Armazenamento e transmissão da hora exata. Astronomia (educação adicional)_11

Cada observação astronômica deve ser acompanhada de dados sobre o momento de sua execução. A precisão do momento de tempo pode ser diferente, dependendo dos requisitos e propriedades do fenômeno observado. Assim, por exemplo, em observações comuns de meteoros e estrelas variáveis, é suficiente conhecer o momento com uma precisão de até um minuto. Observações de eclipses solares, ocultações de estrelas pela Lua e, especialmente, observações do movimento de satélites artificiais da Terra exigem a marcação dos momentos com uma precisão não inferior a um décimo de segundo. Observações astrométricas precisas da rotação diária da esfera celeste nos obrigam a usar métodos especiais de registro de momentos de tempo com uma precisão de 0,01 e até 0,005 segundos!

Portanto, uma das principais tarefas da astronomia prática é obter o tempo preciso das observações, armazená-lo e comunicar os dados de tempo aos consumidores.

Para manter o tempo, os astrônomos têm relógios muito precisos, que verificam regularmente determinando os momentos dos clímax das estrelas com a ajuda de instrumentos especiais. A transmissão de sinais de hora exata por rádio permitiu-lhes organizar um serviço de hora mundial, ou seja, ligar todos os observatórios envolvidos em observações desse tipo em um sistema.

A responsabilidade dos Serviços de Tempo, para além da transmissão de sinais horários precisos, inclui também a transmissão de sinais simplificados, bem conhecidos de todos os ouvintes de rádio. Estes são seis sinais curtos, “pontos”, que são dados antes do início de uma nova hora. O momento do último "ponto", até um centésimo de segundo, coincide com o início de uma nova hora. O astrônomo amador é aconselhado a usar esses sinais para verificar seu relógio. Ao verificar o relógio, não devemos traduzi-lo, pois neste caso eu estrago o mecanismo, e o astrônomo deve cuidar de seu relógio, pois este é um de seus principais instrumentos. Ele deve determinar a "correção do relógio" - a diferença entre a hora exata e suas leituras. Essas correções devem ser sistematicamente determinadas e registradas no diário do observador; um estudo mais aprofundado deles permitirá que você determine o curso do relógio e os estude bem.

Claro, é desejável ter o melhor relógio possível à sua disposição. O que deve ser entendido pelo termo "boas horas"?

É necessário que eles mantenham seu curso com a maior precisão possível. Vamos comparar duas cópias de relógios de bolso comuns:

O sinal positivo da correção significa que, para obter a hora exata, é necessário adicionar uma alteração na leitura do relógio.

Nas duas metades do tablet há registros de correções do relógio. Subtraindo a correção superior da correção inferior e dividindo pelo número de dias decorridos entre as determinações, obtemos o clock diário. Os dados de progresso são fornecidos na mesma tabela.

Por que chamamos alguns relógios de ruins e outros de bons? Nas primeiras horas, a correção é próxima de zero, mas seu curso muda irregularmente. Para o segundo, a correção é grande, mas o curso é uniforme. O primeiro relógio é adequado para observações que não requerem uma marcação de tempo mais precisa do que o minuto. Suas leituras não podem ser interpoladas e devem ser verificadas várias vezes por noite.

O segundo, "bom relógio", é adequado para realizar observações mais complexas. Claro que é útil verificá-los com mais frequência, mas é possível interpolar suas leituras para momentos intermediários. Vamos mostrar isso com um exemplo. Suponhamos que a observação tenha sido feita em 5 de novembro às 23:32:46. de acordo com nosso horário. A verificação do relógio, realizada às 17h do dia 4 de novembro, deu uma correção de +2 m. 15 s. O curso diário, como pode ser visto na tabela, é de +5,7 s. Das 17:00 do dia 4 de novembro até o momento da observação, passaram-se 1 dia e 6,5 horas ou 1,27 dias. Multiplicando esse número pela diária, obtemos +7,2 s. Portanto, a correção do relógio no momento da observação não foi de 2 m. 15 s, mas de +2 m. 22 s. Nós o adicionamos ao momento de observação. Assim, a observação foi feita no dia 5 de novembro às 23:35:8.

A determinação da hora exata, seu armazenamento e transmissão via rádio para toda a população é tarefa do serviço de hora exata, que existe em muitos países.

Os sinais de hora exata no rádio são recebidos por navegadores da frota marítima e aérea, muitas organizações científicas e industriais que precisam saber a hora exata. Saber o tempo exato é necessário, em particular, para determinar a

suas longitudes em diferentes pontos da superfície da Terra.

Conta do tempo. Definição de longitude geográfica. Calendário

A partir do curso da geografia física da URSS, você conhece os conceitos de hora local, zonal e maternidade, e também que a diferença nas longitudes geográficas de dois pontos é determinada pela diferença na hora local desses pontos. Este problema é resolvido por métodos astronômicos usando observações de estrelas. Com base na determinação das coordenadas exatas de pontos individuais, a superfície da Terra é mapeada.

Desde os tempos antigos, as pessoas usam a duração do mês lunar ou do ano solar para calcular longos períodos de tempo, ou seja, a duração da revolução do sol ao longo da eclíptica. O ano determina a frequência das mudanças sazonais. Um ano solar dura 365 dias solares 5 horas 48 minutos 46 segundos. É praticamente incomensurável com os dias e com a duração do mês lunar - o período da mudança das fases lunares (cerca de 29,5 dias). Isso dificulta a criação de um calendário simples e conveniente. Ao longo dos séculos da história humana, muitos sistemas de calendário diferentes foram criados e usados. Mas todos eles podem ser divididos em três tipos: solar, lunar e lunissolar. Os povos pastorais do sul geralmente usavam os meses lunares. Um ano composto por 12 meses lunares continha 355 dias solares. Para coordenar o cálculo do tempo de acordo com a Lua e de acordo com o Sol, era necessário estabelecer 12 ou 13 meses em um ano e inserir dias adicionais no ano. O calendário solar, que era usado no antigo Egito, era mais simples e conveniente. Atualmente, na maioria dos países do mundo, também é adotado um calendário solar, mas um dispositivo mais avançado, chamado Gregoriano, que será discutido a seguir. AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

Ao compilar o calendário, deve-se levar em consideração que a duração do ano civil deve ser o mais próximo possível da duração da revolução do Sol ao longo da eclíptica e que o ano civil deve conter um número inteiro de dias solares, já que é inconveniente começar o ano em diferentes horas do dia.

Essas condições foram satisfeitas pelo calendário desenvolvido pelo astrônomo alexandrino Sosígenes e introduzido em 46 aC. em Roma por Júlio César. Posteriormente, como você sabe, no curso de geografia física, foi chamado de Juliano ou estilo antigo. Neste calendário, os anos são contados três vezes seguidas por 365 dias e são chamados de simples, o ano seguinte é de 366 dias. É chamado de ano bissexto. Anos bissextos no calendário juliano são aqueles anos cujos números são divisíveis por 4.

A duração média do ano de acordo com este calendário é de 365 dias e 6 horas, ou seja, é cerca de 11 minutos mais longo do que o verdadeiro. Por causa disso, o estilo antigo ficava atrás do fluxo real do tempo em cerca de 3 dias a cada 400 anos.

No calendário gregoriano (novo estilo), introduzido na URSS em 1918 e ainda mais cedo adotado na maioria dos países, os anos terminam em dois zeros, com exceção de 1600, 2000, 2400, etc. (ou seja, aqueles cujo número de centenas é divisível por 4 sem deixar resto) não são considerados anos bissextos. Isso corrige o erro de 3 dias, acumulando mais de 400 anos. Assim, a duração média do ano no novo estilo é muito próxima do período de revolução da Terra em torno do Sol.

Até o século 20 a diferença entre o novo estilo e o antigo (Julian) chegou a 13 dias. Como o novo estilo foi introduzido em nosso país apenas em 1918, a Revolução de Outubro, que ocorreu em 1917 em 25 de outubro (de acordo com o estilo antigo), é comemorada em 7 de novembro (de acordo com o novo estilo).

A diferença entre os estilos antigo e novo de 13 dias continuará no século 21 e no século 22. aumentará para 14 dias.

