точки )
1 тр.год = 365,2422 ср.солн. сут.
1 тр.год = 366,2422 зв. сут.

365,2422 ср.солн.сут.= 366,2422 зв. сут.
Делим обе части на 365,2422:
1ср.солн.сут.=(365,2422+1)/365,2422 =
= 1 + 1/365,2422 = (1+)зв.сут,
0.002737909 – масштабный коэффициент перехода от средних солнечных единиц к звездным

Делим обе части на 366,2422:

Делим обе части на 366,2422:
1зв.сут.=(366,2422 - 1)/366,2422 =
= 1 - 1/366,2422 = (1- )ср.солн.сут,
0.002730434 – масштабный коэффициент перехода от звездных единиц к средним солнечным

Звездное время в среднюю полночь s0

(показания часов, идущих по звездному
времени, в момент средней полночи)
Средняя полночь – момент нижней кульминации ср. экв. Солнца:
(t⊙ср.экв.=12h),
s0=⊙ср.экв.+ t⊙ср.экв.=⊙ср.экв.+12h

Звездное время в средн. полночь на
Гринвиче: S0 (большая буква) –
публикуется на дату в астрономических ежегодниках и календарях;
Звездное время в местную средн.
полночь (на местном меридиане с
долготой ):
s0 = S0 -  (к востоку от Гринвича)
s0 = S0 +  (к западу от Гринвича)

Переход от среднего солнечного времени к звездному и обратно

Время

Среднее солнечное

Звездное

m=0

m=0

m

s0

s0

s

s = s0 + m(1+)=
= s0 + m + m
m = (s - s0)(1–) =
=(s-s0)-(s-s0)

На Гринвиче:
S = S0 + UT(1+)
UT = (S - S0)(1–)

Точность шкал времени, основанных на суточном вращении Земли
(звездного, солнечного, среднего солн.)
соответствует равномерности вращения
Земли:
10-3 сек
Для многих современных приложений такой точности не достаточно.

Атомное время TAI

время, в основу измерения которого положены электромагнитные колебания, излучаемые атомами или молекулами при переходе из одного энергетического состояния в другое.

1атомная секунда=1сек(СИ)
примерно 9⋅109
периодов колебаний атома цезия.
Точность воспроизведения
10-12 – 10-14 сек
Атомные стандарты частоты, в частности, установлены на спутниках навигационных систем (GPS,ГЛОНАСС и др.)

Водородный стандарт частоты

Всемирное координированное время UTC

Комбинация атомного и среднего солнечного времени:
UTC = TAI + b,
где b = 0, если |UTC - UT|<0,9 сек,
b = ± 1 сек, если |UTC - UT| ≥ 0,9 сек

В системе UTC передаются

В системе UTC передаются
сигналы точного времени.
Установлением шкал времени
занимаются
национальные службы времени и
Международное Бюро времени.

Календарь

Система счета длительных промежутков времени
В основе современных календарей:
годичное движение Солнца (солнечный)
движение Луны (лунный)
движение Солнца и Луны
(лунно-солнечный)

1 тропический год :

1 тропический год :
365,2422 ср.солн.сут.
1 месяц (смена фаз Луны):
29,5 ср. солн.сут.

Требования к гражданскому
календарю:
1. В году должно быть целое количество суток
2. Простая система високосных лет
3. Минимальная погрешность календаря

Юлианский календарь (старый стиль)

Предложил Созиген
(гр. астроном, Александрия)
Узаконил Юлий Цезарь
в 45 г. до н.э.

Расчет юлианского календаря:
365,2422≈365,25 = (365+0,25)ср.солн.сут.
Обычный год: 365 сут.
Високосный год: 366 сут. (29 февраля)
Високосные года: кратные 4.
Погрешность календаря:
365,2422 - 365,25 = - 0.0078 сут. за 1 год
0.0078⋅150 = 1.17 сут за 150 лет!!!
(1 сут за 128 лет)

0,25⋅4=+1сут. за 4 года

Григорианский календарь (новый стиль)

1582 г., Римский Папа Григорий XIII:
исправление календаря –
Григорианский календарь

Расчет григорианского календаря:
365,2422 ≈ 365,2425
365+0.25–0.0075=365+0.25 - 0.01 + 0.0025
Обычный год: 365 сут.
Високосный год: 366 сут. (29 февраля)
Високосные года: кратные 4 и 400;
исключение – года, кратные 100.

+1сут. за 4 года

-1сут. за 100 лет

+1сут. за 400 лет

Пример: 1900, 2100 – не високосные,
2000 – високосный
Погрешность григорианского
календаря:
365,2422 – 365,2425 =-0,0003 сут. за 1 год
3 суток за 10 000 лет

Россия: переход на новый стиль –
1918 г., (Декрет СНК от 26.01.1918г)
1 февраля по старому стилю -
14 февраля по новому стилю

Летоисчисление:

Летоисчисление:
Эра (лат. aera - букв . начальное число) - в хронологии начальный момент системы летоисчисления.
От рождества Христова
От сотворения Мира
От основания Рима
…
(около 200 различных эр)

Восточный календарь

составлен в середине третьего тысячелетия до нашей эры.
60-летняя циклическая система
основана на астрономических циклах Солнца, Земли, Луны, Юпитера и Сатурна.
В 60-летний цикл входят 12-летний юпитерный и 30-летний сатурный циклы
12 животных, 5 цветов (12*5=60=30*2)

Новый год по восточному календарю:
в первое новолуние, происходящее
в зодиакальном знаке Водолея.
Солнце вступает в знак Водолея 20 или
21 января.
Как только его догонит Луна и их пути на небе пересекутся, на Востоке празднуют наступление Нового года.
И один из календарных зверей уступает власть другому.