A pontos idő tárolása és továbbítása. Csillagászat (továbbképzés)_11

Minden csillagászati ​​megfigyeléshez csatolni kell a végrehajtás idejére vonatkozó adatokat. Az időpillanat pontossága a megfigyelt jelenség követelményeitől és tulajdonságaitól függően változhat. Például a meteorok és a változócsillagok közönséges megfigyelésekor elég, ha egy perc pontossággal ismerjük a pillanatot. A napfogyatkozások, a Hold általi csillagok okkultációinak megfigyelése, és különösen a mesterséges földi műholdak mozgásának megfigyelése nem kevesebb, mint tizedmásodperces pontosságú momentumok megjelölését igényli. Az égi szféra napi forgásának pontos asztrometriai megfigyelése speciális módszerek alkalmazását kényszeríti ki az időpillanatok 0,01, sőt 0,005 másodperces pontosságú rögzítésére!

Ezért a gyakorlati csillagászat egyik fő feladata a megfigyelésekből a pontos idő kinyerése, tárolása és az időadatok közlése a fogyasztókkal.

Az idő betartása érdekében a csillagászok nagyon pontos órákkal rendelkeznek, amelyeket rendszeresen ellenőriznek, speciális műszerekkel meghatározva a csillagok csúcspontjainak pillanatait. A pontos időjelek rádiós továbbítása lehetővé tette számukra, hogy világidő-szolgálatot szervezzenek, vagyis az összes ilyen jellegű megfigyelést végző obszervatóriumot egy rendszerbe kössék.

Az Időszolgálat felelőssége a pontos időjelek sugárzása mellett a minden rádióhallgató számára jól ismert, egyszerűsített jelek továbbítását is magában foglalja. Ez hat rövid jelzés, „pont”, amelyeket egy új óra kezdete előtt adnak ki. Az utolsó „pont” pillanata századmásodperc pontossággal egybeesik egy új óra kezdetével. A csillagászat szerelmeseinek azt tanácsoljuk, hogy ezeket a jeleket használják óráik ellenőrzésére. Az óra ellenőrzésekor ne állítsuk vissza, mert ezzel megsérül a mechanizmus, és a csillagásznak vigyáznia kell az órájára, hiszen ez az egyik fő eszköze. Meg kell határoznia az „órakorrekciót” - a pontos idő és a leolvasás közötti különbséget. Ezeket a javításokat szisztematikusan meg kell határozni, és fel kell jegyezni a megfigyelő naplójába; További vizsgálatuk lehetővé teszi az óra menetének meghatározását és azok jól tanulmányozását.

Természetesen célszerű a lehető legjobb karórát a rendelkezésére bocsátani. Mit kell érteni a „jó figyelem” kifejezés alatt?

Szükséges, hogy a lehető legpontosabban tartsák fenn fejlődésüket. Hasonlítsunk össze két példát a hagyományos zsebórákra:

A korrekció pozitív előjele azt jelenti, hogy a pontos idő eléréséhez korrekciót kell hozzáadni az óra leolvasásához.

A tábla két fele az órajavítások rekordjait tartalmazza. Az alsó korrekcióból a felsőt kivonva és a meghatározások között eltelt napok számával elosztva megkapjuk az óra napi menetét. Az előrehaladás adatai ugyanabban a táblázatban vannak megadva.

Miért neveztük egyes órákat rossznak, másokat pedig jónak? Az első órajelnél a korrekció közel nulla, de mértéke szabálytalanul változik. A másodiknál ​​a korrekció nagy, de a löket egységes. Az első óra alkalmas olyan megfigyelésekre, amelyekhez nincs szükség percnél pontosabb időbélyegzőre. Ezek leolvasása nem interpolálható, éjszakánként többször is ellenőrizni kell.

A második, a „jó óra” összetettebb megfigyelések elvégzésére alkalmas. Természetesen célszerű gyakrabban ellenőrizni őket, de közbenső pillanatokra interpolálhatja a leolvasásukat. Mutassuk meg ezt egy példával. Tegyük fel, hogy a megfigyelés november 5-én, 23:32:46-kor történt. óránk szerint. A november 4-én 17:00 órakor elvégzett óraellenőrzés +2 m 15 s korrekciót adott. A napi ingadozás, amint az a táblázatból is látszik, +5,7 s. November 4-én 17:00 órától a megfigyelés pillanatáig 1 nap és 6,5 óra, azaz 1,27 nap telt el. Ezt a számot megszorozva a napi ciklussal +7,2 s-ot kapunk. Ezért az óra korrekciója a megfigyelés időpontjában nem 2 m 15 s volt, hanem +2 m 22 s. Hozzáadjuk a megfigyelés pillanatához. Tehát a megfigyelés november 5-én, 23:35:80-kor történt.

A pontos idő meghatározása, tárolása és rádión történő továbbítása a teljes lakossághoz a sok országban létező pontos időszolgálat feladata.

A pontos időjeleket rádión keresztül kapják a haditengerészet és a légierő navigátorai, valamint számos tudományos és ipari szervezet, amelyeknek tudniuk kell a pontos időt. A pontos idő ismerete különösen a földrajzi meghatározáshoz szükséges

hosszúságuk a földfelszín különböző pontjain.

Az idő számolása. A földrajzi hosszúság meghatározása. Naptár

A Szovjetunió fizikai földrajza során ismeri a helyi, a zóna és a szülési idő fogalmát, és azt is, hogy két pont földrajzi hosszúságának különbségét ezen pontok helyi időbeli különbsége határozza meg. Ezt a problémát csillagászati ​​módszerekkel, csillagmegfigyelések segítségével oldják meg. Az egyes pontok pontos koordinátáinak meghatározása alapján feltérképezzük a földfelszínt.

A nagy időszakok megszámlálásához az emberek ősidők óta vagy a holdhónap vagy a napév időtartamát használták, pl. A Nap forgásának időtartama az ekliptika mentén. Az év határozza meg a szezonális változások gyakoriságát. Egy napév 365 szoláris nap, 5 óra 48 perc 46 másodpercig tart. Gyakorlatilag nincs arányban a nappal és a holdhónap hosszával - a holdfázisok változásának időszakával (kb. 29,5 nap). Ez az egyszerű és kényelmes naptár létrehozásának nehézsége. Az emberiség évszázados történelme során számos különböző naptárrendszert hoztak létre és használtak. De mindegyik három típusra osztható: nap-, hold- és holdszoláris. A déli pásztornépek általában holdhónapokat használtak. Egy 12 holdhónapból álló év 355 szoláris napot tartalmazott. A Hold és a Nap időszámításának összehangolásához 12 vagy 13 hónapot kellett megállapítani az évben, és további napokat kellett beilleszteni az évbe. Az ókori Egyiptomban használt naptár egyszerűbb és kényelmesebb volt. Jelenleg a világ legtöbb országa alkalmaz naptárat is, de egy fejlettebbet, az úgynevezett Gergely-naptárt, amelyről az alábbiakban lesz szó. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ

A naptár összeállításakor figyelembe kell venni, hogy a naptári év időtartama a lehető legközelebb legyen a Nap ekliptika menti keringésének időtartamához, és a naptári év egész számú napnapot tartalmazzon, mivel kényelmetlen az évet különböző napszakokban kezdeni.

Ezeket a feltételeket teljesítette a Sosigenes alexandriai csillagász által kidolgozott és ie 46-ban bevezetett naptár. Rómában Julius Caesar. Később, mint tudják, a fizikai földrajzból a Julian vagy a régi stílus nevet kapta. Ebben a naptárban az éveket háromszor egymás után 365 napra számolják, és egyszerűnek nevezik, az őket követő év 366 nap. Szökőévnek hívják. A Julianus-naptárban a szökőévek azok az évek, amelyek száma maradék nélkül osztható 4-gyel.

Az év átlagos hossza e naptár szerint 365 nap 6 óra, i.e. körülbelül 11 perccel hosszabb, mint a valódi. Emiatt a régi stílus 400 évenként körülbelül 3 nappal elmaradt a tényleges időáramlástól.

A Szovjetunióban 1918-ban bevezetett és a legtöbb országban még korábban elfogadott Gergely-naptárban (új stílus) két nullával végződő évek, kivéve az 1600, 2000, 2400 stb. (vagyis azok, amelyek százai maradék nélkül oszthatók 4-gyel) nem számítanak szökőnapoknak. Ez kijavítja a 3 napos hibát, amely 400 év alatt halmozódik fel. Így az év átlagos hossza az új stílusban nagyon közel áll a Föld Nap körüli forradalmának időszakához.

A 20. századra az új stílus és a régi (Julian) közötti különbség elérte a 13 napot. Mivel hazánkban az új stílust csak 1918-ban vezették be, az 1917-ben október 25-én végrehajtott októberi forradalmat (régi stílus) november 7-én (új stílus) ünneplik.

A 13 napos régi és új stílus közötti különbség a 21. században is megmarad, a 22. században. 14 napra nő.

Az új stílus persze nem teljesen pontos, de 1 napos hiba csak 3300 év múlva halmozódik fel szerinte.

Az 5. lecke módszertana
"Idő és naptár"

Az óra célja: a gyakorlati asztrometriai fogalomrendszer kialakítása az idő mérésének, számlálásának és tárolásának módszereiről, eszközeiről.

Tanulási célok:
Általános oktatás: fogalmak kialakulása:

Gyakorlati asztrometria a következőkről: 1) csillagászati ​​módszerek, műszerek és mértékegységek, időszámlálás és tárolás, naptárak és kronológia; 2) a terület földrajzi koordinátáinak (hosszúságának) meghatározása asztrometriai megfigyelések alapján;

A kozmikus jelenségekről: a Föld Nap körüli forgása, a Hold forgása a Föld körül és a Föld tengelye körüli forgása és ezek következményeiről - égi jelenségek: napkelte, napnyugta, napi és éves látható mozgás és csúcspontjai. a világítótestek (Nap, Hold és csillagok), a Hold változó fázisai.

Oktatási: a tudományos világkép kialakítása és az ateista nevelés az emberi ismerettörténettel, a főbb naptártípusokkal és kronológiai rendszerekkel való megismerkedés során; a „szökőév” fogalmával, valamint a Julianus- és Gergely-naptár dátumainak fordításával kapcsolatos babonák leleplezése; politechnikai és munkaügyi oktatás az időmérő és -tároló műszerek (órák), naptárak és kronológiai rendszerek, valamint az asztrometriai ismeretek alkalmazásának gyakorlati módszereinek bemutatásában.

Fejlesztő: készségek fejlesztése: idő- és dátumszámítási feladatok megoldása, valamint az idő egyik tárolási és számlálórendszerből a másikba való áthelyezése; gyakorlatokat végezni a gyakorlati asztrometria alapképleteinek alkalmazására; mozgócsillagtérkép, segédkönyvek és Csillagászati ​​naptár segítségével határozzuk meg az égitestek helyzetét, láthatósági viszonyait és az égi jelenségek előfordulását; csillagászati ​​megfigyelések alapján határozza meg a terület földrajzi koordinátáit (hosszúságát).

A diákoknak kell tud:

1) a mindennapi megfigyelt égi jelenségek okai, amelyeket a Hold Föld körüli forgása generál (a Hold fázisainak változásai, a Hold látszólagos mozgása az égi szférán);
2) az egyes kozmikus és égi jelenségek időtartamának kapcsolata az idő és a naptár mértékegységeivel, mérési, számlálási és tárolási módszereivel;
3) időegységek: efemerisz másodperc; nap (sziderikus, valódi és átlagos szoláris); egy hét; hónap (szinodikus és sziderikus); év (csillagos és trópusi);
4) az idők összefüggését kifejező képletek: egyetemes, szülési szabadság, helyi, nyári;
5) az időmérés műszerei és módszerei: az óra főbb fajtái (nap-, víz-, tűz-, mechanikus-, kvarc-, elektronikus) és időmérési és -tárolási használatuk szabályai;
6) a főbb típusú naptárak: hold-, hold-, szoláris (júliusi és gregorián) és a kronológia alapjai;
7) a gyakorlati asztrometriai alapfogalmak: egy terület idő- és földrajzi koordinátáinak csillagászati ​​megfigyelési adatok alapján történő meghatározásának elvei.
8) csillagászati ​​értékek: a szülőváros földrajzi koordinátái; időegységek: efemer másodperc; nap (sziderikus és átlagos napenergia); hónap (szinodikus és sziderikus); év (trópusi) és az év hossza a főbb naptártípusokban (hold-, hold-, nap-júliai és gregorián); Moszkva és szülővárosa időzónaszámai.

A diákoknak kell képesnek lenni:

1) Használjon általánosított tervet a kozmikus és égi jelenségek tanulmányozására.
2) Találja meg az irányt a Hold segítségével.
3) Oldja meg az időegységek egyik számlálási rendszerből a másikba való átváltásával kapcsolatos feladatokat a következő összefüggést kifejező képletekkel: a) a sziderális és az átlagos szoláris idő között; b) Világidő, szülési idő, helyi idő, nyári idő és időzóna térkép használata; c) különböző kronológiai rendszerek között.
4) Oldjon meg feladatokat a megfigyelés helyének és időpontjának földrajzi koordinátáinak meghatározására!

Vizuális segédanyagok és bemutatók:

Töredékek a "A csillagászat gyakorlati alkalmazásai" című filmből.

"Égitestek látható mozgása" filmszalag töredékei; "Az Univerzumról alkotott elképzelések fejlesztése"; "Hogyan cáfolta meg a csillagászat az Univerzumról alkotott vallási elképzeléseket."

Műszerek és műszerek: földrajzi földgömb; időzóna térkép; gnomon és egyenlítői napóra, homokóra, vízóra (egyenletes és egyenetlen skálával); gyertya osztásokkal, mint tűzóramodell, mechanikus, kvarc és elektronikus órák.

Rajzok, diagramok, fényképek: a Hold fázisainak változásai, a mechanikus (inga és rugó), kvarc és elektronikus órák belső szerkezete és működési elve, az atomi időszabvány.

Házi feladat:

1. Tanulmányi tankönyv anyaga:
B.A. Voroncov-Velyaminova: 6. § (1), 7. bek.
E.P. Levitan: 6. §; 1., 4., 7. feladatok
A.V. Zasova, E.V. Kononovics: 4. § (1); 6; 6.6. gyakorlat (2.3)

2. Töltse ki a feladatokat Vorontsov-Velyaminov B.A. feladatgyűjteményéből. : 113; 115; 124; 125.

Tanterv

Az anyag bemutatásának módszertana

Az óra elején az előző három órán elsajátított ismereteket tesztelni kell, a tanulásra szánt anyagot kérdésekkel, feladatokkal aktualizálva frontális felmérés és a tanulókkal való beszélgetés során. A tanulók egy része programozott feladatokat hajt végre, mozgó csillagtérkép használatával kapcsolatos feladatokat old meg (hasonlóan az 1-3. feladatban szereplő feladatokhoz).

Kérdések sora az égi jelenségek okairól, az égi szféra fő vonalairól és pontjairól, csillagképekről, a világítótestek láthatósági viszonyairól stb. egybeesik az előző leckék elején feltett kérdésekkel. Kérdésekkel egészülnek ki:

1. Határozza meg a „fényesség” és a „csillagnagyság” fogalmát! Mit tudsz a nagyságrendről? Mi határozza meg a csillagok fényességét? Írd fel a táblára Pogson képletét!

2. Mit tudsz a vízszintes égi koordináta-rendszerről? Mire használják? Mely síkok és vonalak a főbbek ebben a rendszerben? Mekkora a lámpatest magassága? A világítótest zenittávolsága? A világítótest azimutja? Milyen előnyei és hátrányai vannak ennek az égi koordináta-rendszernek?

3. Mit tud az I egyenlítői égi koordináta-rendszerről? Mire használják? Mely síkok és vonalak a főbbek ebben a rendszerben? Mi a világítótest deklinációja? Poláris távolság? A világítótest óraszöge? Milyen előnyei és hátrányai vannak ennek az égi koordináta-rendszernek?

4. Mit tudsz a II egyenlítői égi koordináta-rendszerről? Mire használják? Mely síkok és vonalak a főbbek ebben a rendszerben? Mi a világítótest helyes felemelkedése? Milyen előnyei és hátrányai vannak ennek az égi koordináta-rendszernek?

1) Hogyan navigáljunk a terepen a Nap segítségével? A Sarkcsillag által?
2) Hogyan határozható meg egy terület földrajzi szélessége csillagászati ​​megfigyelések alapján?

Megfelelő programozható munkák:

1) Problémagyűjtemény G.P. Subbotina, feladatok NN 46-47; 54-56; 71-72.
2) E.P. problémagyűjtemény. Törött, feladatok NN 4-1; 5-1; 5-6; 5-7.
3) Strout E.K. : tesztfeladatok NN 1-2 témakör „A csillagászat gyakorlati alapjai” (tanári munka eredményeként programozhatóvá alakítva).

Az óra első szakaszában előadás formájában fogalmak kialakítása az időről, a mértékegységekről és az időszámlálásról a kozmikus jelenségek időtartama alapján (a Föld tengelye körüli forgása, Hold a Föld körül és a Hold forgása a Nap körül), a kapcsolat a különböző „idők” és az óraszíjak között Szükségesnek tartjuk, hogy a hallgatók megismerjék a sziderális időt.

A tanulóknak oda kell figyelniük:

1. A nap és az év hossza attól függ, hogy milyen vonatkoztatási rendszerben vesszük figyelembe a Föld mozgását (függetlenül attól, hogy az állócsillagokhoz, a Naphoz stb. kapcsolódik-e). A referenciarendszer megválasztását az időegység elnevezése tükrözi.

2. Az időegységek időtartama az égitestek láthatósági viszonyaihoz (tetőpontjaihoz) kapcsolódik.

3. Az atomi időszabvány bevezetése a tudományban a Föld egyenetlen forgásának volt köszönhető, amelyet az órák pontosságának növekedésével fedeztek fel.

4. A szabványidő bevezetése az időzóna határai által meghatározott területen a gazdasági tevékenységek összehangolásának szükségességéből adódik. Elterjedt mindennapi hiba, hogy a helyi időt összekeverik a szülési idővel.

1. Idő. Mértékegységek és időszámlálás

Az idő a fő fizikai mennyiség, amely a jelenségek és halmazállapotok egymás utáni változását, létezésük időtartamát jellemzi.

Történelmileg minden alap- és származékos időegységet az égi jelenségek lefolyásának csillagászati ​​megfigyelései alapján határoztak meg: a Föld tengelye körüli forgása, a Hold forgása a Föld körül és a Föld forgása a Föld körül. a nap. Az asztrometriában az idő mérésére és számlálására különböző referenciarendszereket használnak, amelyek bizonyos égitestekhez vagy az égi szféra bizonyos pontjaihoz kapcsolódnak. A legelterjedtebbek a következők:

1. "Zvezdnoe"az égi szférán a csillagok mozgásával kapcsolatos idő. A tavaszi napéjegyenlőség óraszögével mérve: S = t ^ ; t = S - a

2. "Napos"időhöz kötött: a Nap korongjának középpontjának látható mozgásával az ekliptika mentén (valós napidő) vagy az "átlagos Nap" mozgásával - egy képzeletbeli pont, amely egyenletesen mozog az égi egyenlítő mentén ugyanabban az időben, mint a valódi Nap (átlagos napidő).

Az atomi időszabvány és a nemzetközi SI-rendszer 1967-es bevezetésével az atomi másodpercet a fizikában használták.

A második egy fizikai mennyiség, amely számszerűen egyenlő 9192631770 sugárzási periódussal, amely megfelel a cézium-133 atom alapállapotának hiperfinom szintjei közötti átmenetnek.

A fenti „idők” speciális számításokon keresztül összhangban vannak egymással. A mindennapi életben az átlagos szoláris időt használják.

A pontos idő meghatározása, tárolása és rádiós továbbítása a világ összes fejlett országában, így Oroszországban is létező Időszolgálat munkája.

A sziderális, valódi és átlagos szoláris idő alapegysége a nap. A sziderális, átlagos szoláris és egyéb másodperceket úgy kapjuk meg, hogy a megfelelő napot elosztjuk 86400-zal (24 h´ 60 m´ 60 s).

A nap lett az első időmértékegység több mint 50 000 évvel ezelőtt.

A nap az az időtartam, amely alatt a Föld egy teljes fordulatot tesz a tengelye körül valamely tereptárgyhoz képest.

A sziderális nap az az időszak, amikor a Föld forog a tengelye körül az állócsillagokhoz képest, amelyet a tavaszi napéjegyenlőség két egymást követő felső csúcspontja közötti időtartamként határoznak meg.

A valódi napnap az az időszak, amikor a Föld a tengelye körül forog a napkorong középpontjához képest, amelyet a napkorong közepén két egymást követő, azonos nevű csúcspont között eltelt időintervallumként határoznak meg.

Annak a ténynek köszönhetően, hogy az ekliptika 23º 26¢ szögben hajlik az égi egyenlítőhöz, és a Föld elliptikus (enyhén megnyúlt) pályán forog a Nap körül, a Nap látszólagos mozgásának sebessége az égi gömbön keresztül és ezért a valódi szoláris nap időtartama folyamatosan változik az év során: a leggyorsabb a napéjegyenlőségek közelében (március, szeptember), a leglassabb a napfordulók közelében (június, január).

A csillagászatban az időszámítások egyszerűsítése érdekében bevezették az átlagos szoláris nap fogalmát - a Föld forgási periódusát a tengelye körül az „átlagos Naphoz” képest.

Az átlagos szoláris nap az „átlagos Nap” azonos nevű két egymást követő csúcspontja közötti időintervallum.

Az átlagos szoláris nap 3 m 55,009 másodperccel rövidebb, mint a sziderikus nap.

24 h 00 m 00 s sziderális idő egyenlő 23 h 56 m 4,09 s átlagos szoláris idővel.

Az elméleti számítások biztonsága érdekében elfogadták efemerisz (táblás) egy másodperc, amely megegyezik az átlagos napmásodperccel 1900. január 0-án, a Föld forgásával nem összefüggő egyenáramú idő 12 órájában. Körülbelül 35 000 évvel ezelőtt az emberek észrevették a Hold megjelenésének időszakos változását - a holdfázisok változását. Fázis Fégitestet (Hold, bolygó stb.) a korong megvilágított részének legnagyobb szélességének aránya határozza meg d¢ az átmérőjére D: . Vonal Végrehajtó elválasztja a lámpatest korongjának sötét és világos részét.

Rizs. 32. Változó holdfázisok

A Hold ugyanabban az irányban kering a Föld körül, amelyben a Föld forog a tengelye körül: nyugatról keletre. Ez a mozgás tükröződik a Hold látható mozgásában a csillagok hátterében az égbolt forgása felé. A Hold minden nap 13°-ot kelet felé mozdul a csillagokhoz képest, és 27,3 nap alatt teszi meg a teljes kört. Így jött létre a nap utáni második időmérő - hónap(32. ábra).

Sziderális (szidérális) holdhónap- az az időtartam, amely alatt a Hold egy teljes fordulatot tesz a Föld körül az állócsillagokhoz képest. Egyenlő: 27 nap 07 óra 43 m 11,47 s.

A szinodikus (naptári) holdhónap a Hold két egymást követő azonos nevű fázisa (általában újholdak) közötti időszak. 29 nap 12 óra 44 m 2,78 s.

Rizs. 33. A tájékozódás módjai terep a Holdon

A Hold csillagok hátterében látható mozgásának és a Hold változó fázisainak kombinációja lehetővé teszi a Hold melletti navigációt a földön (33. ábra). A Hold nyugaton keskeny félholdként jelenik meg, keleten pedig ugyanolyan keskeny félholdként tűnik el a hajnal sugaraiban. Gondolatban húzzunk egy egyenest a holdsarló bal oldalára. Az égen vagy az „R” betűt – „növekszik”, a hónap „szarvait” balra fordítva olvashatjuk – a hónap nyugaton látható; vagy a „C” betű - „öregedés”, a hónap „szarvai” jobbra fordulnak - a hónap keleten látható. Telihold idején a hold délen éjfélkor látható.

A Nap horizont feletti helyzetének több hónapon át tartó változásának megfigyelései eredményeként egy harmadik időmérték keletkezett - év.

Az év az az időtartam, amely alatt a Föld egy teljes fordulatot tesz a Nap körül valamely tereptárgyhoz (ponthoz) képest.

A sziderális év a Föld Nap körüli keringésének sziderális (csillag) periódusa, amely 365,256320... átlagos napnappal egyenlő.

Egy anomális év – az átlagos Nap két egymást követő áthaladása között eltelt idő pályája egy pontján (általában perihéliumon) egyenlő 365,259641... átlagos szoláris nap.

A trópusi év az az időintervallum, amely az átlagos Napnak a tavaszi napéjegyenlőségen áthaladó két egymást követő áthaladása között 365,2422... átlagos szoláris nap vagy 365 d 05 h 48 m 46,1 s.

Az univerzális időt úgy definiálják, mint a helyi átlagos szoláris időt a fő (Greenwich) meridiánon.

A Föld felszíne 24 területre oszlik, amelyeket meridiánok határolnak. Időzónák. A nulla időzóna szimmetrikusan helyezkedik el a fő (greenwichi) meridiánhoz képest. Az övek nyugatról keletre 0-tól 23-ig vannak számozva. Az övezetek valódi határai a kerületek, régiók vagy államok közigazgatási határaival kombinálódnak. Az időzónák középső meridiánjait pontosan 15 fok (1 óra) választja el egymástól, így az egyik időzónából a másikba való átlépéskor az idő egész számú óraszámmal változik, de a percek és másodpercek száma nem változik . Új naptári napok (és újév) kezdődnek dátumvonalak(demarkációs vonal), főként a keleti hosszúság 180°-os meridiánja mentén halad el az Orosz Föderáció északkeleti határa közelében. A dátumvonaltól nyugatra a hónap dátuma mindig eggyel több, mint attól keletre. Ezen a vonalon nyugatról keletre való átlépéskor a naptárszám eggyel csökken, a keletről nyugat felé haladva pedig eggyel nő, ami kiküszöböli az időszámlálás hibáját a világ körüli utazás és az emberek mozgatása során. Keletről a Föld nyugati féltekéire.

A standard időt a következő képlet határozza meg:
T n = T 0 + n , Ahol T 0 - egyetemes idő; n- időzóna száma.

A nyári időszámítás a kormányrendelet által egész számmal megváltoztatott normál idő. Oroszország esetében ez egyenlő a zónaidővel, plusz 1 órával.

Moszkvai idő - a második időzóna szülési ideje (plusz 1 óra):
Tm = T 0 + 3 (órák).

A nyári időszámítás a normál normál idő, amelyet kormányrendelet további plusz 1 órával módosít a nyári időszámítás időszakára az energiaforrások megtakarítása érdekében.

A Föld forgásából adódóan a déli pillanatok vagy az ismert egyenlítői koordinátájú csillagok tetőpontja közötti különbség 2 ponton megegyezik a pontok földrajzi hosszúságainak különbségével, ami lehetővé teszi egy csillag hosszúsági fokának meghatározását. adott pont a Nap és más világítótestek csillagászati ​​megfigyeléséből, és fordítva, a helyi idő bármely ismert hosszúsági fokon.

A terület földrajzi hosszúságát a „nulla” (Greenwich) meridiántól keletre mérik, és számszerűen megegyezik a Greenwichi délkörön lévő ugyanazon csillag csúcspontjai és a megfigyelési pont között eltelt idővel: , ahol S- sziderális idő egy adott földrajzi szélességi fokon, S 0 - sziderális idő a főmeridiánon. Fokokban vagy órákban, percekben és másodpercekben kifejezve.

Egy terület földrajzi hosszúságának meghatározásához meg kell határozni egy világítótest (általában a Nap) csúcspontját ismert egyenlítői koordinátákkal. Speciális táblázatok vagy számológép segítségével a megfigyelési időt átlagos szolárisról sziderálisra konvertálva, és a referenciakönyvből ismerve ennek a csillagnak a Greenwichi meridiánon való csúcspontjának idejét, könnyen meghatározhatjuk a terület hosszúságát. A számítások egyetlen nehézségét az időegységek pontos átváltása jelenti egyik rendszerről a másikra. Nem kell „figyelni” a csúcspontot: elég meghatározni a világítótest magasságát (zenittávolságát) bármely pontosan rögzített időpillanatban, de a számítások meglehetősen bonyolultak lesznek.

Az óra második szakaszában a tanulók megismerkednek az idő mérésére, tárolására és számlálására szolgáló eszközökkel - órákkal. Az órajelek szabványként szolgálnak, amellyel az időintervallumokat össze lehet hasonlítani. A tanulóknak figyelniük kell arra, hogy a pillanatok és az időperiódusok pontos meghatározásának igénye ösztönözte a csillagászat és a fizika fejlődését: egészen a huszadik század közepéig a csillagászati ​​mérési, időtárolási módszerek és időmércék képezték a világ alapját. Időszolgálat. Az óra pontosságát csillagászati ​​megfigyelésekkel ellenőrizték. Jelenleg a fizika fejlődése az idő és a szabványok meghatározására szolgáló pontosabb módszerek megalkotásához vezetett, amelyeket a csillagászok kezdtek alkalmazni a korábbi időmérési módszerek alapjául szolgáló jelenségek tanulmányozására.

Az anyagot előadás formájában mutatjuk be, amelyhez a különböző típusú órák működési elvének és belső felépítésének bemutatása társul.

2. Időmérő és -tárolás műszerek

Még az ókori Babilonban is 24 órára osztották a napsugárzást (360њ: 24 = 15њ). Később minden órát 60 percre, minden percet 60 másodpercre osztottak fel.

Az első időmérő műszerek a napórák voltak. A legegyszerűbb napóra - gnomon- egy függőleges oszlopot ábrázolnak egy vízszintes emelvény közepén osztásokkal (34. ábra). A gnomon árnyéka egy összetett görbét ír le, amely a Nap magasságától függ, és napról napra változik a Nap ekliptikán való helyzetétől függően; az árnyék sebessége is változik. A napóra nem igényel tekercset, nem áll meg és mindig megfelelően működik. Az emelvény megdöntésével úgy, hogy a gnomonból kiinduló pólus az égi pólusra irányul, egy egyenlítői napórát kapunk, amelyben az árnyék sebessége egyenletes (35. ábra).

Rizs. 34. Vízszintes napóra. Az egyes óráknak megfelelő szögek eltérő értékűek, és a következő képlettel számítják ki: , ahol a a déli vonal (az égi meridián kivetülése a vízszintes felületre) és a 6, 8, 10... számok iránya közötti szög, jelezve az órákat; j a hely szélessége; h - a Nap óraszöge (15њ, 30њ, 45њ)

Rizs. 35. Egyenlítői napóra. A tárcsán minden óra 15°-os szögnek felel meg

A homok-, tűz- és vízórákat arra találták ki, hogy éjszaka és rossz időben is mérjék az időt.

A homokórákat egyszerű kialakításuk és pontosságuk jellemzi, de terjedelmesek és csak rövid ideig „tekernek fel”.

A tűzóra egy tűzveszélyes anyagból készült spirál vagy pálca, amelyen jelölt osztások vannak. Az ókori Kínában olyan keverékeket hoztak létre, amelyek hónapokig égtek állandó felügyelet nélkül. Ezeknek az óráknak a hátrányai: alacsony pontosság (az égési sebesség függése az anyag összetételétől és az időjárástól) és a gyártás bonyolultsága (36. ábra).

A vízórákat (clepsydras) az ókori világ minden országában használták (37. a, b ábra).

Mechanikus órák súlyokkal és kerekekkel a 10-11. században találták fel. Oroszországban az első mechanikus toronyórát a moszkvai Kremlben szerelte fel 1404-ben Lazar Sorbin szerzetes. Inga óra H. Huygens holland fizikus és csillagász találta fel 1657-ben. A rugóval ellátott mechanikus órákat a 18. században találták fel. Századunk 30-as éveiben feltalálták a kvarcórákat. 1954-ben a Szovjetunióban felmerült az ötlet, hogy hozzanak létre atomóra- "Állítsa be az elsődleges idő- és gyakoriságszabványt." Egy Moszkva melletti kutatóintézetben telepítették őket, és 500 000 évenként 1 másodperces véletlenszerű hibát adtak.

A Szovjetunióban 1978-ban még pontosabb atomi (optikai) időszabványt hoztak létre. 1 másodperces hiba 10 000 000 évente egyszer fordul elő!

Ezekkel és sok más modern fizikai műszerrel nagyon nagy pontossággal lehetett meghatározni az idő alap- és derivált mértékegységeinek értékeit. A kozmikus testek látszólagos és valódi mozgásának számos jellemzőjét tisztázták, új kozmikus jelenségeket fedeztek fel, köztük a Föld tengelye körüli forgási sebességének 0,01-1 másodperces változását az év során.

3. Naptárak. Számítás

A naptár a természeti jelenségek periodicitásán alapuló, nagy időre szóló folyamatos számrendszer, amely különösen az égi jelenségekben (az égitestek mozgásában) nyilvánul meg egyértelműen. Az emberi kultúra egész évszázados története elválaszthatatlanul összefügg a naptárral.

A naptárak iránti igény az ókorban merült fel, amikor az emberek még nem tudtak írni és olvasni. A naptárak meghatározták a tavasz, a nyár, az ősz és a tél kezdetét, a növények virágzási időszakait, a gyümölcsök érését, a gyógynövények gyűjtését, az állatok viselkedésének és életének változásait, az időjárás változásait, a mezőgazdasági munkák idejét és még sok mást. A naptárak a következő kérdésekre válaszolnak: „Mi a dátum?”, „A hét melyik napja?”, „Mikor történt ez vagy az az esemény?” és lehetővé teszi az emberek életének és gazdasági tevékenységének szabályozását és tervezését.

A naptárak három fő típusa létezik:

1. Hold naptár, amely egy szinodikus holdhónapon alapul, átlagosan 29,5 szoláris nap időtartammal. Több mint 30 000 évvel ezelőtt keletkezett. A naptár holdéve 354 (355) napot tartalmaz (11,25 nappal rövidebb, mint a szoláris), és 12 hónapra oszlik, amelyek mindegyike 30 (páratlan) és 29 (páros) nap (a muszlim naptárban ezeket hívják: Muharram, Safar, Rabi al-Awwal, Rabi al-Sani, Jumada al-Ula, Jumada al-Ahira, Rajab, Sha'ban, Ramadan, Shawwal, Dhul-Qaada, Dhul-Hijra). Mivel a naptári hónap 0,0306 nappal rövidebb, mint a szinódus hónap, és 30 év felett a különbség közöttük eléri a 11 napot, arab holdnaptár minden 30 éves ciklusban 19 „egyszerű” 354 napos évből és 11 „szökőévből” 355 napból áll (2., 5., 7., 10., 13., 16., 18., 21., 24., 26., minden ciklus 29. éve). török a holdnaptár kevésbé pontos: 8 éves ciklusában 5 „egyszerű” és 3 „szökő” év van. Az újév dátuma nem rögzített (évről évre lassan mozog): például az 1421-es hidzsri év 2000. április 6-án kezdődött és 2001. március 25-én ér véget. A holdnaptárt vallási és állami naptárként fogadják el Afganisztánban, Irakban, Iránban, Pakisztánban, az Egyesült Arab Köztársaságban és másokban. A nap- és holdnaptárakat párhuzamosan használják a gazdasági tevékenységek tervezésére és szabályozására.

2.Naptár, amely a trópusi éven alapul. Több mint 6000 évvel ezelőtt keletkezett. Jelenleg elfogadott világnaptárként.

A "régi stílusú" Julianus naptár 365,25 napot tartalmaz. Szosigenész alexandriai csillagász fejlesztette ki, Julius Caesar császár vezette be az ókori Rómában ie 46-ban. majd elterjedt az egész világon. Ruszban 988-ban fogadták el. A Julianus-naptárban az év hossza 365,25 nap; három „egyszerű” év egyenként 365 napos, egy szökőév 366 napos. A 30 és 31 napos évben 12 hónap van (kivéve februárt). A Julianus év 11 perc 13,9 másodperccel marad el évente a trópusi évtől. 1500 éves használat során 10 napos hiba halmozódott fel.

BAN BEN gregorián Az „új stílusú” szoláris naptár szerint az év hossza 365,242500 nap. 1582-ben a Julianus-naptárt XIII. Gergely pápa utasítására Luigi Lilio Garalli (1520-1576) olasz matematikus tervének megfelelően megreformálták. A napok számolását 10 nappal előbbre tolták, és megállapodtak abban, hogy minden olyan évszázad, amely maradék nélkül nem osztható 4-gyel: 1700, 1800, 1900, 2100 stb., nem tekintendő szökőévnek. Ez 400 évenként 3 napos hibát javít. 1 napos hiba „halmozódik fel” 2735 év alatt. Egy adott évszázad és évezred „első” évének január 1-jén új évszázadok, évezredek kezdődnek: így a 21. század és a Kr. u. 3. évezred 2001. január 1-jén kezdődik a Gergely-naptár szerint.

Hazánkban a forradalom előtt a „régi stílusú” Julián-naptárt használták, melynek hibája 1917-re 13 nap volt. 1918-ban bevezették az országban a világszerte elfogadott „új stílusú” Gergely-naptárt, és minden dátum 13 nappal előretolt.

A dátumok átalakítása a Julianus-naptárból a Gergely-naptárba a következő képlettel történik: , ahol T Gés T YU– dátumok a Gergely- és Julianus-naptár szerint; n – egész napok száma, VAL VEL– a teljes elmúlt évszázadok száma, VAL VEL 1 a századok legközelebbi száma, osztható néggyel.

A naptárak egyéb típusai:

A perzsa naptár, amely a trópusi év hosszát 365,24242 napban határozta meg; A 33 éves ciklus 25 „egyszerű” évet és 8 „szökőévet” foglal magában. Sokkal pontosabb, mint a gregorián: 1 év hiba „halmozódik fel” 4500 év alatt. Omar Khayyam fejlesztette ki 1079-ben; Perzsiában és számos más államban a 19. század közepéig használták.

A kopt naptár hasonló a Julianushoz: egy évben 12 hónap van 30 napból; a 12. hónap után az „egyszerű” évben 5, a „szökőévben” 6 további nap. Etiópiában és néhány más államban (Egyiptom, Szudán, Törökország stb.) használják a koptok területén.

3.Hold-napnaptár, amelyben a Hold mozgása összhangban van a Nap éves mozgásával. Az év 12 holdhónapból áll, egyenként 29 és 30 napból, amelyekhez időszakonként hozzáadnak egy további 13. hónapot tartalmazó „szökőéveket”, hogy figyelembe vegyék a Nap mozgását. Ennek eredményeként az „egyszerű” évek 353, 354, 355, a „szökőévek” pedig 383, 384 vagy 385 napig tartanak. Az ie 1. évezred elején keletkezett, és az ókori Kínában, Indiában, Babilonban, Júdeában, Görögországban és Rómában használták. Jelenleg Izraelben alkalmazzák (az év eleje különböző napokra esik szeptember 6. és október 5. között), és az államival együtt Délkelet-Ázsia országaiban (Vietnam, Kína stb.) használják.

A fent ismertetett főbb naptártípusokon kívül olyan naptárakat hoztak létre, amelyek figyelembe veszik a bolygók látszólagos mozgását az égi szférán, és a Föld egyes vidékein ma is használatosak.

Keleti hold-bolygó 60 éves naptár a Nap, a Hold és a Jupiter és a Szaturnusz bolygók mozgásának periodicitása alapján. A Kr.e. 2. évezred elején keletkezett. Kelet- és Délkelet-Ázsiában. Jelenleg Kínában, Koreában, Mongóliában, Japánban és a régió néhány más országában használják.

A modern keleti naptár 60 éves ciklusában 21912 nap van (az első 12 év 4371 napot tartalmaz; a második és negyedik év - 4400 és 4401 nap; a harmadik és ötödik év - 4370 nap). A Szaturnusz két 30 éves ciklusa illeszkedik ebbe az időszakba (egyenlő forradalmának sziderális periódusaival) T Szaturnusz = 29,46 » 30 év), hozzávetőleg három 19 éves holdnapi ciklus, öt 12 éves Jupiter ciklus (amely megegyezik forradalmának sziderális periódusaival T Jupiter= 11,86 » 12 év) és öt 12 éves holdciklus. Az év napjainak száma nem állandó, „egyszerű” években 353, 354, 355 nap, szökőévekben pedig 383, 384, 385 nap lehet. Az év eleje a különböző országokban eltérő időpontokra esik, január 13-tól február 24-ig. A jelenlegi 60 éves ciklus 1984-ben kezdődött. A keleti naptár jeleinek kombinációjára vonatkozó adatokat a Melléklet tartalmazza.

A maja és azték kultúrák közép-amerikai naptárát a 300 és 1530 közötti időszakban használták. HIRDETÉS A Nap, a Hold mozgásának periodicitása, valamint a Vénusz (584 d) és Mars (780 d) bolygók szinódikus forgási periódusai alapján. A 360 (365) napos „hosszú” év 18 hónapból, egyenként 20 napból és 5 ünnepből állt. Ugyanakkor kulturális és vallási célokra 260 napos „rövid évet” alkalmaztak (a Mars forradalmának szinódikus időszakának 1/3-a), amelyet 13, egyenként 20 napos hónapra osztottak; A „számozott” hetek 13 napból álltak, amelyeknek saját száma és neve volt. A trópusi év hosszát a legnagyobb, 365,2420 d pontossággal határoztuk meg (1 napos hiba nem halmozódik fel 5000 év alatt!); holdi szinódikus hónap – 29,53059 d.

A huszadik század elejére a nemzetközi tudományos, műszaki, kulturális és gazdasági kapcsolatok növekedése szükségessé tette egy egységes, egyszerű és pontos világnaptár létrehozását. A létező naptárak számos hiányosságot mutatnak a következők formájában: a trópusi év időtartama és a Nap égi szférán való mozgásával összefüggő csillagászati ​​jelenségek dátumai közötti megfelelés, a hónapok egyenlőtlen és következetlen hossza, a trópusi év számai közötti inkonzisztencia. hónap és a hét napjai, nevük összeegyeztethetetlensége a naptári pozícióval stb. Feltárulnak a modern naptár pontatlanságai

Ideál örök A naptár változatlan felépítésű, amely lehetővé teszi, hogy gyorsan és egyértelműen meghatározza a hét napjait bármely naptári dátum szerint. Az egyik legjobb öröknaptár-projektet az ENSZ Közgyűlése 1954-ben megfontolásra ajánlotta: bár hasonlított a Gergely-naptárhoz, egyszerűbb és kényelmesebb volt. A trópusi év 91 napos (13 hét) négy negyedévre oszlik. Minden negyedév vasárnap kezdődik és szombaton ér véget; 3 hónapból áll, az első hónapban 31 nap, a másodikban és a harmadikban 30 nap. Minden hónap 26 munkanapból áll. Az év első napja mindig vasárnap. A projekt adatai a mellékletben találhatók. Vallási okok miatt nem valósult meg. Az egységes világörökös naptár bevezetése továbbra is korunk egyik problémája.

A kezdő dátumot és az azt követő kronológiai rendszert hívják korszak. A korszak kiindulópontja az ún korszak.

Az ókor óta egy bizonyos korszak kezdete (több mint 1000 korszak ismert a Föld különböző régióiban, köztük 350 Kínában és 250 Japánban) és a kronológia egész folyamata fontos legendás, vallási eseményekhez kötődik. vagy (ritkábban) valós események: egyes dinasztiák és egyes császárok uralkodása, háborúk, forradalmak, olimpiák, városok és államok alapítása, Isten (próféta) „születése” vagy „a világ teremtése”.

Huangdi császár uralkodásának 1. évének dátuma a kínai 60 éves ciklikus korszak kezdete - ie 2697.

A Római Birodalomban a grófot a "Róma alapításától" tartották i.e. 753. április 21-től. és Diocletianus császár 284. augusztus 29-i csatlakozásától.

A Bizánci Birodalomban, majd a hagyomány szerint Oroszországban – Vlagyimir Szvjatoszlavovics herceg általi kereszténység felvételétől (i.sz. 988) I. Péter rendeletéig (i.sz. 1700) – az évek számlálása „a teremtéstől fogva történt. a világról”: mert A kezdő dátum ie 5508. szeptember 1-je volt (a „bizánci korszak” első éve). Az ókori Izraelben (Palesztina) a „világteremtés” később történt: ie 3761. október 7-én (a „zsidó korszak” első éve). Voltak mások is, amelyek eltértek a fent említett leggyakoribb korszakoktól, „a világ teremtésétől”.

A kulturális és gazdasági kapcsolatok erősödése, valamint a keresztény vallás széles körű elterjedése Nyugat- és Kelet-Európában felvetette a kronológiai rendszerek, a mértékegységek és az időszámlálás egységesítésének szükségességét.

Modern kronológia - " a mi korszakunk", "új kor" (Kr. u.), "Krisztus születésének korszaka" ( R.H..), Anno Domeni ( HIRDETÉS.– „az Úr éve”) – Jézus Krisztus önkényesen választott születési dátumán alapul. Mivel ezt egyetlen történelmi dokumentum sem jelzi, és az evangéliumok ellentmondanak egymásnak, a Dionysiosz tudós szerzetes a Diocletianus-korszak 278-ban úgy döntött, hogy „tudományosan”, csillagászati ​​adatok alapján kiszámolja a korszak dátumát. A számítás alapja: egy 28 éves "napkör" - egy olyan időszak, amely alatt a hónapok száma a hét pontosan ugyanazokra a napokra esik, és egy 19 éves "holdkör" - egy időszak amelyek a Hold ugyanazon fázisai ugyanazokra a napokra esnek.a hónap azonos napjaira. A „nap” és a „hold” körök ciklusainak szorzata Krisztus 30 éves életéhez igazítva (28 ´ 19S + 30 = 572) adta meg a modern kronológia kezdő dátumát. Az évek „Krisztus születésétől” korszak szerinti számolása nagyon lassan „gyökerezett”: egészen a Kr.u. 15. századig. (azaz 1000 évvel később is) Nyugat-Európa hivatalos iratai 2 dátumot jelöltek meg: a világ teremtésétől és Krisztus születésétől (Kr. e.).

A muszlim világban a kronológia kezdete i.sz. 622. július 16. - a „Hidzsra” (Mohamed próféta vándorlása Mekkából Medinába) napja.

A dátumok fordítása a "muszlim" kronológiai rendszerből T M"kereszténynek" (gregorián) T G képlettel lehet megtenni: (évek).

A csillagászati ​​és kronológiai számítások megkönnyítése érdekében a J. Scaliger által javasolt kronológiát a 16. század vége óta alkalmazzák. Julián korszak(J.D.). A folyamatos napszámlálást Kr.e. 4713. január 1-je óta végzik.

Az előző leckékhez hasonlóan a tanulókat arra kell utasítani, hogy maguk töltsék ki a táblázatot. 6 információ a leckében vizsgált kozmikus és égi jelenségekről. Erre legfeljebb 3 perc áll rendelkezésre, majd a tanár ellenőrzi és javítja a tanulók munkáját. A 6. táblázat a következő információkkal egészül ki:

Az anyagot a problémák megoldásakor konszolidálják:

4. gyakorlat:

1. Január 1-jén a napóra 10 órát mutat. Mennyi időt mutat ebben a pillanatban az órád?

2. Határozza meg a pontos óra és egy sziderális idő szerint futó kronométer leolvasási különbségét, 1 évvel az egyidejű indítás után!

3. Határozza meg a teljes holdfogyatkozás kezdetének pillanatait 1996. április 4-én Cseljabinszkban és Novoszibirszkben, ha az egyetemes idő szerint a jelenség 23 óra 36 perckor következett be!

4. Határozza meg, hogy megfigyelhető-e a Jupiter holdfogyatkozása (okkultációja) Vlagyivosztokban, ha az egyetemes idő szerint 1 óra 50 perckor történik, és a Hold Vlagyivosztokban helyi nyári idő szerint 0 óra 30 perckor nyugszik.

5. Hány napig tartott 1918 az RSFSR-ben?

6. Hány vasárnap lehet februárban?

7. Évente hányszor kel fel a Nap?

8. Miért néz a Hold mindig ugyanazzal az oldallal a Föld felé?

9. A hajó kapitánya december 22-én délben megmérte a Nap zenittávolságát, és 66º 33-nak találta. A greenwichi idő szerint futó kronométer a megfigyelés pillanatában 11:54-et mutatott. Határozza meg a a hajót és helyzetét a világtérképen.

10. Melyek a földrajzi koordinátái annak a helynek, ahol a Sarkcsillag magassága 64º 12", és a Lyrae csillag csúcspontja 4 óra 18 méterrel később következik be, mint a Greenwich Obszervatóriumban?

11. Határozza meg annak a helynek a földrajzi koordinátáit, ahol a csillag felső csúcsa! a - - didaktika - tesztek - feladat

Minden csillagászati ​​megfigyeléshez csatolni kell a végrehajtás idejére vonatkozó adatokat. Az időpillanat pontossága a megfigyelt jelenség követelményeitől és tulajdonságaitól függően változhat. Például a meteorok és a változócsillagok közönséges megfigyelésekor elég, ha egy perc pontossággal ismerjük a pillanatot. A napfogyatkozások, a Hold általi csillagok okkultációinak megfigyelése, és különösen a mesterséges földi műholdak mozgásának megfigyelése nem kevesebb, mint tizedmásodperces pontosságú momentumok megjelölését igényli. Az égi szféra napi forgásának pontos asztrometriai megfigyelése speciális módszerek alkalmazását kényszeríti ki az időpillanatok 0,01, sőt 0,005 másodperces pontosságú rögzítésére!

Ezért a gyakorlati csillagászat egyik fő feladata a megfigyelésekből a pontos idő kinyerése, tárolása és az időadatok közlése a fogyasztókkal.

Az idő betartása érdekében a csillagászok nagyon pontos órákkal rendelkeznek, amelyeket rendszeresen ellenőriznek, speciális műszerekkel meghatározva a csillagok csúcspontjainak pillanatait. A pontos időjelek rádiós továbbítása lehetővé tette számukra, hogy világidő-szolgálatot szervezzenek, vagyis az összes ilyen jellegű megfigyelést végző obszervatóriumot egy rendszerbe kössék.

Az Időszolgálat felelőssége a pontos időjelek sugárzása mellett a minden rádióhallgató számára jól ismert, egyszerűsített jelek továbbítását is magában foglalja. Ez hat rövid jelzés, „pont”, amelyeket egy új óra kezdete előtt adnak ki. Az utolsó „pont” pillanata századmásodperc pontossággal egybeesik egy új óra kezdetével. A csillagászat szerelmeseinek azt tanácsoljuk, hogy ezeket a jeleket használják óráik ellenőrzésére. Az óra ellenőrzésekor ne állítsuk vissza, mert ezzel megsérül a mechanizmus, és a csillagásznak vigyáznia kell az órájára, hiszen ez az egyik fő eszköze. Meg kell határoznia az „órakorrekciót” - a pontos idő és a leolvasás közötti különbséget. Ezeket a javításokat szisztematikusan meg kell határozni, és fel kell jegyezni a megfigyelő naplójába; További vizsgálatuk lehetővé teszi az óra menetének meghatározását és azok jól tanulmányozását.

Természetesen célszerű a lehető legjobb karórát a rendelkezésére bocsátani. Mit kell érteni a „jó figyelem” kifejezés alatt?

Szükséges, hogy a lehető legpontosabban tartsák fenn fejlődésüket. Hasonlítsunk össze két példát a hagyományos zsebórákra:

A korrekció pozitív előjele azt jelenti, hogy a pontos idő eléréséhez korrekciót kell hozzáadni az óra leolvasásához.

A tábla két fele az órajavítások rekordjait tartalmazza. Az alsó korrekcióból a felsőt kivonva és a meghatározások között eltelt napok számával elosztva megkapjuk az óra napi menetét. Az előrehaladás adatai ugyanabban a táblázatban vannak megadva.

Miért neveztük egyes órákat rossznak, másokat pedig jónak? Az első órajelnél a korrekció közel nulla, de mértéke szabálytalanul változik. A másodiknál ​​a korrekció nagy, de a löket egységes. Az első óra alkalmas olyan megfigyelésekre, amelyekhez nincs szükség percnél pontosabb időbélyegzőre. Ezek leolvasása nem interpolálható, éjszakánként többször is ellenőrizni kell.

A második, a „jó óra” összetettebb megfigyelések elvégzésére alkalmas. Természetesen célszerű gyakrabban ellenőrizni őket, de közbenső pillanatokra interpolálhatja a leolvasásukat. Mutassuk meg ezt egy példával. Tegyük fel, hogy a megfigyelés november 5-én, 23:32:46-kor történt. óránk szerint. A november 4-én 17:00 órakor elvégzett óraellenőrzés +2 m 15 s korrekciót adott. A napi ingadozás, amint az a táblázatból is látszik, +5,7 s. November 4-én 17:00 órától a megfigyelés pillanatáig 1 nap és 6,5 óra, azaz 1,27 nap telt el. Ezt a számot megszorozva a napi ciklussal +7,2 s-ot kapunk. Ezért az óra korrekciója a megfigyelés időpontjában nem 2 m 15 s volt, hanem +2 m 22 s. Hozzáadjuk a megfigyelés pillanatához. Tehát a megfigyelés november 5-én, 23:35:80-kor történt.

Időszolgáltatás
A pontos időszolgáltatás feladata a pontos idő meghatározása, mentése és a fogyasztó felé történő közvetítése. Ha azt képzeljük, hogy az óramutató egy távcső optikai tengelye, amely függőlegesen az ég felé mutat, akkor a számlap a csillagok, amelyek egymás után esnek ennek a távcsőnek a látóterébe. A csillagok távcső keresőjén keresztül történő áthaladásának pillanatainak regisztrálása a csillagászati ​​idő klasszikus meghatározásának általános elve. A hozzánk érkezett megalitikus emlékművekből ítélve, amelyek közül a leghíresebb az angliai Stonehenge, ezt az irányzékszerif módszert már a bronzkorban sikeresen alkalmazták. Már maga a csillagászati ​​időszolgálat neve is elavult. 1988 óta ezt a szolgáltatást Nemzetközi Földforgási Szolgálatnak hívják http://hpiers.obspm.fr/eop-pc/.
A pontos idő meghatározásának klasszikus csillagászati ​​módszere (Universal Time, UT) a Föld bármely kiválasztott meridiánjának az „állócsillagok gömbjéhez” viszonyított forgásszögének mérésével jár. Végül a greenwichi meridián lett a kiválasztott. Azonban például Oroszországban hosszú ideig a Pulkovo-i meridiánt tekintették nulla meridiánnak. Valójában minden olyan meridián, amelyre a csillagjáratok pillanatainak rögzítésére specializálódott távcső (átjáróműszer, zenitcső, asztrolábium) fel van szerelve, alkalmas a pontos időszolgáltatás első feladatának megoldására. De nem minden szélesség optimális ehhez, ami nyilvánvaló például a földrajzi pólusokon lévő összes meridián konvergenciája miatt.
A csillagászati ​​idő meghatározásának módszeréből nyilvánvaló a kapcsolata a földi hosszúságok meghatározásával és általában a koordináta mérésekkel. Lényegében ez a koordináta-idő támogatás (CTS) egyetlen feladata. Érthető ennek a problémának a bonyolultsága, amelynek megoldása sok évszázadot vett igénybe, és továbbra is a geodézia, a csillagászat és a geodinamika legégetőbb problémája.
Az UT csillagászati ​​módszerekkel történő meghatározásakor figyelembe kell venni:

• hogy az „állócsillagok gömbje” nem létezik, vagyis a csillagok koordinátáit (a sziderális óra „tárcsa”, amely ennek az óra pontosságát határozza meg) folyamatosan tisztázni kell a megfigyelésekből,
• hogy a Föld forgástengelye a Nap, a Hold és más bolygók gravitációs erőinek hatására összetett periodikus (precessziós és nutációs) mozgásokat hajt végre, amelyeket több száz harmonikus sorozat ír le,
• hogy a megfigyelések az űrben komplexen mozgó Föld felszínéről történnek, ezért figyelembe kell venni a parallaktikus és aberrációs hatásokat,
• hogy a teleszkópoknak, amelyeken az UT megfigyeléseket végezzük, megvannak a saját változó hibái, amelyek különösen az éghajlati viszonyoktól függenek, és ugyanazon megfigyelések alapján határozzák meg,
• hogy a megfigyelések a légköri óceán „alján” történnek, ami gyakran nehezen figyelembe vehető módon torzítja a csillagok valódi koordinátáit (törés),
• hogy maga a forgástengely „lóg” a Föld testében és ez a jelenség, valamint számos árapály- és légköri hatások által a Föld forgására gyakorolt ​​hatás, maguk a megfigyelések határozzák meg,
• hogy a Föld 1956-ig időmércéül szolgáló tengelye körüli forgása egyenetlenül megy végbe, amit maguk a megfigyelések is meghatároznak.

Az idő pontos követéséhez szabványra van szükség. A választott szabvány - a Föld forgási periódusa - nem bizonyult teljesen megbízhatónak. A szoláris nap az idő egyik alapvető mértékegysége, nagyon régen választották. A Föld forgási sebessége azonban egész évben változik, ezért az átlagos napsugárzást használják, amely akár 11 perccel is eltér a valóstól. A Föld egyenetlen ekliptika menti mozgása miatt az elfogadott 24 órás napnap évente 1 sziderikus nappal hosszabb, így 23 óra 56 perc 4,091 másodperc, míg az átlagos szoláris nap 24 óra 3 perc 56,5554 másodperc.
Az 1930-as években megállapították a Föld egyenetlen forgását a tengelye körül. Az egyenetlenség különösen összefügg: a Föld forgásának világi lelassulásával a Hold és a Nap árapály-súrlódása miatt; nem stacionárius folyamatok a Földön belül. A Föld tengelyének felfutása miatti átlagos sziderikus nap 0,0084 másodperccel rövidebb, mint a Föld tényleges forgási periódusa. A Hold árapálya 100 évenként 0,0023 másodperccel lassítja a Föld forgását. Ezért egyértelmű, hogy a másodpercnek a nap 1/86 400-át alkotó időegységként való meghatározása pontosítást igényel.
Az 1900-as évet vették a trópusi év mértékegységeként (a Nap középpontjának két egymást követő áthaladása közötti időtartam a tavaszi napéjegyenlőségen keresztül), ami 365,242196 napnak vagy 365 napnak 5 óra 48 perc 48,08 másodpercnek felel meg. Ezen keresztül meghatározható egy másodperc időtartama = 1/31556925,9747 az 1900-as trópusi évből.
1967 októberében Párizsban, a Nemzetközi Súly- és Mértékbizottság 13. Általános Konferenciája meghatározza az atomi másodperc időtartamát - azt az időtartamot, amely alatt 9 192 631 770 rezgés fordul elő, amely megfelel a cézium atom általi gyógyulás (abszorpció) gyakoriságának. 133 rezonáns átmenet során az alapállapotú atom két ultrafinom energiaszintje között külső mágneses mezők okozta zavarok hiányában, és körülbelül 3,26 cm hullámhosszú rádiósugárzásként kerül rögzítésre.
Az atomórák pontossága 1 s/10 000 év hiba. 10-14s hiba.
1972. január 1-jén a Szovjetunió és a világ számos országa átállt az atomi időszabványra.
A rádióadási időjeleket atomórák továbbítják a helyi idő pontos meghatározásához (azaz a földrajzi hosszúság - az ellenőrzési pontok elhelyezkedése, a csillagok csúcspontjainak megtalálása), valamint a légi és tengeri navigáció számára.
Először 1904-ben kezdték el rádión jeleket továbbítani a bostoni állomásról (USA), 1907-től Németországból, 1910-től Párizsból (Eiffel-torony rádióállomás). Hazánkban 1920. december 1-től a Pulkovo Obszervatórium ritmikus jeleket kezdett sugározni a „New Holland” petrográdi rádióállomáson, 1921. május 25-től pedig a Moszkvai Októberi rádióállomáson keresztül a Khodynkán. A korabeli rádiótechnikai szolgálat szervezői az országban Nyikolaj Ivanovics DNEPROVSZKIJ (1887-1944), Alekszandr Pavlovics Konsztantyinov (1895-1937) és Pavel Andrejevics Azbukin (1882-1970) voltak.
A Népbiztosok Tanácsa 1924-es határozatával a Pulkovo Obszervatóriumban megalakult az Időszolgálat Osztályközi Bizottsága, amely 1928-ban kezdett kiadni az összefoglaló lapokat. 1931-ben két új időszolgálatot szerveztek az Állami Repülési Intézetben és a Polgári Repülési Központi Tudományos Kutatóintézetben, és rendszeres munkát kezdett a Taskent Obszervatórium időszolgálata.
1932 márciusában a Pulkovo Obszervatóriumban megtartották az első asztrometriai konferenciát, amelyen döntés született: időszolgálatot kell létrehozni a Szovjetunióban. A háború előtti időkben Pulkovóban, az Állami Rendőrségben és Taskentben 7 időszolgálat működött, és ritmikus időjeleket sugároztak rádión.
A szolgálat által használt legpontosabb (a pincében állandó nyomáson, hőmérsékleten stb. tárolt) órák a Short kétingás órája (pontosság ± 0,001 s/nap), az F.M. Fedchenko (± 0,0003 s/nap), majd elkezdték használni a kvarcot (segítségükkel fedezték fel a Föld egyenetlen forgását) egészen az atomórák bevezetéséig, amelyeket ma már az időszolgálat használ. Lewis Essen (Anglia) kísérleti fizikus, a kvarc és az atomórák megalkotója 1955-ben megalkotta az első atomfrekvenciás (idő) szabványt céziumatomok nyalábján, aminek eredményeként három évvel később az atomfrekvencián alapuló időszolgáltatást. szabvány keletkezett.
Az USA, Kanada és Németország atomi szabványa szerint 1972. január 1-je óta hozták létre a TAI-t - az atomi idő átlagértékét, amely alapján létrejött az UTC skála (univerzális univerzális koordinátaidő), amely eltér a a szoláris átlag legfeljebb 1 másodperccel (pontosság ±0,90 mp). Az UTC-t minden évben 1 másodperccel módosítják december 31-én vagy június 30-án.
A huszadik század utolsó negyedében már extragalaktikus csillagászati ​​objektumokat - kvazárokat - használtak az egyetemes idő meghatározására. Ugyanakkor a szélessávú rádiójelüket két, több ezer kilométerre elválasztott rádióteleszkóp (VLBI rádióinterferométer - VLBI) rögzíti az atomi idő- és frekvenciaszabványok szinkronizált skáláján. Ezenkívül a műholdak megfigyelésén alapuló rendszereket (GPS - Global Positioning System, GLONASS - globális navigációs műholdrendszer és LLS - Laser Locating Satellites) és a Holdra telepített sarokreflektorokat (Laser Lunar Locating - LLL) használnak.
Csillagászati ​​fogalmak
Csillagászati ​​idő. 1925-ig a csillagászati ​​gyakorlatban az átlagos szoláris nap kezdetét az átlagos nap felső csúcsának (dél) pillanatának tekintették. Ezt az időt átlagos csillagászatinak vagy egyszerűen csillagászatinak nevezték. Mértékegységként az átlagos szoláris másodpercet használtuk. 1925. január 1-je óta az egyetemes idő (UT) váltotta fel
Az atomidőt (AT – Atomic Time) 1964. január 1-jén vezették be. Az időegységet egy atomi másodpercnek tekintjük, amely megegyezik azzal az időtartammal, amely alatt 9 192 631 770 rezgés fordul elő, amely megfelel a cézium-133 atom alapállapotának hiperfinom szerkezetének két szintje közötti sugárzási frekvenciának. külső mágneses mezők. Az AT hordozók több mint 200 atomi idő- és frekvenciaszabvány, amelyek a világ több mint 30 országában találhatók. Ezeket a szabványokat (órákat) a GPS/GLONASS műholdrendszeren keresztül folyamatosan összehasonlítják egymással, melynek segítségével levezetik a nemzetközi atomi időskálát (TAI). Összehasonlítás alapján úgy gondolják, hogy a TAI skála nem tér el évente 0,1 mikroszekundumnál nagyobb mértékben egy képzeletbeli abszolút pontos órától. Az AT nem kapcsolódik a Föld forgási sebességének mérésén alapuló csillagászati ​​időmeghatározási módszerhez, ezért idővel az AT és az UT skála jelentős mértékben eltérhet egymástól. Ennek kiküszöbölésére 1972. január 1-jén vezették be a koordinált világidőt (UTC).
Az univerzális időt (UT – Universal Time) 1925. január 1-je óta használják a csillagászati ​​idő helyett. Az átlagos nap alsó csúcsától számítva a greenwichi meridiánon. 1956. január 1-je óta három univerzális időskálát határoztak meg:
Az UT0 a közvetlen csillagászati ​​megfigyelések alapján meghatározott univerzális idő, azaz. a pillanatnyi greenwichi meridián ideje, amelynek síkjának helyzetét a Föld pólusainak pillanatnyi helyzete jellemzi;
Az UT1 a Greenwich Mean Meridian ideje, amelyet a Föld pólusainak átlagos helyzete határoz meg. Az UT0-tól a földrajzi pólus elmozdulásának korrekcióiban különbözik a Föld testének a forgástengelyéhez képesti elmozdulása miatt;
Az UT2 egy "simított" UT1 idő, amelyet a Föld forgási szögsebességének évszakos változásaival korrigálnak.
Koordinált világidő (UTC). Az UTC alapja az AT skála, amely szükség szerint, de csak január 1-jén vagy július 1-jén egy további negatív vagy pozitív másodperc beírásával módosítható úgy, hogy az UTC és az UT1 közötti különbség ne haladja meg a 0,8 másodpercet. Az Orosz Föderáció UTC(SU) időskáláját az állami idő- és frekvenciaszabvány adja meg, és összhangban van az UTC International Time Bureau skálájával. Jelenleg (2005 eleje) TAI - UTC = 32 másodperc. Sok olyan oldal van, ahol megtudhatja a pontos időt, például a Nemzetközi Súly- és Mértékiroda (BIPM) szerverén http://www.bipm.fr/en/scientific/tai/time_server.html.
A sziderikus nap két egymást követő, azonos nevű csúcspont között eltelt időszak a tavaszi napéjegyenlőség pontján ugyanazon a délkörön. Felső csúcspontja a sziderikus nap kezdete. A tavaszi napéjegyenlőség választott pontjától függően létezik valódi és átlagos sziderális idő. Az átlagos sziderikus nap 23 óra.56 perc 04.0905 másodperc az átlagos szoláris napból.
A valódi szoláris idő egy egyenetlen idő, amelyet a valódi nap mozgása határoz meg, és a valódi nap napjának töredékeiben van kifejezve. A valódi szoláris idő egyenetlensége (időegyenlete) 1) az ekliptika egyenlítőhöz viszonyított dőléséből és 2) a nap egyenetlen mozgásából adódik az ekliptika mentén a Föld pályájának excentricitása miatt.
A valódi napnap az az időtartam, amely a valódi nap azonos nevű, ugyanazon a délkörön lévő két egymást követő csúcspontja között telik el. Az igazi nap alsó csúcspontjának (éjfélnek) pillanatát tekintjük az igazi szoláris nap kezdetének.
Az átlagos szoláris idő egy egyenletes idő, amelyet az átlagos nap mozgása határoz meg. 1956-ig egy átlagos napmásodperces skálán (az átlagos szoláris nap 1/86 400-a része) egységes idő szabványaként használták.
Az átlagos szoláris nap az az időintervallum, amely az átlagos nap azonos nevű, ugyanazon a délkörön lévő két egymást követő csúcspontja között van. Az átlagos nap alsó csúcspontjának (éjfélnek) pillanatát tekintjük az átlagos szoláris nap kezdetének.
Az átlagos (egyenlítői) nap egy fiktív pont az égi szférán, amely egyenletesen mozog az Egyenlítő mentén, az igazi Nap átlagos éves mozgási sebességével az ekliptika mentén.
Az átlagos ekliptikai nap egy fiktív pont az égi szférán, amely egyenletesen mozog az ekliptika mentén a valódi Nap átlagos éves sebességével. Az átlagos ekliptikai nap mozgása az Egyenlítő mentén egyenetlen.
A tavaszi napéjegyenlőség pont az egyenlítő és az ekliptika metszéspontja az égi szférán, amelyen tavasszal áthalad a nap középpontja. A tavaszi napéjegyenlőségnek vannak igaz (precesszió és nutáció miatt mozgó) és átlagos (csak precesszió miatt mozgó) pontjai.
A trópusi év az az időintervallum, amely az átlagos nap két egymást követő áthaladása között halad át a tavaszi napéjegyenlőség felezőpontja között, ami 365,24219879 átlagos szoláris napnak vagy 366,24219879 sziderális napnak felel meg.
Az időegyenlet a valódi szoláris idő és az átlagos szoláris idő különbsége. November elején eléri a +16 percet, február közepén pedig a -14 percet. Megjelent a Csillagászati ​​Évkönyvekben.
Az efemeriszidő (ET - Ephemeris time) független változó (érv) az égi mechanikában (az égitestek mozgásának newtoni elmélete). 1960. január 1-jén vezették be a csillagászati ​​évkönyvekbe, mint az univerzális időnél egységesebbet, amelyet a Föld forgásának hosszú távú szabálytalanságai terheltek. Naprendszeri testek (főleg a Hold) megfigyelései alapján határozták meg. Az efemeriszmásodperc mértékegysége a trópusi év 1/31556925,9747 töredéke 1900. január 0., 12 óra ET, vagy egyébként az átlagos szoláris nap időtartamának 1/86400 töredéke ugyanerre. pillanat.