Măsurarea timpului
Întreaga viață a omului este legată de timp, iar necesitatea măsurării sale a apărut în vechime.
Prima unitate naturală de timp a fost o zi, care reglementează munca și restul oamenilor. Din epoca preistorică, ziua a fost împărțită în două părți - zi și noapte. Apoi au fost alocate dimineața (începutul zilei), amiaza (mijlocul zilei), seara (sfârșitul zilei) și miezul nopții (mijlocul nopții). Chiar și mai târziu, ziua a fost împărțită în 24 de părți egale, numite "oră". Pentru a măsura intervalele mai scurte de timp, ora a fost împărțită la 60 de minute, minute cu 60 de secunde, în al doilea rând cu zeci, sute, mii, etc., fracții de secundă.
Schimbarea periodică a zilei și a nopții se datorează rotirii Pământului în jurul axei sale. Dar în timp ce suntem pe suprafața Pământului și angajarea cu el în rotație, noi nu-l simți și judeca rotația sa în mișcarea de zi cu zi a soarelui, stelele și alte corpuri ceresti.
Intervalul de timp între două succesive centrul superior (sau mai mici) culminații de soare pe unul și același meridian geografic egală cu perioada de rotație a Pământului în raport cu soarele, numit adevărata zi solară, iar timpul exprimat în unități de zile - ore, minute și secunde, - adevărat timp T0 solar.
În timpul începutul adevăratei zile punctul solar acceptat mai mic centru de punctul culminant solare (adevărat miezul nopții), atunci când a considerat T0 = 0 ore. În momentul în care punctul culminant solar de top în adevărata amiază, T0 = 12 ore. În orice alt moment al zilei reale timp solar T0 = 12 ore + t0. unde t0 - unghiul orar (vezi coordonatele Ceresti.) centrul soarelui, care poate fi determinată atunci când soarele este deasupra orizontului.
Dar măsurarea timpului cu zilele insorite este incomod: în decurs de un an acestea își schimbă periodic durata - iarna sunt mai lungi, iar vara sunt mai scurte. Cea mai lungă zi adevărată a soarelui este de 51 s mai lungă decât cea mai scurtă. Acest lucru se întâmplă deoarece Pământul, pe lângă rotația din jurul axei sale, se mișcă într-o orbită eliptică și în jurul Soarelui. Consecința acestei mișcări a Pământului este mișcarea anuală aparentă a Soarelui printre stelele din ecliptic. În direcția opusă mișcării sale zilnice, adică de la vest la est.
Mișcarea Pământului de-a lungul orbitei are loc cu o viteză variabilă. Atunci când Pământul este aproape de periheliu, viteza mișcării sale orbitale este cea mai mare și atunci când trece aproape de afeliu - viteza cea mai lentă. Mișcarea inegală a Pământului pe orbita sa, iar înclinația axei sale de rotație pe orbita modificărilor plane sunt cauze Denivelările ascensiune dreaptă a soarelui pe tot parcursul anului, și, prin urmare, durata de incoerență adevărată zi solară.
Pentru a elimina acest inconvenient, am introdus conceptul de așa-numita mijlocul soarelui. Acesta este un punct imaginar, care pe parcursul anului (pentru același timp, ca și prezenta soarele de-a lungul eclipticii) face o rotație completă a ecuatorului ceresc, se deplasează în același timp printre stele de la vest la est destul de uniform și trece prin punctul vernal în legătură cu soarele. Intervalul de timp dintre două încununare superior (sau inferior) succesivă a soarelui pe cel din mijloc și același meridian geografic se numește ziua solară medie, și de timp, așa cum este exprimat în acțiunile lor - ore, minute și secunde - timpul mediu de Toff solare .. Durata zilei solare medii este, evident, egală cu durata medie a unui an de zile solare adevărate.
Pentru începutul zilei solare medii, se ia momentul culminării inferioare a soarelui mijlociu (mijlocul nopții). În acel moment, T.p. = 0 h. În momentul culminării superioare a soarelui mediu (în mijlocul amiază), timpul mediu solar Tcp. = 12 ore, și în orice alt moment al zilei Tcp. = 12 h + tsr .. unde tsr. - unghiul orar al soarelui mediu.
Soarele mediu este un punct imaginar, nimic nu este marcat pe cer, deci este imposibil de determinat unghiul orar tcp direct din observații. Dar se poate calcula dacă ecuația de timp este cunoscută.
Ecuația de timp este diferența dintre timpul solar mediu și timpul solar real, în același timp, sau diferența dintre unghiurile orare ale soarelui mediu și adevărat,
Ecuația de timp poate fi calculată teoretic pentru orice moment de timp. De obicei, este publicată în anuare și calendare astronomice, la miezul nopții, la meridianul Greenwich. O ecuație de timp aproximativă poate fi găsită din graficul atașat.
