Az idő csillagászata. Időbeszámoló. A földrajzi hosszúság meghatározása. A naptár. Atom cézium óra

Örülök, hogy példásan és egyszerűen élhetek:
Mint a nap – mint az inga – mint a naptár
M. Cvetajeva

lecke 6/6

Téma Az időmérés alapjai.

Cél Tekintsük az időszámláló rendszert és kapcsolatát a földrajzi hosszúsággal. Adjon képet a kronológiáról és a naptárról, meghatározza a terület földrajzi koordinátáit (hosszúságát) asztrometriai megfigyelések alapján.

Feladatok :
1. nevelési: gyakorlati csillagászat a következőkről: 1) csillagászati módszerek, műszerek és mértékegységek, időszámlálás és -tartás, naptárak és kronológia; 2) a terület földrajzi koordinátáinak (hosszúságának) meghatározása az asztrometriai megfigyelések adatai alapján. A Nap szolgáltatásai és a pontos idő. A csillagászat alkalmazása a térképészetben. Kozmikus jelenségekről: a Föld forgása a Nap körül, a Hold forgása a Föld körül és a Föld forgása a tengelye körül és ezek következményei - égi jelenségek: napkelte, napnyugta, napi és éves látható mozgás és a tetőpontok világítótestek (Nap, Hold és csillagok), a Hold fázisainak változása .
2. gondoskodó: a tudományos világkép kialakítása és az ateista nevelés az emberi ismerettörténettel, a főbb naptártípusokkal és kronológiai rendszerekkel való megismerkedés során; a "szökőév" fogalmával, valamint a Julianus- és Gergely-naptár dátumainak fordításával kapcsolatos babonák leleplezése; politechnikai és munkaügyi oktatás az idő (óra) mérésére és tárolására szolgáló műszerekről, naptárakról és kronológiai rendszerekről, valamint az asztrometriai ismeretek alkalmazásának gyakorlati módszereiről szóló anyagok bemutatásában.
3. Nevelési: készségek kialakítása: feladatok megoldása a kronológia időpontjainak és dátumainak kiszámítására, valamint az idő egyik tárolórendszerről és számláról a másikra való átvitelére; gyakorlatokat végezni a gyakorlati asztrometria alapképleteinek alkalmazásáról; mobil csillagos égbolt térkép, segédkönyvek és Csillagászati naptár segítségével határozzuk meg az égitestek helyzetét és láthatósági feltételeit, valamint az égi jelenségek lefolyását; csillagászati megfigyelések alapján határozza meg a terület földrajzi koordinátáit (hosszúságát).

Tud:
1. szint (standard)- időszámláló rendszerek és mértékegységek; a dél, éjfél, nappal fogalma, az idő kapcsolata a földrajzi hosszúsággal; nulla meridián és egyetemes idő; zóna, helyi, nyári és téli időszámítás; fordítási módszerek; számvetésünk, naptárunk eredete.
2. szint- időszámláló rendszerek és mértékegységek; dél, éjfél, nappal fogalma; az idő kapcsolata a földrajzi hosszúsággal; nulla meridián és egyetemes idő; zóna, helyi, nyári és téli időszámítás; fordítási módszerek; a pontos időszolgáltatás időpontja; a kronológia fogalma és a példák; a naptár fogalma és a főbb naptártípusok: hold-, hold-, szoláris (júliusi és gregorián) és a kronológia alapjai; állandó naptár létrehozásának problémája. Gyakorlati csillagászati alapfogalmak: a terület idő- és földrajzi koordinátáinak csillagászati megfigyelések alapján történő meghatározásának elvei. A Hold Föld körüli forgása által generált naponta megfigyelt égi jelenségek okai (a Hold fázisainak változása, a Hold látszólagos mozgása az égi szférában).

Képesnek lenni:
1. szint (standard)- Keresse meg a világidőt, átlagot, zónát, helyi, nyári, téli;
2. szint- Keresse meg a világidőt, átlagot, zónát, helyi, nyári, téli; konvertálja a dátumokat a régi stílusról az új stílusra és fordítva. Oldjon meg feladatokat a megfigyelés helyének és időpontjának földrajzi koordinátáinak meghatározására.

Felszerelés: poszter „Kalendárium”, PKZN, inga és napóra, metronóm, stopper, kvarcóra Földgömb, táblázatok: a csillagászat néhány gyakorlati alkalmazása. CD- "Red Shift 5.1" (Time-show, Történetek az Univerzumról = Idő és évszakok). Az égi szféra modellje; fali térkép a csillagos égboltról, időzónák térképe. Térképek és fényképek a Föld felszínéről. "Föld a világűrben" táblázat. Filmszalagok töredékei„Az égitestek látható mozgása”; "Az Univerzumról alkotott elképzelések fejlesztése"; "Hogyan cáfolta meg a csillagászat a világegyetemről szóló vallási elképzeléseket"

Interdiszciplináris kommunikáció: Földrajzi koordináták, időszámlálási és tájékozódási módszerek, térképvetítés (földrajz, 6-8. osztály)

Az órák alatt

1. A tanultak megismétlése(10 perc).
a) 3 fő egyéni kártyákon.
1. 1. Milyen magasságban éri el a Nap csúcspontját Novoszibirszkben (φ= 55º) szeptember 21-én? [október második hetére a PKZN szerint δ=-7º, majd h=90 o -φ+δ=90 o -55º-7º=28º]
2. Hol a földön nem látszanak a déli félteke csillagai? [az Északi-sarkon]
3. Hogyan navigáljunk a terepen a nap által? [Március, szeptember - napkelte keleten, napnyugta nyugaton, dél délen]
2. 1. A Nap déli magassága 30º, deklinációja 19º. Határozza meg a megfigyelési hely földrajzi szélességét!
2. Hogyan viszonyulnak a csillagok napi útjai az égi egyenlítőhöz? [párhuzamos]
3. Hogyan navigáljunk a terepen a Sarkcsillag segítségével? [irány észak]
3. 1. Mekkora egy csillag deklinációja, ha Moszkvában éri el a csúcspontját (φ= 56 º ) 69º magasságban?
2. Hogyan viszonyul a világ tengelye a Föld tengelyéhez, a horizont síkjához? [párhuzamosan, a megfigyelési hely földrajzi szélességével szögben]
3. Hogyan határozható meg csillagászati megfigyelések alapján a terület földrajzi szélessége? [mérd meg a Sarkcsillag szögmagasságát]

b) 3 fő a fórumon.
1. Vezesse le a világítótest magasságának képletét!
2. A világítótestek (csillagok) napi útjai különböző szélességi fokokon.
3. Bizonyítsuk be, hogy a világpólus magassága megegyezik a földrajzi szélességgel.

v) A többit maguktól .
1. Mekkora a legmagasabb magasság, amit Vega elér (δ=38 o 47") a bölcsőben (φ=54 o 04")? [maximális magasság a csúcs csúcsán, h=90 o -φ+δ=90 o -54 o 04 "+38 o 47"=74 o 43"]
2. Válasszon ki egy fényes csillagot a PCZN szerint, és írja le a koordinátáit.
3. Melyik csillagképben van ma a Nap és mik a koordinátái? [október második hetére a PCDP szerint kons. Szűz, δ=-7º, α=13 h 06 p]

d) a "Red Shift 5.1"-ben
Találd meg a Napot:
Milyen információkat lehet szerezni a Napról?
- mik a koordinátái ma és melyik csillagképben található?
Hogyan változik a deklináció? [csökken]
- melyik a saját nevű csillag szögtávolságában a legközelebb a Naphoz és mik a koordinátái?
- bizonyítsd be, hogy a Föld jelenleg a Naphoz közeledő pályán mozog (a láthatósági táblázatból - a Nap szögátmérője nő)

2. új anyag (20 perc)
Fizetni kell hallgatói figyelem:
1. A nap és az év hossza attól függ, hogy a Föld mozgását milyen vonatkoztatási rendszerben vesszük figyelembe (függetlenül attól, hogy állócsillagokhoz, Naphoz stb. társul-e). A referenciarendszer megválasztását az időegység elnevezése tükrözi.
2. Az időszámlálási egységek időtartama az égitestek láthatósági (kulminációs) viszonyaihoz kapcsolódik.
3. Az atomi időszabvány bevezetése a tudományban a Föld forgásának egyenetlensége miatt következett be, amit egyre nagyobb órapontossággal fedeztek fel.
4. A szabványidő bevezetése az időzóna határai által meghatározott területen a gazdasági tevékenységek összehangolásának szükségességéből adódik.

