Točen čas za ljubitelje astronomije. Astronomski čas in časovni pasovi

Metodologija za lekcijo 5
"Čas in koledar"

Namen lekcije: oblikovati sistem konceptov praktične astrometrije o metodah in orodjih za merjenje, štetje in shranjevanje časa.

Učni cilji:
Splošna izobrazba: oblikovanje pojmov:

Praktična astrometrija o: 1) astronomskih metodah, instrumentih in merskih enotah, štetju in shranjevanju časa, koledarjih in kronologiji; 2) opredelitev geografske koordinate(geografska dolžina) območja glede na astrometrična opazovanja;

O vesoljskih pojavih: vrtenje Zemlje okoli Sonca, kroženje Lune okoli Zemlje in vrtenje Zemlje okoli svoje osi ter o njihovih posledicah - nebesni pojavi: sončni vzhod, zahod, dnevno in letno vidno gibanje in kulminacije svetila (Sonce, Luna in zvezde), spreminjanje faz Lune.

Izobraževalni: oblikovanje znanstvenega pogleda na svet in ateistično izobraževanje v okviru seznanjanja z zgodovino človeškega znanja, z glavnimi vrstami koledarjev in kronoloških sistemov; razkrivanje vraževerja, povezanih s koncepti »prestopnega leta« in prevodom datumov julijanskega in gregorijanskega koledarja; politehnične in delovne vzgoje pri podajanju gradiva o instrumentih za merjenje in shranjevanje časa (ure), koledarjih in kronoloških sistemih ter praktičnih metodah uporabe astrometričnih znanj.

Razvojni: razvijanje spretnosti: reševanje problemov računanja ure in datumov ter prenosa časa iz enega v drugega sistema za shranjevanje in štetje; izvajati vaje za uporabo osnovnih formul praktične astrometrije; uporabljajo premikajočo se zvezdno karto, priročnike in astronomski koledar za določanje položaja in pogojev vidnosti nebesnih teles ter pojav nebesnih pojavov; določiti geografske koordinate (dolžino) območja na podlagi astronomskih opazovanj.

Dijaki morajo vedeti:

1) vzroke vsakodnevnih opazovanih nebesnih pojavov, ki jih povzroča kroženje Lune okoli Zemlje (spremembe Luninih faz, navidezno gibanje Lune po nebesni sferi);
2) povezanost trajanja posameznih vesoljskih in nebesnih pojavov z enotami in načini merjenja, štetja in shranjevanja časa ter koledarji;
3) časovne enote: efemerida sekunda; dan (zvezdni, pravi in ​​povprečni sončni); teden; mesec (sinodični in zvezdni); leto (zvezdno in tropsko);
4) formule, ki izražajo povezavo časov: univerzalni, porodniški dopust, lokalni, poletni;
5) instrumenti in metode merjenja časa: glavne vrste ur (sončne, vodne, požarne, mehanske, kvarčne, elektronske) in pravila za njihovo uporabo za merjenje in shranjevanje časa;
6) glavne vrste koledarjev: lunarni, lunisolarni, sončni (julijanski in gregorijanski) in osnove kronologije;
7) osnovni koncepti praktične astrometrije: principi določanja časovnih in geografskih koordinat območja na podlagi podatkov astronomskih opazovanj.
8) astronomske količine: geografske koordinate domače mesto; časovne enote: minljiva sekunda; dan (zvezdni in povprečni sončni); mesec (sinodični in zvezdni); leto (tropsko) in dolžina leta v glavnih vrstah koledarjev (lunin, lunisolarni, solarni julijanski in gregorijanski); številke časovnih pasov Moskve in domačega mesta.

Dijaki morajo biti sposoben:

1) Uporabite splošni načrt za preučevanje kozmičnih in nebesnih pojavov.
2) Poišči svoj položaj s pomočjo Lune.
3) Rešujejo naloge, povezane s pretvorbo enot časa iz enega sistema štetja v drugega, z uporabo formul, ki izražajo razmerje: a) med zvezdnim in srednjim sončnim časom; b) svetovni čas, porodniški čas, lokalni čas, poletni čas in uporaba zemljevida časovnih pasov; c) med različnimi kronološkimi sistemi.
4) Reši naloge za določitev geografskih koordinat kraja in časa opazovanja.

Vizualni pripomočki in demonstracije:

Fragmenti filma "Praktične aplikacije astronomije."

Fragmenti filmskih trakov "Vidno gibanje nebesnih teles"; "Razvoj idej o vesolju"; "Kako je astronomija ovrgla verske ideje o vesolju."

Instrumenti in instrumenti: geografski globus; zemljevid časovnega pasu; gnomonska in ekvatorialna sončna ura, peščena ura, vodna ura (z enakomernim in neenakomernim merilom); sveča z razdelki kot model požarne ure, mehanske, kvarčne in elektronske ure.

Risbe, diagrami, fotografije: spremembe luninih faz, notranja zgradba in princip delovanja mehanskih (nihalo in vzmet), kvarčnih in elektronskih ur, atomski časovni standard.

Domača naloga:

1. Študijsko učbeniško gradivo:
B.A. Vorontsov-Velyaminova: §§ 6 (1), 7.
E.P. Levitan: § 6; naloge 1, 4, 7
A.V. Zasova, E.V. Kononoviča: §§ 4(1); 6; vaja 6.6 (2.3)

2. Izpolnite naloge iz zbirke nalog Vorontsova-Velyaminova B.A. : 113; 115; 124; 125.

Učni načrt

Koraki lekcije

Predstavitvene metode

Čas, min

Preverjanje in posodabljanje znanja

Frontalna anketa, pogovor

Oblikovanje pojmov o času, merskih enotah in štetju časa na podlagi trajanja kozmičnih pojavov, povezanosti različnih »časov« in časovnih pasov.

Predavanje

7-10

Seznanitev študentov z metodami za določanje geografske dolžine območja na podlagi podatkov astronomskih opazovanj.

Pogovor, predavanje

10-12

Oblikovanje pojmov o instrumentih za merjenje, štetje in shranjevanje časa - ure in atomski etalon časa

Predavanje

7-10

Oblikovanje pojmov o glavnih vrstah koledarjev in kronoloških sistemov

Predavanje, pogovor

7-10

Reševanje problema

Delo za tablo neodvisna odločitev težave v zvezku

Povzemanje obravnavane snovi, povzetek lekcije, domača naloga

Metodologija podajanja gradiva

Na začetku pouka preverite znanje, pridobljeno v prejšnjih treh učnih urah, gradivo, namenjeno študiju, posodobite z vprašanji in nalogami med frontalnim anketiranjem in pogovorom z učenci. Nekateri učenci opravljajo programirane naloge, pri čemer rešujejo probleme, povezane z uporabo premikajoče se zvezdne karte (podobno nalogam v nalogah 1-3).

Niz vprašanj o vzrokih nebesnih pojavov, glavnih linijah in točkah nebesne sfere, ozvezdjih, pogojih vidnosti svetil itd. sovpada z vprašanji na začetku prejšnjih lekcij. Dopolnjujejo jih vprašanja:

1. Opredelite pojma "svetilnost" in "zvezdna magnituda". Kaj veste o lestvici velikosti? Kaj določa svetlost zvezd? Na tablo napišite Pogsonovo formulo.

2. Kaj veš o horizontalnem sistemu nebesne koordinate? Za kaj se uporablja? Katere ravnine in premice so glavne v tem sistemu? Kakšna je višina svetila? Zenitna razdalja svetila? Azimut svetilke? Kakšne so prednosti in slabosti tega nebesnega koordinatnega sistema?

3. Kaj veš o I ekvatorialnem nebesnem koordinatnem sistemu? Za kaj se uporablja? Katere ravnine in premice so glavne v tem sistemu? Kaj je deklinacija svetila? Polarna razdalja? Urni kot svetilke? Kakšne so prednosti in slabosti tega nebesnega koordinatnega sistema?

4. Kaj veš o II ekvatorialnem nebesnem koordinatnem sistemu? Za kaj se uporablja? Katere ravnine in premice so glavne v tem sistemu? Kaj je desni vzpon svetila? Kakšne so prednosti in slabosti tega nebesnega koordinatnega sistema?

1) Kako krmariti po terenu s pomočjo Sonca? Po Severnici?
2) Kako določiti geografsko širino območja iz astronomskih opazovanj?

Ustrezna programabilna opravila:

1) Zbirka nalog G.P. Subbotina, naloge NN 46-47; 54-56; 71-72.
2) Zbirka nalog E.P. Zlomljeno, naloge NN 4-1; 5-1; 5-6; 5-7.
3) Strout E.K. : testne naloge NN 1-2 teme "Praktični temelji astronomije" (pretvorjene v programabilne kot rezultat učiteljevega dela).

Na prvi stopnji pouka v obliki predavanja poteka oblikovanje pojmov o času, merskih enotah in štetju časa na podlagi trajanja kozmičnih pojavov (vrtenje Zemlje okoli svoje osi, revolucija Luna okoli Zemlje in revolucija Lune okoli Sonca), povezava med različnimi »časi« in urnimi pasovi Menimo, da je potrebno dati študentom splošni koncept o zvezdnem času.

Učenci morajo biti pozorni na:

1. Dolžina dneva in leta je odvisna od referenčnega sistema, v katerem se obravnava gibanje Zemlje (ali je povezano z zvezdami stalnicami, Soncem itd.). Izbira referenčnega sistema se odraža v imenu časovne enote.

