ГОБ ПОУ «Елецкий лицей сферы бытовых услуг» Студент группы №9
Презентация на тему:
Хранение и передача точного времени.
Теория - Каждое астрономическое наблюдение должно сопровождаться данными о моменте времени его выполнения. Точность момента времени может быть различной, в зависимости от требований и свойств наблюдаемого явления. Так, например, при обычных наблюдениях метеоров и переменных звезд вполне достаточно знать момент с точностью до минуты. Наблюдения же солнечных затмений, покрытий звезд Луной и в особенности наблюдения за движением искусственных спутников Земли требуют отметки моментов с точностью не меньшей, чем до десятой доли секунды. Точные же астрометрические наблюдения суточного вращения небесной сферы заставляют применять особые способы регистрации моментов времени с точностью до 0,01 и даже 0,005 секунды!
- Для хранения времени астрономы располагают очень точными часами, которые регулярно проверяют, определяя моменты кульминаций звезд при помощи специальных инструментов. Передача же сигналов точного времени по радио позволила им организовать всемирную Службу времени, т. е. связать все обсерватории, занимающиеся наблюдениями такого рода, в одну систему. В обязанность Служб времени, помимо подачи в эфир сигналов точного времени, входит также передача упрощенных сигналов, которые всем радиослушателям хорошо известны. Это шесть коротких сигналов, «точек», которые подаются перед началом нового часа. Момент последней «точки», с точностью до сотой доли секунды, совпадает с началом нового часа. Любителю астрономии рекомендуется пользоваться этими сигналами для проверки своих часов.
ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕДАЧА ТОЧНОГО ВРЕМЕНИ - Эволюция измерений и хранения времени Развитие цивилизации непременно связано со значительным ростом науки и усложнением задач, стоящих перед людьми. Многие из них невозможны без определения точного времени. И точность, необходимая для решения этих задач, соответственно менялась. Так, к примеру, если для выбора наилучшего момента посева, сбора урожая или для определения приливов и отливов достаточно календаря и солнечных часов, то в наши дни, для запуска искусственного спутника Земли с заданными параметрами, необходимо довольно точное время с малыми погрешностями. История «развития» времени берет начало еще в четвертом тысячелетии до н.э. с постройки египетских пирамид и использования теневых часов. В средние века мореплаватели для решения сложнейших навигационных задач использовали компас и простейшие песочные часы, имевшие погрешность 12-15 минут в сутки, не позволяющие точно определить свое местоположение, что нередко приводило к катастрофам. В1714 г.
- Эволюция измерений и хранения времени Развитие цивилизации непременно связано со значительным ростом науки и усложнением задач, стоящих перед людьми. Многие из них невозможны без определения точного времени. И точность, необходимая для решения этих задач, соответственно менялась. Так, к примеру, если для выбора наилучшего момента посева, сбора урожая или для определения приливов и отливов достаточно календаря и солнечных часов, то в наши дни, для запуска искусственного спутника Земли с заданными параметрами, необходимо довольно точное время с малыми погрешностями. История «развития» времени берет начало еще в четвертом тысячелетии до н.э. с постройки египетских пирамид и использования теневых часов. В средние века мореплаватели для решения сложнейших навигационных задач использовали компас и простейшие песочные часы, имевшие погрешность 12-15 минут в сутки, не позволяющие точно определить свое местоположение, что нередко приводило к катастрофам. В1714 г. Исаак Ньютон доказал, что для нахождения долготы в море с теоретической точки зрения необходимо точное знание времени, однако в то время не существовало часов достаточно точных и пригодных для эксплуатации в морских условиях. Лишь в 1735 г. Джон Харрисон разработал часовой механизм, который имел погрешность всего 3 секунды за сутки и был способен работать при большой влажности и качке. Следующая задача заключалась в синхронизации хронометров относительно центральных часов. В 1884 году на международной конференции по меридианам в Вашингтоне как источник стандарта времени в мировом масштабе был принят Гринвичский меридиан. Гринвичское среднее время (GMT).
- С 1910 года для передачи временных сигналов начали использоваться излучатели и приемники радиосигналов. Первые передачи по радио сигналов точного времени в России состоялись в этом же году в ходе работ по определению разности долгот Пулково – Париж, при этом был использован радиотелеграфный передатчик Русского общества беспроволочных телеграфов и телефонов в Петербурге мощностью 100 кВт. Было обнаружено, что возникает систематическая ошибка в одну-две секунды. Причиной этому послужили погрешности в наблюдении положения небесных тел, задержки в инструментах и ошибки в определении долготы, которые в сумме давали неопределенный сдвиг. Всемирное время действительно единственное по своему определению, было трудно реализуемым. И уже в 1911 году бюро долготы Парижа предложило создать международное бюро времени (BIH), которое должно было обеспечивать единственное приближение к теоретическому всемирному времени. BIH выполняло свои функции до 1988 года, после чего разделились на международное бюро мер и весов BIPM, которое занимается измерением атомного времени, и службу вращения Земли IERS для выполнения астрономических и геодезических функций.
