Shranjevanje in prenos točnega časa. Astronomija (dodatno izobraževanje)_11

Vsako astronomsko opazovanje mora spremljati podatek o času njegove izvedbe. Natančnost časovnega trenutka je lahko različna, odvisno od zahtev in lastnosti opazovanega pojava. Tako je na primer pri običajnih opazovanjih meteorjev in spremenljivih zvezd povsem dovolj, da poznamo trenutek z natančnostjo do minute. Opazovanje sončnih mrkov, zakrivanje zvezd z Luno in še posebej opazovanje gibanja umetnih satelitov Zemlje zahteva označevanje trenutkov z natančnostjo, ki ni manjša od desetinke sekunde. Natančna astrometrična opazovanja dnevne rotacije nebesne sfere nas prisilijo k uporabi posebnih metod registracije časovnih trenutkov z natančnostjo 0,01 in celo 0,005 sekunde!

Zato je ena glavnih nalog praktične astronomije pridobivanje točnega časa iz opazovanj, njegovo shranjevanje in sporočanje podatkov o času potrošnikom.

Za ohranjanje časa imajo astronomi zelo natančne ure, ki jih redno preverjajo tako, da s pomočjo posebnih instrumentov določajo trenutke vrhuncev zvezd. Oddajanje točnih časovnih signalov po radiu jim je omogočilo organizirati svetovno časovno službo, to je povezati vse observatorije, ki se ukvarjajo s tovrstnimi opazovanji, v en sistem.

Zadolženost Časovnih služb poleg oddajanja točnih časovnih signalov vključuje tudi oddajanje poenostavljenih signalov, ki so dobro poznani vsem radijskim poslušalcem. To je šest kratkih signalov, "pik", ki se oddajo pred začetkom nove ure. Trenutek zadnje "točke", do stotinke sekunde, sovpada z začetkom nove ure. Ljubiteljskemu astronomu svetujemo, da te signale uporabi za preverjanje svoje ure. Ko preverjamo uro, je ne smemo prevajati, saj v tem primeru pokvarim mehanizem, astronom pa mora skrbeti za svojo uro, saj je to eden njegovih glavnih instrumentov. Ugotoviti mora "popravek ure" - razliko med točnim časom in njihovimi odčitki. Te popravke je treba sistematično ugotavljati in beležiti v dnevnik opazovalca; njihovo nadaljnje preučevanje vam bo omogočilo, da določite potek ure in jih dobro preučite.

Seveda pa je zaželeno imeti na razpolago čim boljšo uro. Kaj je treba razumeti pod izrazom "dobre ure"?

Potrebno je, da čim bolj natančno držijo smer. Primerjajmo dve kopiji običajnih žepnih ur:

Pozitiven predznak popravka pomeni, da je treba za pridobitev točnega časa odčitavanju ure dodati popravek.

Na obeh polovicah tablice so zapisi popravkov ure. Z odštevanjem zgornjega popravka od spodnjega popravka in delitvijo s številom dni, ki so pretekli med določitvami, dobimo dnevno hitrost ure. Podatki o napredku so podani v isti tabeli.

Zakaj nekatere ure imenujemo slabe, druge pa dobre? V prvih urah je popravek blizu ničle, vendar se njihov potek spreminja neenakomerno. Pri drugem je popravek velik, a potek enakomeren. Prva ura je primerna za takšna opazovanja, ki ne zahtevajo natančnejšega časovnega žiga kot do minute. Njihovih odčitkov ni mogoče interpolirati in jih je treba preverjati večkrat na noč.

Druga, »dobra ura«, je primerna za izvajanje zahtevnejših opazovanj. Seveda jih je koristno preverjati pogosteje, vendar je mogoče njihove odčitke interpolirati za vmesne trenutke. Pokažimo to s primerom. Predpostavimo, da je bilo opazovanje opravljeno 5. novembra ob 23:32:46. glede na naše ure. Preverjanje ure, opravljeno 4. novembra ob 17. uri, je dalo popravek za +2 m.15 s. Dnevni hod je, kot je razvidno iz tabele, +5,7 s. Od 17. ure 4. novembra do trenutka opazovanja je minil 1 dan in 6,5 ure oziroma 1,27 dni. Če to število pomnožimo z dnevno hitrostjo, dobimo +7,2 s. Zato popravek ure v času opazovanja ni bil 2 m.15 s, ampak +2 m.22 s. Dodamo ga trenutku opazovanja. Torej, opazovanje je bilo opravljeno 5. novembra ob 23:35:8.

Določitev točnega časa, njegovo shranjevanje in prenos po radiu vsemu prebivalstvu je naloga službe točnega časa, ki obstaja v mnogih državah.

Točne časovne signale na radiu sprejemajo navigatorji morske in zračne flote, številne znanstvene in industrijske organizacije, ki morajo vedeti točen čas. Poznavanje točnega časa je potrebno zlasti za določitev geografskega

njihove dolžine na različnih točkah zemeljske površine.

Račun časa. Opredelitev geografske dolžine. Koledar

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

Že od antičnih časov so ljudje uporabljali trajanje luninega meseca ali sončnega leta za izračun dolgih časovnih obdobij, tj. trajanje kroženja sonca vzdolž ekliptike. Leto določa pogostost sezonskih sprememb. Sončevo leto traja 365 sončnih dni 5 ur 48 minut 46 sekund. Praktično ni sorazmerna z dnevi in ​​z dolžino luninega meseca - obdobjem menjave luninih faz (približno 29,5 dni). Zaradi tega je težko ustvariti preprost in priročen koledar. V stoletjih človeške zgodovine je bilo ustvarjenih in uporabljenih veliko različnih koledarskih sistemov. Toda vse jih lahko razdelimo na tri vrste: sončne, lunine in lunisolarne. Južna pastirska ljudstva so običajno uporabljala lunarne mesece. Leto, sestavljeno iz 12 lunarnih mesecev, je vsebovalo 355 sončnih dni. Za uskladitev računanja časa po Luni in po Soncu je bilo treba določiti 12 ali 13 mesecev v letu in v leto vstaviti dodatne dni. Sončni koledar, ki so ga uporabljali v starem Egiptu, je bil preprostejši in bolj priročen. Trenutno je v večini držav sveta sprejet tudi sončni koledar, vendar bolj napredna naprava, imenovana gregorijanski, ki je obravnavana spodaj. AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

Pri sestavljanju koledarja je treba upoštevati, da mora biti trajanje koledarskega leta čim bližje trajanju kroženja Sonca vzdolž ekliptike in da mora koledarsko leto vsebovati celo število sončnih dni, saj je neprijetno začeti leto ob različnih urah dneva.