2. Trajanje časovnih enot je povezano s pogoji vidnosti (kulminacije) nebesnih teles.

3. Uvedba atomskega časovnega standarda v znanosti je bila posledica neenakomernega vrtenja Zemlje, ki so ga odkrili, ko se je povečala točnost ur.

4. Uvedba standardnega časa je posledica potrebe po usklajevanju gospodarskih dejavnosti na ozemlju, ki ga določajo meje časovnih pasov. Splošno razširjena vsakodnevna napaka je mešanje lokalnega časa s porodniškim.

1. Čas. Merske enote in štetje časa

Čas je glavna fizična količina, ki označuje zaporedno spreminjanje pojavov in stanj snovi, trajanje njihovega obstoja.

Zgodovinsko gledano so vse osnovne in izpeljane enote časa določene na podlagi astronomskih opazovanj poteka nebesnih pojavov, ki jih povzročajo: vrtenje Zemlje okoli svoje osi, vrtenje Lune okoli Zemlje in vrtenje Zemlje okoli Zemlje. sonce. Za merjenje in štetje časa v astrometriji se uporabljajo različni referenčni sistemi, povezani z določenimi nebesnimi telesi ali določenimi točkami nebesne krogle. Najbolj razširjeni so:

1. "Zvezdnoe"čas, povezan z gibanjem zvezd na nebesni sferi. Merjen z urnim kotom pomladnega enakonočja: S = t ^ ; t = S - a

2. "Sončno»čas povezan: z vidnim gibanjem središča Sončevega diska vzdolž ekliptike (pravi sončni čas) ali gibanjem »povprečnega Sonca« – namišljene točke, ki se enakomerno giblje vzdolž nebesnega ekvatorja v istem časovnem obdobju kot pravo sonce (povprečni sončni čas).

Z uvedbo atomskega časovnega standarda in mednarodnega sistema SI leta 1967 se je atomska sekunda začela uporabljati v fiziki.

Sekunda je fizikalna količina, ki je številčno enaka 9192631770 obdobjem sevanja, ki ustreza prehodu med hiperfinimi nivoji osnovnega stanja atoma cezija-133.

Vsi zgoraj navedeni "časi" so skladni med seboj s posebnimi izračuni. V vsakdanjem življenju se uporablja srednji sončni čas.

Določitev točnega časa, njegovo shranjevanje in prenos po radiu predstavljajo delo časovne službe, ki obstaja v vseh razvite države svetu, tudi v Rusiji.

Osnovna enota zvezdnega, pravega in srednjega sončnega časa je dan. Zvezne, srednje sončne in druge sekunde dobimo tako, da ustrezni dan delimo z 86400 (24 h´ 60 m´ 60 s).

Dan je postal prva enota za merjenje časa pred več kot 50.000 leti.

Dan je časovno obdobje, v katerem Zemlja naredi en polni obrat okoli svoje osi glede na neko točko.

Siderični dan je obdobje vrtenja Zemlje okoli svoje osi glede na zvezde stalnice, definirano kot časovno obdobje med dvema zaporednima zgornjima vrhuncema pomladnega enakonočja.

Pravi sončni dan je obdobje vrtenja Zemlje okoli svoje osi glede na središče sončnega diska, definirano kot časovni interval med dvema zaporednima istoimenskima kulminacijama v središču sončnega diska.

Ker je ekliptika nagnjena proti nebesnemu ekvatorju pod kotom 23º 26¢ in se Zemlja vrti okoli Sonca po eliptični (nekoliko podaljšani) orbiti, je hitrost navideznega gibanja Sonca po nebesni sferi in zato se bo trajanje pravega Sončevega dneva skozi leto stalno spreminjalo: najhitreje ob enakonočjih (marec, september), najpočasneje ob solsticiju (junij, januar).

Za poenostavitev časovnih izračunov v astronomiji je bil uveden koncept povprečnega sončnega dne - obdobje vrtenja Zemlje okoli svoje osi glede na "povprečno Sonce".

Povprečni sončni dan je opredeljen kot časovni interval med dvema zaporednima istoimenskima kulminacijama »povprečnega Sonca«.

Povprečni Sončev dan je za 3 m 55,009 s krajši od zvezdnega dneva.

24 h 00 m 00 s zvezdni čas je enak 23 h 56 m 4,09 s srednjemu sončnemu času.

Zaradi gotovosti teoretičnih izračunov je bilo sprejeto efemeride (tabelarne) sekunda, ki je enaka povprečni sončni sekundi 0. januarja 1900 ob 12. uri po enakem času, ki ni povezan z vrtenjem Zemlje. Pred približno 35.000 leti so ljudje opazili občasno spremembo videza Lune – spremembo lunine faze.Faza F nebesno telo (luna, planet itd.) je določeno z razmerjem največje širine osvetljenega dela diska d¢ na njegov premer D: . Linija terminator ločuje temne in svetle dele diska svetilke.

riž. 32. Spreminjanje luninih faz

Luna se giblje okoli Zemlje v isti smeri, v kateri se Zemlja vrti okoli svoje osi: od zahoda proti vzhodu. To gibanje se odraža v vidnem gibanju Lune na ozadju zvezd proti vrtenju neba. Vsak dan se Luna premakne proti vzhodu za 13º glede na zvezde in opravi polni krog v 27,3 dni. Tako je nastalo drugo merilo časa po dnevu - mesec(slika 32).

Siderični (zvezdni) lunarni mesec- časovno obdobje, v katerem Luna opravi en popoln obrat okoli Zemlje glede na zvezde stalnice. Enako 27 d 07 h 43 m 11,47 s.

Sinodični (koledarski) lunarni mesec je časovno obdobje med dvema zaporednima istoimenskima fazama (običajno mlaji) Lune. Enako 29 d 12 h 44 m 2,78 s.

riž. 33. Metode orientacije na
teren na luni

Kombinacija pojavov vidnega gibanja Lune na ozadju zvezd in spreminjajočih se Luninih faz omogoča navigacijo po Luni na tleh (slika 33). Luna se na zahodu pojavi kot ozek srp in na vzhodu izgine v žarkih zore kot prav tako ozek srp. V mislih narišimo ravno črto levo od luninega polmeseca. Na nebu lahko preberemo črko "R" - "raste", "rogovi" meseca so obrnjeni v levo - mesec je viden na zahodu; ali črka "C" - "staranje", "rogovi" meseca so obrnjeni v desno - mesec je viden na vzhodu. Ob polni luni je luna ob polnoči vidna na jugu.

Kot rezultat opazovanja sprememb položaja Sonca nad obzorjem v več mesecih je nastalo tretje merilo časa - leto.

Leto je časovno obdobje, v katerem Zemlja naredi en polni obrat okoli Sonca glede na neko mejo (točko).

Zvezdno leto je zvezdno (zvezdno) obdobje kroženja Zemlje okoli Sonca, ki je enako 365,256320 ... povprečnemu sončnemu dnevu.

Anomalistično leto - časovni interval med dvema zaporednima prehodoma povprečnega Sonca skozi točko njegove orbite (običajno perihelija) je enak 365,259641... povprečnih sončnih dni.

Tropsko leto je časovni interval med dvema zaporednima prehodoma povprečnega Sonca skozi pomladno enakonočje, ki je enak 365,2422... povprečnih sončnih dni ali 365 d 05 h 48 m 46,1 s.

Univerzalni čas je definiran kot lokalni srednji sončni čas na začetnem (Greenwiškem) poldnevniku.

Zemljino površje je razdeljeno na 24 območij, ki jih omejujejo meridiani – Časovni pasovi. Ničelni časovni pas se nahaja simetrično glede na glavni (Greenwich) poldnevnik. Pasovi so oštevilčeni od 0 do 23 od zahoda proti vzhodu. Prave meje pasov so združene z upravnimi mejami okrožij, regij ali držav. Centralni meridiani časovnih pasov so med seboj ločeni za natanko 15 stopinj (1 uro), zato se pri prehodu iz enega časovnega pasu v drugega čas spremeni za celo število ur, število minut in sekund pa se ne spremeni. . Začenjajo se novi koledarski dnevi (in novo leto). datumske vrstice(demarkacijsko črto), ki poteka predvsem vzdolž poldnevnika 180° vzhodne dolžine blizu severovzhodne meje Ruske federacije. Zahodno od datumske črte je datum v mesecu vedno za en več kot vzhodno od nje. Pri prečkanju te črte od zahoda proti vzhodu se koledarsko število zmanjša za ena, pri prečkanju črte od vzhoda proti zahodu pa se koledarsko število poveča za ena, kar odpravi napako pri štetju časa pri potovanju po svetu in selitvi ljudi iz Od vzhodne do zahodne poloble Zemlje.

Standardni čas se določi po formuli:
T n = T 0 + n , Kje T 0 - univerzalni čas; n- številka časovnega pasu.

Poletni čas je standardni čas, spremenjen za celo število ur z vladno uredbo. Za Rusijo je enako pasovnemu času plus 1 ura.

Moskovski čas - porodniški čas drugega časovnega pasu (plus 1 ura):
Tm = T 0 + 3 (ure).

Poletni čas je standardni standardni čas, ki je z odredbo vlade spremenjen za dodatno plus 1 uro za obdobje poletnega časa zaradi varčevanja z energetskimi viri.