Időszámláló rendszerek. Kapcsolat a földrajzi hosszúsággal. Évezredekkel ezelőtt az emberek észrevették, hogy a természetben sok minden megismétlődik: a Nap keleten kel, nyugaton nyugszik, nyár követi a telet és fordítva. Ekkor keletkeztek az első időegységek - nap hónap év . A legegyszerűbb csillagászati műszerek segítségével megállapították, hogy egy évben körülbelül 360 nap van, és körülbelül 30 nap alatt a hold sziluettje egy cikluson megy keresztül egyik teliholdtól a másikig. Ezért a káldeai bölcsek a hatszázalékos számrendszert vették alapul: a napot 12 éjszakára és 12 napra osztották. órák , a kör 360 fokos. Minden órát és minden fokot 60-nal osztottak percek , és minden percben - 60-al másodpercig .
A későbbi pontosabb mérések azonban reménytelenül elrontották ezt a tökéletességet. Kiderült, hogy a Föld 365 nap 5 óra 48 perc 46 másodperc alatt tesz meg egy teljes körforgást a Nap körül. A Holdnak ezzel szemben 29,25-29,85 nap kell ahhoz, hogy megkerülje a Földet.
Időszakos jelenségek az égi szféra napi forgásával és a Nap látszólagos éves mozgásával az ekliptika mentén különböző időszámláló rendszerek alapját képezik. Idő- a jelenségek és halmazállapotok egymást követő változását jellemző fő fizikai mennyiség, létezésük időtartama.
Rövid- nap, óra, perc, másodperc
Hosszú- év, negyedév, hónap, hét.
1. "csillag-"a csillagok égi szférán való mozgásához kapcsolódó idő. A tavaszi napéjegyenlőség pontjának óraszögével mérve: S \u003d t ^; t \u003d S - a
2. "nap-"időhöz kapcsolódó: a Nap korongjának középpontjának látszólagos mozgása az ekliptika mentén (valós napidő) vagy az "átlagos Nap" mozgása - egy képzeletbeli pont, amely egyenletesen mozog az égi egyenlítő mentén, ugyanabban az időintervallumban, mint a valódi Nap (átlagos napidő).
Az atomi időszabvány és a nemzetközi SI-rendszer 1967-es bevezetésével az atomi másodpercet használják a fizikában.
Második- a cézium-133 atom alapállapotának hiperfinom szintjei közötti átmenetnek megfelelő 9192631770 sugárzási periódusnak megfelelő fizikai mennyiség.
A fenti „idők” speciális számításokkal összhangban állnak egymással. Az átlagos szoláris időt a mindennapi életben használják . A sziderális, valódi és átlagos szoláris idő alapegysége a nap. A sziderális, átlagos szoláris és egyéb másodperceket úgy kapjuk meg, hogy a megfelelő napot elosztjuk 86400-zal (24 óra, 60 m, 60 s). A nap lett az első időmértékegység több mint 50 000 évvel ezelőtt. Nap- az az időtartam, amely alatt a Föld egy teljes forgást végez a tengelye körül bármely tereptárgyhoz képest.
sziderikus nap- a Föld tengelye körüli forgási periódusa az állócsillagokhoz viszonyítva, a tavaszi napéjegyenlőség két egymást követő felső csúcspontja közötti időtartam.
igazi szoláris nap- a Föld tengelye körüli forgási periódusa a napkorong középpontjához viszonyítva, amelyet a napkorong középpontjának két egymás utáni, azonos nevű csúcspontja közötti időintervallumként határoznak meg.
Tekintettel arra, hogy az ekliptika az égi egyenlítőhöz képest 23-26"-os szögben hajlik, és a Föld elliptikus (enyhén megnyúlt) pályán kering a Nap körül, a Nap látszólagos mozgásának sebessége az égi pályán a szféra, és ezért a valódi szoláris nap időtartama folyamatosan változik az év során: a leggyorsabb a napéjegyenlőségek közelében (március, szeptember), a leglassabb a napfordulók közelében (június, január) A csillagászatban az időszámítások egyszerűsítése érdekében a bevezetik az átlagos szoláris nap fogalmát - a Föld forgási periódusát a tengelye körül az "átlagos Naphoz" képest.
Átlagos szoláris napúgy definiálják, mint a „középső Nap” azonos nevű két egymást követő csúcspontja közötti időintervallumot. 3 m 55,009 másodperccel rövidebbek, mint egy sziderikus nap.
24 óra 00 m 00 s sziderális idő egyenlő 23 óra 56 m 4,09 s átlagos szoláris idővel. Az elméleti számítások határozottsága érdekében elfogadott efemerisz (tábla) másodperc egyenlő az átlagos napmásodperccel 1900. január 0-án, 12 órakor egyenlő aktuális idő szerint, nem függ össze a Föld forgásával.

Körülbelül 35 000 évvel ezelőtt az emberek észlelték a Hold megjelenésének időszakos változását - a holdfázisok változását. Fázis Fégitest (Hold, bolygók stb.) a korong megvilágított részének legnagyobb szélességének aránya határozza meg d az átmérőjére D: F=d/D. Vonal Végrehajtó elválasztja a lámpatest korongjának sötét és világos részét. A Hold ugyanabban az irányban kering a Föld körül, ahogyan a Föld forog a tengelye körül: nyugatról keletre. Ennek a mozgásnak a megjelenítése a Hold látszólagos mozgása a csillagok hátterében az égbolt forgása felé. A Hold minden nap 13,5 o-kal keletre mozdul a csillagokhoz képest, és 27,3 nap alatt tesz meg egy teljes kört. Tehát létrejött a nap utáni második időmérő - hónap.
Sziderális (csillag) holdhónap- az az időtartam, amely alatt a Hold egy teljes fordulatot tesz a Föld körül az állócsillagokhoz képest. egyenlő: 27 nap 07 óra 43 m 11,47 s.
Szinodikus (naptári) holdhónap- a Hold két egymást követő azonos nevű fázisa (általában újholdak) közötti időintervallum. egyenlő: 29 nap 12 óra 44 m 2,78 s.
A Hold csillagok hátterében látható mozgása és a Hold fázisainak változása jelenségeinek összessége lehetővé teszi a Holdon való földi navigációt (ábra). A hold keskeny félholdként jelenik meg nyugaton, és keleten ugyanazzal a keskeny félholddal tűnik el a hajnali sugarakban. Mentálisan rögzítsen egy egyenes vonalat a félhold bal oldalán. Az égen vagy a "P" betűt olvashatjuk - "növekszik", a hónap "szarvait" balra fordítjuk - nyugaton a hónap látható; vagy a "C" betű - "megöregedni", a hónap "szarvai" jobbra fordulnak - a hónap keleten látható. Teliholdkor délen éjfélkor látható a hold.