O novo estilo, é claro, não é completamente preciso, mas um erro de 1 dia se acumulará somente após 3300 anos.

Metodologia da lição 5
"Hora e Calendário"

O objetivo da aula: a formação de um sistema de conceitos de astrometria prática sobre os métodos e ferramentas para medir, contar e armazenar o tempo.

Objetivos de aprendizado:
Educação geral: formação de conceitos:

Astrometria prática sobre: ​​1) métodos astronômicos, instrumentos e unidades de medida, contando e mantendo o tempo, calendários e cronologia; 2) determinação das coordenadas geográficas (longitude) da área de acordo com os dados das observações astrométricas;

Sobre os fenômenos cósmicos: a revolução da Terra em torno do Sol, a revolução da Lua em torno da Terra e a rotação da Terra em torno de seu eixo e suas consequências - fenômenos celestes: nascer, pôr do sol, movimento visível diário e anual e culminações do luminares (Sol, Lua e estrelas), mudança de fases da Lua.

Educacional: a formação de uma visão de mundo científica e a educação ateísta no percurso de familiarização com a história do conhecimento humano, com os principais tipos de calendários e sistemas cronológicos; desmascarar superstições associadas aos conceitos de "ano bissexto" e à tradução das datas dos calendários juliano e gregoriano; ensino politécnico e laboral na apresentação de material sobre instrumentos de medição e armazenamento de tempo (horas), calendários e sistemas cronológicos, e sobre métodos práticos de aplicação dos conhecimentos astrométricos.

Desenvolver: a formação de competências: resolver problemas de cálculo de hora e datas da cronologia e transferência de tempo de um sistema de armazenamento e conta para outro; realizar exercícios de aplicação das fórmulas básicas da astrometria prática; usar um mapa móvel do céu estrelado, livros de referência e o calendário astronômico para determinar a posição e as condições de visibilidade dos corpos celestes e o curso dos fenômenos celestes; determinar as coordenadas geográficas (longitude) da área de acordo com observações astronômicas.

Os alunos devem conhecer:

1) as causas dos fenômenos celestes observados diariamente, gerados pela revolução da Lua ao redor da Terra (mudança das fases da Lua, movimento aparente da Lua na esfera celeste);
2) a relação da duração de fenômenos cósmicos e celestes individuais com unidades e métodos de medição, cálculo e armazenamento de tempo e calendários;
3) unidades de tempo: efemérides segundo; dia (estelar, verdadeiro e solar médio); uma semana; mês (sinódico e sideral); ano (estelar e tropical);
4) fórmulas que expressam a conexão dos tempos: universal, decreto, local, verão;
5) ferramentas e métodos para medir o tempo: os principais tipos de relógios (solar, água, fogo, mecânico, quartzo, eletrônico) e as regras de uso para medir e armazenar o tempo;
6) os principais tipos de calendários: lunar, lunisolar, solar (Juliano e Gregoriano) e os fundamentos da cronologia;
7) os conceitos básicos da astrometria prática: os princípios de determinação do tempo e das coordenadas geográficas da área de acordo com observações astronômicas.
8) valores astronômicos: coordenadas geográficas da cidade natal; unidades de tempo: segundo efemero; dia (estelar e solar médio); mês (sinódico e sideral); ano (tropical) e duração do ano nos principais tipos de calendários (lunar, lunisolar, solar Juliano e Gregoriano); números de fuso horário de Moscou e cidade natal.

Os alunos devem ser capaz de:

1) Use um plano generalizado para o estudo dos fenômenos cósmicos e celestes.
2) Navegue pelo terreno pela lua.
3) Resolver problemas relacionados com a conversão de unidades de tempo de um sistema de contagem para outro utilizando fórmulas que expressem a relação: a) entre o tempo sideral e o tempo solar médio; b) Mundial, diurno, local, horário de verão e usando um mapa de fusos horários; c) entre diferentes sistemas de cálculo.
4) Resolver problemas para determinar as coordenadas geográficas do local e tempo de observação.

Recursos visuais e demonstrações:

Fragmentos do filme "Aplicações práticas da astronomia".

Fragmentos de tiras de filme "Movimento visível dos corpos celestes"; "Desenvolvimento de ideias sobre o Universo"; "Como a astronomia refutou as idéias religiosas sobre o universo".

Dispositivos e ferramentas: globo geográfico; mapa de fusos horários; gnômon e relógio de sol equatorial, ampulheta, relógio d'água (com escala uniforme e não uniforme); uma vela com divisões como modelo de relógio de fogo, relógios mecânicos, de quartzo e eletrônicos.

Desenhos, diagramas, fotografias: a mudança das fases da lua, a estrutura interna e o princípio de funcionamento dos relógios mecânicos (pêndulo e mola), quartzo e eletrônico, o padrão de tempo atômico.

Trabalho de casa:

1. Estude o material dos livros didáticos:
BA. Vorontsov-Velyaminova: §§ 6(1), 7.
E.P. Levitano: § 6; tarefas 1, 4, 7
AV Zasova, E. V. Kononovich: §§ 4(1); 6; exercício 6.6 (2.3)

2. Complete tarefas da coleção de tarefas Vorontsov-Velyaminov B.A. : 113; 115; 124; 125.

Plano de aula

Método de apresentação do material

No início da aula, é necessário testar os conhecimentos adquiridos nas três aulas anteriores, atualizando o material destinado ao estudo com perguntas e tarefas durante um levantamento frontal e conversa com os alunos. Alguns alunos realizam tarefas programadas, resolvendo problemas relacionados ao uso de um mapa em movimento do céu estrelado (semelhante às tarefas das tarefas 1-3).

Uma série de perguntas sobre as causas dos fenômenos celestes, as principais linhas e pontos da esfera celeste, constelações, condições de visibilidade das luminárias, etc. corresponde às perguntas feitas no início das lições anteriores. Eles são complementados por perguntas:

1. Defina os conceitos de "brilho da estrela" e "magnitude". O que você sabe sobre a escala de magnitude? O que determina o brilho das estrelas? Escreva a fórmula de Pogson no quadro.

2. O que você sabe sobre o sistema de coordenadas celestes horizontais? Para que isso é usado? Quais planos e linhas são os principais neste sistema? O que é: a altura da luminária? A distância do zênite do sol? Azimute do sol? Quais são as vantagens e desvantagens deste sistema de coordenadas celestes?

3. O que você sabe sobre o sistema de coordenadas celestes I equatorial? Para que isso é usado? Quais planos e linhas são os principais neste sistema? O que é: a declinação do luminar? distância polar? O ângulo horário do sol? Quais são as vantagens e desvantagens deste sistema de coordenadas celestes?

4. O que você sabe sobre o sistema de coordenadas celestes equatorial II? Para que isso é usado? Quais planos e linhas são os principais neste sistema? O que é ascensão reta de uma estrela? Quais são as vantagens e desvantagens deste sistema de coordenadas celestes?

1) Como navegar no terreno pelo Sol? Pela Estrela do Norte?
2) Como determinar a latitude geográfica da área a partir de observações astronômicas?

Tarefas de programação relevantes:

1) Coleção de problemas G.P. Subbotina, atribuições NN 46-47; 54-56; 71-72.
2) Coleção de problemas E.P. Quebrado, tarefas NN 4-1; 5-1; 5-6; 5-7.
3) Strout E. K. : provas NN 1-2 do tópico "Fundamentos práticos da astronomia" (convertidos para programáveis ​​como resultado do trabalho do professor).

Na primeira etapa da aula em forma de palestra, a formação de conceitos de tempo, unidades de medida e contagem de tempo, com base na duração dos fenômenos cósmicos (a rotação da Terra em torno de seu eixo, a revolução do Lua ao redor da Terra e a revolução da Lua ao redor do Sol), a conexão entre diferentes "tempos" e cinturões horários. Consideramos necessário dar aos alunos um conceito geral de tempo sideral.

Os alunos devem estar atentos a:

1. A duração do dia e do ano depende do referencial em que se considera o movimento da Terra (se está associado a estrelas fixas, ao Sol, etc.). A escolha do sistema de referência é refletida no nome da unidade de tempo.

2. A duração das unidades de contagem de tempo está relacionada com as condições de visibilidade (culminações) dos corpos celestes.