Zaradi rotacije Zemlje je razlika med trenutki poldneva ali kulminacije zvezd z znanimi ekvatorialnimi koordinatami na 2 točkah enaka razliki geografskih dolžin točk, kar omogoča določitev zemljepisne dolžine dana točka iz astronomskih opazovanj Sonca in drugih svetil ter, nasprotno, lokalni čas na kateri koli točki z znano zemljepisno dolžino.

Zemljepisna dolžina območja se meri vzhodno od "ničelnega" (Greenwich) poldnevnika in je številčno enaka časovnemu intervalu med istimi vrhunci iste zvezde na Greenwiškem poldnevniku in na točki opazovanja: , kjer S- zvezdni čas na točki z dano geografsko širino, S 0 - zvezdni čas na začetnem poldnevniku. Izraženo v stopinjah ali urah, minutah in sekundah.

Za določitev geografske dolžine območja je treba določiti trenutek kulminacije svetila (običajno Sonca) z znanimi ekvatorialnimi koordinatami. Če s posebnimi tabelami ali kalkulatorjem pretvorimo opazovalni čas iz srednjega sončnega v zvezdnega in iz referenčne knjige poznamo čas kulminacije te zvezde na greenwiškem poldnevniku, zlahka določimo zemljepisno dolžino območja. Edina težava pri izračunih je natančna pretvorba časovnih enot iz enega sistema v drugega. Trenutka kulminacije ni treba "gledati": dovolj je določiti višino (zenitno razdaljo) svetilke v katerem koli natančno zabeleženem trenutku v času, vendar bodo izračuni precej zapleteni.

Na drugi stopnji pouka se učenci seznanijo z instrumenti za merjenje, shranjevanje in štetje časa - ure. Odčitki ure služijo kot standard, s katerim se lahko primerjajo časovni intervali. Študenti naj bodo pozorni na dejstvo, da je potreba po natančnem določanju trenutkov in časovnih obdobij spodbudila razvoj astronomije in fizike: vse do sredine dvajsetega stoletja so bile astronomske metode merjenja, shranjevanja časa in časovni standardi osnova svetovnega merila. Časovni servis. Točnost ure je bila nadzorovana z astronomskimi opazovanji. Trenutno je razvoj fizike privedel do oblikovanja natančnejših metod za določanje časa in standardov, ki so jih astronomi začeli uporabljati za preučevanje pojavov, ki so bili osnova prejšnjih metod merjenja časa.

Gradivo je predstavljeno v obliki predavanja, ki ga spremljajo demonstracije principa delovanja in notranje zgradbe različnih vrst ročnih ur.

2. Instrumenti za merjenje in shranjevanje časa

Že v starem Babilonu je bil sončni dan razdeljen na 24 ur (360њ: 24 = 15њ). Kasneje so vsako uro razdelili na 60 minut, vsako minuto pa na 60 sekund.

Prvi instrumenti za merjenje časa so bile sončne ure. Najenostavnejša sončna ura - gnomon- predstavljajo navpični drog v središču vodoravne ploščadi z razdelki (slika 34). Senca gnomona opisuje kompleksno krivuljo, ki je odvisna od višine Sonca in se spreminja iz dneva v dan glede na položaj Sonca na ekliptiki, spreminja se tudi hitrost sence. Sončna ura ne zahteva navijanja, se ne ustavlja in vedno deluje pravilno. Z nagibom ploščadi tako, da je drog z gnomona usmerjen v nebesni pol, dobimo ekvatorialno sončno uro, pri kateri je hitrost sence enakomerna (slika 35).

riž. 34. Horizontalna sončna ura. Koti, ki ustrezajo vsaki uri, imajo različne vrednosti in se izračunajo po formuli: , kjer je a kot med poldnevno črto (projekcija nebesnega poldnevnika na vodoravno ploskev) in smerjo na števila 6, 8, 10..., ki označujejo ure; j je zemljepisna širina kraja; h - urni kot Sonca (15њ, 30њ, 45њ)

riž. 35. Ekvatorialna sončna ura. Vsaka ura na številčnici ustreza kotu 15º

Peščene, ognjene in vodne ure so bile izumljene za merjenje časa ponoči in v slabem vremenu.

Peščene ure se odlikujejo po preprostosti oblikovanja in natančnosti, vendar so zajetne in se »navijejo« le za kratek čas.

Požarna ura je spirala ali palica iz vnetljive snovi z označenimi črtami. V stari Kitajski so nastajale mešanice, ki so brez stalnega nadzora gorele več mesecev. Slabosti teh ur: nizka natančnost (odvisnost hitrosti gorenja od sestave snovi in ​​vremena) in zapletenost izdelave (slika 36).

Vodne ure (klepsidra) so uporabljali v vseh državah starodavni svet(Slika 37 a, b).

Mehanske ure z utežmi in kolesi so izumili v 10.-11. V Rusiji je prvo mehansko stolpno uro leta 1404 v moskovskem Kremlju postavil menih Lazar Sorbin. Ura z nihalom leta 1657 izumil nizozemski fizik in astronom H. Huygens. Mehanske ure z vzmetjo so izumili v 18. stoletju. V tridesetih letih našega stoletja so izumili kvarčne ure. Leta 1954 se je v ZSSR pojavila ideja o ustvarjanju atomska ura- "Državni primarni standard časa in frekvence." Namestili so jih na raziskovalnem inštitutu v bližini Moskve in so dali naključno napako 1 sekunde vsakih 500.000 let.

Leta 1978 je bil v ZSSR ustvarjen še natančnejši atomski (optični) časovni standard. Napaka 1 sekunde se pojavi enkrat na 10.000.000 let!

S pomočjo teh in mnogih drugih sodobnih fizikalnih instrumentov je bilo mogoče z zelo visoko natančnostjo določiti vrednosti osnovnih in izpeljanih enot časa. Pojasnjene so bile številne značilnosti navideznega in resničnega gibanja vesoljskih teles, odkriti so bili novi kozmični pojavi, vključno s spremembami hitrosti vrtenja Zemlje okoli svoje osi za 0,01-1 sekunde med letom.

3. Koledarji. Izračun

Koledar je neprekinjen številčni sistem za velika časovna obdobja, ki temelji na periodičnosti naravnih pojavov, še posebej jasno se kaže v nebesnih pojavih (gibanje nebesnih teles). Celotna večstoletna zgodovina človeške kulture je neločljivo povezana s koledarjem.

Potreba po koledarjih se je pojavila v davnini, ko ljudje še niso znali brati in pisati. Koledarji so določali nastop pomladi, poletja, jeseni in zime, obdobja cvetenja rastlin, zorenja plodov, nabiranja zdravilnih zelišč, spremembe v vedenju in življenju živali, vremenske spremembe, čas kmetijskih del in še marsikaj. Koledarji odgovarjajo na vprašanja: "Kateri datum je danes?", "Kateri dan v tednu?", "Kdaj se je zgodil ta ali oni dogodek?" in vam omogočajo urejanje in načrtovanje življenj in gospodarskih dejavnosti ljudi.

Obstajajo tri glavne vrste koledarjev:

1. Lunarni koledar, ki temelji na sinodičnem luninem mesecu s trajanjem 29,5 povprečnih sončnih dni. Nastal pred več kot 30.000 leti. Lunino koledarsko leto obsega 354 (355) dni (11,25 dni krajše od sončnega) in je razdeljeno na 12 mesecev po 30 (liho) in 29 (sodo) dni (v muslimanskem koledarju se imenujejo: muharram, Safar, Rabi al-Awwal, Rabi al-Sani, Jumada al-Ula, Jumada al-Ahira, Rajab, Sha'ban, Ramadan, Shawwal, Dhul-Qaada, Zhul-Hijra). Ker je koledarski mesec za 0,0306 dni krajši od sinodičnega meseca in v 30 letih razlika med njima doseže 11 dni, v arabsko luninega koledarja je v vsakem 30-letnem ciklu 19 »preprostih« let po 354 dni in 11 »prestopnih« let po 355 dni (2., 5., 7., 10., 13., 16., 18., 21., 24., 26. 29 let vsakega cikla). turško lunarni koledar je manj natančen: v njegovem 8-letnem ciklu je 5 "preprostih" in 3 "prestopna" leta. Datum novega leta ni fiksen (počasi se premika iz leta v leto): na primer, leto 1421 Hijri se je začelo 6. aprila 2000 in se bo končalo 25. marca 2001. Lunin koledar sprejeta kot verska in državna vera v muslimanskih državah Afganistanu, Iraku, Iranu, Pakistanu, Združeni arabski republiki in drugih. Za načrtovanje in urejanje gospodarskih dejavnosti se vzporedno uporabljata sončni in luninosončni koledar.

2.Solarni koledar, ki temelji na tropskem letu. Nastal pred več kot 6000 leti. Trenutno je sprejet kot svetovni koledar.

Julijanski sončni koledar "starega sloga" vsebuje 365,25 dni. Razvil ga je aleksandrijski astronom Sosigenes, uvedel pa ga je cesar Julij Cezar v starem Rimu leta 46 pr. in se nato razširila po vsem svetu. V Rusiji je bil sprejet leta 988 našega štetja. V julijanskem koledarju je dolžina leta določena na 365,25 dni; tri »preprosta« leta imajo po 365 dni, eno prestopno leto pa 366 dni. V letu je 12 mesecev po 30 in 31 dni (razen februarja). Julijsko leto zaostaja za tropskim letom za 11 minut 13,9 sekunde na leto. V 1500 letih njegove uporabe se je nabrala napaka 10 dni.

IN gregorijanski Po sončnem koledarju »novega sloga« traja leto 365,242500 dni. Leta 1582 je bil julijanski koledar po ukazu papeža Gregorja XIII reformiran v skladu s projektom italijanskega matematika Luigija Lilia Garallija (1520-1576). Štetje dni so pomaknili za 10 dni naprej in se dogovorili, da se vsako stoletje, ki ni deljivo s 4 brez ostanka: 1700, 1800, 1900, 2100 itd., ne šteje za prestopno leto. To popravi napako 3 dni vsakih 400 let. Napaka enega dneva se "nabere" v 2735 letih. Nova stoletja in tisočletja se začnejo 1. januarja »prvega« leta določenega stoletja in tisočletja: tako se bo 21. stoletje in 3. tisočletje našega štetja po gregorijanskem koledarju začelo 1. januarja 2001.

Pri nas je bil pred revolucijo uporabljen julijanski koledar "starega sloga", katerega napaka je bila do leta 1917 13 dni. Leta 1918 je bil v državi uveden gregorijanski koledar »novega sloga«, ki je bil sprejet po svetu in vsi datumi so se premaknili za 13 dni naprej.

Pretvorba datumov iz julijanskega koledarja v gregorijanski koledar se izvede po formuli: , kjer je T G in T YU– datumi po gregorijanskem in julijanskem koledarju; n – celo število dni, Z– število celotnih preteklih stoletij, Z 1 je najbližje število stoletij, deljivo s štiri.

Druge sorte sončni koledarji so:

Perzijski koledar, ki je določil dolžino tropskega leta na 365,24242 dni; 33-letni cikel vključuje 25 "preprostih" let in 8 "prestopnih" let. Veliko natančnejši od gregorijanskega: napaka 1 leta se "nabere" v 4500 letih. Razvil Omar Khayyam leta 1079; je bil uporabljen v Perziji in številnih drugih državah do sredine 19. stoletja.

Koptski koledar je podoben julijanskemu: v letu je 12 mesecev po 30 dni; po 12. mesecu v "preprostem" letu se doda 5, v "prestopnem" letu - 6 dodatnih dni. Uporablja se v Etiopiji in nekaterih drugih državah (Egipt, Sudan, Turčija itd.) Na ozemlju Koptov.

3.Lunino-sončni koledar, pri katerem je gibanje Lune skladno z letnim gibanjem Sonca. Leto je sestavljeno iz 12 lunarnih mesecev po 29 in 30 dni, ki se jim občasno dodajajo »prestopna« leta z dodatnim 13. mesecem, da se upošteva gibanje Sonca. Posledično »preprosta« leta trajajo 353, 354, 355 dni, »prestopna« leta pa 383, 384 ali 385 dni. Nastala je v začetku 1. tisočletja pred našim štetjem in se je uporabljala v stari Kitajski, Indiji, Babilonu, Judeji, Grčiji in Rimu. Trenutno sprejeto v Izraelu (začetek leta pade na različni dnevi med 6. septembrom in 5. oktobrom) in se poleg državnega uporablja v državah jugovzhodne Azije (Vietnam, Kitajska itd.).

Poleg zgoraj opisanih glavnih vrst koledarjev so bili ustvarjeni koledarji, ki upoštevajo navidezno gibanje planetov na nebesni sferi in se še vedno uporabljajo v nekaterih regijah Zemlje.

Vzhodni lunisolarno-planetarni 60 letnik koledar temelji na periodičnosti gibanja Sonca, Lune ter planetov Jupitra in Saturna. Nastala je v začetku 2. tisočletja pr. v vzhodni in jugovzhodni Aziji. Trenutno se uporablja na Kitajskem, v Koreji, Mongoliji, na Japonskem in v nekaterih drugih državah v regiji.

V 60-letnem ciklu sodobnega vzhodnega koledarja je 21912 dni (prvih 12 let vsebuje 4371 dni; drugo in četrto leto - 4400 in 4401 dni; tretje in peto leto - 4370 dni). Dva 30-letna cikla Saturna se prilegata temu časovnemu obdobju (enako zvezdnim obdobjem njegove revolucije T Saturn = 29,46 » 30 let), približno trije 19-letni lunisolarni cikli, pet 12-letnih Jupitrovih ciklov (enakih zvezdnim obdobjem njegove revolucije T Jupiter= 11,86 » 12 let) in pet 12-letnih luninih ciklov. Število dni v letu ni konstantno in je lahko v »preprostih« letih 353, 354, 355 dni, v prestopnih pa 383, 384, 385 dni. Začetek leta v različnih državah pade na različne datume od 13. januarja do 24. februarja. Sedanji 60-letni cikel se je začel leta 1984. Podatki o kombinaciji znakov vzhodnega koledarja so navedeni v dodatku.

Srednjeameriški koledar majevske in azteške kulture je bil uporabljen v obdobju okoli 300–1530. AD Na podlagi periodičnosti gibanja Sonca, Lune in sinodičnih obdobij revolucije planetov Venere (584 d) in Marsa (780 d). »Dolgo« leto, dolgo 360 (365) dni, je sestavljalo 18 mesecev po 20 dni in 5 počitnice. Hkrati je bilo za kulturne in verske namene uporabljeno "kratko leto" 260 dni (1/3 sinodične dobe Marsove revolucije), razdeljeno na 13 mesecev po 20 dni; »oštevilčeni« tedni so bili sestavljeni iz 13 dni, ki so imeli svojo številko in ime. Dolžina tropskega leta je bila določena z največjo natančnostjo 365,2420 d (napaka 1 dneva se ne kopiči v 5000 letih!); lunarni sinodični mesec – 29,53059 d.

V začetku dvajsetega stoletja je rast mednarodnih znanstvenih, tehničnih, kulturnih in gospodarskih vezi zahtevala oblikovanje enotnega, preprostega in natančnega svetovnega koledarja. Obstoječi koledarji imajo številne pomanjkljivosti v obliki: nezadostnega ujemanja med trajanjem tropskega leta in datumov astronomskih pojavov, povezanih z gibanjem Sonca po nebesni sferi, neenakih in nedoslednih dolžin mesecev, neusklajenosti števil mesec in dnevi v tednu, neskladnost njihovih imen s položajem v koledarju itd. Razkrivajo se netočnosti sodobnega koledarja

Idealno večna Koledar ima nespremenljivo strukturo, ki vam omogoča hitro in nedvoumno določanje dni v tednu glede na kateri koli koledarski datum. Generalna skupščina ZN je leta 1954 priporočila enega najboljših projektov večnega koledarja: čeprav je bil podoben gregorijanskemu koledarju, je bil preprostejši in bolj priročen. Tropsko leto je razdeljeno na 4 četrtine po 91 dni (13 tednov). Vsako četrtletje se začne v nedeljo in konča v soboto; je sestavljen iz 3 mesecev, prvi mesec ima 31 dni, drugi in tretji pa 30 dni. Vsak mesec ima 26 delovnih dni. Prvi dan v letu je vedno nedelja. Podatki za ta projekt so v prilogi. Iz verskih razlogov ni bil izveden. Uvedba enotnega svetovnega večnega koledarja ostaja eden od problemov našega časa.

Pokličeta začetni datum in nadaljnji kronološki sistem era. Izhodišče dobe se imenuje era.

Od antičnih časov sta bila začetek določene dobe (znanih je več kot 1000 obdobij v različnih državah različnih regij Zemlje, vključno s 350 na Kitajskem in 250 na Japonskem) in celoten potek kronologije povezan s pomembnimi legendarnimi, verskimi dogodki. ali (redkeje) resnični dogodki: vladavine določenih dinastij in posameznih cesarjev, vojne, revolucije, olimpijske igre, ustanavljanje mest in držav, »rojstvo« Boga (preroka) ali »stvarjenje sveta«.

Datum 1. leta vladavine cesarja Huangdija se šteje za začetek kitajske 60-letne ciklične dobe - 2697 pr.

V Rimskem imperiju so štetje vodili od "ustanovitve Rima" od 21. aprila 753 pr. in od nastopa cesarja Dioklecijana 29. avgusta 284 po Kr.

V Bizantinskem cesarstvu in pozneje, po tradiciji, v Rusiji - od sprejetja krščanstva s strani kneza Vladimirja Svjatoslavoviča (988 AD) do odloka Petra I. (1700 AD) je štetje let potekalo "od stvarjenja sveta«: za začetni datum je bil 1. september 5508 pr. n. št. (prvo leto »bizantinske dobe«). V starem Izraelu (Palestina) se je "ustvarjanje sveta" zgodilo pozneje: 7. oktobra 3761 pred našim štetjem (prvo leto "judovske dobe"). Bile so tudi druge, drugačne od najpogostejših zgoraj omenjenih obdobij »od stvarjenja sveta«.

Rast kulturnih in gospodarskih vezi ter široka razširjenost krščanske vere v zahodni in vzhodni Evropi sta povzročila potrebo po poenotenju kronoloških sistemov, merskih enot in štetja časa.

Sodobna kronologija - " naša doba", "novo obdobje" (AD), "doba od Kristusovega rojstva" ( R.H..), Anno Domeni ( A.D.– »leto Gospodovo«) – temelji na poljubno izbranem datumu rojstva Jezusa Kristusa. Ker ni naveden v nobenem zgodovinskem dokumentu, evangeliji pa si nasprotujejo, se je učeni menih Dionizij Mali leta 278 Dioklecijanove dobe odločil, da "znanstveno", na podlagi astronomskih podatkov, izračuna datum dobe. Izračun je temeljil na: 28-letnem "sončnem krogu" - časovnem obdobju, v katerem številke mesecev padejo na popolnoma iste dni v tednu, in 19-letnem "luninem krogu" - časovnem obdobju med ki iste lunine faze padajo na iste dni.iste dni v mesecu. Produkt ciklov "sončnega" in "luninega" kroga, prilagojenega 30-letnemu Kristusovemu življenju (28 ´ 19S + 30 = 572), je dal začetni datum sodobne kronologije. Štetje let glede na dobo "od Kristusovega rojstva" se je "ukoreninilo" zelo počasi: do 15. stoletja našega štetja. (torej celo 1000 let kasneje) v uradnih dokumentih Zahodna Evropa Navedena sta bila 2 datuma: od stvarjenja sveta in od Kristusovega rojstva (A.D.).

V muslimanskem svetu je začetek kronologije 16. julij 622 našega štetja - dan hidžre (selitev preroka Mohameda iz Meke v Medino).

Prevod datumov iz "muslimanskega" kronološkega sistema T M"krščanskemu" (gregorijanskemu) T G se lahko izvede z uporabo formule: (leta).

Za udobje astronomskih in kronoloških izračunov se od konca 16. stoletja uporablja kronologija, ki jo je predlagal J. Scaliger. julijansko obdobje(J.D.). Neprekinjeno štetje dni se izvaja od 1. januarja 4713 pr.

Tako kot v prejšnjih lekcijah je treba učence poučiti, da tabelo izpolnijo sami. 6 informacij o kozmičnih in nebesnih pojavih, ki so jih preučevali v lekciji. Za to ni na voljo več kot 3 minute, nato učitelj preveri in popravi delo učencev. Tabela 6 je dopolnjena s podatki:

Gradivo se utrdi pri reševanju nalog:

4. vaja:

1. 1. januarja kaže sončna ura 10. Koliko časa kaže vaša ura v tem trenutku?

2. Ugotovite razliko v odčitkih točne ure in kronometra, ki teče po zvezdnem času, 1 leto po njunem hkratnem zagonu.

3. Določite trenutke začetka popolne faze luninega mrka 4. aprila 1996 v Čeljabinsku in Novosibirsku, če se je po univerzalnem času pojav zgodil ob 23 h 36 m.

4. Ugotovite, ali je možno opazovati Jupitrov mrk (okultacijo) z Luno v Vladivostoku, če se zgodi ob 1 h 50 m po univerzalnem času, Luna pa zaide v Vladivostoku ob 0 h 30 m po lokalnem poletnem času.

5. Koliko dni je trajalo leto 1918 v RSFSR?

6. Koliko nedelj je lahko največ v februarju?

7. Kolikokrat na leto vzide Sonce?

8. Zakaj je Luna vedno obrnjena z isto stranjo proti Zemlji?

9. Kapitan ladje je 22. decembra točno opoldne izmeril zenitno razdaljo Sonca in ugotovil, da je enaka 66º 33". Kronometer, ki teče po greenwiškem času, je v trenutku opazovanja pokazal 11:54. Določite koordinate ladja in njen položaj na zemljevidu sveta.

10. Kakšne so geografske koordinate mesta, kjer je višina zvezde Severnice 64º 12", kulminacija zvezde a Lyrae pa nastopi 4 h 18 m kasneje kot na observatoriju Greenwich?

11. Določite geografske koordinate kraja zgornje kulminacije zvezde a - - didaktika - testi - naloga

Poglej tudi: Vse objave na isto temo >>

Časovni servis
Naloge storitve točnega časa so določiti točen čas, ga znati shraniti in posredovati potrošniku. Če si predstavljamo, da je urni kazalec optična os teleskopa, usmerjena navpično v nebo, potem je številčnica zvezde, ki ena za drugo padajo v vidno polje tega teleskopa. Registracija trenutkov, ko gredo zvezde skozi iskalo teleskopa - to je splošno načelo klasična definicija astronomskega časa. Sodeč po megalitskih spomenikih, ki so prišli do nas, med katerimi je najbolj znan Stonehenge v Angliji, je bila ta metoda namerilnega križa uspešno uporabljena že v l. bronasta doba. Samo ime storitve astronomskega časa je zdaj zastarelo. Od leta 1988 se ta storitev imenuje International Earth Rotation Service http://hpiers.obspm.fr/eop-pc/.
Klasična astronomska metoda določanja točnega časa (Universal Time, UT) je povezana z merjenjem rotacijskega kota katerega koli izbranega poldnevnika Zemlje glede na »sfero zvezd stalnic«. Na koncu je bil izbran Greenwiški meridian. Vendar pa je v Rusiji npr. za dolgo časa Za ničelni meridian je bil vzet Pulkovski poldnevnik. Pravzaprav je vsak meridian, na katerem je nameščen teleskop, specializiran za snemanje trenutkov zvezdnih prehodov (pasažni instrument, zenitna cev, astrolab), primeren za reševanje prve naloge točnega časovnega servisa. Ni pa vsaka zemljepisna širina optimalna za to, kar je očitno na primer zaradi konvergence vseh meridianov na geografskih polih.
Iz načina določanja astronomskega časa je očitna njegova povezava z določanjem zemljepisnih dolžin in nasploh s koordinatnimi meritvami. V bistvu gre za eno samo nalogo koordinatno-časovne podpore (CTS). Razumljiva je kompleksnost tega problema, katerega reševanje je trajalo več stoletij in je še vedno najbolj pereč problem geodezije, astronomije in geodinamike.
Pri določanju UT z astronomskimi metodami je treba upoštevati:

  • da “sfera zvezd stalnic” ne obstaja, tj. koordinate zvezd (“številčnica” visoka točka, ki določajo točnost teh ur) je treba nenehno razjasnjevati iz opazovanj,
  • da Zemljina rotacijska os pod vplivom gravitacijskih sil Sonca, Lune in drugih planetov izvaja kompleksna periodična (precesijska in nutacijska) gibanja, ki jih opisuje serija stotih harmonikov,
  • da opazovanja potekajo s površja Zemlje, ki se zapleteno giblje v vesolju, zato je treba upoštevati paralaktične in aberacijske učinke,
  • da imajo teleskopi, na katerih potekajo opazovanja UT, lastne spremenljive napake, odvisne zlasti od podnebne razmere in določeno iz istih opazovanj,
  • da se opazovanja dogajajo »na dnu« atmosferskega oceana, kar popači prave koordinate zvezd (lom) pogosto na način, ki ga je težko upoštevati,
  • da sama vrtilna os "binglja" v telesu Zemlje in ta pojav je poleg številnih učinkov plimovanja in učinkov, ki jih povzroča atmosferski vplivi o rotaciji Zemlje se določijo iz samih opazovanj,
  • da se vrtenje Zemlje okoli svoje osi, ki je do leta 1956 služilo kot merilo časa, dogaja neenakomerno, kar ugotavljamo tudi iz samih opazovanj.

Za natančno spremljanje časa je potreben standard. Izbrani standard - rotacijska doba Zemlje - se je izkazal za ne povsem zanesljivega. Sončev dan je ena od osnovnih časovnih enot, izbrana že davno. Toda hitrost vrtenja Zemlje se skozi leto spreminja, zato se uporablja povprečni sončni dan, ki se od pravega razlikuje do 11 minut. Zaradi neenakomernega gibanja Zemlje po ekliptiki je sprejeti Sončev dan 24 ur daljši na leto za 1 zvezdni dan in znaša 23 ur 56 minut 4,091 sekunde, medtem ko je povprečni Sončev dan 24 ur 3 minute 56,5554 sekunde.
V tridesetih letih prejšnjega stoletja so ugotovili neenakomerno vrtenje Zemlje okoli svoje osi. Neenakomernost je povezana zlasti: s sekularno upočasnitvijo vrtenja Zemlje zaradi plimskega trenja Lune in Sonca; nestacionarni procesi znotraj Zemlje. Povprečni zvezdni dan zaradi procesije zemeljske osi je za 0,0084 s krajši od dejanske dobe zemeljske rotacije. Plimovanje Lune upočasni Zemljino vrtenje za 0,0023 s na 100 let. Zato je jasno, da je definicija sekunde kot časovne enote, ki predstavlja 1/86400 dneva, zahtevala pojasnilo.
Leto 1900 je bilo vzeto kot merska enota za tropsko leto (trajanje med dvema zaporednima prehodoma Sončevega središča skozi spomladansko enakonočje) enako 365,242196 dni oziroma 365 dni 5 ur 48 minut 48,08 sekund. Z njo je določeno trajanje sekunde = 1/31556925,9747 tropskega leta 1900.
Oktobra 1967 v Parizu je 13. generalna konferenca Mednarodnega odbora za uteži in mere določila trajanje atomske sekunde - časovno obdobje, v katerem se pojavi 9.192.631.770 nihanj, kar ustreza frekvenci celjenja (absorpcije) atoma cezija - 133 med resonančnim prehodom med dvema ultrafinima energijskima nivojema atoma osnovnega stanja v odsotnosti motenj zaradi zunanjih magnetnih polj in je zabeležen kot radijska emisija z valovno dolžino približno 3,26 cm.
Natančnost atomskih ur je napaka 1 s na 10.000 let. Napaka 10-14s.
1. januarja 1972 so ZSSR in številne države sveta prešle na atomski časovni standard.
Radiodifuzne časovne signale oddajajo atomske ure za natančno določanje lokalnega časa (tj. geografske dolžine - lokacije kontrolnih točk, iskanje trenutkov kulminacije zvezd), pa tudi za letalsko in pomorsko navigacijo.
Prvič so signale začeli oddajati po radiu s postaje Boston (ZDA) leta 1904, od leta 1907 v Nemčiji, od leta 1910 v Parizu (radijska postaja Eifflov stolp). V naši državi je observatorij Pulkovo od 1. decembra 1920 začel oddajati ritmični signal prek petrogradske radijske postaje "New Holland", od 25. maja 1921 pa prek moskovske oktobrske radijske postaje na Hodinki. Organizatorji radiotehnične službe tistega časa v državi so bili Nikolaj Ivanovič DNEPROVSKI (1887-1944), Aleksander Pavlovič Konstantinov (1895-1937) in Pavel Andrejevič Azbukin (1882-1970).
S sklepom Sveta ljudskih komisarjev leta 1924 je bil na Observatoriju Pulkovo organiziran Medoddelčni odbor časovne službe, ki je leta 1928 začel objavljati biltene povzetkov. Leta 1931 sta bili organizirani dve novi časovni službi v Državnem letalskem inštitutu in Centralnem znanstvenoraziskovalnem inštitutu civilnega letalstva, redno pa je začela delovati časovna služba Taškentskega observatorija.
Marca 1932 je bila na observatoriju Pulkovo prva astrometrična konferenca, na kateri je bila sprejeta odločitev: ustvariti časovno službo v ZSSR. V predvojnih časih je delovalo 7 časovnih služb, ritmični časovni signali pa so se prenašali po radiu v Pulkovu, Državni policiji in Taškentu.
Najbolj natančne ure, ki jih je servis uporabljal (shranjene v kleti pri konstantnem tlaku, temperaturi itd.), so bile Shortova ura z dvema nihaloma (natančnost ± 0,001 s/dan), F.M. Fedčenka (± 0,0003 s/dan), nato so začeli uporabljati kremen (z njihovo pomočjo so odkrili neenakomerno vrtenje Zemlje) do uvedbe atomskih ur, ki jih zdaj uporablja časovna služba. Lewis Essen (Anglija), eksperimentalni fizik, ustvarjalec kvarčnih in atomskih ur, je leta 1955 ustvaril prvi standard atomske frekvence (časa) na snopu cezijevih atomov, zaradi česar je tri leta kasneje nastala časovna storitev na osnovi atomske frekvence. nastal standard.
Po atomskem standardu ZDA, Kanade in Nemčije je od 1. januarja 1972 vzpostavljen TAI - povprečna vrednost atomskega časa, na podlagi katere je nastala lestvica UTC (univerzalni univerzalni koordinatni čas), ki se razlikuje od sončnega povprečja za največ 1 sekundo (natančnost ±0,90 s). Vsako leto se UTC 31. decembra ali 30. junija prilagodi za 1 sekundo.
V zadnji četrtini dvajsetega stoletja so za določanje univerzalnega časa že uporabljali zunajgalaktične astronomske objekte - kvazarje. Hkrati se njihov širokopasovni radijski signal snema na dveh na tisoče kilometrov oddaljenih radijskih teleskopih (VLBI radijskih interferometrih – VLBI) v sinhroniziranem merilu atomskega časovnega in frekvenčnega standarda. Poleg tega se uporabljajo sistemi, ki temeljijo na opazovanju satelitov (GPS - Global Positioning System, GLONASS - globalni navigacijski satelitski sistem in LLS - Laser Locating Satellites) in kotnih reflektorjev, nameščenih na Luni (Laser Lunar Locating - LLL).
Astronomski koncepti
Astronomski čas. Do leta 1925 so v astronomski praksi za začetek povprečnega Sončevega dne jemali trenutek zgornje kulminacije (poldne) povprečnega Sonca. Ta čas so imenovali srednji astronomski ali preprosto astronomski. Kot merska enota je bila uporabljena povprečna sončna sekunda. Od 1. januarja 1925 nadomeščen z univerzalnim časom (UT)
Atomski čas (AT - Atomic Time) je bil uveden 1. januarja 1964. Enota časa je atomska sekunda, ki je enaka časovnemu obdobju, v katerem se pojavi 9.192.631.770 nihanj, kar ustreza frekvenci sevanja med dvema nivojema hiperfine strukture osnovnega stanja atoma cezija-133 v odsotnosti zunanja magnetna polja. Nosilci AT so več kot 200 standardov atomskega časa in frekvence, ki se nahajajo v več kot 30 državah po vsem svetu. Ti standardi (ure) se med seboj nenehno primerjajo preko satelitskega sistema GPS/GLONASS, s pomočjo katerega se izpelje mednarodna atomska časovna lestvica (TAI). Na podlagi primerjave se domneva, da lestvica TAI ne odstopa od namišljene absolutno natančne ure za več kot 0,1 mikrosekunde na leto. AT ni povezan z astronomsko metodo določanja časa, ki temelji na merjenju hitrosti vrtenja Zemlje, zato se lahko lestvice AT in UT sčasoma bistveno razlikujejo. Da bi to odpravili, je bil 1. januarja 1972 uveden univerzalni koordinirani čas (UTC).
Univerzalni čas (UT - Universal Time) se uporablja od 1. januarja 1925 namesto astronomskega časa. Šteje se od spodnje kulminacije srednjega sonca na greenwiškem poldnevniku. Od 1. januarja 1956 so bile opredeljene tri univerzalne časovne lestvice:
UT0 je univerzalni čas, določen na podlagi neposrednih astronomskih opazovanj, tj. čas trenutnega greenwiškega poldnevnika, katerega položaj ravnine je označen s trenutnim položajem zemeljskih polov;
UT1 je čas Greenwiškega poldnevnika, določen s povprečnim položajem zemeljskih polov. Od UT0 se razlikuje po popravkih za premik geografskega pola zaradi premika Zemljinega telesa glede na njeno vrtilno os;
UT2 je "zglajen" čas UT1, popravljen za sezonske spremembe kotne hitrosti vrtenja Zemlje.
Univerzalni koordinirani čas (UTC). UTC temelji na lestvici AT, ki jo po potrebi, vendar le 1. januarja ali 1. julija, lahko prilagodimo z vnosom dodatne negativne ali pozitivne sekunde, tako da razlika med UTC in UT1 ne presega 0,8 sekunde. Časovna lestvica Ruska federacija UTC(SU) je reproduciran z državnim standardom za čas in frekvenco in je skladen z lestvico UTC Mednarodnega časovnega urada. Trenutno (začetek 2005) TAI - UTC = 32 sekund. Obstaja veliko spletnih mest, kjer lahko dobite točen čas, na primer na strežniku Mednarodnega urada za uteži in mere (BIPM) http://www.bipm.fr/en/scientific/tai/time_server.html.
Siderični dan je časovno obdobje med dvema zaporednima istoimenskima kulminacijama na točki pomladnega enakonočja na istem poldnevniku. Trenutek njegove zgornje kulminacije se šteje za začetek zvezdnega dneva. Glede na izbrano točko pomladnega enakonočja obstajata pravi in ​​povprečni stranski čas. Povprečni stranski dan je enak 23 uram.56 minut 04.0905 sekund povprečnega sončnega dneva.
Pravi sončni čas je neenakomeren čas, ki ga določa gibanje pravega sonca in je izražen v delčkih pravega sončnega dneva. Neenakomernost pravega sončnega časa (enačba časa) je posledica 1) nagnjenosti ekliptike proti ekvatorju in 2) neenakomernega gibanja sonca po ekliptiki zaradi ekscentričnosti Zemljine orbite.
Pravi sončni dan je časovno obdobje med dvema zaporednima istoimenskima kulminacijama pravega sonca na istem poldnevniku. Trenutek spodnje kulminacije (polnoči) pravega sonca se vzame za začetek pravega sončnega dneva.
Srednji sončni čas je enakomeren čas, ki ga določa gibanje srednjega sonca. Uporabljal se je kot standard za enoten čas na lestvici ene povprečne sončne sekunde (1/86400 povprečnega sončnega dneva) do leta 1956.
Povprečni sončni dan je časovni interval med dvema zaporednima istoimenskima kulminacijama povprečnega sonca na istem poldnevniku. Za začetek povprečnega sončnega dneva se vzame trenutek spodnje kulminacije (polnoči) povprečnega sonca.
Povprečno (ekvatorialno) sonce je fiktivna točka na nebesni sferi, ki se enakomerno giblje vzdolž ekvatorja s povprečno letno hitrostjo gibanja pravega Sonca vzdolž ekliptike.
Srednje ekliptično sonce je fiktivna točka na nebesni krogli, ki se enakomerno giblje vzdolž ekliptike s povprečno letno hitrostjo pravega Sonca. Gibanje povprečnega ekliptičnega sonca vzdolž ekvatorja je neenakomerno.
Točka spomladanskega enakonočja je točka presečišča ekvatorja in ekliptike na nebesni sferi, skozi katero središče sonca poteka spomladi. Obstajajo prave (gibljive zaradi precesije in nutacije) in srednje (gibljive samo zaradi precesije) točke pomladnega enakonočja.
Tropsko leto je časovni interval med dvema zaporednima prehodoma srednjega sonca skozi sredino pomladnega enakonočja, ki je enak 365,24219879 srednjih sončnih dni ali 366,24219879 zvezdnih dni.
Enačba časa je razlika med pravim sončnim časom in srednjim sončnim časom. V začetku novembra doseže +16 minut, sredi februarja pa -14 minut. Objavljeno v Astronomskih letopisih.
Efemeridni čas (ET - Ephemeris time) je neodvisna spremenljivka (argument) v nebesni mehaniki (Newtonova teorija gibanja nebesnih teles). Uveden 1. januarja 1960 v astronomskih letopisih kot bolj enoten od univerzalnega časa, obremenjen z dolgotrajnimi nepravilnostmi v rotaciji Zemlje. Določeno z opazovanjem teles solarni sistem(večinoma Luna). Efemeridna sekunda je vzeta kot merska enota kot 1/31556925,9747 del tropskega leta za trenutek 1900 januarja 0, 12 ur ET ali drugače kot 1/86400 del trajanja povprečnega sončnega dneva za isto trenutek.