- Астрономические шкалы времени относятся к динамическим шкалам. При практической реализации они используют наблюдения за состоянием физической динамической системы, эволюция которой во времени известна, в которой время используется в качестве параметра. Атомные шкалы относятся к интегральным шкалам времени, такие шкалы при практической реализации используют счет событий и/или суммирование интервалов времени от начального момента времени (условного нуля).
- В обязанность Служб времени, помимо подачи в эфир сигналов точного времени, входит также передача упрощенных сигналов, которые всем радиослушателям хорошо известны. Это шесть коротких сигналов, «точек», которые подаются перед началом нового часа. Момент последней «точки», с точностью до сотой доли секунды, совпадает с началом нового часа. Любителю астрономии рекомендуется пользоваться этими сигналами для проверки своих часов.
- — Хранение шкалы времени претерпело одни из самых мощных изменений в инструментальном плане, — рассказывает Виктор Леонидович. — В 1967 году были приняты стандарты атомного времени и частоты, основанные на регистрации частоты переходов внешнего электрона между ближайшими энергетическими уровнями в атоме цезия-133. Количество таких переходов за одну секунду было подобрано исходя из астрономического времени и составляет 9 192 631 770 раз. Современные атомные часы обладают невероятной стабильностью хода: за миллионы лет работы их погрешность не составит даже секунды. Сейчас международная совокупность этих стандартов — главный хранитель времени на планете.
- С изобретением атомного времени было установлено, что наша планета вращается неравномерно. После революционного открытия вращение Земли и астрономическое время перестали считать константами. Это стало отправной точкой для развития новой науки — геодинамики, которая изучает неравномерность движения Земли и параметры ее ориентации.
- — Хранение шкалы времени претерпело одни из самых мощных изменений в инструментальном плане, — рассказывает Виктор Леонидович. — В 1967 году были приняты стандарты атомного времени и частоты, основанные на регистрации частоты переходов внешнего электрона между ближайшими энергетическими уровнями в атоме цезия-133. Количество таких переходов за одну секунду было подобрано исходя из астрономического времени и составляет 9 192 631 770 раз. Современные атомные часы обладают невероятной стабильностью хода: за миллионы лет работы их погрешность не составит даже секунды. Сейчас международная совокупность этих стандартов — главный хранитель времени на планете.
- С изобретением атомного времени было установлено, что наша планета вращается неравномерно. После революционного открытия вращение Земли и астрономическое время перестали считать константами. Это стало отправной точкой для развития новой науки — геодинамики, которая изучает неравномерность движения Земли и параметры ее ориентации.
- — Неравномерность вращения Земли обусловлена обменом угловыми моментами между твердыми и флюидными оболочками планеты. Представьте себе фигуристку. Когда она при вращении распахивает руки — ее движение замедляется, а когда сжимает — начинает крутиться быстрее. С Землей (условно) происходит нечто похожее, но вместо рук у нашей планеты — гидрологический и атмосферный сезонные циклы. В итоге скорость вращения Земли бывает наименьшей в апреле и ноябре, а наибольшей — в январе и июле.
- Однажды я был на Шпицбергене, полярном архипелаге. При работе в северных условиях нельзя выдыхать в сторону телескопа, иначе пар сразу же замерзнет на окуляре и ничего не будет видно. Засмотревшись на звезды, я совершенно забыл об этом и случайно прервал наблюдения на целый час, — вспоминает Виктор Леонидович.
- Группа отправляется в другое здание. Теперь перед нами — большой 26-дюймовый рефрактор. Здесь в окуляр уже не посмотреть, так как принцип работы телескопа иной. Он автоматически фотографирует звездное небо в ясные ночи.
- — Каково это — работать с таким сложным конструктом, как время?
- Мы живем в пространстве-времени и над этим не властны. К философским и космологическим проблемам Служба не имеет никакого отношения. Мы задаем шкалу времени, но не изучаем его как физический объект той Вселенной, в которой мы существуем. Мы делим его на кусочки. А вообще, время и пространство — это совершенно непостижимые сущности, и мы просто в них живем.
- Разговор заходит о природе темной материи, теории относительности, парадоксе Ферми, космических путешествиях и теориях фантастов о телепортации, основанных на принципах квантовой механики.
- — В общем, лучший способ сойти с ума — заниматься этими проблемами, — философски отмечает ученый.
|
Скачать 0.7 Mb.