3. A introdução do padrão de tempo atômico na ciência deveu-se à não uniformidade da rotação da Terra, que foi descoberta com crescente precisão do relógio.

4. A introdução do horário padrão deve-se à necessidade de coordenar as atividades económicas no território definido pelos limites dos fusos horários. Um erro comum no dia a dia é a identificação do horário local com o horário de verão.

1 vez. Unidades de medida e tempo de contagem

O tempo é a principal grandeza física que caracteriza a mudança sucessiva dos fenômenos e estados da matéria, a duração de sua existência.

Historicamente, todas as unidades de tempo básicas e derivadas são determinadas com base em observações astronômicas do curso dos fenômenos celestes, devido a: a rotação da Terra em torno de seu eixo, a rotação da Lua em torno da Terra e a rotação da Terra ao redor do Sol. Para medir e calcular o tempo na astrometria, são utilizados diferentes sistemas de referência, associados a determinados corpos celestes ou a determinados pontos da esfera celeste. Os mais difundidos são:

1. "estelar"o tempo associado ao movimento das estrelas na esfera celeste. Medido pelo ângulo horário do ponto do equinócio vernal: S \u003d t ^; t \u003d S - a

2. "solar"tempo associado: com o movimento aparente do centro do disco do Sol ao longo da eclíptica (tempo solar verdadeiro) ou o movimento do "Sol médio" - um ponto imaginário movendo-se uniformemente ao longo do equador celeste no mesmo intervalo de tempo que o verdadeiro Sol (tempo solar médio).

Com a introdução em 1967 do padrão de tempo atômico e do sistema SI Internacional, o segundo atômico é usado na física.

Um segundo é uma quantidade física numericamente igual a 9192631770 períodos de radiação correspondente à transição entre níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio-133.

Todos os "tempos" acima são consistentes entre si por cálculos especiais. Na vida cotidiana, o tempo solar médio é usado.

A determinação da hora exata, seu armazenamento e transmissão por rádio constituem o trabalho do Time Service, que existe em todos os países desenvolvidos do mundo, incluindo a Rússia.

A unidade básica do tempo solar sideral, verdadeiro e médio é o dia. Sideral, solar médio e outros segundos são obtidos dividindo o dia correspondente por 86400 (24 h´ 60 m´ 60 s).

O dia se tornou a primeira unidade de medida de tempo há mais de 50.000 anos.

Um dia é um período de tempo durante o qual a Terra faz uma revolução completa em torno de seu eixo em relação a qualquer ponto de referência.

Dia sideral - o período de rotação da Terra em torno de seu eixo em relação às estrelas fixas, é definido como o intervalo de tempo entre dois clímax sucessivos superiores do equinócio vernal.

Um verdadeiro dia solar é o período de rotação da Terra em torno de seu eixo em relação ao centro do disco solar, definido como o intervalo de tempo entre duas culminações sucessivas de mesmo nome do centro do disco solar.

Devido ao fato de que a eclíptica está inclinada em relação ao equador celeste em um ângulo de 23º 26¢, e a Terra gira em torno do Sol em uma órbita elíptica (ligeiramente alongada), a velocidade do movimento aparente do Sol na esfera celeste e, portanto, a duração de um verdadeiro dia solar mudará constantemente ao longo do ano: o mais rápido perto dos equinócios (março, setembro), o mais lento perto dos solstícios (junho, janeiro).

Para simplificar os cálculos de tempo em astronomia, foi introduzido o conceito de dia solar médio - o período de rotação da Terra em torno de seu eixo em relação ao "Sol médio".

O dia solar médio é definido como o intervalo de tempo entre dois clímax sucessivos do mesmo nome do "Sol médio".

O dia solar médio é 3 m 55,009 s mais curto que o dia sideral.

24 h 00 m 00 s de tempo sideral são iguais a 23 h 56 m 4,09 s de tempo solar médio.

Para definição dos cálculos teóricos, aceita-se efemérides (tabela) segundo igual ao segundo solar médio em 0 de janeiro de 1900 às 12 horas igual ao tempo atual, não relacionado à rotação da Terra. Cerca de 35.000 anos atrás, as pessoas notaram uma mudança periódica na aparência da lua - uma mudança nas fases lunares. Estágio F corpo celeste (Lua, planetas, etc.) é determinado pela razão entre a maior largura da parte iluminada do disco d¢ ao seu diâmetro D: . Linha o Exterminador do Futuro separa as partes escuras e claras do disco da luminária.

Arroz. 32. Mudando as fases da lua

A lua se move ao redor da Terra na mesma direção em que a Terra gira em torno de seu eixo: de oeste para leste. A exibição desse movimento é o movimento aparente da Lua contra o fundo das estrelas em direção à rotação do céu. Todos os dias, a Lua se move para o leste em 13° em relação às estrelas e completa um círculo completo em 27,3 dias. Assim, a segunda medida de tempo após o dia foi estabelecida - mês(Fig. 32).

Mês lunar sideral (estrela)- o período de tempo durante o qual a lua dá uma volta completa em torno da terra em relação às estrelas fixas. É igual a 27 d 07 h 43 m 11,47 s .

Mês lunar sinódico (calendário) - o intervalo de tempo entre duas fases sucessivas de mesmo nome (geralmente luas novas) da Lua. É igual a 29 d 12 h 44 m 2,78 s .

Arroz. 33. Maneiras de focar terreno na lua

A totalidade dos fenômenos do movimento visível da Lua contra o fundo das estrelas e a mudança nas fases da Lua torna possível navegar a Lua no solo (Fig. 33). A lua aparece como um crescente estreito no oeste e desaparece nos raios da aurora da manhã com o mesmo crescente estreito no leste. Mentalmente, anexe uma linha reta à esquerda da lua crescente. Podemos ler no céu tanto a letra "P" - "crescendo", os "chifres" do mês estão virados para a esquerda - o mês é visível no oeste; ou a letra "C" - "envelhecendo", os "chifres" do mês são virados para a direita - o mês é visível no leste. Em uma lua cheia, a lua é visível no sul à meia-noite.

Como resultado das observações da mudança na posição do Sol acima do horizonte por muitos meses, surgiu uma terceira medida de tempo - ano.

Um ano é um período de tempo durante o qual a Terra faz uma revolução completa em torno do Sol em relação a qualquer ponto de referência (ponto).

Um ano sideral é um período sideral (estelar) da revolução da Terra em torno do Sol, igual a 365,256320 ... dias solares médios.

Ano anomalístico - o intervalo de tempo entre duas passagens sucessivas do Sol médio pelo ponto de sua órbita (geralmente periélio), é igual a 365,259641 ... dias solares médios.

Um ano tropical é o intervalo de tempo entre duas passagens sucessivas do Sol médio pelo equinócio vernal, igual a 365,2422 ... dias solares médios ou 365 d 05 h 48 m 46,1 s.

O tempo universal é definido como o tempo solar médio local no meridiano zero (Greenwich).

A superfície da Terra é dividida em 24 áreas, delimitadas por meridianos - Fusos horários. O fuso horário zero está localizado simetricamente em relação ao meridiano zero (Greenwich). As faixas são numeradas de 0 a 23 de oeste para leste. Os limites reais dos cinturões estão alinhados com os limites administrativos dos distritos, regiões ou estados. Os meridianos centrais dos fusos horários estão separados por exatamente 15º (1 hora), portanto, ao passar de um fuso horário para outro, o tempo muda por um número inteiro de horas, e o número de minutos e segundos não muda. O novo dia do calendário (e o Ano Novo) começa em linhas de data(linha de demarcação), passando principalmente ao longo do meridiano de 180° de longitude leste perto da fronteira nordeste da Federação Russa. A oeste da linha de data, o dia do mês é sempre um a mais do que a leste. Ao cruzar esta linha de oeste para leste, o número do calendário diminui em um, e ao cruzar a linha de leste para oeste, o número do calendário aumenta em um, o que elimina o erro de contar o tempo ao viajar ao redor do mundo e mover pessoas do Oriental ao hemisfério ocidental da Terra.

O tempo padrão é determinado pela fórmula:
T n = T 0 + n , Onde T 0 - tempo universal; n- número do fuso horário.