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

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

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

Do 20. stoletja razlika med novim slogom in starim (julijskim) je dosegla 13 dni. Ker je bil novi slog pri nas uveden šele leta 1918, oktobrsko revolucijo, ki se je zgodila leta 1917 25. oktobra (po starem slogu), praznujemo 7. novembra (po novem slogu).

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

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

Metodologija lekcije 5
"Čas in koledar"

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

Učni cilji:
Splošna izobrazba: oblikovanje pojmov:

Praktična astrometrija o: 1) astronomskih metodah, instrumentih in merskih enotah, štetju in vodenju časa, koledarjih in kronologiji; 2) določitev geografskih koordinat (geografske dolžine) območja po podatkih astrometričnih opazovanj;

O kozmičnih pojavih: vrtenje Zemlje okoli Sonca, kroženje Lune okoli Zemlje in vrtenje Zemlje okoli svoje osi ter njihove posledice - nebesni pojavi: sončni vzhod, zahod, dnevno in letno navidezno gibanje ter kulminacije svetila (Sonce, Luna in zvezde), menjava luninih faz .

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

Razvijanje: oblikovanje veščin: reševanje problemov za izračun časa in datumov kronologije ter prenos časa iz enega pomnilniškega sistema in računa v drugega; izvajajo vaje iz uporabe osnovnih formul praktične astrometrije; uporabljati mobilno karto zvezdnega neba, priročnike in astronomski koledar za določanje položaja in pogojev za vidnost nebesnih teles ter potek nebesnih pojavov; določi geografske koordinate (zemljepisno dolžino) območja glede na astronomska opazovanja.

Učenci naj vedeti:

1) vzroke vsakodnevnih opazovanih nebesnih pojavov, ki jih povzroča revolucija Lune okoli Zemlje (sprememba Luninih faz, navidezno gibanje Lune v nebesni sferi);
2) razmerje trajanja posameznih vesoljskih in nebesnih pojavov z enotami in načini merjenja, računanja in shranjevanja časa in koledarjev;
3) časovne enote: efemerida sekunda; dan (zvezdni, pravi in ​​srednji sončni); teden; mesec (sinodični in zvezdni); leto (zvezdno in tropsko);
4) formule, ki izražajo povezavo časov: univerzalni, dekret, lokalni, poletni;
5) orodja in metode za merjenje časa: glavne vrste ur (sončne, vodne, požarne, mehanske, kvarčne, elektronske) in pravila za njihovo uporabo za merjenje in shranjevanje časa;
6) glavne vrste koledarjev: lunarni, lunisolarni, sončni (julijanski in gregorijanski) in osnove kronologije;
7) osnovni pojmi praktične astrometrije: načela določanja časovnih in geografskih koordinat območja po astronomskih opazovanjih.
8) astronomske vrednosti: geografske koordinate domačega mesta; časovne enote: efemeroid sekunda; dan (zvezdni in srednji sončni); mesec (sinodični in zvezdni); leto (tropsko) in dolžina leta v glavnih vrstah koledarjev (lunin, lunisolarni, solarni julijanski in gregorijanski); številke časovnih pasov Moskve in domačega mesta.

Učenci naj biti zmožen:

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

Vizualni pripomočki in demonstracije:

Fragmenti filma "Praktične aplikacije astronomije".

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

Naprave in orodja: geografski globus; zemljevid časovnih pasov; gnomonska in ekvatorialna sončna ura, peščena ura, vodna ura (z enotnim in neenotnim merilom); sveča s razdelki kot model gasilske ure, mehanske, kvarčne in elektronske ure.

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

Domača naloga:

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

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

Učni načrt

Način podajanja gradiva

Na začetku pouka preverite znanje, pridobljeno v prejšnjih treh učnih urah, pri čemer gradivo, namenjeno študiju, obnovite z vprašanji in nalogami med frontalnim anketiranjem in pogovorom z učenci. Nekateri učenci izvajajo programirane naloge, rešujejo probleme, povezane z uporabo gibljivega zemljevida zvezdnega neba (podobno nalogam nalog 1-3).

Številna vprašanja o vzrokih nebesnih pojavov, glavnih linijah in točkah nebesne krogle, ozvezdjih, pogojih za vidnost svetil itd. se ujema z vprašanji na začetku prejšnjih lekcij. Dopolnjujejo jih vprašanja:

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

2. Kaj veš o vodoravnem nebesnem koordinatnem sistemu? Za kaj se uporablja? Katere ravnine in premice so glavne v tem sistemu? Kaj je: višina svetilke? Zenitna razdalja Sonca? Azimut sonca? Kakšne so prednosti in slabosti tega nebesnega koordinatnega sistema?

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

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

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

Ustrezne programske naloge:

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

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

Učenci morajo biti pozorni na:

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

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

3. Uvedba atomskega časovnega standarda v znanosti je bila posledica neenakomernosti vrtenja Zemlje, ki so jo odkrivali z naraščajočo natančnostjo ure.

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

1. Čas. Merske enote in štetje časa

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

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

1. "zvezdniško"čas, povezan z gibanjem zvezd na nebesni sferi. Merjeno z urnim kotom točke pomladnega enakonočja: S \u003d t ^; t \u003d S - a

2. "sončna»čas povezan: z navideznim gibanjem središča Sončevega diska vzdolž ekliptike (pravi Sončev čas) ali gibanjem »povprečnega Sonca« – namišljene točke, ki se enakomerno giblje vzdolž nebesnega ekvatorja v istem časovnem intervalu kot pravi Sonce (povprečni sončni čas).

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

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

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

Določitev točnega časa, njegovo shranjevanje in prenos po radiu so delo časovne službe, ki obstaja v vseh razvitih državah sveta, vključno z Rusijo.

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

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

Dan je časovno obdobje, v katerem Zemlja naredi en popoln obrat okoli svoje osi glede na katero koli točko.

Siderični dan - obdobje vrtenja Zemlje okoli svoje osi glede na zvezde stalnice je opredeljeno kot časovni interval med dvema zaporednima zgornjima vrhuncema pomladnega enakonočja.

Pravi sončni dan - obdobje vrtenja Zemlje okoli svoje osi glede na središče sončnega diska, opredeljeno kot časovni interval med dvema zaporednima istoimenskima vrhuncema središča sončnega diska.

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

Za poenostavitev izračunov časa v astronomiji je bil uveden koncept srednjega sončnega dne - obdobja vrtenja Zemlje okoli svoje osi glede na "srednje Sonce".

Srednji sončni dan je opredeljen kot časovni interval med dvema zaporednima vrhuncema z istim imenom "srednjega sonca".

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

24 h 00 m 00 s zvezdnega časa je enako 23 h 56 m 4,09 s srednjega sončnega časa.

Za določnost teoretičnih izračunov je sprejeto efemeride (tabela) sekunda enaka srednji sončni sekundi 0. januarja 1900 ob 12. uri enak trenutnemu času, ki ni povezan z vrtenjem Zemlje. Pred približno 35.000 leti so ljudje opazili občasno spremembo videza lune – menjavo luninih men. Faza F nebesno telo (luna, planeti itd.) je določeno z razmerjem največje širine osvetljenega dela diska d¢ na njegov premer D: . Linija terminator ločuje temne in svetle dele diska svetilke.

riž. 32. Spreminjanje luninih faz

Luna se giblje okoli Zemlje v isti smeri, v kateri se zemlja vrti okoli svoje osi: od zahoda proti vzhodu. Prikaz tega gibanja je navidezno gibanje Lune na ozadju zvezd proti vrtenju neba. Vsak dan se Luna premakne proti vzhodu za 13° glede na zvezde in opravi polni krog v 27,3 dni. Torej je bilo ustanovljeno drugo merilo časa po dnevu - mesec(slika 32).

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

Sinodični (koledarski) lunin mesec - časovni interval med dvema zaporednima fazama istega imena (običajno nove lune) Lune. Je enako 29 d 12 h 44 m 2,78 s .

riž. 33. Načini osredotočanja teren na luni

Celoten pojav vidnega gibanja Lune na ozadju zvezd in sprememba faz Lune omogoča navigacijo Lune na tleh (slika 33). Luna se pojavi kot ozek srp na zahodu in izgine v žarkih jutranje zarje z enakim ozkim srpom na vzhodu. Mentalno pritrdite ravno črto levo od polmeseca. Na nebu lahko preberemo bodisi črko "P" - "raste", "rogovi" meseca so obrnjeni v levo - mesec je viden na zahodu; ali črka "C" - "staranje", "rogovi" meseca so obrnjeni v desno - mesec je viden na vzhodu. Ob polni luni je luna ob polnoči vidna na jugu.

Kot rezultat večmesečnega opazovanja spremembe položaja Sonca nad obzorjem je nastalo tretje merilo časa - leto.

Leto je časovno obdobje, v katerem Zemlja naredi en popoln obrat okoli Sonca glede na katero koli referenčno točko (točko).

Zvezdno leto je zvezdno (zvezdno) obdobje kroženja Zemlje okoli Sonca, enako 365,256320 ... srednjih sončnih dni.

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

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

Univerzalni čas je definiran kot lokalni povprečni sončni čas na ničelnem (greenwiškem) poldnevniku.

Površje Zemlje je razdeljeno na 24 območij, ki jih omejujejo meridiani – Časovni pasovi. Ničelni časovni pas se nahaja simetrično glede na ničelni (Greenwich) poldnevnik. Pasovi so oštevilčeni od 0 do 23 od zahoda proti vzhodu. Dejanske meje pasov so usklajene z upravnimi mejami okrožij, regij ali držav. Osrednji meridiani časovnih pasov so med seboj oddaljeni točno 15º (1 uro), zato se pri prehodu iz enega časovnega pasu v drugega čas spremeni za celo število ur, število minut in sekund pa se ne spremeni. Nov koledarski dan (in novo leto) se začne datumske vrstice(demarkacijsko črto), ki poteka predvsem vzdolž poldnevnika 180° vzhodne dolžine blizu severovzhodne meje Ruske federacije. Zahodno od datumske meje je dan v mesecu vedno za en več kot vzhodno od nje. Pri prečkanju te črte od zahoda proti vzhodu se koledarsko število zmanjša za ena, pri prečkanju črte od vzhoda proti zahodu pa se koledarsko število poveča za ena, kar odpravi napako pri štetju časa pri potovanju po svetu in selitvi ljudi iz Vzhodna do zahodna polobla Zemlje.

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

Poletni čas je standardni čas, ki je z vladno uredbo spremenjen na celo število ur. Za Rusijo je enako pasu plus 1 ura.

Moskovski čas - standardni čas drugega časovnega pasu (plus 1 ura):
Tm \u003d T 0 + 3 (ure).

Poletni čas - standardni čas, spremenjen za dodatno plus 1 uro z vladno odredbo za obdobje poletnega časa zaradi varčevanja z energijo.

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

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

Za določitev geografske dolžine območja je treba določiti trenutek vrhunca katere koli svetilke (običajno Sonca) z znanimi ekvatorialnimi koordinatami. Če s pomočjo posebnih tabel ali kalkulatorja prevedemo čas opazovanj iz srednjega sončnega v zvezdni in iz referenčne knjige poznamo čas kulminacije tega svetila na poldnevniku Greenwich, lahko enostavno določimo dolžino območja . Edina težava pri izračunih je natančna pretvorba časovnih enot iz enega sistema v drugega. Trenutka kulminacije ni mogoče "varovati": dovolj je določiti višino (zenitno razdaljo) svetilke v katerem koli točno določenem trenutku v času, vendar bodo izračuni precej zapleteni.

Na drugi stopnji pouka se učenci seznanijo z napravami za merjenje, shranjevanje in štetje časa – ure. Odčitki ure služijo kot referenca, s katero je mogoče primerjati časovne intervale. Študenti naj bodo pozorni na dejstvo, da je potreba po natančnem določanju trenutkov in časovnih intervalov spodbudila razvoj astronomije in fizike: vse do sredine dvajsetega stoletja so astronomske metode merjenja, shranjevanja časa in časovni standardi bili osnova svetovne časovne službe. Točnost ure je bila nadzorovana z astronomskimi opazovanji. Trenutno je razvoj fizike pripeljal do oblikovanja natančnejših metod za določanje in standardov časa, ki so jih astronomi začeli uporabljati za preučevanje pojavov, ki so bili osnova nekdanjih metod merjenja časa.

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

2. Naprave za merjenje in shranjevanje časa

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

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

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

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

Za merjenje časa ponoči in v slabem vremenu so izumili peščene, ognjene in vodne ure.

Peščene ure so po zasnovi preproste in natančne, a zajetne in se "navijejo" le za kratek čas.

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

Vodne ure (klepsidre) so uporabljali v vseh državah starega veka (sl. 37 a, b).

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

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

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

3. Koledarji. kronologija

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

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

Obstajajo tri glavne vrste koledarjev:

1. Lunarni koledar, ki temelji na sinodičnem lunarnem mesecu s trajanjem 29,5 srednjih sončnih dni. Nastala je pred več kot 30.000 leti. Lunino koledarsko leto obsega 354 (355) dni (11,25 dni krajše od sončnega) in je razdeljeno na 12 mesecev po 30 (liho) in 29 (sodo) dni (v muslimanskem koledarju se imenujejo: muharram, Safar, Rabi al-awwal, rabi al-slani, jumada al-ula, jumada al-ahira, rajab, sha'ban, ramadan, shawwal, dhul-qaada, dhul-hijra). Ker je koledarski mesec za 0,0306 dni krajši od sinodičnega meseca in v 30 letih razlika med njima doseže 11 dni, v arabsko po luninem koledarju je v vsakem 30-letnem ciklu 19 "preprostih" let po 354 dni in 11 "prestopnih let" po 355 dni (2., 5., 7., 10., 13., 16., 18., 21., 24., 26., 29. leta vsakega cikla). turško lunarni koledar je manj natančen: v njegovem 8-letnem ciklu je 5 "preprostih" in 3 "prestopna" leta. Datum novega leta ni fiksen (počasi se premika iz leta v leto): na primer, 1421 AH se je začelo 6. aprila 2000 in se bo končalo 25. marca 2001. Lunarni koledar je sprejet kot verski in državni koledar v muslimanskih državah Afganistanu, Iraku, Iranu, Pakistanu, UAR in drugih. Sončni in lunarno-sončni koledar se vzporedno uporabljata za načrtovanje in urejanje gospodarske dejavnosti.

2.sončni koledar glede na tropsko leto. Nastala je pred več kot 6000 leti. Trenutno je sprejet kot svetovni koledar.

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

AT gregorijanski sončni koledar "novi slog" dolžina leta je 365, 242.500 dni. Leta 1582 je bil julijanski koledar po ukazu papeža Gregorja XIII reformiran v skladu s projektom italijanskega matematika Luigija Lilia Garallija (1520-1576). Štetje dni so pomaknili za 10 dni naprej in se dogovorili, da se vsako stoletje, ki ni deljivo s 4 brez ostanka: 1700, 1800, 1900, 2100 itd., ne šteje za prestopno leto. To popravi napako 3 dni za vsakih 400 let. Napaka 1 dan "presega" za 2735 let. Nova stoletja in tisočletja se začnejo 1. januarja »prvega« leta določenega stoletja in tisočletja: tako se bo 1. januarja 2001 po gregorijanskem koledarju začelo 21. stoletje in III. tisočletje našega štetja.

Pri nas je bil pred revolucijo uporabljen julijanski koledar "starega sloga", katerega napaka je do leta 1917 znašala 13 dni. Leta 1918 so v državi uvedli svetovno znani gregorijanski koledar »novega sloga« in vse datume premaknili za 13 dni naprej.

Pretvorba datumov iz julijanskega koledarja v gregorijanski koledar se izvede po formuli: , kjer je T G in T YU- datumi po gregorijanskem in julijanskem koledarju; n je celo število dni, OD je število polnih stoletij, ki so pretekla, OD 1 je najbližje število stoletij, večkratnik števila štiri.

Druge različice sončnih koledarjev so:

perzijski koledar, ki je določil trajanje tropskega leta na 365,24242 dni; 33-letni cikel vključuje 25 "preprostih" in 8 "prestopnih" let. Veliko natančnejši od gregorijanskega: napaka 1 leta "preleti" 4500 let. Oblikoval Omar Khayyam leta 1079; je bil uporabljen na ozemlju Perzije in številnih drugih držav do sredine 19. stoletja.

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

3.lunisolarni koledar, pri katerem je gibanje Lune skladno z letnim gibanjem Sonca. Leto je sestavljeno iz 12 lunarnih mesecev po 29 in 30 dni, ki se jim občasno dodajajo "prestopna" leta, ki upoštevajo gibanje Sonca, in vsebujejo dodatnega 13. meseca. Posledično "preprosta" leta trajajo 353, 354, 355 dni, "prestopna leta" pa 383, 384 ali 385 dni. Nastal je v začetku 1. tisočletja pred našim štetjem, uporabljali so ga v starodavni Kitajski, Indiji, Babilonu, Judeji, Grčiji, Rimu. Trenutno je sprejet v Izraelu (začetek leta pade na različne dni med 6. septembrom in 5. oktobrom) in se uporablja skupaj z državnim v državah jugovzhodne Azije (Vietnam, Kitajska itd.).

Poleg zgoraj opisanih glavnih vrst koledarjev so bili koledarji ustvarjeni in se še vedno uporabljajo v nekaterih regijah Zemlje ob upoštevanju navideznega gibanja planetov v nebesni sferi.

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

V 60-letnem ciklu sodobnega vzhodnega koledarja je 21912 dni (v prvih 12 letih je 4371 dni, v drugem in četrtem - 4400 in 4401 dni, v tretjem in petem - 4370 dni). To časovno obdobje ustreza dvema 30-letnima Saturnovima cikloma (enakim zvezdnim obdobjem njegove revolucije T Saturn \u003d 29,46 » 30 let), približno trije 19-letni lunisolarni cikli, pet 12-letnih Jupitrovih ciklov (enakih zvezdnim obdobjem njegove revolucije T Jupiter= 11,86 » 12 let) in pet 12-letnih luninih ciklov. Število dni v letu ni konstantno in je lahko 353, 354, 355 dni v "preprostih" letih, 383, 384, 385 dni v prestopnih letih. Začetek leta v različnih državah pade na različne datume od 13. januarja do 24. februarja. Sedanji 60-letni cikel se je začel leta 1984. Podatki o kombinaciji znakov vzhodnega koledarja so navedeni v dodatku.

Srednjeameriški koledar majevske in azteške kulture je bil uporabljen od približno 300 do 1530 pr. AD Temelji na periodičnosti gibanja Sonca, Lune in sinodičnih obdobjih revolucije planetov Venere (584 d) in Marsa (780 d). »Dolgo« leto, ki je trajalo 360 (365) dni, je obsegalo 18 mesecev po 20 dni in 5 praznikov. Vzporedno je bilo za kulturne in verske namene uporabljeno "kratko leto" 260 dni (1/3 sinodične dobe kroženja Marsa), razdeljeno na 13 mesecev po 20 dni; »oštevilčene« tedne je sestavljalo 13 dni, ki so imeli svojo številko in ime. Trajanje tropskega leta je bilo določeno z največjo natančnostjo 365,2420 d (napaka 1 dneva se ne kopiči v 5000 letih!); lunarni sinodični mesec - 29,53059 d.

V začetku 20. stoletja je rast mednarodnih znanstvenih, tehničnih, kulturnih in gospodarskih vezi zahtevala oblikovanje enotnega, preprostega in natančnega svetovnega koledarja. Obstoječi koledarji imajo številne pomanjkljivosti v obliki: nezadostnega ujemanja med dolžino tropskega leta in datumov astronomskih pojavov, povezanih z gibanjem Sonca po nebesni sferi, neenakega in nestalnega trajanja mesecev, nedoslednosti v številu mesecev. mesec in dnevi v tednu, neskladja njihovih imen s položajem v koledarju itd. Pokažejo se netočnosti sodobnega koledarja

Idealno večna koledar ima nespremenljivo strukturo, ki vam omogoča hitro in nedvoumno določitev dni v tednu za kateri koli koledarski datum v kronologiji. Generalna skupščina OZN je leta 1954 priporočila enega najboljših projektov večnih koledarjev: čeprav je bil podoben gregorijanskemu koledarju, je bil enostavnejši in priročnejši. Tropsko leto je razdeljeno na 4 četrtine po 91 dni (13 tednov). Vsako četrtletje se začne v nedeljo in konča v soboto; je sestavljen iz 3 mesecev, v prvem mesecu 31 dni, v drugem in tretjem - 30 dni. Vsak mesec ima 26 delovnih dni. Prvi dan v letu je vedno nedelja. Podatki za ta projekt so navedeni v prilogi. Iz verskih razlogov ni bil izveden. Uvedba enotnega svetovnega večnega koledarja ostaja eden od problemov našega časa.

Pokličeta začetni datum in kasnejši sistem obračunavanja era. Izhodišče dobe se imenuje era.

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

Za začetek kitajske dobe 60-letnega cikla je sprejet datum 1. leta vladavine cesarja Huangdija - 2697 pr.

V rimskem cesarstvu so račun vodili od »ustanovitve Rima« od 21. aprila 753 pr. in od dneva pristopa cesarja Dioklecijana 29. avgusta 284 po Kr.

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

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

Sodobna kronologija - " naša doba", "novo obdobje"(AD)," doba od Kristusovega rojstva "( R.H.), Anno Domeni ( A.D.- "leto Gospodovo") - se vodi od poljubno izbranega datuma rojstva Jezusa Kristusa. Ker ni navedeno v nobenem zgodovinskem dokumentu, evangeliji pa si nasprotujejo, se je učeni menih Dionizij Mali leta 278 Dioklecijanove dobe odločil "znanstveno", na podlagi astronomskih podatkov, izračunati datum dobe. Izračun je temeljil na: 28-letnem "sončnem krogu" - časovnem obdobju, za katerega številke mesecev padejo na popolnoma iste dni v tednu, in 19-letnem "luninem krogu" - časovnem obdobju za katere iste lunine faze padajo na iste in iste dni v mesecu. Produkt ciklov "sončnega" in "luninega" kroga, prilagojen za 30-letni čas Kristusovega življenja (28 ´ 19S + 30 = 572), je dal začetni datum sodobne kronologije. Obračun let glede na dobo "od Kristusovega rojstva" se "ukorenini" zelo počasi: do XV. (torej celo 1000 let kasneje) sta bila v uradnih dokumentih zahodne Evrope navedena 2 datuma: od stvarjenja sveta in od Kristusovega rojstva (A.D.).

V muslimanskem svetu se za začetek kronologije jemlje 16. julij 622 našega štetja - dan hijjre (selitev preroka Mohameda iz Meke v Medino).

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

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

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

Gradivo se popravi pri reševanju problemov:

4. vaja:

1. 1. januarja kaže sončna ura 10. Koliko ura trenutno kaže vaša ura?

2. Določite razliko v odčitkih natančne ure in kronometra, ki tečeta v zvezdnem času, 1 leto po njunem hkratnem začetku.

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

4. Ugotovite, ali je mogoče v Vladivostoku opazovati mrk (okultacijo) Jupitrove Lune, če se zgodi ob 1 h 50 m UTC, Luna pa zaide v Vladivostoku ob 0 h 30 m po lokalnem poletnem času.

5. Koliko dni je leta 1918 vsebovalo RSFSR?

6. Koliko je največ nedelj v februarju?

7. Kolikokrat na leto sonce vzide?

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

9. Kapitan ladje je izmeril zenitalno razdaljo Sonca ob pravem poldnevu 22. decembra in ugotovil, da je enaka 66њ 33 ". Kronometer, ki teče po času Greenwicha, je v času opazovanja pokazal 11 h 54 m zjutraj. Določite koordinate ladje in njen položaj na zemljevidu sveta.

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

11. Določite geografske koordinate kraja, kjer je zgornji vrhunec zvezde a - - didaktika - testi - naloga

Vsako astronomsko opazovanje mora spremljati podatek o času njegove izvedbe. Natančnost časovnega trenutka je lahko različna, odvisno od zahtev in lastnosti opazovanega pojava. Tako je na primer pri običajnih opazovanjih meteorjev in spremenljivih zvezd povsem dovolj, da poznamo trenutek z natančnostjo do minute. Opazovanje sončnih mrkov, zakrivanje zvezd z Luno in še posebej opazovanje gibanja umetnih satelitov Zemlje zahteva označevanje trenutkov z natančnostjo, ki ni manjša od desetinke sekunde. Natančna astrometrična opazovanja dnevne rotacije nebesne sfere nas prisilijo k uporabi posebnih metod registracije časovnih trenutkov z natančnostjo 0,01 in celo 0,005 sekunde!

Zato je ena glavnih nalog praktične astronomije pridobivanje točnega časa iz opazovanj, njegovo shranjevanje in sporočanje podatkov o času potrošnikom.

Za ohranjanje časa imajo astronomi zelo natančne ure, ki jih redno preverjajo tako, da s pomočjo posebnih instrumentov določajo trenutke vrhuncev zvezd. Oddajanje točnih časovnih signalov po radiu jim je omogočilo organizirati svetovno časovno službo, to je povezati vse observatorije, ki se ukvarjajo s tovrstnimi opazovanji, v en sistem.

Zadolženost Časovnih služb poleg oddajanja točnih časovnih signalov vključuje tudi oddajanje poenostavljenih signalov, ki so dobro poznani vsem radijskim poslušalcem. To je šest kratkih signalov, "pik", ki se oddajo pred začetkom nove ure. Trenutek zadnje "točke", do stotinke sekunde, sovpada z začetkom nove ure. Ljubiteljskemu astronomu svetujemo, da te signale uporabi za preverjanje svoje ure. Ko preverjamo uro, je ne smemo prevajati, saj v tem primeru pokvarim mehanizem, astronom pa mora skrbeti za svojo uro, saj je to eden njegovih glavnih instrumentov. Ugotoviti mora "popravek ure" - razliko med točnim časom in njihovimi odčitki. Te popravke je treba sistematično ugotavljati in beležiti v dnevnik opazovalca; njihovo nadaljnje preučevanje vam bo omogočilo, da določite potek ure in jih dobro preučite.

Seveda pa je zaželeno imeti na razpolago čim boljšo uro. Kaj je treba razumeti pod izrazom "dobre ure"?

Potrebno je, da čim bolj natančno držijo smer. Primerjajmo dve kopiji običajnih žepnih ur:

Pozitiven predznak popravka pomeni, da je treba za pridobitev točnega časa odčitavanju ure dodati popravek.

Na obeh polovicah tablice so zapisi popravkov ure. Z odštevanjem zgornjega popravka od spodnjega popravka in delitvijo s številom dni, ki so pretekli med določitvami, dobimo dnevno hitrost ure. Podatki o napredku so podani v isti tabeli.

Zakaj nekatere ure imenujemo slabe, druge pa dobre? V prvih urah je popravek blizu ničle, vendar se njihov potek spreminja neenakomerno. Za drugo - popravek je velik, vendar je potek enoten. Prva ura je primerna za takšna opazovanja, ki ne zahtevajo natančnejšega časovnega žiga kot do minute. Njihovih odčitkov ni mogoče interpolirati in jih je treba preverjati večkrat na noč.

Druga, »dobra ura«, je primerna za izvajanje zahtevnejših opazovanj. Seveda jih je koristno preverjati pogosteje, vendar je mogoče njihove odčitke interpolirati za vmesne trenutke. Pokažimo to s primerom. Predpostavimo, da je bilo opazovanje opravljeno 5. novembra ob 23:32:46. glede na naše ure. Preverjanje ure, opravljeno 4. novembra ob 17. uri, je dalo popravek za +2 m.15 s. Dnevni hod je, kot je razvidno iz tabele, +5,7 s. Od 17. ure 4. novembra do trenutka opazovanja je minil 1 dan in 6,5 ure oziroma 1,27 dni. Če to število pomnožimo z dnevno hitrostjo, dobimo +7,2 s. Zato popravek ure v času opazovanja ni bil 2 m.15 s, ampak +2 m.22 s. Dodamo ga trenutku opazovanja. Torej, opazovanje je bilo opravljeno 5. novembra ob 23:35:8.

Časovni servis
Naloge službe točnega časa so določiti točen čas, ga znati shraniti in posredovati potrošniku. Če si predstavljamo, da je urni kazalec optična os teleskopa, usmerjena navpično v nebo, potem je številčnica zvezde, ki ena za drugo padajo v vidno polje tega teleskopa. Registracija trenutkov prehoda zvezd skozi vidno polje teleskopa - to je splošno načelo klasične definicije astronomskega časa. Sodeč po megalitskih spomenikih, ki so prišli do nas, med katerimi je najbolj znan Stonehenge v Angliji, je bila ta metoda namerilnega križa uspešno uporabljena tudi v bronasti dobi. Samo ime storitve astronomskega časa je zdaj zastarelo. Od leta 1988 se ta storitev imenuje International Earth Rotation Service http://hpiers.obspm.fr/eop-pc/.
Klasični astronomski način določanja točnega časa (Universal Time, UT) je povezan z merjenjem rotacijskega kota poljubnega izbranega poldnevnika Zemlje glede na "sfero zvezd stalnic". Izbran je bil na koncu Greenwiški meridian. Vendar pa je na primer v Rusiji poldnevnik Pulkovo dolgo časa veljal za nič. Pravzaprav je za reševanje prve naloge službe točnega časa primeren vsak meridian, na katerem je nameščen teleskop, specializiran za snemanje trenutkov zvezdnih prehodov (tranzitni instrument, zenitna cev, astrolab). A nobena zemljepisna širina ni optimalna za to, kar je očitno na primer zaradi konvergence vseh meridianov na geografskih polih.
Iz načina določanja astronomskega časa je očitna njegova povezava z določanjem zemljepisnih dolžin in nasploh s koordinatnimi meritvami. V bistvu je to ena sama naloga koordinatno-časovne podpore (CWO). Razumljiva je kompleksnost tega problema, katerega reševanje je trajalo več stoletij in je še vedno najbolj pereč problem geodezije, astronomije in geodinamike.
Pri določanju UT z astronomskimi metodami je treba upoštevati:

• da "sfera zvezd stalnic" ne obstaja, tj. koordinate zvezd ("številčnica" zvezdne ure, ki določa točnost teh ur) je treba nenehno izpopolnjevati iz opazovanj,
• da vrtilna os Zemlje pod vplivom gravitacijskih sil Sonca, Lune in drugih planetov izvaja zapletena periodična (precesija in nutacija) gibanja, ki jih opisujejo vrstice stotih harmonikov,
• da se opazuje s površja Zemlje, ki se kompleksno giblje v vesolju, zato je treba upoštevati paralaktične in aberacijske učinke,
• da imajo teleskopi, na katerih se izvajajo opazovanja UT, lastne nekonstantne napake, ki so odvisne predvsem od podnebnih razmer in so določene iz istih opazovanj,
• da opazovanja potekajo "na dnu" atmosferskega oceana, kar popači prave koordinate zvezd (refrakcijo) na način, ki ga je pogosto težko upoštevati,
• da sama vrtilna os "binglja" v Zemljinem telesu in ta pojav ter vrsto plimskih učinkov in vplivov atmosferskih vplivov na vrtenje Zemlje ugotavljamo iz samih opazovanj,
• da se vrtenje Zemlje okoli svoje osi, ki je do leta 1956 služilo kot merilo časa, dogaja neenakomerno, kar ugotavljamo tudi iz samih opazovanj.

Za natančno merjenje časa je potreben standard. Izbrani standard - obdobje vrtenja Zemlje - se je izkazalo za premalo zanesljivo. Sončev dan je ena od osnovnih časovnih enot, izbrana že davno. Toda hitrost vrtenja Zemlje se skozi leto spreminja, zato se uporablja povprečni sončni dan, ki se od pravega razlikuje do 11 minut. Zaradi neenakomernega gibanja Zemlje vzdolž ekliptike je sprejeti Sončev dan 24 ur večji na leto za 1 zvezdni dan, kar je 23 ur 56 minut 4,091 sekunde, medtem ko je povprečni Sončev dan 24 ur 3 minute 56,5554 sekunde.
V tridesetih letih prejšnjega stoletja so ugotovili neenakomerno vrtenje Zemlje okoli svoje osi. Neenakomernost je povezana zlasti: s sekularnim upočasnjevanjem vrtenja Zemlje zaradi plimskega trenja Lune in Sonca; nestacionarni procesi znotraj Zemlje. Povprečni zvezdni dan zaradi procesije zemeljske osi je za 0,0084 s krajši od dejanske dobe zemeljskega vrtenja. Plimovanje Lune upočasni vrtenje Zemlje za 0,0023 s v 100 letih. Zato je jasno, da je opredelitev sekunde kot časovne enote, ki predstavlja 1/86400 dneva, zahtevala pojasnilo.
Leto 1900 je bilo vzeto za enoto tropskega leta (čas med dvema zaporednima prehodoma Sončevega središča skozi spomladansko enakonočje) enako 365,242196 dni oziroma 365 dni 5 ur 48 minut 48,08 sekund. Prek njega je določeno trajanje sekunde = 1/31556925,9747 tropskega leta 1900.
Oktobra 1967 v Parizu je 13. generalna konferenca Mednarodnega odbora za uteži in mere določila trajanje atomske sekunde - časovni interval, v katerem se pojavi 9.192.631.770 nihanj, kar ustreza frekvenci strjevanja (absorpcije) atoma cezija - 133. med resonančnim prehodom med dvema hiperfinima energijskima nivojema atoma v osnovnem stanju v odsotnosti motenj zunanjih magnetnih polj in se zabeleži kot radijska emisija z valovno dolžino približno 3,26 cm.
Natančnost atomskih ur je napaka 1s v 10.000 letih. Napaka 10-14s.
1. januarja 1972 so ZSSR in številne države sveta prešle na atomski časovni standard.
Radijsko oddajni točni časovni signali se prenašajo prek atomskih ur za natančno določanje lokalnega časa (tj. geografske dolžine - lega močnih točk, iskanje trenutkov vrhunca zvezd), pa tudi za letalsko in pomorsko navigacijo.
Prve točne časovne signale na radiu je začela oddajati postaja v Bostonu (ZDA) leta 1904, od leta 1907 v Nemčiji, od leta 1910 v Parizu (radijska postaja Eifflov stolp). Pri nas je observatorij Pulkovo od 1. decembra 1920 začel oddajati ritmični signal prek radijske postaje New Holland v Petrogradu, od 25. maja 1921 pa prek moskovske radijske postaje Oktyabrskaya na Hodinki. Organizatorji radiotehnične službe tistega časa v državi so bili Nikolaj Ivanovič DNEPROVSKI (1887-1944), Aleksander Pavlovič Konstantinov (1895-1937) in Pavel Andrejevič Azbukin (1882-1970).
Z odlokom Sveta ljudskih komisarjev leta 1924 je bil na observatoriju Pulkovo organiziran Medoddelčni odbor časovne službe, ki je od leta 1928 začel objavljati biltene povzetkov. Leta 1931 sta bili v SAI in TSNIIGAiK organizirani dve novi časovni službi, redno pa je začela delovati časovna služba Taškentskega observatorija.
Marca 1932 je bila na observatoriju Pulkovo prva astrometrična konferenca, na kateri je bila sprejeta odločitev: ustvariti časovno službo v ZSSR. V predvojnem obdobju je bilo 7 časovnih služb, v Pulkovu, SAI in Taškentu pa so se ritmični časovni signali prenašali po radiu.
Najbolj natančna ura, ki jo je servis uporabljal (shranjena v kleti pri konstantnem tlaku, temperaturi itd.), je bila Shortova ura z dvojnim nihalom (natančnost ± 0,001 s/dan), F.M. Fedčenka (± 0,0003 s / dan), nato pa so začeli uporabljati kremen (z njihovo pomočjo so odkrili neenakomerno vrtenje Zemlje) pred uvedbo atomskih ur, ki jih zdaj uporablja časovna služba. Lewis Essen (Anglija), eksperimentalni fizik, ustvarjalec kvarčnih in atomskih ur, je leta 1955 ustvaril prvi atomski frekvenčni (časovni) standard na cezijevem atomskem žarku, kar je tri leta kasneje povzročilo časovno storitev na osnovi atomskega frekvenčnega standarda.
Po atomskem standardu ZDA, Kanade in Nemčije je s 1. januarjem 1972 vzpostavljen TAI - povprečna vrednost atomskega časa, na podlagi katere je nastala lestvica UTC (univerzalni koordinatni čas), ki se razlikuje od srednji sončni čas za največ 1 sekundo (z natančnostjo ± 0,90 s). Vsako leto se UTC 31. decembra ali 30. junija popravi za 1 sekundo.
V zadnji četrtini 20. stoletja so se zunajgalaktični astronomski objekti - kvazarji - že uporabljali za določanje univerzalnega časa. Hkrati se njihov širokopasovni radijski signal snema na dveh na tisoče kilometrov oddaljenih radijskih teleskopih (very long baseline radio interferometer – VLBI) v sinhroniziranem merilu atomskega časovnega in frekvenčnega standarda. Poleg tega se uporabljajo sistemi, ki temeljijo na opazovanju satelitov (GPS - Global Positioning System, GLONASS - globalni navigacijski satelitski sistem in LLS - Laser Location of Satellites) in kotnih reflektorjev, nameščenih na Luni (Laser Location of the Moon - LLL).
Astronomski koncepti
Astronomski čas. Do leta 1925 se je v astronomski praksi za začetek srednjega sončnega dne jemal trenutek zgornje kulminacije (poldne) srednjega sonca. Takšen čas so imenovali srednji astronomski ali preprosto astronomski. Kot merska enota je bila uporabljena povprečna sončna sekunda. Od 1. januarja 1925 ga je nadomestil univerzalni čas (UT)