Graficul graficului de ecuație
Cunoscând ecuația timpului și timpul real solar (din observațiile Soarelui) pentru un anumit moment, se poate găsi timpul mediu solar. Cu toate acestea, timpul mediu solar este mai simplu și mai precis calculat din timpul stelar, determinat din observații.
Intervalul de timp dintre două succesive culminare superioară (sau inferioară) a vernal în același meridian geografic este numită ziua sideral și timpul, exprimat în acțiunile lor - ore, minute și secunde - timp sideral.
Pentru începutul zilei de stele, este luat momentul culminării superioare a punctului echinocțiului de primăvară. În acest moment, timpul stelar este s = 0 h, iar la momentul culminării inferioare a punctului de echinocțiu de la sernă s = 12 h. În orice alt moment al zilelor stelare, timpul sideral s = t # 947; unde t # 947; - unghiul orar al punctului echinocțiului de iarnă.
Punctul echinocțiului de primăvară din cer nu este marcat și este imposibil să-și găsească unghiul de oră din observații. Prin urmare, astronomii calculează timpul stelar, determinând unghiul orar al stelei t *, pentru care se cunoaște ascensiunea corectă # 945 ;; atunci s = a + t *.
La momentul punctul culminant stele sus, după ce T * = 0, s = timpul sideral # 945 ;; în momentul culminării inferioare a stelei t * = 12 h și s = # 945; + 12 ore (dacă # 945; mai puțin de 12 ore) sau s = # 945; - 12 (dacă # 945; mai mult de 12 ore).
Măsurarea timpului prin zile stelare și acțiunile lor (ore stelare, minute și secunde) este folosită pentru rezolvarea multor probleme astronomice.
solare timp medie este determinată folosind timpul sideral, pe baza următoarei relații stabilite prin numeroase observații:
365.2422 zile medii solare = 366.2422 de zile stea, de unde urmează:
24 ore de timp stelar = 23 ore 56 minute 4.091 din timpul mediu solar;
24 ore timp mediu solar = 24 h 3 min 56.555 s timp stele.
Măsurarea timpului de către zilele stelare și solare este asociată cu un meridian geografic. Timpul măsurat pe acest meridian se numește ora locală a acestui meridian și este același pentru toate punctele de pe el. Datorită rotației Pământului de la vest la est, timpul local, în același timp, pe diferite meridiane este diferit. De exemplu, pe meridianul, situată la 15 ° la est de acest lucru, ora locală va fi mai lung timp de 1 oră, iar pe meridianul, situat la 15 ° vest, la - mai puțin de 1 oră decât la acest meridian. Diferența de timpuri locale de două puncte este egală cu diferența dintre lungimile lor, exprimată în măsură orară.
De acord internațional pentru meridianul inițial pentru proiectul de lege longitudinea geografica a trecut meridianul care trece prin fostul Observatorul Greenwich din Londra (acum sa mutat într-un alt loc, dar a părăsit inițial Greenwich Meridian). Timpul mediu solar local al Meridianului de la Greenwich se numește Timp al Lumii. În calendarele și anuarele astronomice, momentele celor mai multe fenomene sunt indicate de timpul universal. Momentele acestor evenimente de ora locală de orice punct sunt ușor de determinat, cunoscând longitudinea acestui punct de la Greenwich.
În viața de zi cu zi, este incomod să folosim ora locală, deoarece sistemele locale de numărare a timpului sunt în principiu aceleași ca și meridianele geografice, adică nenumărate. Marea diferență dintre timpul mondial și ora locală a meridianelor îndepărtate de Greenwich pentru distanțe considerabile creează neplăceri și când folosesc timpul din lumea întreagă în viața de zi cu zi. De exemplu, dacă amiază este în Greenwich, adică 12 ore din timpul lumii, atunci la sfârșitul lui Yakutia și Primorye în Orientul Îndepărtat al țării noastre a venit deja o seară târzie.
Începând cu 1884, în multe țări ale lumii au început să fie aplicat sistemul centurii de conturi de timp solare medii. Acest timp sistemul de notare bazat pe suprafața de separare a Pământului în 24 zone de timp; la toate punctele din cadrul unei singure zone în fiecare punct de timp standard, în mod egal în zonele adiacente, acesta diferă de exact 1 oră. Timpul de tur sistem 24 meridianul distanțate 15 ° în afară, luate ca principalele zone de timp meridianele. Granițele zonelor în mărilor și oceanelor, precum și în zonele slab populate se realizează de-a lungul meridianelor distanțate la 7,5 ° la est și la vest de miez. În alte zone ale zonelor de frontieră ale Pământului pentru o mai mare comoditate efectuate pe aproape de aceste meridiane de stat și administrative Granițele, râuri, lanțuri muntoase, și așa mai departe. N.