O horário de verão é o horário padrão, alterado para um número inteiro de horas por decreto do governo. Para a Rússia, é igual ao cinto, mais 1 hora.

Horário de Moscou - horário padrão do segundo fuso horário (mais 1 hora):
Tm \u003d T 0 + 3 (horas).

Horário de verão - horário padrão, alterado por mais 1 hora por ordem do governo para o período do horário de verão, a fim de economizar energia.

Devido à rotação da Terra, a diferença entre os momentos do início do meio-dia ou a culminação de estrelas com coordenadas equatoriais conhecidas em 2 pontos é igual à diferença nas longitudes geográficas dos pontos, o que permite determinar a longitude de um determinado ponto de observações astronômicas do Sol e outros luminares e, inversamente, hora local em qualquer ponto com uma longitude conhecida.

A longitude geográfica da área é medida a leste do meridiano "zero" (Greenwich) e é numericamente igual ao intervalo de tempo entre os clímaxes de mesmo nome da mesma luminária no meridiano de Greenwich e no ponto de observação: , onde S- tempo sideral em um ponto com uma dada latitude geográfica, S 0 - tempo sideral no meridiano zero. Expressa em graus ou horas, minutos e segundos.

Para determinar a longitude geográfica da área, é necessário determinar o momento de clímax de qualquer luminária (geralmente o Sol) com coordenadas equatoriais conhecidas. Traduzindo com a ajuda de tabelas especiais ou uma calculadora o tempo de observações do solar médio para o estelar e sabendo do livro de referência o tempo da culminação desta luminária no meridiano de Greenwich, podemos determinar facilmente a longitude da área . A única dificuldade nos cálculos é a conversão exata de unidades de tempo de um sistema para outro. O momento de culminação não pode ser "guardado": basta determinar a altura (distância do zênite) da luminária em qualquer ponto precisamente fixado no tempo, mas os cálculos serão bastante complicados.

Na segunda etapa da aula, os alunos se familiarizam com dispositivos para medir, armazenar e contar o tempo - horas. As leituras do relógio servem como referência com a qual os intervalos de tempo podem ser comparados. Os alunos devem prestar atenção ao fato de que a necessidade de determinar com precisão os momentos e intervalos de tempo estimulou o desenvolvimento da astronomia e da física: até meados do século XX, métodos astronômicos de medição, armazenamento de tempo e padrões de tempo subjazem ao serviço do tempo mundial. A precisão do relógio foi controlada por observações astronômicas. Atualmente, o desenvolvimento da física levou à criação de métodos mais precisos de determinação e padrões de tempo, que começaram a ser usados ​​pelos astrônomos para estudar os fenômenos subjacentes aos antigos métodos de medição do tempo.

O material é apresentado em forma de palestra, acompanhado de demonstrações do princípio de funcionamento e da estrutura interna de relógios de diversos tipos.

2. Dispositivos para medir e armazenar o tempo

Mesmo na antiga Babilônia, o dia solar era dividido em 24 horas (360º: 24 = 15º). Mais tarde, cada hora foi dividida em 60 minutos e cada minuto em 60 segundos.

Os primeiros instrumentos para medir o tempo foram os relógios de sol. O relógio de sol mais simples - gnômon- representam um poste vertical no centro de uma plataforma horizontal com divisões (Fig. 34). A sombra do gnômon descreve uma curva complexa que depende da altura do Sol e muda de dia para dia dependendo da posição do Sol na eclíptica, a velocidade da sombra também muda. Relógio de sol não requer enrolamento, não para e sempre funciona corretamente. inclinando o local para que o pólo do gnômon seja apontado para o pólo do mundo, obtemos um relógio de sol equatorial no qual a velocidade da sombra é uniforme (Fig. 35).

Arroz. 34. Relógio de sol horizontal. Os ângulos correspondentes a cada hora têm um valor diferente e são calculados pela fórmula: , onde a é o ângulo entre a linha do meio-dia (a projeção do meridiano celeste sobre uma superfície horizontal) e a direção dos números 6, 8, 10... indicando as horas; j é a latitude do local; h - ângulo horário do Sol (15º, 30º, 45º)

Arroz. 35. Relógio de sol equatorial. Cada hora no mostrador corresponde a um ângulo de 15 graus.

Para medir o tempo à noite e com mau tempo, foram inventadas ampulhetas, relógios de fogo e de água.

As ampulhetas são simples em design e precisas, mas volumosas e "enrolam" apenas por um curto período de tempo.

O relógio de fogo é uma espiral ou bastão de uma substância combustível com divisões aplicadas. Na China antiga, foram criadas misturas que queimavam por meses sem supervisão constante. As desvantagens desses relógios: baixa precisão (dependência da taxa de queima da composição da substância e do clima) e a complexidade da fabricação (Fig. 36).

Relógios de água (clepsidras) foram usados ​​em todos os países do Mundo Antigo (Fig. 37 a, b).

Relógios mecânicos com pesos e rodas foram inventados nos séculos X-XI. Na Rússia, o primeiro relógio de torre mecânico foi instalado no Kremlin de Moscou em 1404 pelo monge Lazar Sorbin. Relógio de pêndulo inventado em 1657 pelo físico e astrônomo holandês H. Huygens. O relógio mecânico com mola foi inventado no século XVIII. Nos anos 30 do nosso século, os relógios de quartzo foram inventados. Em 1954, surgiu na URSS a ideia de criar relógio atômico- "Padrão primário estadual de tempo e frequência". Eles foram instalados em um instituto de pesquisa perto de Moscou e deram um erro aleatório de 1 segundo a cada 500.000 anos.

Um padrão de tempo atômico (óptico) ainda mais preciso foi criado na URSS em 1978. Um erro de 1 segundo ocorre a cada 10.000.000 anos!

Com a ajuda desses e de muitos outros instrumentos físicos modernos, foi possível determinar os valores das unidades de tempo básicas e derivadas com altíssima precisão. Muitas características do movimento visível e verdadeiro dos corpos cósmicos foram refinadas, novos fenômenos cósmicos foram descobertos, incluindo mudanças na velocidade de rotação da Terra em torno de seu eixo em 0,01-1 segundo durante o ano.

3. Calendários. cronologia

Um calendário é um sistema numérico contínuo para grandes períodos de tempo, baseado na periodicidade dos fenômenos naturais, que se manifesta especialmente claramente nos fenômenos celestes (o movimento dos corpos celestes). Toda a história secular da cultura humana está inextricavelmente ligada ao calendário.

A necessidade de calendários surgiu em uma antiguidade tão extrema, quando as pessoas ainda não sabiam ler e escrever. Os calendários determinavam o início da primavera, verão, outono e inverno, os períodos de floração das plantas, amadurecimento dos frutos, coleta de ervas medicinais, mudanças no comportamento e na vida dos animais, mudanças climáticas, tempo de trabalho agrícola e muito mais . Os calendários respondem às perguntas: "Que data é hoje?", "Que dia da semana?", "Quando este ou aquele evento aconteceu?" e permitem regular e planejar a vida e a atividade econômica das pessoas.

Existem três tipos principais de calendários:

1. Lunar calendário, que é baseado em um mês lunar sinódico de 29,5 dias solares médios. Originou-se há mais de 30.000 anos. O ano lunar do calendário contém 354 (355) dias (11,25 dias a menos que o ano solar) e é dividido em 12 meses de 30 (ímpares) e 29 (pares) dias cada (no calendário muçulmano são chamados: Muharram, Safar, Rabi al-awwal, rabi al-sani, jumada al-ulya, jumada al-akhira, rajab, shaban, ramadan, shawwal, dhul-qaada, dhul-hijra). Como o mês do calendário é 0,0306 dias menor que o mês sinódico e em 30 anos a diferença entre eles chega a 11 dias, em árabe calendário lunar em cada ciclo de 30 anos, há 19 anos "simples" de 354 dias e 11 "anos bissextos" de 355 dias (2º, 5º, 7º, 10º, 13º, 16º, 18º, 21º, 24º, 26º, 29º anos de cada ciclo). turco o calendário lunar é menos preciso: em seu ciclo de 8 anos há 5 anos "simples" e 3 "sextos". A data de Ano Novo não é fixa (ela se move lentamente de ano para ano): por exemplo, 1421 AH começou em 6 de abril de 2000 e terminará em 25 de março de 2001. O calendário lunar é adotado como calendário religioso e estadual nos estados muçulmanos do Afeganistão, Iraque, Irã, Paquistão, UAR e outros. Os calendários solar e lunar-solar são usados ​​em paralelo para planejar e regular a atividade econômica.