Atomski čas (AT - Atomic Time) je bil uveden 1. januarja 1964. Atomska sekunda je vzeta kot časovna enota, ki je enaka časovnemu intervalu, v katerem se pojavi 9.192.631.770 nihanj, kar ustreza frekvenci sevanja med dvema nivojema hiperfine strukture osnovnega stanja atoma cezija-133 v odsotnosti zunanjega magnetna polja. Nosilci AT so več kot 200 standardov atomskega časa in frekvence, ki se nahajajo v več kot 30 državah sveta. Ti standardi (ure) se nenehno primerjajo med seboj preko satelitskega sistema GPS / GLONASS, s pomočjo katerega se izpelje mednarodna atomska časovna lestvica (TAI). Na podlagi primerjave se domneva, da se lestvica TAI ne razlikuje od namišljenih absolutno natančnih ur za več kot 0,1 mikrosekunde na leto. AT ni povezan z astronomskim načinom določanja časa, ki temelji na merjenju hitrosti vrtenja Zemlje, zato se sčasoma lestvici AT in UT lahko precej razlikujeta. Za izključitev tega od 1. januarja 1972 je bil uveden koordinirani univerzalni čas (UTC).
Univerzalni čas (UT - Universal Time) se uporablja od 1. januarja 1925 namesto astronomskega časa. Šteje se od spodnje kulminacije srednjega sonca na greenwiškem poldnevniku. Od 1. januarja 1956 so bile opredeljene tri univerzalne časovne lestvice:
UT0 - univerzalni čas, določen na podlagi neposrednih astronomskih opazovanj, tj. čas trenutnega greenwiškega poldnevnika, katerega položaj ravnine je označen s trenutnim položajem zemeljskih polov;
UT1 je čas srednjega greenwiškega poldnevnika, ki ga določa povprečni položaj zemeljskih polov. Od UT0 se razlikuje po popravkih za premik geografskega pola zaradi premika Zemljinega telesa glede na njeno vrtilno os;
UT2 je "zglajen" čas UT1, popravljen za sezonske spremembe kotne hitrosti vrtenja Zemlje.
Univerzalni koordinirani čas (UTC). UTC temelji na lestvici AT, ki jo po potrebi, a le 1. januarja ali 1. julija, lahko popravimo z vnosom dodatne negativne ali pozitivne sekunde, tako da razlika med UTC in UT1 ne presega 0,8 sekunde. Časovno lestvico Ruske federacije UTC(SU) povzema državni standard za čas in frekvenco in je skladna z lestvico mednarodnega časovnega urada UTC. Trenutno (začetek 2005) TAI - UTC = 32 sekund. Obstaja veliko spletnih mest, kjer lahko vzamete točen čas, na primer na strežniku Mednarodnega urada za uteži in mere (BIPM) http://www.bipm.fr/en/scientific/tai/time_server.html.
Zvezdni dan je časovni interval med dvema zaporednima vrhuncema z istim imenom ob pomladnem enakonočju na istem poldnevniku. Trenutek njegovega zgornjega vrhunca se šteje za začetek zvezdnega dneva. Glede na izbrano točko pomladnega enakonočja obstajata pravi in ​​srednji zvezdni čas. Povprečni zvezdni dan je enak 23 uram.56 minut 04.0905 sekund povprečnega sončnega dneva.
Pravi sončni čas je neenakomeren čas, ki ga določa gibanje pravega sonca in je izražen v delčkih pravega sončnega dneva. Neenakomernost pravega sončnega časa (enačba časa) je posledica 1) nagnjenosti ekliptike proti ekvatorju in 2) neenakomernega gibanja sonca po ekliptiki zaradi ekscentričnosti Zemljine orbite.
Pravi sončni dan je časovni interval med dvema zaporednima vrhuncema istega imena pravega sonca na istem poldnevniku. Trenutek spodnje kulminacije (polnoči) pravega sonca jemljemo kot začetek pravega sončnega dneva.
Srednji sončni čas je enakomeren čas, ki ga določa gibanje srednjega sonca. Uporabljal se je kot standard enotnega časa z lestvico ene srednje sončne sekunde (1/86400 del srednjega sončnega dneva) do leta 1956.
Srednji sončni dan je časovni interval med dvema zaporednima istoimenskima vrhuncema srednjega sonca na istem poldnevniku. Trenutek spodnjega vrhunca (polnoči) srednjega sonca je vzet za začetek srednjega sončnega dne.
Srednje (ekvatorialno) sonce je fiktivna točka na nebesni sferi, ki se enakomerno giblje vzdolž ekvatorja s povprečno letno hitrostjo pravega Sonca vzdolž ekliptike.
Srednje ekliptično sonce je fiktivna točka na nebesni sferi, ki se enakomerno giblje vzdolž ekliptike s povprečno letno hitrostjo pravega sonca. Gibanje srednjega ekliptičnega sonca vzdolž ekvatorja je neenakomerno.
Spomladansko enakonočje je ena od dveh presečišč ekvatorja in ekliptike na nebesni sferi, skozi katero središče sonca poteka spomladi. Obstajajo prave (gibljive zaradi precesije in nutacije) in srednje (gibljive samo zaradi precesije) točke pomladnega enakonočja.
Tropsko leto je časovni interval med dvema zaporednima prehodoma srednjega sonca skozi sredino pomladnega enakonočja, ki je enak 365,24219879 srednjih sončnih dni ali 366,24219879 zvezdnih dni.
Enačba časa je razlika med pravim sončnim časom in srednjim sončnim časom. V začetku novembra doseže +16 minut, sredi februarja pa -14 minut. Objavljeno v Astronomskih letopisih.
Efemeridni čas (ET - Ephemeris time) je neodvisna spremenljivka (argument) v nebesni mehaniki (Newtonova teorija gibanja nebesnih teles). Uveden od 1. januarja 1960 v astronomskih letopisih kot bolj enoten od univerzalnega časa, ki so ga poslabšale dolgotrajne nepravilnosti v rotaciji Zemlje. Določeno je z opazovanjem teles sončnega sistema (predvsem Lune). Merska enota je sekunda efemeride kot 1/31556925,9747 tropskega leta za trenutek 1900 januarja 0,12 vzhodnega vzhoda ali sicer kot 1/86400 trajanja povprečnega sončnega dneva za isti trenutek.