În temeiul acordului internațional pentru cel inițial, a fost adoptat un meridian cu o longitudine de 0 ° (Greenwich). Fusul orar corespunzător este considerat zero. Curelele rămase în direcția de la zero la est sunt atribuite numere de la 1 la 23.
Timpul de rulare al unui element este timpul mediu local al soarelui principalului meridian al fusului orar în care se află elementul. Diferența dintre ora locală din orice fus orar și ora din lume (ora zonelor zero) este egală cu numărul fusului orar.
Ceasurile, livrate în conformitate cu ora locală în toate fusurile orare, prezintă același număr de secunde și minute, iar citirile lor diferă numai cu un număr întreg de ore. Sistemul cu curea temporală elimină inconvenientele asociate utilizării atât a timpului local, cât și a timpului global.
Timpul curelei unor zone de timp are nume speciale. De exemplu, timpul centurii zero este numit Vestul European, momentul în care prima centură este Central European, a doua zonă este est-europeană. În Statele Unite, perioada din centurile 16, 17, 18, 19 și 20 se numește timpul Pacific, munte, central, est și atlantic.
Teritoriul URSS este acum împărțit în 10 fusuri orare, care au numere de la 2 la 11 (vezi harta fusurilor orare).
Pe harta vestică de-a lungul meridianului de 180 ° longitudine, linia de dată a fost schimbată.
Pentru a economisi o distribuție mai rațională a energiei electrice în cursul zilei, mai ales în timpul verii, în unele țări, în primăvara anului, mâinile ceasului sunt traduse cu o oră înainte și un astfel de timp se numește timpul de vară. În toamnă, acul se întoarce cu o oră în urmă.
În viața de zi cu zi, timpul folosit într-o anumită localitate este numit adesea ora locală a acestui punct; Nu trebuie confundat cu conceptul astronomic de timp local, care a fost menționat mai sus.
Din anii 1960, în anuarul astronomic, coordonatele soarelui, lunii, planetelor și sateliților lor sunt publicate în sistemul efemerid.
Înapoi în anii '30. XX secol. sa stabilit în cele din urmă că Pământul se rotește în jurul axei sale neuniform. Cu o scădere a vitezei de rotație a Pământului, ziua (stelar și solar) este prelungită, iar atunci când este mărită, acestea sunt scurtate. Amplitudinea zilei medii solare datorată rotației inegale a Pământului crește de 100 de ani cu 1-2 mii de secundă. Această schimbare foarte mică nu este importantă pentru viața de zi cu zi a unei persoane, dar nu poate fi neglijată în unele secțiuni ale științei și tehnologiei moderne. A fost introdus un sistem uniform de numărare a timpului, timp ephemeris.
Efemeridele timp - uniform ora actuală, ne referim în formulele și legile dinamicii în calcularea coordonatelor (efemeridele) ale corpurilor cerești. Pentru a calcula diferența dintre timpul efemeridelor și timpul universal, în comparație cu observate în sistemul de coordonate timp universale ale Lunii și planetelor cu coordonatele lor, calculate în conformitate cu formulele și legile dinamicii. Această diferență a fost considerată egală cu zero la începutul secolului XX. Dar, deoarece viteza de rotație a Pământului în secolul XX. în medie, a scăzut t. e. ziua observate au fost mai uniforme (efemeridele) zile, timp efemeride „grija“ față în față în timp universal, iar în 1986 diferența sa ridicat la 56 plus.
Astfel, o nouă definiție a unei a doua este legată de mișcarea Pământului pe o orbită eliptică în jurul soarelui, în timp ce vechea definiție bazată doar pe rotație în jurul axei sale.
Crearea ceasului atomic ne-a permis să obținem o scală de timp fundamentală, care nu depinde de mișcările Pământului și care era numită timpul atomic. In 1967, la Conferința Internațională de Măsuri și Greutăți în secunde atomice a fost adoptat ca o unitate de măsură a timpului, definit ca „un timp egal cu 9192631770 perioade ale radiației corespunzătoare tranziției între cele două niveluri hiperfine ale stării fundamentale a atomului de cesiu-133.“
Durata secundei atomice este aleasă astfel încât să fie cât mai aproape posibil de durata secundului ephemeris.
Secundul atomic este una dintre cele șapte unități de bază ale Sistemului Internațional de Unități (SI).
Scala timpului atomic se bazează pe indicațiile ceasurilor atomice de cesiu ale observatoarelor și ale laboratoarelor de servicii de timp din mai multe țări ale lumii, inclusiv Uniunea Sovietică.
Deci, ne-am întâlnit cu un număr de diferite sisteme de măsurare a timpului, dar trebuie să ne imaginăm în mod clar că toate aceste sisteme diferite de timp sunt în același timp, într-adevăr și obiectiv existente. Cu alte cuvinte, nu există vremuri diferite, există doar unități diferite de timp și sisteme diferite de numărare a acestor unități.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: