3_Время и календарь.ppt
- Количество слайдов: 62
Околоземный астероид 2012 DA 14 • Открыт 23 февраля 2012 испанскими астрономами из обсерватории Ла-Сагра (провинция Гранада, Испания) • 50 -метровый астероид, относящийся к типу «квазиспутников» с периодом обращения 1 год • В ночь с 15 на 16 февраля астероид пролетит на расстоянии 27, 5 тыс км от Земли • Более подробно:
Эфемериды для астероида 2012 DA 14, пролетающего около Земли в ночь с 15 на 16 февраля 2013 года
Карта пути для астероида 2012 DA 14, пролетающего около Земли в ночь с 15 на 16 февраля 2013 года. Время Московское
3. Время и календарь Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
В основе астрономических шкал времени: суточное вращение Земли вокруг оси Звездное время Солнечное Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
3. 1 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)) Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Начало звездных суток – верхняя кульминация точки гамма Способ отсчета: формула звездного времени s = tg = a + t a - известно из каталога, t – измеряется. Для верхней кульминации звезды t=0, sвк = a. Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Звездное время s применяется в астрономии: при наблюдениях, при установлении других шкал времени. В повседневной жизни - не удобно. Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
3. 2 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) Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Начало истинных солнечных суток – истинная полночь – момент нижней кульминации центра диска истинного Солнца Способ отсчета: m⊙= t⊙+12 h t⊙ - часовой угол истинного Солнца (измеряется) Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Солнечные часы Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Солнечные часы Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
У парижских часовщиков в своё время был девиз: «Солнце показывает время обманчиво» . Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
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. Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
3. 3 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) Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Начало средних солнечных суток – средняя полночь – момент нижней кульминации среднего экваториального Солнца Способ отсчета: m= t⊙ср. экв. +12 h t⊙ср. экв. - часовой угол среднего экваториального Солнца Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
• В основе каких шкал времени лежит суточное вращение Земли? • Чем отличаются шкалы звездного и истинного солнечного времени? • В чем недостаток шкалы истинного солнечного времени? • По какому времени идут эти часы? • Когда эти часы “не работают”? Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
• Что такое среднее экваториальное Солнце? • Если среднее экваториальное Солнце – фиктивная точка, равномерно движущаяся вдоль небесного экватора, то как можно на практике отсчитать момент среднего солнечного времени? Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
3. 4 Уравнение времени h разница между истинным и средним солнечным временем: h = m⊙ - m (значение h публикуется на дату в астрономических справочниках) Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
График уравнения времени Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Сколько раз в году Солнце пересекает меридиан на юге в момент m=12 h? Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
3. 5 Местное время на различных меридианах (время на меридиане пункта с долготой l) Теорема о разности часовых углов светила: t. A – t. B = l. A – l. B В качестве светила: точка g, ист. солнце⊙, ср. экв. солнце⊙экв Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
tg. A – tg. B = s. A – s. B = l. A – l. B (звездное время) t⊙A – t⊙B = m⊙A – m⊙B = l. A – l. B (истинное солнечное время) t⊙экв. A – t⊙экв. B = m. A – m. B = l. A – l. B (среднее солнечное время) Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Разность местных времен в двух пунктах равна разности долгот этих пунктов. Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
На меридиане Гринвича c l = 0: (большие буквы) S – звездное время, M⊙ - истинное солнечное время, M = UT (Universal Time) – - Всемирное время – среднее солнечное время на меридиане Гринвича. s – S = l, m⊙ – M⊙ = l, m – UT = l. Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
• Чему равна разность местных времен в пунктах с долготами 5 часов и 5 часов 02 минуты? • Чему равно Всемирное время в момент среднего полдня (m=12 h) в Новосибирске (l = 5 h 32 m)? Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
3. 6 Поясное время Tn – система измерения времени по часовым поясам. Номер часового пояса n 23 h l=0 h 1 h 2 h равен долготе осевого меридиана 150 30 m n=23 n=0 n=1 n=2 T 23 T 0=UT T 1 T 2 Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
В границах всего часового пояса Tn равно среднему солнечному времени на осевом меридиане: Tn = m(ln) Разность поясных времен: Tn 1 - Tn 2 = ln 1 - ln 2 =n 1 - n 2 UT =T 0, Tn - UT = n. Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
• Долгота пункта 5 часов 32 минуты. Номер часового пояса? (формально, без учета административных границ) • На сколько максимально могут отличаться значения Tn и m в пределах часового пояса? Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Карта часовых поясов Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Впервые поясное время введено в США, 1881 г. Россия: с 1918 г – поясное время. Новосибирск: l = 5 h 32 m n = 5 Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
3. 7 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=1 h (зимнее время), k=2 h (летнее время), Dn = UT + (n+k) 2010 – реформа часовых поясов РФ 2011 – отменено летнее время Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
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 Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
• Чему равно поясное время в момент Dn=12 часов 10 июня? 1 марта? • Чему равно UT в момент Dn= 12 h в пункте с l = 3 h 40 m 20 ноября? Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
3. 8 Связь между звездным и средним солнечным временем Конец звездных суток 10 Конец солнечных суток Одновременное начало звездных и солнечных суток Звездные сутки короче солнечных на 3 мин. 56, 5 сек Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Тропический год (тр. год)– промежуток времени между последовательными прохождениями Солнца через точку g (время оборота Земли вокруг Солнца относительно точки g) 1 тр. год = 365, 2422 ср. солн. сут. 1 тр. год = 366, 2422 зв. сут. Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
365, 2422 ср. солн. сут. = 366, 2422 зв. сут. Делим обе части на 365, 2422: 1 ср. солн. сут. =(365, 2422+1)/365, 2422 = = 1 + 1/365, 2422 = (1+m)зв. сут, m = 0. 002737909 – масштабный коэффициент перехода от средних солнечных единиц к звездным Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Делим обе части на 366, 2422: 1 зв. сут. =(366, 2422 - 1)/366, 2422 = = 1 - 1/366, 2422 = (1 - n)ср. солн. сут, n = 0. 002730434 – масштабный коэффициент перехода от звездных единиц к средним солнечным Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Звездное время в среднюю полночь s 0 (показания часов, идущих по звездному времени, в момент средней полночи) Средняя полночь – момент нижней кульминации ср. экв. Солнца: (t⊙ср. экв. =12 h), s 0=a⊙ср. экв. + t⊙ср. экв. =a⊙ср. экв. +12 h Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Звездное время в средн. полночь на Гринвиче: S 0 (большая буква) – публикуется на дату в астрономических ежегодниках и календарях; Звездное время в местную средн. полночь (на местном меридиане с долготой l): s 0 = S 0 - lm (к востоку от Гринвича) s 0 = S 0 + lm (к западу от Гринвича) Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Переход от среднего солнечного времени к звездному и обратно Среднее солнечное s = s 0 + m(1+m)= m=0 m m=0 = s 0 + mm; s 0 s s 0 Время m = (s - s 0)(1–n) = Звездное =(s-s 0)-(s-s 0)n На Гринвиче: S = S 0 + UT(1+m) UT = (S - S 0)(1–n) Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
• В чем главное отличие звездного и солнечного времени? • Часы, идущие по звездному времени, будут спешить или отставать относительно среднего солнечного времени? • На сколько часы, идущие по звездному времени, опередят средние солнечные часы за 0, 5 суток? • Звездное время в среднюю полночь равно 10 часов. Чему оно будет равно через 2 суток? Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
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. Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
3. 9 Атомное время TAI время, в основу измерения которого положены электромагнитные колебания, излучаемые атомами или молекулами при переходе из одного энергетического состояния в другое. Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
1 атомная секунда=1 сек(СИ) примерно 9⋅109 периодов колебаний атома цезия. Точность воспроизведения 10 -12 – 10 -14 сек Атомные стандарты частоты, в частности, установлены на спутниках навигационных Водородный стандарт систем (GPS, ГЛОНАСС и др. ) частоты Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
3. 10 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 Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
В системе UTC передаются сигналы точного времени. Установлением шкал времени занимаются национальные службы времени и Международное Бюро времени. Декретное время = UTC + (n+k) Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
• В какой системе времени идут часы в России? • Что такое UTC? • Что лежит в основе атомного времени? Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Календарь Система счета длительных промежутков времени В основе современных календарей: годичное движение Солнца (солнечный) движение Луны (лунный) движение Солнца и Луны (лунно-солнечный) Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
1 тропический год : 365, 2422 ср. солн. сут. 1 месяц (смена фаз Луны): 29, 5 ср. солн. сут. Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Требования к гражданскому календарю: 1. В году должно быть целое количество суток 2. Простая система високосных лет 3. Минимальная погрешность календаря Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Юлианский календарь (старый стиль) Предложил Созиген (гр. астроном, Александрия) Узаконил Юлий Цезарь в 45 г. до н. э. Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Расчет юлианского календаря: 365, 2422≈365, 25 = (365+0, 25)ср. солн. сут. 0, 25⋅4=+1 сут. за 4 года 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) Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Григорианский календарь (новый стиль) 1582 г. , Римский Папа Григорий XIII: исправление календаря – Григорианский календарь Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Расчет григорианского календаря: 365, 2422 ≈ 365, 2425 365+0. 25– 0. 0075=365+0. 25 - 0. 01 + 0. 0025 +1 сут. за -1 сут. за +1 сут. за 4 года 100 лет 400 лет Обычный год: 365 сут. Високосный год: 366 сут. (29 февраля) Високосные года: кратные 4 и 400; исключение – года, кратные 100. Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
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 Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
Россия: переход на новый стиль – 1918 г. , (Декрет СНК от 26. 01. 1918 г) 1 февраля по старому стилю - 14 февраля по новому стилю Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
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) Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
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) Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
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. Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА
• Какие предъявляются требования к гражданскому календарю? • Какой был самый короткий год в России за время существования советской власти? • Когда должен родиться человек, отмечающий свой следующий день рождения через 8 лет? • Когда разница между старым и новым стилем календаря будет 14 суток? Гиенко Е. Г. , каф астрономии и гравиметрии СГГА