Točen čas

Za merjenje kratkih časovnih obdobij v astronomiji je osnovna enota povprečno trajanje sončnega dne, tj. povprečni časovni interval med obema zgornjima (ali spodnjima) kulminacijama središča Sonca. Uporabiti je treba povprečno vrednost, ker dolžina sončnega dne skozi leto rahlo niha. To je posledica dejstva, da se Zemlja ne vrti okoli Sonca v krogu, ampak v elipsi, hitrost njenega gibanja pa se nekoliko spreminja. To povzroča rahle nepravilnosti v navideznem gibanju Sonca vzdolž ekliptike skozi vse leto.

Trenutek zgornje kulminacije središča Sonca, kot smo že rekli, imenujemo pravi poldne. Toda za preverjanje ure, za določitev točnega časa, ni treba na njej natančno označiti trenutka vrhunca Sonca. Bolj priročno in natančno je označiti trenutke kulminacije zvezd, saj je razlika med trenutki kulminacije katere koli zvezde in Sonca natančno znana kadar koli. Zato za določitev točnega časa s posebnimi optičnimi instrumenti označijo trenutke vrhuncev zvezd in z njimi preverijo pravilnost ure, ki »shranjuje« čas. Tako določen čas bi bil popolnoma točen, če bi opazovano vrtenje neba potekalo s strogo konstantno kotna hitrost. Izkazalo pa se je, da se hitrost vrtenja Zemlje okoli svoje osi in s tem navidezna rotacija nebesne sfere skozi čas zelo malo spreminja. Zato se za "prihranek" natančnega časa zdaj uporabljajo posebne atomske ure, katerih potek nadzorujejo nihajni procesi v atomih, ki se pojavljajo s konstantno frekvenco. Ure posameznih observatorijev se preverjajo z atomskimi časovnimi signali. Primerjava časa, določenega z atomskimi urami, in navideznega gibanja zvezd omogoča preučevanje nepravilnosti Zemljine rotacije.

Ugotavljanje točnega časa, njegovo shranjevanje in oddajanje po radiu celotnemu prebivalstvu je naloga službe točnega časa, ki obstaja v mnogih državah.

Natančne časovne signale preko radia sprejemajo navigatorji mornarice in letalstva ter številne znanstvene in industrijske organizacije, ki morajo vedeti točen čas. Poznavanje točnega časa je potrebno zlasti za določanje geografskih dolžin različnih točk na zemeljskem površju.

Štetje časa. Določitev geografske dolžine. Koledar

Iz tečaja fizične geografije ZSSR poznate koncepte lokalnega, pasu in materinskega časa ter tudi, da je razlika v geografski dolžini dveh točk določena z razliko v lokalnem času teh točk. Ta problem rešujejo astronomske metode z opazovanjem zvezd. Na podlagi določitve natančnih koordinat posameznih točk se kartira zemeljsko površje.

Za štetje velikih časovnih obdobij so ljudje že od pradavnine uporabljali trajanje bodisi luninega meseca bodisi sončnega leta, tj. Trajanje vrtenja Sonca vzdolž ekliptike. Leto določa pogostost sezonskih sprememb. Sončevo leto traja 365 sončnih dni 5 ur 48 minut 46 sekund. Praktično ni sorazmerna z dnevom in z dolžino luninega meseca - obdobjem menjave luninih faz (približno 29,5 dni). To je težava pri ustvarjanju preprostega in priročnega koledarja. V stoletni zgodovini človeštva je bilo ustvarjenih in uporabljenih veliko različnih koledarskih sistemov. Toda vse jih lahko razdelimo na tri vrste: sončne, lunine in lunisolarne. Južna pastirska ljudstva so običajno uporabljala lunarne mesece. Leto, sestavljeno iz 12 lunarnih mesecev, je vsebovalo 355 sončnih dni. Za uskladitev računanja časa po Luni in Soncu je bilo treba v letu določiti 12 ali 13 mesecev in v leto vnesti dodatne dni. Sončni koledar, ki so ga uporabljali v starem Egiptu, je bil preprostejši in bolj priročen. Trenutno večina držav na svetu sprejema tudi sončni koledar, vendar bolj naprednega, imenovanega gregorijanski koledar, ki je obravnavan v nadaljevanju.

Pri sestavljanju koledarja je treba upoštevati, da mora biti trajanje koledarskega leta čim bližje trajanju vrtenja Sonca vzdolž ekliptike in da mora koledarsko leto vsebovati celo število sončnih dni, saj je neprijetno začeti leto pri drugačen čas dnevi.

Te pogoje je izpolnjeval koledar, ki ga je razvil aleksandrijski astronom Sosigenes in predstavil leta 46 pr. v Rimu Julija Cezarja. Kasneje je, kot veste, iz tečaja fizične geografije dobil ime Julian ali stari slog. V tem koledarju se leta štejejo trikrat zaporedoma po 365 dni in se imenujejo preprosta, leto, ki jim sledi, ima 366 dni. Imenuje se prestopno leto. Prestopna leta v julijanskem koledarju so tista leta, katerih števila so deljiva s 4 brez ostanka.

Povprečna dolžina leta po tem koledarju je 365 dni 6 ur, tj. je približno 11 minut daljši od pravega. Zaradi tega stari slog vsakih 400 let za približno 3 dni zaostajal za dejanskim tokom časa.

V gregorijanskem koledarju (novi slog), uvedenem v ZSSR leta 1918 in še prej sprejetem v večini držav, se leta končajo z dvema ničlama, z izjemo 1600, 2000, 2400 itd. (tj. tisti, katerih število stotic je brez ostanka deljivo s 4) se ne štejejo za prestopne dni. To popravi napako 3 dni, ki se kopiči v 400 letih. Tako se povprečna dolžina leta v novem slogu izkaže za zelo blizu obdobju revolucije Zemlje okoli Sonca.

Do 20. stoletja razlika med novim slogom in starim (julijskim) je dosegla 13 dni. Ker je bil pri nas nov slog uveden šele leta 1918, torej Oktobrska revolucija, storjen leta 1917 25. oktobra (stari slog), se praznuje 7. novembra (novi slog).

Razlika med starim in novim slogom 13 dni bo ostala v 21. stoletju in v 22. stoletju. se poveča na 14 dni.

Novi slog seveda ni popolnoma natančen, vendar se bo napaka 1 dan po njem nabrala šele po 3300 letih.

Navadni smrtniki redko pomislijo, kaj je čas. Prepoznajo ga po uri, ki jo preverjajo na televiziji ali radiu.

Vendar je tudi tam treba preveriti uro.

To se naredi z uporabo natančnih časovnih signalov, ki jih oddajajo astronomski observatoriji, ti pa uro preverjajo po zvezdah. Pri astronomskih opazovanjih se uporablja zvezdni čas.

Astronomski čas in časovni pasovi

ZVEZDNI ČAS

Siderični čas je čas, povezan z vrtenjem Zemlje ne glede na Sonce, temveč glede na določeno točko na nebesni sferi - točko pomladnega enakonočja. Obdobje med dvema zaporednima kulminacijama te točke je zvezdni dan, ki ga že dolgo poznamo.

Zvezdni čas je torej temelj, na katerem sloni naš celoten sistem štetja časa, čeprav mnogi tega ne sumijo, saj je sončni čas osnova našega življenja.

SONČNI ČAS

Izraz sončni čas ni povsem točen, saj obstajata dva sončna časa: pravi sončni čas in srednji sončni čas. Posebna vrsta slednjega je standardni čas.

Da bi razumeli, kaj je standardni čas, moramo najprej vedeti, kaj je pravi sončni čas.

PRAVI SONČNI ČAS

To je čas, ki ga določa sončna ura.

Sončna ura kaže poldne, ko Sonce prečka poldnevnik. Časovni interval med dvema zaporednima prehodoma skozi poldnevnik je pravi Sončev dan.

PRAVI SONČNI DNEVI

Začenja se sončen dan in... konča opoldne. To je preprost in naraven način merjenja časa, ki se uporablja že več stoletij.

Vendar pa v našem času, ko je treba poznati točen čas in je treba čas šteti enakomerno, ta način shranjevanja časa ni primeren, saj so pravi sončni dnevi različno dolgi.

Zdaj se enota časa - sekunda - šteje glede na časovno obdobje, v katerem se pojavi 9192631770 nihanj elektromagnetnega sevanja, katerih frekvenca je enaka frekvenci določene absorpcijske črte v spektru cezijevih atomov.

To štetje sekunde je veliko natančnejše od računanja z astronomskimi opazovanji.

Pravo dnevno gibanje Sonca po nebu je skozi vse leto neenakomerno.

Včasih se zdi, da se Sonce premika nekoliko hitreje, včasih nekoliko počasneje, časovni intervali med dvema zaporednima poldnevoma pa so različni.

Razlikujejo se lahko skoraj za celo minuto.

Če torej naše ure preverja Sonce, jih bo treba vsak dan premakniti nekoliko naprej ali nazaj glede na položaj Sonca, kar bi bilo s praktičnega vidika nedvomno zelo neprijetno.

To se zgodi zlasti zaradi dejstva, da Zemljina orbita ni pravilen krog, ampak elipsa, v kateri je Sonce v enem od njegovih žarišč.

Zato se Zemlja včasih nahaja bližje in včasih dlje od Sonca. Ko je Zemlja bližje Soncu, kroži hitreje, zato se zdi, da se Sonce premika po nebu nekoliko hitreje. Odstopanje od kroga je majhno - le okoli 3%.

V točki, ki je najbližje Soncu – periheliju (grško peri – približno, Helios – Sonce) – je Zemlja 5 milijonov kilometrov bližje Soncu kot v afelu (latinsko apo – od), medtem ko je povprečna oddaljenost od Sonca približno 150 milijonov kilometrov.

Na severni polobli od pomladanskega do jesenskega enakonočja preteče približno 186 dni, od jeseni do pomladi pa 179 dni (razlika približno 3 %). Na naši polobli je poletje približno teden dni daljše od zime.

Poleg tega je sončni čas odvisen od lokacije opazovanja. Pravo poldne se premakne za približno eno minuto s spremembo dolžine vsake četrtine stopinje. Da bi se izognili prvi od teh dveh nevšečnosti – neenaki dolžini pravega Sončevega dne, so astronomi uvedli srednji Sončev čas.

POVPREČNI SONČNI ČAS

Povprečni sončni čas, ki temelji na povprečnem sončnem dnevu, tj. povprečju sončnih dni v letu.

To je povprečni sončni dan, na katerega mislimo, ko rečemo, da je zvezdni dan 3 minute 55,91 sekunde krajši od sončnega dneva (tj. minut in sekund sončnega dne). V zvezdnem dnevu je 24 zvezdnih ur, ki so seveda tako kot zvezdne minute in sekunde krajše od sončnih ur, minut in sekund.

Da bi zagotovili, da se dan ne konča opoldne, ampak ob polnoči, je bil uveden civilni čas; je enako srednjemu sončnemu času plus 12 ur. Tako se civilni dan začne in konča ob polnoči.

Torej, če je vaša ura dovolj točna, bo kazala čas povprečnega civilnega dne, torej bo štela ure, minute in sekunde povprečnega civilnega dne.

Druga neprijetnost ostaja - čeprav je trajanje povprečnega sončnega dne konstantno, je trenutek njihovega začetka in konca odvisen od lokacije opazovanja. Poldan, lokalni civilni čas, se premakne za eno minuto za vsako četrtino stopinje spremembe zemljepisne dolžine.

Po takem sistemu so imela vsa mesta in vasi svoj lokalni čas, kar je povzročalo neskončne nesporazume, dokler ni bil povsod uveden standardni čas.

Naš dan štejemo od polnoči, sicer bi morali v torek sesti k večerji in v sredo vstati od mize.

Standardni čas

To je bil počasen proces, ki se je začel z mednarodnim kongresom v Washingtonu leta 1884 in trajal desetletja. Posledično je zemeljska obla razdeljena na 24 časovnih pasov, vsak širok 15′ po zemljepisni dolžini (z manjšimi odstopanji iz praktičnih razlogov).

Od pasu do pasu se čas spreminja za točno eno uro.

Čas v vsakem območju je enak povprečnemu civilnemu času na srednjem poldnevniku območja. Na tem poldnevniku standardni čas sovpada z lokalnim civilnim časom, vendar se na mejah območja, ki se nahajajo na razdalji 7,5′ od srednjega poldnevnika, standardni in lokalni čas razlikujeta za približno 30 minut.

Blizu vzhodne meje območja je vaša ura, ki prikazuje standardni čas, 30 minut za lokalnim civilnim časom, blizu zahodne meje pa je 30 minut prehitra.

To je precej opazno, če čas določate po položaju zvezd, v drugih primerih pa razlika ni opazna.

Leta 1930 je bil v ZSSR uveden porodniški čas, po katerem so bile vse ure premaknjene za 1 uro naprej, kar pomeni, da je porodniški čas 1 uro pred standardnim časom.

Mimogrede, starodavni majevski koledar, katerega zaključek največjega cikla naj bi bil 21. decembra 2012, je bil natančnejši od našega sodobnega koledarja.

******

1. Lokalni čas. Čas, izmerjen na določenem geografskem poldnevniku, se imenuje lokalni čas tega poldnevnika. Za vse kraje na istem poldnevniku je urni kot pomladnega enakonočja (ali Sonca ali srednjega sonca) vedno enak. Torej po celotnem geografskem poldnevniku lokalni čas(zvezdni ali sončni) v istem trenutku na enak način.

2. Univerzalni čas. Lokalni srednji sončni čas Greenwiškega poldnevnika se imenuje univerzalni čas.

Lokalni srednji čas katere koli točke na Zemlji je vedno enak univerzalnemu času v tistem trenutku plus zemljepisni dolžini te točke, izražen v urnih enotah in velja za pozitivno vzhodno od Greenwicha.

3. Standardni čas. Leta 1884 je bil predlagan conski sistem za štetje srednjega časa: čas se šteje le na 24 glavnih geografskih poldnevnikih, ki se nahajajo natanko 15° drug od drugega po dolžini, približno na sredini vsakega časovnega pasu. Časovni pasovi so oštevilčeni od 0 do 23. Greenwich je vzet kot glavni poldnevnik ničelnega pasu.

4. Porodniški čas. Da bi racionalneje porazdelili električno energijo, porabljeno za razsvetljavo podjetij in stanovanjskih prostorov, ter čim bolj izkoristili dnevno svetlobo v poletnih mesecih leta, se v mnogih državah kazalci ur, ki tečejo po standardnem času, premaknejo za 1 uro naprej.

5. Zaradi neenakomerne rotacije Zemlje se povprečni dan izkaže za nestabilno vrednost. Zato se v astronomiji uporabljata dva časovna sistema: neenakomerni čas, ki ga dobimo z opazovanji in je določen z dejansko rotacijo Zemlje, in enakomeren čas, ki je argument pri računanju efemerid planetov in je določen z gibanjem planetov. lune in planetov. Enotni čas se imenuje newtonski ali efemeridni čas.

9.Koledar. Vrste koledarjev. Zgodovina sodobnega koledarja. julijanski dnevi.

Sistem štetja dolgih časovnih obdobij se imenuje koledar. Vse koledarje lahko razdelimo na tri glavne vrste: sončni, lunarni in lunisolarni. Solarni koledarji temeljijo na dolžini tropskega leta, lunarni koledarji temeljijo na dolžini luninega meseca, lunisolarni koledarji temeljijo na obeh obdobjih. Sodobni koledar, sprejet v večini držav, je sončni koledar. Osnovna enota časa za solarne koledarje je tropsko leto. Trajanje tropskega leta v povprečnih sončnih dnevih je 365d5h48m46s.

V julijanskem koledarju se šteje, da je dolžina koledarskega leta enaka 365 povprečnim sončnim dnevom v treh zaporednih letih, vsako četrto leto pa vsebuje 366 dni. Leta, ki trajajo 365 dni, imenujemo enostavna leta, leta, ki trajajo 366 dni, pa prestopna leta. V prestopnem letu ima februar 29 dni, v navadnem letu pa 28.

Gregorijanski koledar je nastal kot posledica reforme julijanskega koledarja. Dejstvo je, da se je neskladje med julijanskim koledarjem in izračunom tropskih let izkazalo za neprijetno za cerkveno kronologijo. Po pravilih krščanska cerkev Velika noč naj bi nastopila prvo nedeljo po spomladanski polni luni, tj. prva polna luna po pomladnem enakonočju.

Gregorijanski koledar je bil v večini zahodnih držav uveden v 16. in 17. stoletju. V Rusiji so na nov slog prešli šele leta 1918.

Z odštevanjem prejšnjega datuma enega dogodka od poznejšega datuma drugega, podanega v enem kronološkem sistemu, lahko izračunamo število dni, ki so pretekli med temi dogodki. V tem primeru je treba upoštevati število prestopnih let. Ta problem je priročneje rešiti z uporabo julijanskega obdobja ali julijanskih dni. Začetek vsakega Julijanskega dne se šteje za poldne po Greenwichu. Začetek štetja julijanskih dni je pogojen in je bil predlagan v 16. stoletju. AD Scaliger, kot začetek velikega obdobja 7980 let, ki je produkt treh manjših obdobij: obdobja 28 let, 19.15 Scaliger je obdobje 7980 let imenoval »julijsko« v čast svojega očeta Julija.

Povezane publikacije