2.calendário solar com base no ano tropical. Originou-se há mais de 6.000 anos. Atualmente é aceito como o calendário mundial.

O "estilo antigo" calendário solar Juliano contém 365,25 dias. Projetado pelo astrônomo alexandrino Sosigenes, introduzido pelo imperador Júlio César na Roma Antiga em 46 aC. e depois se espalhou pelo mundo. Na Rússia, foi adotado em 988 AD. No calendário juliano, a duração do ano é definida como 365,25 dias; três anos "simples" têm 365 dias, um ano bissexto - 366 dias. Há 12 meses de 30 e 31 dias cada em um ano (exceto fevereiro). O ano juliano está 11 minutos e 13,9 segundos atrás do ano tropical. Por 1500 anos de sua aplicação, um erro de 10 dias foi acumulado.

DENTRO gregoriano calendário solar "novo estilo" a duração do ano é de 365, 242.500 dias. Em 1582, o calendário juliano foi reformado pelo Papa Gregório XIII de acordo com o projeto do matemático italiano Luigi Lilio Garalli (1520-1576). A contagem dos dias foi adiantada em 10 dias e foi acordado que todo século que não for divisível por 4 sem deixar resto: 1700, 1800, 1900, 2100, etc., não deve ser considerado um ano bissexto. Isso corrige um erro de 3 dias a cada 400 anos. Um erro de 1 dia "ultrapassou" por 2735 anos. Novos séculos e milênios começam em 1º de janeiro do "primeiro" ano de um determinado século e milênio: assim, o século XXI e o III milênio de nossa era (AD) começarão em 1º de janeiro de 2001 de acordo com o calendário gregoriano.

Em nosso país, antes da revolução, era usado o calendário juliano do "estilo antigo", cujo erro em 1917 era de 13 dias. Em 1918, o mundialmente famoso calendário gregoriano do "novo estilo" foi introduzido no país e todas as datas foram adiantadas 13 dias antes.

A conversão das datas do calendário juliano para o calendário gregoriano é realizada de acordo com a fórmula: , onde T G e T YU- datas de acordo com os calendários gregoriano e juliano; n é um número inteiro de dias, A PARTIR DEé o número de séculos completos que se passaram, A PARTIR DE 1 é o número de séculos mais próximo, um múltiplo de quatro.

Outras variedades de calendários solares são:

calendário persa, que determinava a duração do ano tropical em 365,24242 dias; O ciclo de 33 anos inclui 25 anos "simples" e 8 "sextos". Muito mais preciso que o gregoriano: um erro de 1 ano "supera" 4500 anos. Projetado por Omar Khayyam em 1079; foi usado no território da Pérsia e em vários outros estados até meados do século XIX.

O calendário copta é semelhante ao juliano: há 12 meses de 30 dias em um ano; após 12 meses em um ano "simples", são adicionados 5, em um ano "bissexto" - 6 dias extras. Usado na Etiópia e alguns outros estados (Egito, Sudão, Turquia, etc.) no território dos coptas.

3.calendário lunisolar, em que o movimento da Lua é consistente com o movimento anual do Sol. O ano consiste em 12 meses lunares de 29 e 30 dias cada, aos quais os anos "sextos" são adicionados periodicamente para dar conta do movimento do Sol, contendo um 13º mês adicional. Como resultado, os anos "simples" duram 353, 354, 355 dias e os "anos bissextos" - 383, 384 ou 385 dias. Surgiu no início do 1º milênio aC, foi usado na China Antiga, Índia, Babilônia, Judéia, Grécia, Roma. Atualmente é adotado em Israel (o início do ano cai em dias diferentes entre 6 de setembro e 5 de outubro) e é usado, juntamente com o estadual, nos países do Sudeste Asiático (Vietnã, China etc.).

Além dos principais tipos de calendários descritos acima, calendários foram criados e ainda são utilizados em algumas regiões da Terra, levando em consideração o movimento aparente dos planetas na esfera celeste.

Leste lunissolar-planetário 60 anos calendário baseado na periodicidade do movimento do Sol, da Lua e dos planetas Júpiter e Saturno. Surgiu no início do II milênio aC. no leste e sudeste da Ásia. Atualmente usado na China, Coréia, Mongólia, Japão e alguns outros países da região.

No ciclo de 60 anos do calendário oriental moderno, há 21.912 dias (nos primeiros 12 anos há 4.371 dias; no segundo e quarto - 4.400 e 4.401 dias; no terceiro e quinto - 4.370 dias). Este período de tempo se encaixa em dois ciclos de 30 anos de Saturno (igual aos períodos siderais de sua revolução T Saturno \u003d 29,46 » 30 anos), aproximadamente três ciclos lunisolares de 19 anos, cinco ciclos de 12 anos de Júpiter (igual aos períodos siderais de sua revolução T Júpiter= 11,86 » 12 anos) e cinco ciclos lunares de 12 anos. O número de dias em um ano não é constante e pode ser 353, 354, 355 dias em anos "simples", 383, 384, 385 dias em anos bissextos. O início do ano em diferentes estados cai em datas diferentes de 13 de janeiro a 24 de fevereiro. O atual ciclo de 60 anos começou em 1984. Dados sobre a combinação de sinais do calendário oriental são fornecidos no Apêndice.

O calendário da América Central das culturas maia e asteca foi usado por volta de 300-1530 aC. DE ANÚNCIOS Baseia-se na periodicidade do movimento do Sol, da Lua e dos períodos sinódicos dos planetas Vênus (584 d) e Marte (780 d). Um ano "longo" com duração de 360 ​​(365) dias consistia em 18 meses de 20 dias cada e 5 feriados. Paralelamente, para fins culturais e religiosos, foi utilizado um "ano curto" de 260 dias (1/3 do período sinódico da circulação de Marte), dividido em 13 meses de 20 dias cada; semanas "numeradas" consistiam em 13 dias, que tinham seu próprio número e nome. A duração do ano tropical foi determinada com a maior precisão de 365,2420 d (um erro de 1 dia não acumula mais de 5000 anos!); mês sinódico lunar - 29,53059 d.

No início do século 20, o crescimento dos laços científicos, técnicos, culturais e econômicos internacionais exigiu a criação de um calendário mundial único, simples e preciso. Os calendários existentes apresentam inúmeras deficiências na forma de: correspondência insuficiente entre a duração do ano tropical e as datas dos fenômenos astronômicos associados ao movimento do Sol na esfera celeste, duração desigual e inconstante dos meses, inconsistência nos números de o mês e os dias da semana, inconsistências em seus nomes com a posição no calendário, etc. As imprecisões do calendário moderno são manifestadas

Ideal eterno o calendário tem uma estrutura invariável que permite determinar de forma rápida e inequívoca os dias da semana para qualquer data do calendário da cronologia. Um dos melhores projetos de calendários perpétuos foi recomendado para consideração pela Assembléia Geral da ONU em 1954: embora semelhante ao calendário gregoriano, era mais simples e conveniente. O ano tropical é dividido em 4 trimestres de 91 dias (13 semanas). Cada trimestre começa no domingo e termina no sábado; consiste em 3 meses, no primeiro mês 31 dias, no segundo e terceiro - 30 dias. Cada mês tem 26 dias úteis. O primeiro dia do ano é sempre domingo. Os dados para este projeto são fornecidos no Apêndice. Não foi implementado por razões religiosas. A introdução de um único calendário perpétuo mundial continua a ser um dos problemas do nosso tempo.

A data de início e o sistema de cálculo subsequente são chamados era. O ponto de partida da era é chamado era.