A Nap horizont feletti helyzetének sok hónapon át tartó változásának megfigyelése eredményeként egy harmadik időmérték keletkezett - év.
Év- az az időtartam, amely alatt a Föld egy teljes fordulatot tesz a Nap körül bármely referenciaponthoz (ponthoz) képest.
sziderikus év- a Föld Nap körüli forradalmának sziderális (csillag) periódusa, ami 365,256320 ... átlagos szoláris nap.
anomális év- az átlagos Nap két egymást követő áthaladása között a pályája pontján (általában perihéliumon) eltelt idő 365,259641 ... átlagos napnap.
trópusi év- az átlagos Nap két egymást követő áthaladása közötti időintervallum a tavaszi napéjegyenlőségen, egyenlő 365,2422... átlagos napsugárzással vagy 365 d 05 h 48 m 46,1 s.

Univerzális időúgy definiálva, mint a helyi átlagos szoláris idő a nulla (Greenwich) meridiánon ( Hogy, UT- Egyetemes idő). Mivel a mindennapi életben nem használhatja a helyi időt (mivel az egyik Kolibelkában van, a másik pedig Novoszibirszkben (más λ )), ezért a konferencia egy kanadai vasútmérnök javaslatára jóváhagyta Sanford Fleming(február 8 1879 amikor a torontói Kanadai Intézetben beszéltem) szabványos idő, a földgömböt 24 időzónára osztva (360:24 = 15 o, 7,5 o a középső meridiántól). A nulla időzóna szimmetrikusan helyezkedik el a nulla (Greenwich) meridiánhoz képest. Az övek nyugatról keletre 0-tól 23-ig vannak számozva. Az övezetek valódi határai a kerületek, régiók vagy államok közigazgatási határaihoz igazodnak. Az időzónák középső meridiánjai pontosan 15 o (1 óra) távolságra vannak egymástól, így egyik időzónából a másikba haladva az idő egész számmal változik, a percek és másodpercek száma pedig nem változik. Az új naptári nap (és az újév) ekkor kezdődik dátumvonalak(demarkációs vonal), főleg a keleti hosszúság 180 o-os meridiánja mentén halad el az Orosz Föderáció északkeleti határa közelében. A dátumvonaltól nyugatra a hónap napja mindig eggyel több, mint attól keletre. Ezen a vonalon nyugatról keletre való átlépéskor a naptárszám eggyel csökken, a keletről nyugat felé haladva pedig eggyel nő, ami kiküszöböli az időszámlálás hibáját a világ körüli utazás és az emberek mozgatása során. Kelettől a Föld nyugati féltekéjéig.
Ezért a Nemzetközi Meridián Konferencia (1884, Washington, USA) a távíró és a vasúti közlekedés fejlesztésével kapcsolatban bevezeti:
- a nap eleje éjféltől, és nem déltől, ahogy volt.
- a kezdő (nulla) meridián Greenwichből (a londoni Greenwich Obszervatórium, J. Flamsteed alapította 1675-ben, az obszervatórium távcsőjének tengelyén keresztül).
- számláló rendszer szabványos idő
A standard időt a következő képlet határozza meg: T n = T 0 + n , ahol T 0 - egyetemes idő; n- időzóna száma.
A nyári időszámítás- kormányrendelet által egész számú óraszámra módosított normál idő. Oroszország esetében egyenlő az övvel, plusz 1 óra.
moszkvai idő- a második időzóna nyári időszámítása (plusz 1 óra): Tm \u003d T 0 + 3 (órák).
Nyári idő- normál normál idő, amelyet kormányrendelet további plusz 1 órával módosít a nyári időszámítás időszakára az energiaforrások megtakarítása érdekében. A nyári időszámítást 1908-ban először bevezető Anglia példáját követve ma már a világ 120 országa, köztük az Orosz Föderáció is évente átáll a nyári időszámításra.
A világ és Oroszország időzónái
Ezt követően a tanulókat röviden meg kell ismertetni a terület földrajzi koordinátái (hosszúság) meghatározásának csillagászati módszereivel. A Föld forgásából adódóan a déli vagy a csúcspontok közötti különbség ( csúcspontja. Ez a jelenség , fordítva, helyi idő szerint bármely ismert hosszúságú ponton.
Például: egyikőtök Novoszibirszkben, a második Omszkban (Moszkva) tartózkodik. Melyikőtök fogja korábban megfigyelni a Nap középpontjának felső csúcspontját? És miért? (megjegyzendő, ez azt jelenti, hogy az órája Novoszibirszk idején van). Következtetés- a Földön való elhelyezkedéstől (meridián - földrajzi hosszúság) függően bármely világítótest csúcspontja különböző időpontokban figyelhető meg, azaz az idő a földrajzi hosszúsághoz kapcsolódik vagy T=UT+λ,és a különböző meridiánokon elhelyezkedő két pont időkülönbsége lesz T 1 -T 2 \u003d λ 1 - λ 2.Földrajzi hosszúság (λ ) a terület „nulla” (Greenwich) meridiánjától keletre számolják, és számszerűen megegyezik az azonos nevű világítótestnek a greenwichi meridiánon lévő csúcspontjai közötti időintervallummal ( UT)és a megfigyelési ponton ( T). Fokokban vagy órákban, percekben és másodpercekben kifejezve. Hogy meghatározza A terület földrajzi hosszúságához meg kell határozni bármely ismert egyenlítői koordinátákkal rendelkező világítótest (általában a Nap) csúcspontját. Speciális táblázatok vagy számológép segítségével lefordítjuk a megfigyelések idejét a nap átlagától a csillagig, és a referenciakönyvből ismerve ennek a világítótestnek a greenwichi meridiánon való csúcspontját, könnyen meghatározhatjuk a terület hosszúsági fokát. . A számításokban az egyetlen nehézség az időegységek pontos átváltása egyik rendszerről a másikra. A csúcspontot nem lehet "őrizni": elég a világítótest magasságát (zenittávolságát) meghatározni bármely pontosan rögzített időpillanatban, de akkor a számítások meglehetősen bonyolultak lesznek.
Az órák mérésére szolgálnak. Az ókorban használt legegyszerűbbtől kezdve az gnomon - egy függőleges oszlop egy vízszintes emelvény közepén osztásokkal, majd homok, víz (clepsydra) és tűz, mechanikus, elektronikus és atomi. Egy még pontosabb atomi (optikai) időszabványt hoztak létre a Szovjetunióban 1978-ban. 10 000 000 évente 1 másodperces hiba lép fel!

Időmérő rendszer hazánkban
1) 1919. július 1-től bevezetik szabványos idő(Az RSFSR Népbiztosai Tanácsának 1919. február 8-i rendelete)
2) 1930-ban megalapítják Moszkva (szülés) annak a 2. időzónának az ideje, amelyben Moszkva található, egy órával előrébb lépve a normál időhöz képest (+3 az univerzálishoz vagy +2 a közép-európaihoz), hogy napközben világosabb legyen a nap ( A Szovjetunió Népbiztosainak Tanácsának 1930.06.16-i rendelete). Az élek és régiók időzóna-eloszlása jelentősen megváltozik. 1991 februárjában törölték, majd 1992 januárjától ismét helyreállították.
3) Ugyanez az 1930-as rendelet megszünteti a nyári időszámításra való átállást, amely 1917 óta van érvényben (április 20. és visszatérés szeptember 20-án).
4) 1981-ben újraindul az országban a nyári időszámításra való átállás. A Szovjetunió Minisztertanácsának 1980. október 24-i rendelete "A Szovjetunió területén az időszámítási eljárásról" bevezetik a nyári időt Április 1-jén egy órával előre, október 1-jén pedig egy órával ezelőtt az óra mutatóit 0 órára helyezi át 1981 óta. (1981-ben a nyári időszámítást bevezették a fejlett országok túlnyomó többségében - 70-ben, Japán kivételével). A jövőben a Szovjetunióban a fordítást az ezekhez a dátumokhoz legközelebb eső vasárnapon kezdték el végezni. A határozat számos jelentős változást hozott, és jóváhagyta a megfelelő időzónákhoz rendelt közigazgatási területek újonnan összeállított listáját.
5) 1992-ben az 1991 februárjában hatályon kívül helyezett elnöki rendelettel 1992. január 19-től visszaállították a szülési (moszkvai) időt, megtartva a nyári időszámításra való átállást március utolsó vasárnapján hajnali 2 órakor egy órával előbbre. és a téli időszámításra szeptember utolsó vasárnapján, egy órával ezelőtt éjjel 3 órakor.
6) 1996-ban az Orosz Föderáció kormányának 1996. április 23-i 511. számú rendelete értelmében a nyári időszámítást egy hónappal meghosszabbították, és most október utolsó vasárnapján ér véget. Nyugat-Szibériában a korábban az MSK + 4 zónában lévő régiók 3 alkalommal váltottak MSK + 3-ra, csatlakozva az omszki időhöz: Novoszibirszk régió 1993. május 23-án 00:00-kor, Altáj terület és az Altáj Köztársaság 1995. május 28-án 4:00, Tomszk régió 2002. május 1. 03:00, Kemerovo régió 2010. március 28. 02:00. ( a különbség az univerzális GMT idővel 6 óra marad).
7) 2010. március 28-tól, a nyári időszámításra való áttérés során Oroszország területe 9 időzónában kezdett elhelyezkedni (a 2-től a 11-ig, a 4. kivételével - Szamarai régió és Udmurtia március 28-án). , 2010 hajnali 2-kor átváltottak moszkvai időre) minden időzónán belül azonos idővel. Az időzónák határai az Orosz Föderáció alanyai határain haladnak át, minden tantárgy egy zónába tartozik, Jakutia kivételével, amely 3 zónába tartozik (MSK + 6, MSK + 7, MSK + 8) és a Szahalin régió, amely 2 zónába tartozik (MSK+7 Szahalinon és MSK+8 a Kuril-szigeteken).

Tehát hazánknak téli időben T= UT+n+1 óra , a nyári időben T= UT+n+2 óra

Otthoni laboratóriumi (gyakorlati) munkát ajánlhat: Laboratóriumi munka"A terep koordinátáinak meghatározása a Nap megfigyeléséből"
Felszerelés: gnomon; kréta (csapok); "Csillagászati naptár", jegyzetfüzet, ceruza.
Munkarend:
1. A déli vonal (meridián irány) meghatározása.
A Nap napi mozgásával az égen, a gnomon árnyéka fokozatosan megváltoztatja irányát és hosszát. Valódi délben a legkisebb hosszúságú, és a déli vonal irányát mutatja - az égi meridián vetületét a matematikai horizont síkjára. A déli vonal meghatározásához a reggeli órákban meg kell jelölni azt a pontot, ahová a gnomon árnyéka esik, és kört kell rajzolni rajta, a gnomon középpontját véve. Ezután meg kell várnia, amíg a gnomon árnyéka másodszor is megérinti a körvonalat. A kapott ívet két részre osztjuk. A gnomonon és a déli ív közepén áthaladó vonal lesz a déli vonal.
2. A terület szélességi és hosszúsági fokának meghatározása a Nap megfigyelései alapján.
A megfigyelések nem sokkal a valódi dél pillanata előtt kezdődnek, amelyek kezdetét a gnomonból származó árnyék és a déli vonal pontos egybeesésének pillanatában rögzítik a jól kalibrált, szabványos idő szerint futó órák szerint. Ugyanakkor megmérjük a gnomon árnyékának hosszát. Az árnyék hosszával l előfordulása idején valós délben T d szabványidő szerint, egyszerű számításokkal határozzuk meg a terület koordinátáit. Korábban a kapcsolatból tg h ¤ \u003d N / l, ahol H- a gnomon magassága, keresse meg a gnomon magasságát a valódi délben h ¤ .
A terület szélességi fokát a képlet számítja ki φ=90-h ¤ +d ¤, ahol d ¤ a napdeklináció. A terület hosszúságának meghatározásához használja a képletet λ=12h+n+A-D, ahol n- időzóna száma, h - adott nap időegyenlete (a "Csillagászati naptár" adatai szerint meghatározva). Téli időre D = n+1; nyári időszámításra D = n + 2.

"Planetárium" 410,05 mb		Az erőforrás lehetővé teszi a "Planetárium" innovatív oktatási és módszertani komplexum teljes verziójának telepítését egy tanár vagy diák számítógépére. A "Planetárium" - tematikus cikkek válogatása - a 10-11. osztályos fizika, csillagászat vagy természettudomány órákon tanárok és diákok számára készült. A komplexum telepítésekor ajánlatos csak angol betűket használni a mappanevekben.
Demo anyagok 13,08 mb		Az erőforrás a „Planetárium” innovatív oktatási és módszertani komplexum bemutatóanyaga.
Planetárium 2,67 mb Óra 154,3 kb Normál idő 374,3 kb Világidő térkép 175,3 kb

Pontos időpont

A csillagászatban rövid időintervallumok mérésére az alapegység a napelemes nap átlagos időtartama, azaz. a Nap középpontjának két felső (vagy alsó) csúcspontja közötti átlagos időintervallum. Az átlagértéket kell használni, mert a szoláris nap időtartama az év során kismértékben változik. Ez annak köszönhető, hogy a Föld nem körben, hanem ellipszisben kering a Nap körül, és mozgásának sebessége kissé változik. Ez apró szabálytalanságokat okoz a Nap látszólagos mozgásában az ekliptika mentén az év során.

A Nap középpontjának felső csúcspontjának pillanatát, mint már mondtuk, igazi délnek nevezzük. De az óra ellenőrzéséhez, a pontos idő meghatározásához nem kell rájuk jelölni a Nap csúcspontjának pontos pillanatát. Kényelmesebb és pontosabb megjelölni a csillagok csúcspontjának pillanatait, mivel bármely csillag és a Nap csúcspontjának pillanatai közötti különbség minden időpontra pontosan ismert. Ezért a pontos idő meghatározásához speciális optikai műszerek segítségével feljegyzik a csillagok csúcspontjainak pillanatait, és ellenőrzik az időt „tároló” óra helyességét. Az így meghatározott idő akkor lenne teljesen pontos, ha az égbolt megfigyelt forgása szigorúan állandó szögsebességgel menne végbe. Kiderült azonban, hogy a Föld tengelye körüli forgási sebessége, és ebből következően az égi szféra látszólagos forgása is nagyon kis mértékben változik az idő múlásával. Ezért a pontos idő "tárolására" ma már speciális atomórákat használnak, amelyek menetét az atomokban állandó frekvencián előforduló oszcillációs folyamatok szabályozzák. Az egyes obszervatóriumok óráit atomi időjelekkel ellenőrzik. Az atomórák és a csillagok látszólagos mozgása által meghatározott idő összehasonlítása lehetővé teszi a Föld forgási szabálytalanságainak tanulmányozását.

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

A rádió pontos időjeleit a tengeri és légi flotta navigátorai veszik, számos tudományos és ipari szervezet, amelyeknek tudniuk kell a pontos időt. A pontos idő ismerete különösen a földfelszín különböző pontjainak földrajzi hosszúságának meghatározásához szükséges.

Időbeszámoló. A földrajzi hosszúság meghatározása. A naptár

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

Az ókor óta az emberek a holdhónap vagy a napév időtartamát használták hosszú időszakok kiszámítására, pl. a nap keringésének időtartama az ekliptika mentén. Az év határozza meg a szezonális változások gyakoriságát. Egy napév 365 szoláris nap 5 óra 48 perc 46 másodpercig tart. Gyakorlatilag összemérhetetlen a napokkal és a holdhónap hosszával - a holdfázisok változásának időszakával (kb. 29,5 nap). Ez megnehezíti az egyszerű és kényelmes naptár létrehozását. Az emberiség történelmének évszázadai során számos különböző naptárrendszert hoztak létre és használtak. De mindegyik három típusra osztható: nap-, hold- és holdszoláris. A déli pásztornépek általában a holdhónapokat használták. Egy 12 holdhónapból álló év 355 szoláris napot tartalmazott. A Hold és a Nap szerinti időszámítás összehangolásához egy évben 12 vagy 13 hónapot kellett megállapítani, és az évbe további napokat kellett beilleszteni. Az ókori Egyiptomban használt naptár egyszerűbb és kényelmesebb volt. Jelenleg a világ legtöbb országában naptárat is alkalmaznak, de egy fejlettebb eszközt, az úgynevezett Gergelyt, amelyről az alábbiakban lesz szó.

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

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

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

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

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

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

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

Minden csillagászati megfigyeléshez csatolni kell a végrehajtás idejére vonatkozó adatokat. Az időpillanat pontossága a megfigyelt jelenség követelményeitől és tulajdonságaitól függően eltérő lehet. Így például a meteorok és a változócsillagok közönséges megfigyelésekor elég, ha egy percnyi pontossággal ismerjük a pillanatot. A napfogyatkozások, a Hold általi csillagok okkultációinak és különösen a Föld mesterséges műholdjainak mozgásának megfigyelései a pillanatok tizedmásodpercnél nem kisebb pontosságú megjelölését igénylik. Az égi szféra napi forgásának pontos asztrometriai megfigyelései arra kényszerítenek bennünket, hogy speciális módszereket alkalmazzunk az időpillanatok 0,01, sőt 0,005 másodperces pontossággal történő regisztrálására!

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

Az idő betartására a csillagászok nagyon pontos órákkal rendelkeznek, amelyeket rendszeresen ellenőriznek, speciális műszerek segítségével meghatározva a csillagok csúcspontjainak pillanatait. A pontos időjelek rádiós továbbítása lehetővé tette számukra, hogy világidőszolgálatot szervezzenek, vagyis az összes ilyen megfigyelést végző obszervatóriumot egy rendszerbe kapcsolják.

Az Időszolgálat felelőssége a pontos időjelek sugárzása mellett a minden rádióhallgató számára jól ismert, egyszerűsített jelek továbbítását is magában foglalja. Ez hat rövid jelzés, „pont”, amelyeket egy új óra kezdete előtt adnak ki. Az utolsó „pont” pillanata, legfeljebb századmásodpercig, egybeesik egy új óra kezdetével. Az amatőr csillagásznak azt tanácsoljuk, hogy használja ezeket a jeleket órája ellenőrzéséhez. Az óra ellenőrzésekor ne fordítsuk le, mert ebben az esetben én rontom el a mechanizmust, és a csillagásznak vigyáznia kell az órájára, hiszen ez az egyik fő műszere. Meg kell határoznia az "óra korrekcióját" - a pontos idő és a leolvasás közötti különbséget. Ezeket a javításokat szisztematikusan meg kell határozni, és fel kell jegyezni a megfigyelő naplójába; ezek további tanulmányozása lehetővé teszi az óra menetének meghatározását és tanulmányozását.

Természetesen kívánatos, hogy a lehető legjobb karóra álljon a rendelkezésére. Mit kell érteni a „jó óra” kifejezés alatt?

Szükséges, hogy a lehető legpontosabban tartsák az irányt. Hasonlítsuk össze a hagyományos zsebórák két példányát:

A korrekció pozitív előjele azt jelenti, hogy a pontos idő megszerzéséhez az óraállást módosítani kell.

A tábla két felén az órajavítások feljegyzései találhatók. Az alsó korrekcióból kivonva a felső korrekciót és elosztva a meghatározások között eltelt napok számával, megkapjuk a napi órajelet. Az előrehaladási adatokat ugyanabban a táblázatban adjuk meg.

Miért nevezzük egyes órákat rossznak, másokat pedig jónak? Az első órákban nullához közelít a korrekció, de lefutásuk szabálytalanul változik. A másodiknál nagy a korrekció, de a lefolyás egységes. Az első óra alkalmas olyan megfigyelésekre, amelyekhez nem kell percnél pontosabb időbélyeg. Leolvasásuk nem interpolálható, éjszakánként többször is ellenőrizni kell.

A második, a "jó óra" összetettebb megfigyelések elvégzésére alkalmas. Természetesen célszerű gyakrabban ellenőrizni őket, de lehetőség van a leolvasásuk interpolálására a köztes pillanatokra. Mutassuk meg ezt egy példával. Tegyük fel, hogy a megfigyelés november 5-én, 23:32:46-kor történt. óráink szerint. Az óra ellenőrzése, amelyet november 4-én 17 órakor végeztek, +2 m.15 s korrekciót adott. A napi lefutás, ahogy a táblázatból is látszik, +5,7 s. November 4-én 17 órától a megfigyelés pillanatáig 1 nap és 6,5 óra, azaz 1,27 nap telt el. Ezt a számot megszorozva a napi árfolyammal +7,2 s-ot kapunk. Ezért az óra korrekciója a megfigyeléskor nem 2 m.15 s, hanem +2 m 22 s volt. Hozzáadjuk a megfigyelés pillanatához. Tehát a megfigyelés november 5-én, 23:35:8-kor történt.

Az obszervatóriumokban olyan műszerek találhatók, amelyek segítségével a legpontosabban határozzák meg az időt - ellenőrzik az órát. Az idő beállítása a horizont feletti világítótestek által elfoglalt pozíció szerint történik. Annak érdekében, hogy az obszervatórium órája a lehető legpontosabban és egyenletesebben működjön az esték közötti intervallumban, amikor a csillagok helyzete ellenőrzi őket, az órát mély pincékben helyezik el. Az ilyen pincékben egész évben állandó hőmérsékletet tartanak fenn. Ez nagyon fontos, mivel a hőmérséklet-változások befolyásolják az óra működését.

A pontos időjelek rádiós továbbításához az obszervatórium speciális, kifinomult óra-, elektromos és rádióberendezésekkel rendelkezik. A Moszkvából sugárzott pontos időjelek a világ legpontosabbak közé tartoznak. A pontos idő meghatározása a csillagokból, az idő pontos óráival való vezetése és rádión történő továbbítása – mindez alkotja az Időszolgálatot.

Ahol a csillagászok dolgoznak

A csillagászok tudományos munkát végeznek obszervatóriumokban és csillagászati intézetekben.

Utóbbiak elsősorban elméleti kutatásokkal foglalkoznak.

Hazánkban a Nagy Októberi Szocialista Forradalom után Leningrádban megalakult az Elméleti Csillagászati Intézet, a Csillagászati Intézet. P.K. Sternberg Moszkvában, asztrofizikai obszervatóriumok Örményországban, Grúziában és számos más csillagászati intézményben.

A csillagászok képzése és oktatása az egyetemeken a mechanika és matematika vagy a fizika-matematika karon történik.

Hazánk fő obszervatóriuma Pulkovo. 1839-ben épült Szentpétervár közelében, egy jeles orosz tudós irányítása alatt. Sok országban joggal nevezik a világ csillagászati fővárosának.

A Krím-félszigeten található Simeiz Obszervatóriumot a Nagy Honvédő Háború után teljesen felújították, és nem messze tőle egy új obszervatórium épült Partizanskoye faluban, Bahchisarai közelében, ahol a Szovjetunió legnagyobb, 1 ¼ átmérőjű tükörrel rendelkező visszaverő teleszkópja. m-t most telepítik, és hamarosan egy 1 ¼ m átmérőjű tükörrel ellátott reflektor kerül felszerelésre, amely 2,6 méter magas - a harmadik legnagyobb a világon. Mindkét obszervatórium egy intézményt alkot - a Szovjetunió Tudományos Akadémia Krími Asztrofizikai Obszervatóriumát. Vannak csillagászati obszervatóriumok Kazanyban, Taskentben, Kijevben, Harkovban és más helyeken.

Valamennyi obszervatóriumunkban egyeztetett terv szerint folyik a tudományos munka. Hazánkban a csillagászati tudományban elért eredmények a dolgozó emberek széles rétegeit segítik abban, hogy helyes, tudományos elképzelést alkossanak a minket körülvevő világról.

Számos csillagászati obszervatórium létezik más országokban is. Ezek közül a létezők közül a legrégebbi a leghíresebb - Párizs és Greenwich, amelyeknek a meridiánjától számítják a földrajzi hosszúságokat a földgömbön (a közelmúltban ezt a csillagvizsgálót egy új helyre, Londontól távolabbra helyezték át, ahol sok van. interferenciák az éjszakai égbolt megfigyeléséhez). A világ legnagyobb teleszkópjait Kaliforniában, a Mount Palomar, Mount Wilson és Lick obszervatóriumokban helyezték el. Az utolsó közülük a 19. század végén, az első kettő pedig már a 20. században épült.

„Egy bizonyos időszak fogalma, amire szükségünk van
mint skála, nevezetesen az idő, mert az idő,
önmagában véve nem olyan léptékű…”.
Plotinus

A téma tanulmányozása után Ön:

megismerni a modern naptár történetét; mi a "csillagidő" és a "szoláris" idő, és van-e időegyenlet; aki a gazdaságilag fejlett országokban a pontos idő őrzője; Milyen naptár szerint élünk? az időmérő műszerek történetéről;
el tudja mondani a modern naptár történetét; magyarázza el, mi a "csillag" és a "napidő"; magyarázza el a valódi napok, a napok és a sziderikus napok közötti különbségeket; magyarázza el, mi az időegyenlet; beszélni az ókorban használt időmérő eszközökről; nevezzen meg egyet ezek közül a ma is használatban lévő eszközök közül.

Mielőtt elkezdené elsajátítani az anyagot ebben a témában, hallgassa meg Surdin Vladimir Georgievich "Csillagászati idő és naptár" című videó előadását.

Kattintson az ikonra

Az emberek minden élete és tevékenysége elmúlik az időben. A nappal és éjszaka változását figyelve az emberek régóta érzékelték az idő múlását, de sokkal később tanulták meg mérni.

Az idő mérésére szolgáló intézkedések magából a természetből származnak: a rövidebbek szorosan összefüggenek a Föld tengelye körüli forgásával, a hosszúak pedig a Hold és bolygónk mozgásával a Nap körül.

Jelentős nehézségek merültek fel az időmérés szabványainak megállapítása során. Az idő mértékegységei természetes mértékegységek, amelyeket az ember a körülötte lévő világból vett fel - ez egy nap, egy hónap és egy év. Fontos, hogy összemérhetetlenek legyenek.

Az egy napnál rövidebb időtartamok mérésére szolgáló mértékegységeket - egy óra, egy perc, egy másodperc és ennek töredékei - az ember maga alkotta meg. Idővel megtanulta nemcsak mérni ezeket az egyezményes időegységeket, hanem tárolni is. Hosszabb időtartamok mérésére az ember periodikus természeti jelenségeket használt. Naptárnak nevezik azt a rendszert, amely jelentős időtartamokat számol a környező világ periodikus jelenségei alapján. Ez a naptár, amely lehetővé teszi egy bizonyos sorrend beállítását az év napjainak számlálásához; elválaszthatatlan az emberi kultúrától.

A naptár, amelyet jelenleg is folyamatosan használunk, nem jelent meg azonnal; megvan a maga hosszú, nagyon összetett története, amely a mai napig nem fejeződött be, hiszen a modern naptár nem nevezhető tökéletesnek.

Idő. Mértékegységek és számolási idő

Idő- a jelenségek és halmazállapotok egymást követő változását jellemző fő fizikai mennyiség, létezésük időtartama.

Történelmileg az összes alapvető és származtatott időegységet az égi jelenségek lefolyásának csillagászati megfigyelései alapján határozták meg, a Föld tengelye körüli forgása, a Hold Föld körüli forgása és a Föld körüli forgása következtében. a nap. Az asztrometriában az idő mérésére és számítására különböző referenciarendszereket használnak, amelyek bizonyos égitestekhez vagy az égi szféra bizonyos pontjaihoz kapcsolódnak. A legelterjedtebb a "csillag" és a "napidő". Az atomi időszabvány és a nemzetközi SI-rendszer 1967-es bevezetésével az atomi másodpercet használják a fizikában.

"csillag" és " szoláris idő speciális számításokkal összhangban állnak egymással. A mindennapi életben az átlagos szoláris időt használják.

A pontos idő meghatározása, tárolása és rádiós továbbítása a Precise Time Service feladata, amely a világ összes fejlett országában, így Oroszországban is létezik.

A sziderális, valódi és átlagos szoláris idő alapegysége a nap. A sziderális, átlagos szoláris és egyéb másodperceket úgy kapjuk meg, hogy a megfelelő napot elosztjuk 86400-zal (24 óra 60 perc 60 másodperc). A nap lett az első időmértékegység több mint 50 000 évvel ezelőtt.

Nap- az az időtartam, amely alatt a Föld egy teljes forgást végez a tengelye körül bármely tereptárgyhoz képest.

csillag-nap- a Föld tengelye körüli forgási periódusa az állócsillagokhoz viszonyítva, a tavaszi napéjegyenlőség két egymást követő felső csúcspontja közötti időtartam.

igazi napelemnap- a Föld tengelye körüli forgási periódusa a napkorong középpontjához viszonyítva, amelyet a napkorong középpontjának két egymás utáni, azonos nevű csúcspontja közötti időintervallumként határoznak meg.

Tekintettel arra, hogy az ekliptika szögben hajlik az égi egyenlítőhöz, a Föld pedig elliptikus pályán kering a Nap körül, a Nap látszólagos mozgásának sebessége az égi szférában. Következésképpen az év során folyamatosan változik egy igazi szoláris nap időtartama: a leggyorsabb a napéjegyenlőségek (március, szeptember), a leglassabb a napfordulók (június, január) közelében.

Az időszámítások egyszerűsítése érdekében a csillagászatban bevezették az átlagos szoláris nap fogalmát - a Föld forgási periódusát a tengelye körül az "átlagos Naphoz" viszonyítva.

Az idő egyenlete(MT) az átlagos szoláris idő (MST) és a valódi szoláris idő (UTS) közötti különbség:

SW = CNE - WIS

Ez a különbség bármely adott időpontban ugyanaz a megfigyelő számára a Föld bármely pontján.

Feladat a tanárral való megbeszélésre (lehetséges a videószobában vagy a videószobában)

Az igazi nap az az idő, amely alatt a Nap egy teljes kört tesz meg az égen, az év során 23 óra 44 perc és 24 óra 14 perc között van, az évszaktól függően. A Föld jelenlegi pályája évente csak négyszer metszi a körpályát: április 16 , június 14 , szeptember 1és december 25. Manapság az időegyenlet 0. Ennek megfelelően minden évszaknak megvan a maga maximális időegyenlete: kb. február 12+ 14,3 perc, május 15- 3,8 perc, július 27+ 6,4 perc és november 4- 16,4 perc. Magyarázza meg, miért 0 az időegyenlet azokon a napokon, amikor a Föld pályája metszi a körpályát!

Az elméleti számítások határozottsága érdekében elfogadott efemerisz (táblázatos) egy másodperc, amely megegyezik az 1900. január 1-jén 12 órakor mért átlagos napmásodperccel, amely megegyezik a jelenlegi idővel, nem függ össze a Föld forgásával. Körülbelül 35 000 évvel ezelőtt az emberek észlelték a Hold megjelenésének időszakos változását - a holdfázisok változását. Fázis Fégitest (Hold, bolygók stb.) a korong megvilágított részének legnagyobb szélességének aránya határozza meg d az átmérőjére D:

Vonal Végrehajtó elválasztja a lámpatest korongjának sötét és világos részét.

A Hold ugyanabban az irányban kering a Föld körül, ahogyan a Föld forog a tengelye körül: nyugatról keletre. Ennek a mozgásnak a megjelenítése a Hold látszólagos mozgása a csillagok hátterében az égbolt forgása felé. A Hold minden nap keletre mozog a csillagokhoz képest, és 27,3 nap alatt tesz meg egy teljes kört. Tehát létrejött a nap utáni második időmérő - hónap .

sziderikus (csillag) holdhónap- az az időtartam, amely alatt a Hold egy teljes fordulatot tesz a Föld körül az állócsillagokhoz képest. egyenlő: 27 nap 07 óra 43 perc 11,51 s.

Szinodikus (naptári) holdhónap- a Hold két egymást követő azonos nevű fázisa (általában újholdak) közötti időintervallum, amely 29 nap 12 óra 44 perc 2,78 másodperc.

A Hold látható mozgása a csillagok hátterében és a Hold fázisainak változása jelenségeinek összessége lehetővé teszi a Holdon való földi navigációt. A Hold nyugaton keskeny félholddal jelenik meg, keleten pedig ugyanazzal a keskeny félholddal tűnik el a hajnali napsugarakban. Ha gondolatban egy egyenes vonalat rögzítünk a félhold bal oldalához, akkor vagy a „P” (növekvő) betűt olvashatjuk az égen, miközben a hónap „szarvait” balra fordítjuk - a hónap látható. nyugaton; vagy a "C" betű (öregedés), míg a hónap "szarvai" jobbra fordulnak - keleten a hónap látható. Teliholdkor délen éjfélkor látható a hold.

A Föld felszíne 24 területre oszlik, amelyeket meridiánok határolnak, - időzónák. A nulla időzóna szimmetrikusan helyezkedik el a greenwichi (nulla) meridiánhoz képest; Az övek nyugatról keletre 0-tól 23-ig vannak számozva. Az övezetek valódi határai a kerületek, régiók vagy államok közigazgatási határaihoz igazodnak. Az időzónák középső meridiánjai pontosan 1 óra távolságra vannak egymástól, így az egyik időzónából a másikba való átlépéskor az idő egész számmal változik, a percek és másodpercek száma pedig nem változik. Új naptári napok (és újév) kezdődnek dátumvonalak (demarkációs vonal), főleg a keleti 180. hosszúsági kör mentén halad el az Orosz Föderáció északkeleti határa közelében. A dátumvonaltól nyugatra a hónap napja mindig eggyel több, mint attól keletre. Ha átlépi ezt a vonalat nyugatról keletre, a naptár száma csökken egységenként, a vonal keletről nyugatra történő átlépésekor pedig a naptárszámot növeli egységenként. Ez kiküszöböli az időszámlálás hibáját a világ körüli utazások során, valamint a Föld keleti féltekéjéről a nyugati felé haladva.

A nyári időszámítás- kormányrendelet által egész számú óraszámra módosított normál idő. Oroszország esetében ez megegyezik a normál idővel, plusz 1 órával.

moszkvai idő- a második időzóna nyári időszámítása (plusz 1 óra): Tm = T0 + 3 (óra).

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

A Föld forgásából adódóan az ismert egyenlítői koordinátájú csillagok dél kezdetének vagy tetőpontjának 2 pontban való különbsége megegyezik a pontok földrajzi hosszúságainak különbségével, ami lehetővé teszi a pontok földrajzi hosszúságának meghatározását. egy adott pont hosszúsági foka a Nap és más világítótestek csillagászati megfigyelései alapján, és fordítva, a helyi idő bármely ismert hosszúsági fokon.

Földrajzi hosszúság a területet a "nulla" (Greenwich) meridiántól keletre számolják, és számszerűen megegyezik az azonos nevű világítótestnek a greenwichi meridiánon és a megfigyelési ponton való csúcspontjai közötti időintervallumtal:

ahol S- sziderális idő egy adott földrajzi szélességi fokon, S0- sziderális idő a nulla meridiánon. Fokokban vagy órákban, percekben és másodpercekben kifejezve.

A terület földrajzi hosszúságának meghatározásához meg kell határozni bármely ismert egyenlítői koordinátákkal rendelkező világítótest (általában a Nap) csúcspontját. Speciális táblázatok vagy számológép segítségével lefordítva a megfigyelések idejét a nap átlagától a csillagig, és a referenciakönyvből ismerve ennek a világítótestnek a greenwichi meridiánon való csúcspontjának idejét is, meghatározható a napfény hosszúsága. terület. A csúcspont meghatározásához elegendő a világítótest magasságát (zenittávolságát) meghatározni bármely pontosan rögzített időpontban.

Feladatok a tanárral való megbeszéléshez (lehetséges a videóteremben vagy a videószobában)

Miért használják a szoláris időt a mindennapi életben és nem a sziderális időt?

Lehetséges olyan napórát építeni, amelyik az átlagos szoláris időt, szülést, nyarat stb. mutatná? Indokolt válaszokat készíteni, a válaszokat megbeszélni a tanárral.

Időmérő és -tárolás műszerek

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

Az első időmérő műszerek a napórák voltak. A legegyszerűbb napóra volt gnomon- egy függőleges oszlop egy vízszintes emelvény közepén osztásokkal. A gnomon árnyéka egy összetett görbét ír le, amely a Nap magasságától függ, és napról napra változik attól függően, hogy a Nap milyen pozícióban van az ekliptikán, az árnyék sebessége is változik. Nézze meg a képeket: az egyes óráknak megfelelő szögek más értéket képviselnek.

A gnomon segítségével történő időmérés pontosságát a magassága határozta meg: minél magasabb a gnomon, annál hosszabb az árnyék, ami általa vetett, ami növelte a mérés pontosságát. A könnyebb tájékozódás érdekében a gnomon végén volt egy lyuk, ami jól látható volt az árnyékban. Az időmérés pontosságát az azonos hosszúságú reggeli és esti árnyék felezőjének megtalálásával lehetett növelni: hajnalban és szürkületben az árnyék hosszának változásának sebessége nagyobb, iránya (adott hosszúság esetén) ) pontosabban van beállítva.

Ha megdöntjük a platformot úgy, hogy a gnomon pólusa a világ pólusára irányuljon, akkor egy egyenlítői napórát kapunk, amelyben az árnyék sebessége egyenletes.

Az éjszakai és rossz időjárási idő mérésére homokórákat, tűz- és vízórákat találtak fel.

Homokóra egyszerű felépítésűek, a nap bármely szakában és időjárástól függetlenül használhatóak, pontosak, de terjedelmesek és csak rövid ideig „indulnak be”.

tűz óraéghető anyagból készült spirált vagy pálcát ábrázolnak alkalmazott felosztással. Ezeknek az óráknak a hátrányai: alacsony pontosság (az égési sebesség függése az anyag összetételétől és az időjárástól) és a gyártás bonyolultsága.

Ez érdekes

Az ókori Kínában speciális keverékeket hoztak létre, amelyek hosszú ideig (hónapokig) éghettek, és nem igényeltek állandó megfigyelést.

Az ókori bányászok tűzórát használtak, amely egy olajos agyagedényt ábrázolt, ami 10 órányi lámpaégetésre volt elegendő. A bányász befejezte a munkáját, amikor az olaj kiégett.

vízóra az ókori világ számos országában használták.

Mechanikus órák súlyokkal és kerekekkel először a X-XI. században találták fel. Oroszországban az első torony mechanikus órák Szerb Lázár szerzetes állította be a moszkvai Kremlben 1404-ben. ingaóra H. Huygens holland fizikus és csillagász találta fel 1657-ben.

Ez érdekes

Utazz vissza az időben Ronald Toppal, és nézd meg a „Time. Az órakészítés története. A találmányok története.

Kattintson az ikonra

A naptár . Alapvető naptárak

Ókori egyiptomi naptár Senenmut sírjában

A naptár- a természeti jelenségek periodicitásán alapuló, hosszú ideig tartó folyamatos számrendszer, ami különösen egyértelműen az égi jelenségekben (az égitestek mozgásában) nyilvánul meg. Az emberi kultúra egész évszázados története elválaszthatatlanul összefügg a naptárral. A naptárak iránti igény a rendkívüli ókorban merült fel, amikor az emberek még nem tudtak írni és olvasni. A naptárak meghatározták a tavasz, a nyár, az ősz és a tél kezdetét, a virágzás időszakát, a gyümölcsérést, a gyógynövények gyűjtését, az állatok viselkedésének és életének változásait, az időjárás változásait, a mezőgazdasági munkák idejét és még sok mást. . Mint az ókorban, most is a naptárak lehetővé teszik az emberek életének és gazdasági tevékenységének szabályozását és tervezését.

A naptárak három fő típusa létezik: hold-, nap-, luniszoláris.

1. Holdnaptár. Több mint 30 000 évvel ezelőtt keletkezett. Ez a naptár egy 29.5-i szinódikus holdhónapon alapul jelenti a szoláris napot. A naptár holdéve 354 (355) napot tartalmaz (11,25 nappal rövidebb, mint a napév), és 12 hónapra oszlik: minden páratlan hónap 30, a páros hónap 29 napos. Mivel a naptári hónap 0,0306 nappal rövidebb, mint a szinodikus hónap, 30 év alatt a különbség köztük eléri a 11 napot. Két ciklus van: 30 éves arab (11/30) és 8 éves török (8/3). Az arab 30 éves ciklusban 19 „egyszerű” év 354 napos és 11 „szökőév” 355 napos. A török 8 éves ciklusban 5 "egyszerű" és 3 "szökőév" van. A holdnaptárt számos muszlim országban elfogadják vallási és állami naptárként.

2. Naptár. A naptár a trópusi éven (az évszakok időszakán) alapul. Ez a naptár, amely több mint 6000 évvel ezelőtt jelent meg az ókori Egyiptomban, jelenleg a világnaptárként elfogadott.

Julian a "régi stílusú" naptár 365,25 napot tartalmaz: három "egyszerű" év mindegyike 365 napos, egy szökőév - 366 nap. Egy évben 12 hónap 30 és 31 nap van (kivéve februárt). A Julianus év 11 perc 13,9 másodperccel van lemaradva a trópusi évtől. Alkalmazásának 1500 éve alatt 10 napos hiba halmozódott fel.

V gregorián A New Style naptárban az év hossza 365,242500 nap. Különbségek a Julianus naptárhoz képest: a napok számlálása 10 nappal előre lett tolva; új évszázadok, évezredek kezdődnek az adott század és évezred „első” évének január 1-jén; Minden évszázad, amely maradék nélkül nem osztható 4-gyel, nem számít szökőévnek. Ez 400 évenként 3 napos hibát javít.

Hazánkban a forradalom előtt a „régi stílusú” Julián-naptárt használták, melynek hibája 1917-re 13 nap volt. 1918-ban bevezették az országban a világhírű „új stílusú” Gergely-naptárt, és minden dátumot 13 nappal előre toltak.

A kíváncsiaknak

Nézzen meg egy ismeretterjesztő rajzfilmet a Julianus- és Gergely-naptár történetéről.

Kattintson az ikonra

A képlet a dátumok Julianus-naptárból Gergely-naptárra való átváltására:

ahol
T Gés T Yu- dátumok a Gergely- és Julianus-naptár szerint;
n a napok egész száma VAL VEL- a teljes elmúlt évszázadok száma;
1-től a legközelebbi századszám, négy többszöröse.

Tekintsünk más példákat a szoláris naptárak fajtáira.

perzsa naptár. Omar Khayyam tervezte 1079-ben; Perzsia és számos más állam területén a 19. század közepéig használták. A trópusi év időtartama 365,24242 nap; A 33 éves ciklus 25 "egyszerű" és 8 "szökőévet" tartalmaz. Sokkal pontosabb, mint a gregorián: 1 év hiba "lefut" 4500 év alatt.

Kopt (Alexandriai) naptár: egy évben - 12 hónap, 30 nap; 12 hónap után egy "egyszerű" évben 5 hozzáadódik, "szökőévben" - 6 extra nap. A koptok területén használták (Etiópia, Egyiptom, Szudán, Törökország stb.).

3. Lunisoláris naptár. Az ie 1. évezred elején keletkezett, használták az ókori Kínában, Indiában, Babilonban, Júdeában, az ókori Görögországban és Rómában. A Hold mozgásán alapul, összehangolva a Nap éves mozgásával. Az év 12 holdhónapból áll, egyenként 29 és 30 napból, amelyekhez időszakonként "szökőéveket" adnak, hogy figyelembe vegyék a Nap mozgását, és egy további 13. hónapot tartalmaznak: az "egyszerű" évek 353, 354, 355 napig tartanak. , és "szökőévek" » - 383, 384 vagy 385 nap. Jelenleg a hivatalos naptár Izraelben (az év eleje különböző napokra esik szeptember 6. és október 5. között). Az állammal - a Gergely-naptárral - együtt használják Délkelet-Ázsia országaiban (Vietnam, Kína stb.).

holdnaptár

A leírt főbb naptártípusokon kívül különböző népek más naptárakat is készítettek, például a keleti, maja, azték, hindu naptárakat stb.

A 20. század elejére a nemzetközi tudományos, műszaki, kulturális és gazdasági kapcsolatok növekedése szükségessé tette egy egységes, egyszerű és pontos világnaptár létrehozását. A meglévő naptárak számos hiányosságot mutatnak: a trópusi év időtartama és a Nap égi szférában való mozgásával kapcsolatos csillagászati jelenségek időpontjai közötti megfelelés hiánya; a hónapok egyenlőtlen és változó hossza; a hónap és a hét napjainak összeegyeztethetetlensége, elnevezésük ellentmondása a naptári pozícióval stb. Különféle projekteket mérlegeltek, amelyek közül az egyiket 1954-ben az ENSZ Közgyűlése megfontolásra javasolta. A projekt azonban vallási okokból nem valósult meg. Az egységes világörökös naptár bevezetése továbbra is korunk egyik problémája.