Desde os tempos antigos, o início de uma certa era (mais de 1000 eras são conhecidas em vários estados de várias regiões da Terra, incluindo 350 na China e 250 no Japão) e todo o curso da cronologia foram associados a importantes lendas, religiões ou (menos frequentemente) eventos reais: o tempo do reinado de certas dinastias e imperadores individuais, guerras, revoluções, Olimpíadas, fundação de cidades e estados, o "nascimento" de um deus (profeta) ou a "criação do mundo ."

Para o início da era chinesa do ciclo de 60 anos, aceita-se a data do 1º ano do reinado do imperador Huangdi - 2697 aC.

No Império Romano, a conta foi mantida desde a "fundação de Roma" de 21 de abril de 753 aC. e desde o dia da ascensão do imperador Diocleciano em 29 de agosto de 284 dC.

No Império Bizantino e mais tarde, segundo a tradição, na Rússia - desde a adoção do cristianismo pelo príncipe Vladimir Svyatoslavovich (988 dC) até o decreto de Pedro I (1700 dC), os anos foram contados "desde a criação do mundo" : para o início da data de contagem regressiva foi tomada 1 de setembro de 5508 aC (o primeiro ano da "era bizantina"). No antigo Israel (Palestina), a "criação do mundo" ocorreu mais tarde: 7 de outubro de 3761 aC (o primeiro ano da "era judaica"). Houve outras, diferentes das épocas mais comuns mencionadas acima "da criação do mundo".

O crescimento dos laços culturais e econômicos e a disseminação generalizada da religião cristã na Europa Ocidental e Oriental deram origem à necessidade de unificar os sistemas de cronologia, unidades de medida e contagem do tempo.

Cronologia moderna - " nossa era", "nova era"(AD),," a era desde o nascimento de Cristo "( RH.), Ano Domeni ( DE ANÚNCIOS.- "ano do Senhor") - é realizado a partir de uma data arbitrariamente escolhida do nascimento de Jesus Cristo. Como não é indicado em nenhum documento histórico, e os Evangelhos se contradizem, o erudito monge Dionísio o Pequeno em 278 da era de Diocleciano decidiu "cientificamente", com base em dados astronômicos, calcular a data da época. O cálculo foi baseado em: um "círculo solar" de 28 anos - um período de tempo para o qual os números de meses caem exatamente nos mesmos dias da semana, e um "círculo lunar" de 19 anos - um período de tempo para que as mesmas fases da lua caem nos mesmos e nos mesmos dias do mês. O produto dos ciclos dos círculos "solar" e "lunar", ajustado para o tempo de 30 anos da vida de Cristo (28 ´ 19S + 30 = 572), deu a data de início da cronologia moderna. A conta dos anos segundo a época "desde o nascimento de Cristo" "cria raízes" muito lentamente: até o século XV dC. (ou seja, até 1000 anos depois) nos documentos oficiais da Europa Ocidental, 2 datas foram indicadas: da criação do mundo e da Natividade de Cristo (AD).

No mundo muçulmano, 16 de julho de 622 dC, é considerado o início da cronologia - o dia da Hégira (a migração do profeta Maomé de Meca para Medina).

Tradução de datas do sistema "muçulmano" de cronologia T M para "cristão" (gregoriano) T G pode ser feito pela fórmula: (anos).

Por conveniência dos cálculos astronômicos e cronológicos, a cronologia proposta por J. Scaliger é utilizada desde o final do século XVI. período juliano(J.D.). Uma contagem contínua de dias foi mantida desde 1º de janeiro de 4713 aC.

Como nas lições anteriores, os alunos devem ser instruídos a completar a tabela por conta própria. 6 informações sobre os fenômenos cósmicos e celestes estudados na lição. Isso é dado não mais que 3 minutos, então o professor verifica e corrige o trabalho dos alunos. A Tabela 6 é complementada com informações:

O material é corrigido ao resolver problemas:

Exercício 4:

1. Em 1º de janeiro, o relógio de sol marca 10 horas. Que horas seu relógio está mostrando neste momento?

2. Determinar a diferença nas leituras do relógio exato e do cronômetro, funcionando de acordo com o tempo sideral, 1 ano após o início simultâneo.

3. Determinar os momentos do início da fase total do eclipse lunar em 4 de abril de 1996 em Chelyabinsk e Novosibirsk, se o fenômeno ocorreu às 23 h 36 m UT.

4. Determinar se é possível observar em Vladivostok um eclipse (ocultação) pela Lua de Júpiter se ocorrer às 1 h 50 m UTC, e a Lua se pôr em Vladivostok às 0 h 30 m horário local de verão.

5. Quantos dias continha 1918 no RSFSR?

6. Qual é o número máximo de domingos em fevereiro?

7. Quantas vezes por ano o sol nasce?

8. Por que a Lua está sempre voltada para a Terra do mesmo lado?

9. O capitão do navio mediu a distância zenital do Sol ao meio-dia verdadeiro de 22 de dezembro e descobriu que era igual a 66x33". as coordenadas do navio e sua posição no mapa-múndi.

10. Quais são as coordenadas geográficas do local onde a altura da Estrela do Norte é 64x12" e a culminação da estrela a Lyra ocorre 4 h 18 m depois do Observatório de Greenwich?

11. Determine as coordenadas geográficas do local onde o clímax superior da estrela a - - didática - testes - tarefa

Cada observação astronômica deve ser acompanhada de dados sobre o momento de sua execução. A precisão do momento de tempo pode ser diferente, dependendo dos requisitos e propriedades do fenômeno observado. Assim, por exemplo, em observações comuns de meteoros e estrelas variáveis, é suficiente conhecer o momento com uma precisão de até um minuto. Observações de eclipses solares, ocultações de estrelas pela Lua e, especialmente, observações do movimento de satélites artificiais da Terra exigem a marcação dos momentos com uma precisão não inferior a um décimo de segundo. Observações astrométricas precisas da rotação diária da esfera celeste nos obrigam a usar métodos especiais de registro de momentos de tempo com uma precisão de 0,01 e até 0,005 segundos!

Portanto, uma das principais tarefas da astronomia prática é obter o tempo preciso das observações, armazená-lo e comunicar os dados de tempo aos consumidores.

Para manter o tempo, os astrônomos têm relógios muito precisos, que verificam regularmente determinando os momentos dos clímax das estrelas com a ajuda de instrumentos especiais. A transmissão de sinais de hora exata por rádio permitiu-lhes organizar um serviço de hora mundial, ou seja, ligar todos os observatórios envolvidos em observações desse tipo em um sistema.

A responsabilidade dos Serviços de Tempo, para além da transmissão de sinais horários precisos, inclui também a transmissão de sinais simplificados, bem conhecidos de todos os ouvintes de rádio. Estes são seis sinais curtos, “pontos”, que são dados antes do início de uma nova hora. O momento do último "ponto", até um centésimo de segundo, coincide com o início de uma nova hora. O astrônomo amador é aconselhado a usar esses sinais para verificar seu relógio. Ao verificar o relógio, não devemos traduzi-lo, pois neste caso eu estrago o mecanismo, e o astrônomo deve cuidar de seu relógio, pois este é um de seus principais instrumentos. Ele deve determinar a "correção do relógio" - a diferença entre a hora exata e suas leituras. Essas correções devem ser sistematicamente determinadas e registradas no diário do observador; um estudo mais aprofundado deles permitirá que você determine o curso do relógio e os estude bem.

Claro, é desejável ter o melhor relógio possível à sua disposição. O que deve ser entendido pelo termo "boas horas"?

É necessário que eles mantenham seu curso com a maior precisão possível. Vamos comparar duas cópias de relógios de bolso comuns:

O sinal positivo da correção significa que, para obter a hora exata, é necessário adicionar uma alteração na leitura do relógio.

Nas duas metades do tablet há registros de correções do relógio. Subtraindo a correção superior da correção inferior e dividindo pelo número de dias decorridos entre as determinações, obtemos o clock diário. Os dados de progresso são fornecidos na mesma tabela.

Por que chamamos alguns relógios de ruins e outros de bons? Nas primeiras horas, a correção é próxima de zero, mas seu curso muda irregularmente. Para o segundo - a correção é grande, mas o curso é uniforme. O primeiro relógio é adequado para observações que não requerem uma marcação de tempo mais precisa do que o minuto. Suas leituras não podem ser interpoladas e devem ser verificadas várias vezes por noite.

O segundo, "bom relógio", é adequado para realizar observações mais complexas. Claro que é útil verificá-los com mais frequência, mas é possível interpolar suas leituras para momentos intermediários. Vamos mostrar isso com um exemplo. Suponhamos que a observação tenha sido feita em 5 de novembro às 23:32:46. de acordo com nosso horário. A verificação do relógio, realizada às 17h do dia 4 de novembro, deu uma correção de +2 m. 15 s. O curso diário, como pode ser visto na tabela, é de +5,7 s. Das 17:00 do dia 4 de novembro até o momento da observação, passaram-se 1 dia e 6,5 horas ou 1,27 dias. Multiplicando esse número pela diária, obtemos +7,2 s. Portanto, a correção do relógio no momento da observação não foi de 2 m. 15 s, mas de +2 m. 22 s. Nós o adicionamos ao momento de observação. Assim, a observação foi feita no dia 5 de novembro às 23:35:8.

Serviço de tempo
As tarefas do serviço de hora exata são determinar a hora exata, poder salvá-la e transmiti-la ao consumidor. Se imaginarmos que o ponteiro do relógio é o eixo óptico de um telescópio direcionado verticalmente para o céu, então o mostrador são as estrelas, uma após a outra caindo no campo de visão desse telescópio. O registro dos momentos da passagem das estrelas pela visão do telescópio é o princípio geral da definição clássica do tempo astronômico. A julgar pelos monumentos megalíticos que chegaram até nós, o mais famoso deles é Stonehenge na Inglaterra, esse método de serifa reticular foi usado com sucesso mesmo na Idade do Bronze. O próprio nome do serviço de tempo astronômico agora está obsoleto. Desde 1988 este serviço tem sido chamado de Serviço Internacional de Rotação da Terra http://hpiers.obspm.fr/eop-pc/.
A forma astronômica clássica de determinar o tempo exato (Tempo Universal, UT) está associada à medição do ângulo de rotação de qualquer meridiano escolhido da Terra em relação à "esfera de estrelas fixas". O escolhido, no final, foi o meridiano de Greenwich. No entanto, na Rússia, por exemplo, o meridiano de Pulkovo foi considerado zero por muito tempo. De fato, qualquer meridiano no qual esteja instalado um telescópio especializado para registrar os momentos das passagens estelares (um instrumento de trânsito, um tubo zenital, um astrolábio) é adequado para resolver a primeira tarefa do serviço de tempo exato. Mas nenhuma latitude é ideal para isso, o que é óbvio, por exemplo, devido à convergência de todos os meridianos nos polos geográficos.
Do método de determinação do tempo astronômico, sua conexão com a determinação de longitudes na Terra e, em geral, com medições de coordenadas é óbvia. Em essência, esta é uma única tarefa de suporte de tempo coordenado (CWO). A complexidade deste problema é compreensível, cuja solução durou muitos séculos e continua a ser o problema mais urgente da geodésia, astronomia e geodinâmica.
Ao determinar UT por métodos astronômicos, é necessário levar em conta:

• que a "esfera das estrelas fixas" não existe, ou seja, as coordenadas das estrelas (o "mostrador" do relógio estelar, que determina a precisão desses relógios) devem ser constantemente refinadas a partir de observações,
• que o eixo de rotação da Terra sob a influência das forças gravitacionais do Sol, da Lua e de outros planetas realiza movimentos periódicos complexos (precessão e nutação), descritos por fileiras de centenas de harmônicos,
• que as observações são feitas a partir da superfície da Terra, que se move de forma complexa no espaço e, portanto, é necessário levar em conta os efeitos paraláticos e aberracionais,
• que os telescópios nos quais as observações UT são feitas têm seus próprios erros não constantes, que dependem, em particular, das condições climáticas e são determinados a partir das mesmas observações,
• que as observações ocorrem "no fundo" do oceano atmosférico, o que distorce as verdadeiras coordenadas das estrelas (refração) de uma forma que muitas vezes é difícil de levar em conta,
• que o próprio eixo de rotação "balança" no corpo da Terra, e esse fenômeno, bem como vários efeitos de maré e efeitos devidos a influências atmosféricas na rotação da Terra, são determinados a partir das próprias observações,
• que a rotação da Terra em torno de seu eixo, que até 1956 serviu de padrão de tempo, ocorre de forma desigual, o que também é determinado a partir das próprias observações.

Um padrão é necessário para o tempo preciso. O padrão escolhido - o período de rotação da Terra - acabou não sendo muito confiável. Um dia solar é uma das unidades básicas de tempo, escolhida há muito tempo. Mas a velocidade de rotação da Terra muda ao longo do ano e, portanto, é usado o dia solar médio, que difere do verdadeiro até 11 minutos. Devido ao movimento irregular da Terra ao longo da eclíptica, o dia solar aceito é 24 horas a mais por ano por 1 dia sideral, que é 23 horas 56 minutos 4,091 segundos, enquanto o dia solar médio é 24 horas 3 minutos 56,5554 segundos.
Na década de 1930, a rotação desigual da Terra em torno de seu eixo foi estabelecida. A irregularidade está ligada, em particular: com a desaceleração secular da rotação da Terra devido ao atrito das marés da Lua e do Sol; processos não estacionários dentro da Terra. O dia sideral médio devido à procissão do eixo da Terra é 0,0084 s mais curto que o período real de rotação da Terra. A ação das marés da Lua diminui a rotação da Terra em 0,0023 s em 100 anos. Portanto, fica claro que a definição de segundo como unidade de tempo, constituindo 1/86400 de um dia, exigia esclarecimento.
O ano de 1900 foi tomado como a unidade de medida do ano tropical (a duração entre duas passagens sucessivas do centro do Sol através do equinócio vernal) igual a 365,242196 dias, ou 365 dias 5 horas 48 minutos 48,08 segundos. Por meio dele, determina-se a duração de um segundo = 1/31556925,9747 do ano tropical de 1900.
Em outubro de 1967, em Paris, a 13ª Conferência Geral do Comitê Internacional de Pesos e Medidas determina a duração do segundo atômico - intervalo de tempo durante o qual ocorrem 9.192.631.770 oscilações, correspondendo à frequência de cura (absorção) por um átomo de Césio - 133 durante uma transição ressonante entre dois níveis de energia hiperfina do átomo do estado fundamental na ausência de distúrbios de campos magnéticos externos e é registrado como emissão de rádio com um comprimento de onda de cerca de 3,26 cm.
A precisão dos relógios atômicos é um erro de 1s em 10.000 anos. Erro 10-14s.
Em 1º de janeiro de 1972, a URSS e muitos países do mundo mudaram para o padrão de tempo atômico.
Os sinais de tempo transmitidos por rádio são transmitidos por relógios atômicos para determinar com precisão a hora local (ou seja, a longitude geográfica - a localização de pontos fortes, encontrando os momentos do clímax das estrelas), bem como para aviação e navegação marítima.
Os primeiros sinais de tempo precisos no rádio começaram a ser transmitidos pela estação em Boston (EUA) em 1904, a partir de 1907 na Alemanha, a partir de 1910 em Paris (estação de rádio da Torre Eiffel). Em nosso país, a partir de 1º de dezembro de 1920, o Observatório Pulkovo começou a transmitir um sinal rítmico pela estação de rádio New Holland em Petrogrado e, a partir de 25 de maio de 1921, pela estação de rádio Moscow Oktyabrskaya em Khodynka. Os organizadores do serviço de engenharia de rádio do país foram Nikolai Ivanovich DNEPROVSKY (1887-1944), Alexander Pavlovich Konstantinov (1895-1937) e Pavel Andreevich Azbukin (1882-1970).
Por decreto do Conselho dos Comissários do Povo em 1924, o Comitê Interdepartamental do Serviço do Tempo foi organizado no Observatório Pulkovo, que a partir de 1928 começou a publicar boletins de momentos resumidos. Em 1931, dois novos serviços de tempo foram organizados no SAI e TSNIIGAiK, e o serviço de tempo do Observatório de Tashkent começou a funcionar regularmente.
Em março de 1932, a primeira conferência astrométrica foi realizada no Observatório Pulkovo, na qual foi tomada uma decisão: criar um serviço de tempo na URSS. No período pré-guerra, havia 7 serviços de tempo, e em Pulkovo, SAI e Tashkent, os sinais de tempo rítmicos eram transmitidos por rádio.
O relógio mais preciso usado pelo serviço (armazenado no porão a pressão, temperatura constante, etc.) Fedchenko (± 0,0003 s / dia), então eles começaram a usar o quartzo (com a ajuda deles, a rotação desigual da Terra foi descoberta) antes da introdução dos relógios atômicos, que agora são usados ​​pelo serviço do tempo. Lewis Essen (Inglaterra), físico experimental, criador do quartzo e relógios atômicos, em 1955 criou o primeiro padrão de frequência atômica (tempo) em um feixe atômico de césio, que resultou em um serviço de tempo baseado no padrão de frequência atômica três anos depois.
De acordo com o padrão atômico dos EUA, Canadá e Alemanha, o TAI é estabelecido a partir de 1º de janeiro de 1972 - o valor médio do tempo atômico, com base no qual foi criada a escala UTC (tempo de coordenadas universais), que difere da média tempo solar em não mais de 1 segundo (com uma precisão de ± 0,90 seg). Todos os anos, o UTC é corrigido em 1 segundo em 31 de dezembro ou 30 de junho.
No último quartel do século XX, objetos astronômicos extragalácticos - quasares - já eram utilizados para fins de determinação do Tempo Universal. Ao mesmo tempo, seu sinal de rádio de banda larga é registrado em dois radiotelescópios separados por milhares de quilômetros (interferômetros de rádio de linha de base muito longos - VLBI) em uma escala sincronizada de tempo atômico e padrões de frequência. Além disso, são utilizados sistemas baseados em observações de satélites (GPS - Global Positioning System, GLONASS - global navigation satellite system e LLS - Laser Location of Satellites) e refletores de canto instalados na Lua (Laser Location of the Moon - LLL).
Conceitos astronômicos
Tempo Astronômico. Até 1925, na prática astronômica, o momento da culminação superior (meio-dia) do sol médio era considerado como o início do dia solar médio. Tal tempo foi chamado de astronômico médio ou simplesmente astronômico. O segundo solar médio foi usado como unidade de medida. Desde 1 de janeiro de 1925, foi substituído pelo tempo universal (UT)
O tempo atômico (AT - Atomic Time) foi introduzido em 1º de janeiro de 1964. Um segundo atômico é tomado como unidade de tempo, igual ao intervalo de tempo durante o qual ocorrem 9.192.631.770 oscilações, correspondendo à frequência de radiação entre dois níveis da estrutura hiperfina do estado fundamental do átomo de césio-133 na ausência de Campos magnéticos. Os portadores AT são mais de 200 padrões atômicos de tempo e frequência localizados em mais de 30 países do mundo. Esses padrões (relógios) são constantemente comparados entre si através do sistema de satélites GPS/GLONASS, com a ajuda do qual a escala internacional de tempo atômico (TAI) é derivada. Com base na comparação, acredita-se que a escala TAI não difere de relógios absolutamente precisos imaginários em mais de 0,1 microssegundos por ano. AT não está relacionado com a forma astronômica de determinar o tempo, baseada na medição da velocidade de rotação da Terra, portanto, ao longo do tempo, as escalas AT e UT podem divergir significativamente. Para excluir isso de 1º de janeiro de 1972, foi introduzido o Tempo Universal Coordenado (UTC).
O Tempo Universal (UT - Universal Time) tem sido usado desde 1º de janeiro de 1925 em vez do tempo astronômico. É contado a partir do ponto culminante inferior do sol médio no meridiano de Greenwich. Desde 1º de janeiro de 1956, três escalas de tempo universais foram definidas:
UT0 - tempo universal, determinado com base em observações astronômicas diretas, ou seja o tempo do meridiano instantâneo de Greenwich, cuja posição do plano é caracterizada pela posição instantânea dos pólos da Terra;
UT1 é o tempo do meridiano médio de Greenwich, determinado pela posição média dos pólos da Terra. Difere de UT0 nas correções do deslocamento do polo geográfico devido ao deslocamento do corpo da Terra em relação ao seu eixo de rotação;
UT2 é um tempo "suavizado" de UT1 corrigido para mudanças sazonais na velocidade angular da rotação da Terra.
Tempo Universal Coordenado (UTC). O UTC é baseado na escala AT, que, se necessário, mas apenas em 1º de janeiro ou 1º de julho, pode ser corrigida inserindo um segundo negativo ou positivo adicional para que a diferença entre UTC e UT1 não exceda 0,8 segundos. A escala de tempo da Federação Russa UTC(SU) é reproduzida pelo State Standard of Time and Frequency e é consistente com a escala da agência internacional de tempo UTC. Atualmente (início de 2005) TAI - UTC = 32 segundos. Existem muitos sites onde você pode obter a hora exata, por exemplo, no servidor do Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM) http://www.bipm.fr/en/scientific/tai/time_server.html.
Um dia sideral é o intervalo de tempo entre dois clímax sucessivos de mesmo nome no equinócio vernal no mesmo meridiano. O momento de seu clímax superior é tomado como o início de um dia sideral. Há tempo sideral verdadeiro e médio dependendo do ponto do equinócio vernal escolhido. O dia sideral médio é igual a 23 horas,56 minutos e 04,0905 segundos de um dia solar médio.
O tempo solar verdadeiro é um tempo irregular determinado pelo movimento do sol verdadeiro e expresso em frações de um dia solar verdadeiro. A irregularidade do verdadeiro tempo solar (a equação do tempo) deve-se 1) à inclinação da eclíptica ao equador e 2) ao movimento irregular do sol ao longo da eclíptica devido à excentricidade da órbita da Terra.
Um verdadeiro dia solar é o intervalo de tempo entre dois clímax sucessivos com o mesmo nome do verdadeiro sol no mesmo meridiano. O momento da culminação inferior (meia-noite) do verdadeiro sol é considerado o início de um verdadeiro dia solar.
O tempo solar médio é o tempo uniforme determinado pelo movimento do sol médio. Foi usado como um padrão de tempo uniforme com uma escala de um segundo solar médio (1/86400 fração de um dia solar médio) até 1956.
O dia solar médio é o intervalo de tempo entre dois clímax sucessivos do mesmo nome do sol médio no mesmo meridiano. O momento do clímax inferior (meia-noite) do sol médio é considerado como o início do dia solar médio.
O sol médio (equatorial) é um ponto fictício na esfera celeste, movendo-se uniformemente ao longo do equador com a velocidade média anual do Sol verdadeiro ao longo da eclíptica.
O sol eclíptico médio é um ponto fictício na esfera celeste, movendo-se uniformemente ao longo da eclíptica com a velocidade média anual do sol verdadeiro. O movimento do sol médio da eclíptica ao longo do equador é irregular.
O equinócio vernal é um dos dois pontos de intersecção do equador e da eclíptica na esfera celeste, que o centro do sol passa na primavera. Existem pontos verdadeiros (movendo-se devido à precessão e nutação) e médios (movendo-se apenas devido à precessão) do equinócio vernal.
Um ano tropical é o intervalo de tempo entre duas passagens sucessivas do sol médio através do ponto médio do equinócio vernal, igual a 365,24219879 dias solares médios ou 366,24219879 dias siderais.
A equação do tempo é a diferença entre o tempo solar verdadeiro e o tempo solar médio. Atinge +16 minutos no início de novembro e -14 minutos em meados de fevereiro. Publicado em Anuários Astronômicos.
O tempo das efemérides (ET - Tempo das efemérides) é uma variável independente (argumento) na mecânica celeste (teoria newtoniana do movimento dos corpos celestes). Introduzido desde 1º de janeiro de 1960 nos anuários astronômicos como mais uniforme que o Tempo Universal, agravado por irregularidades de longo prazo na rotação da Terra. É determinado a partir da observação dos corpos do sistema solar (principalmente a Lua). A unidade de medida é a efeméride segundo como fração 1/31556925.9747 do ano tropical para o momento 1900 janeiro 0.12 ET, ou, caso contrário, como fração 1/86400 da duração do dia solar médio para o mesmo momento.