A csillagászat alapfogalmai. A pontos idő meghatározása A pontos idő betartása

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 csillagászat alapképleteinek alkalmazásáról; Használja a csillagos ég mobil térképét, kézikönyveit és a Csillagászati ​​naptárat az égitestek és az áramlás helyzetének és láthatóságának meghatározásához égi jelenségek; 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 felszíne. "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).
de) 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. déli magasság A Nap 30°-os, deklinációja 19°. 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.

ban ben) A többit maguktól .
1. Mekkora a legmagasabb magasság, amit Vega elér (δ=38 o 47") a bölcsőben (φ=54 o 04")? [maximális magasság a felső csúcspontnál, 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?
- bebizonyítani, 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. BAN BEN Mindennapi életátlagos szoláris időt használnak . 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 időszakos változást észleltek a Hold megjelenésében - változás holdfázisok.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 sugarak között. Mentálisan rögzítsen egy egyenes vonalat a félhold bal oldalán. Az égen vagy a "P" betűt olvashatjuk - "növekszik", a hónap "szarvait" balra fordítjuk - a hónap nyugaton 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 keringési ponton (általában perihéliumon) eltelt idő 365,259641 ... átlagos napnap.
trópusi év- az átlagos Nap két egymást követő áthaladása között eltelt idő 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. Új naptári nap (és Újév) kezdd dátumvonalak(demarkációs vonal), főleg a 180 o keleti hosszúság meridiánja mentén halad el az északkeleti határ közelében Orosz Föderáció. 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 fejlesztésével, ill. vasúti szállítás be van írva:
- 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). Kimenet- 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 van mérve, és számszerűen megegyezik az azonos nevű világítótestnek a greenwichi meridiánon történő 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) bármely pontosan rögzített időpontban meghatározni, 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. A Szovjetunióban 1978-ban még pontosabb atomi (optikai) időszabványt hoztak létre. 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 eltörli az 1917-től érvényben lévő nyári időszámításra való átállást (április 20. és visszatérés szeptember 20.).
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. ( különbséget egyetemes idő A GMT továbbra is 6 óra).
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 , de 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 határozza 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 telepítést egy tanár vagy diák számítógépére teljes verzió innovatív oktatási és módszertani komplexum "Planetárium". A "Planetárium" - tematikus cikkek válogatása - a 10-11. osztályos fizika, csillagászat vagy természettudomány órákon tanárok és diákok számára készült. A komplexum telepítésekor csak a használata javasolt angol betűk 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 speciális optikai műszerek segítségével történő meghatározásához feljegyzik a csillagok csúcspontjainak pillanatait, és ellenőrzik az időt „tároló” óra helyességét. Az így meghatározott idő akkor lenne abszolút pontos, ha az égbolt megfigyelt forgása szigorúan állandóval történne szögsebesség. 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 rádiós időjeleket a tengeri és légiflotta 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. Naptár

A Szovjetunió fizikai földrajzának menetéből ismeri a helyi, a zónaidő és a szülési idő fogalmát, és azt is, hogy két pont földrajzi hosszúságának különbségét ezen pontok helyi időbeli különbsége határozza meg. Ezt a problémát csillagászati ​​módszerekkel, 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, a 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 elmaradt valódi áramlás 400 évenként körülbelül 3 nappal.

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.

  • 1.2.3. Valódi és átlagos szoláris idő. Az idő egyenlete
  • 1.2.4. Julián napok
  • 1.2.5. Helyi idő különböző meridiánokon. Univerzális, standard és standard idő
  • 1.2.6. Az átlagos szoláris és sziderális idő kapcsolata
  • 1.2.7. A Föld forgásának szabálytalansága
  • 1.2.8. efemerisz idő
  • 1.2.9. atomidő
  • 1.2.10. Dinamikus és koordináta idő
  • 1.2.11. Világidő rendszerek. UTC
  • 1.2.12. Műholdas navigációs rendszerek ideje
  • 1.3. Csillagászati ​​tényezők
  • 1.3.1. Általános rendelkezések
  • 1.3.2. Csillagászati ​​fénytörés
  • 1.3.3. Parallaxis
  • 1.3.4. Aberráció
  • 1.3.5. A csillagok megfelelő mozgása
  • 1.3.6. A fény gravitációs eltérítése
  • 1.3.7. A Föld pólusainak mozgása
  • 1.3.8. A világ tengelyének helyzetének megváltoztatása a térben. Precesszió
  • 1.3.9. A világ tengelyének helyzetének megváltoztatása a térben. Görcsös fejbiccentés
  • 1.3.10. Csökkentések közös elszámolása
  • 1.3.11. A csillagok látható helyzetének kiszámítása
  • 2. GEODÉTAI CSILLAGÁSZAT
  • 2.1. A geodéziai csillagászat tárgya és feladatai
  • 2.1.1. A csillagászati ​​adatok felhasználása geodéziai problémák megoldásában
  • 2.1.3. A geodéziai csillagászat korszerű feladatai és fejlődési kilátásai
  • 2.2. A geodéziai csillagászat módszereinek elmélete
  • 2.2.2. Az idő és szélesség meghatározásának legkedvezőbb feltételei a csillagászati ​​meghatározások zenitális módszereiben
  • 2.3. Műszerek a geodéziai csillagászatban
  • 2.3.1. A műszerezés jellemzői a geodéziai csillagászatban
  • 2.3.2. Csillagászati ​​teodolitok
  • 2.3.3. Időmérési és rögzítési műszerek
  • 2.4. A világítótestek megfigyelésének jellemzői a geodéziai csillagászatban. A csillagászati ​​megfigyelések csökkentése
  • 2.4.1. A világítótestek észlelésének módszerei
  • 2.4.2. A mért zenittávolságok korrekciói
  • 2.4.3. A mért vízszintes irányok korrekciói
  • 2.5. A csillagászati ​​meghatározások pontos módszereinek fogalma
  • 2.5.1. A szélesség meghatározása a csillagpárok zenittávolságában mért kis különbségekből a meridiánban (Talcott-módszer)
  • 2.5.2. Módszerek a szélesség és hosszúság meghatározására egyenlő magasságban lévő csillagok megfigyeléséből (egyenlő magasságú módszerek)
  • 2.5.3. A Föld objektum irányának csillagászati ​​azimutjának meghatározása a sarki megfigyelések alapján
  • 2.6. A csillagászati ​​meghatározások közelítő módszerei
  • 2.6.1. Földi objektum irányszögének közelítő meghatározása a sarki megfigyelések alapján
  • 2.6.2. A szélesség hozzávetőleges meghatározása a sarki megfigyelések alapján
  • 2.6.3. A hosszúság és azimut hozzávetőleges meghatározása a mért napzenit távolságokból
  • 2.6.4. A szélesség hozzávetőleges meghatározása a mért napzenit távolságokból
  • 2.6.5. A földobjektum irányszögének meghatározása a világítótestek megfigyelései alapján
  • 2.7. Repülés és tengerészeti csillagászat
  • 3. ASZTROMETRIA
  • 3.1. Az asztrometria problémái és megoldási módszerei
  • 3.1.1. Az asztrometria tárgya és feladatai
  • 3.1.3. Az asztrometria jelenlegi állása és fejlődési kilátásai
  • 3.2. Alapvető csillagászati ​​eszközök
  • 3.2.2. Klasszikus asztro-optikai műszerek
  • 3.2.3. Modern csillagászati ​​műszerek
  • 3.3. Alapvető és inerciális koordinátarendszerek létrehozása
  • 3.3.1. Általános rendelkezések
  • 3.3.2. A csillagok koordinátáinak és változásaik meghatározásának elméleti alapjai
  • 3.3.3. Az alapkoordináta-rendszer felépítése
  • 3.3.4. Inerciális koordinátarendszer felépítése
  • 3.4.1. A pontos időskála beállítása
  • 3.4.2. A Föld tájolásának paramétereinek meghatározása
  • 3.4.3. Az idő, a gyakoriság és a Föld tájolási paramétereinek meghatározásának szolgáltatásának megszervezése
  • 3.5. Alapvető csillagászati ​​állandók
  • 3.5.1. Általános rendelkezések
  • 3.5.2. Az alapvető csillagászati ​​állandók osztályozása
  • 3.5.3. A csillagászati ​​állandók nemzetközi rendszere
  • IRODALOM
  • ALKALMAZÁSOK
  • 1. Az IAU 1976 alapvető csillagászati ​​állandóinak rendszere
  • 1.2. Időmérés a csillagászatban

    1.2.1. Általános rendelkezések

    A geodéziai csillagászat, asztronómia és űrgeodézia egyik feladata az égitestek koordinátáinak meghatározása egy adott időpontban. A csillagászati ​​időskálák elkészítését a nemzeti időszolgálatok és a Nemzetközi Időiroda végzi.

    A folytonos időskálák felépítésére szolgáló összes ismert módszer azon alapul kötegelt folyamatok, például:

    - a Föld forgása a tengelye körül;

    - a Föld Nap körüli pályája;

    - a Hold keringése a Föld körül;

    - inga lengés a gravitáció hatására;

    - a kvarckristály rugalmas rezgései váltakozó áram hatására;

    - molekulák és atomok elektromágneses rezgései;

    - az atommagok radioaktív bomlása és egyéb folyamatok.

    Az időrendszer a következő paraméterekkel állítható be:

    1) mechanizmus - olyan jelenség, amely időszakosan ismétlődő folyamatot biztosít (például a Föld napi forgása);

    2) skála - az az időtartam, amelyen keresztül a folyamat megismétlődik;

    3) kezdőpont , nullapont - a folyamat megismétlésének kezdetének pillanata;

    4) az időszámlálás módja.

    A geodéziai csillagászatban, csillagászatban, égi mechanikában, sziderális és szoláris időrendszereket használnak, amelyek a Föld tengelye körüli forgásán alapulnak. Ez az időszakos mozgás rendkívül egységes, időben nincs korlátozva, és az emberiség egész fennállása alatt folyamatos.

    Ezenkívül az asztrometriában és az égi mechanikában

    Efemerisz és dinamikus időrendszerek , mint az ideális

    egységes időskála szerkezete;

    Rendszer atomidő– ideálisan egységes időskála gyakorlati megvalósítása.

    1.2.2. sziderális idő

    A sziderális időt s jelöli. A sziderális időrendszer paraméterei a következők:

    1) mechanizmus - a Föld forgása a tengelye körül;

    2) skála - sziderikus nap, egyenlő a tavaszi napéjegyenlőség pontjának két egymást követő felső csúcsa közötti időintervallumtal

    ban ben megfigyelési pont;

    3) az égi szférán a kiindulópont a tavaszi napéjegyenlőség pontja, a nullpont (a sziderális nap kezdete) a pont felső csúcspontja;

    4) számolási módszer. A sziderális idő mértéke egy pont óraszöge

    tavaszi napéjegyenlőség, t. Lehetetlen mérni, de a kifejezés minden csillagra igaz

    ezért a csillag jobb felemelkedésének ismeretében és t óraszögének kiszámításával meghatározható az s sziderális idő.

    Megkülönböztetni igaz, átlagos és kvázi igaz gamma-pontok (az elválasztás a csillagászati ​​tényező nutációjának köszönhető, lásd az 1.3.9. bekezdést), amelyekhez viszonyítva mérik igaz, átlagos és kvázi igaz sziderális idő.

    A sziderális időrendszert a Föld felszínén lévő pontok földrajzi koordinátáinak és a földi objektumok irányának azimutjainak meghatározására, az egyenetlenségek vizsgálatára használják. napi forgatás Föld, más időmérő rendszerek skáláinak nullpontjainak megállapításakor. Ez a rendszer, bár széles körben használják a csillagászatban, kényelmetlen a mindennapi életben. A nappal és az éjszaka változása a Nap látható napi mozgása miatt nagyon határozott ciklust hoz létre az emberi tevékenységben a Földön. Ezért az idő számítása régóta a Nap napi mozgásán alapul.

    1.2.3. Valódi és átlagos szoláris idő. Az idő egyenlete

    Valódi szoláris időrendszer (ill igazi szoláris idő- m ) a Nap csillagászati ​​vagy geodéziai megfigyelésére szolgál. Rendszer paraméterek:

    1) mechanizmus - a Föld forgása a tengelye körül;

    2) skála - igazi szoláris nap- a valódi Nap középpontjának két egymást követő alsó csúcspontja közötti időintervallum;

    3) kiindulópont - az igazi Nap korongjának közepe - , nulla pont - igaz éjfél, vagy az igazi Nap korongja középpontja alsó csúcspontjának pillanata;

    4) számolási módszer. A valódi napidő mértéke a valódi Nap geocentrikus óraszöge t plusz 12 óra:

    m = t + 12h .

    A valódi szoláris idő mértékegysége - egy másodperc, ami egy valódi napnap 1/86400-ának felel meg, nem elégíti ki az időegységre vonatkozó alapvető követelményt - nem állandó.

    A valódi szoláris időskála inkonstansának okai a következők

    1) a Nap egyenetlen mozgása az ekliptika mentén a Föld pályájának ellipticitása miatt;

    2) a Nap jobb felemelkedésének egyenetlen növekedése az év során, mivel a Nap az ekliptika mentén körülbelül 23,50-os szögben hajlik az égi egyenlítőhöz.

    Ezen okok miatt a valódi szoláris idő rendszerének gyakorlati alkalmazása kényelmetlen. Az egységes szoláris időskálára való áttérés két szakaszban történik.

    1. szakasz átmenet a próbabábuba az átlagos ekliptikai nap. dan-

    Ebben a szakaszban a Nap egyenetlen mozgása az ekliptika mentén kizárt. Egyenetlen mozgás elliptikus pályán helyettesíti egységes mozgás körpályán. Az igazi Nap és az átlagos ekliptikus Nap akkor esik egybe, amikor a Föld áthalad keringésének perihéliumán és afelionján.

    2. szakasz átmenet a az átlagos egyenlítői nap, mozog egyenlő

    az égi egyenlítő mentén számozva. Itt a Nap jobb felemelkedésének az ekliptika dőléséből adódó egyenetlen növekedése kizárt. Az igazi Nap és az egyenlítői átlagos Nap egyszerre halad át a tavaszi és az őszi napéjegyenlőség pontjain.

    Ezen akciók eredményeként új időmérési rendszer kerül bevezetésre - átlagos szoláris idő.

    Az átlagos szoláris időt m jelöli. Az átlagos szoláris időrendszer paraméterei:

    1) mechanizmus - a Föld forgása a tengelye körül;

    2) skála - átlagos nap - az átlagos egyenlítői Nap két egymást követő alsó csúcspontja közötti időintervallum  eq ;

    3) kiindulópont - átlagos egyenlítői nap ekvivalens , nullpont - éjfél átlaga , vagy az egyenlítői Nap alsó csúcsának pillanata;

    4) számolási módszer. Az átlagos idő mértéke az egyenlítői Nap t geocentrikus óránkénti szöge egyenérték plusz 12 óra.

    m = t ekv. + 12h.

    Az átlagos szoláris időt nem lehet közvetlenül megfigyelésekből meghatározni, mivel az egyenlítői Nap egy fiktív pontja az égi szférán. Az átlagos szoláris időt a valódi napidőből számítják ki, amelyet a valódi nap megfigyeléséből határoznak meg. Az m valós szoláris idő és az m átlagos szoláris idő közötti különbséget nevezzük idő egyenleteés jelölése:

    M - m = t - t sr.eq. .

    Az időegyenletet két szinuszos, éves és féléves szinusz fejezi ki

    új időszakok:

    1 + 2 -7,7 m sin (l + 790 )+ 9,5 m sin 2l,

    ahol l az átlagos ekliptikus Nap ekliptikai hosszúsága.

    A grafikon egy két maximummal és két minimummal rendelkező görbe, amely a derékszögű koordinátarendszerben az ábrán látható alakot mutatja. 1.18.

    1.18. ábra. Az időegyenlet grafikonja

    Az időegyenlet értékei +14m és –16m között mozognak.

    A Csillagászati ​​Évkönyvben minden dátumhoz E értéke van megadva, egyenlő

    E \u003d + 12 óra.

    TÓL TŐL adott érték, az átlagos szoláris idő és a valódi Nap óránkénti szöge közötti összefüggést a kifejezés határozza meg

    m = t -E.

    1.2.4. Julián napok

    Nál nél pontos meghatározás két távoli dátum közötti időintervallum számértéke, célszerű a nap folyamatos számlálása, amit a csillagászatban ún. Julián napok.

    A Julianus-napok számításának kezdete ie 4713. január 1-jén, Greenwich Mean Noon, ennek az időszaknak az elejétől számítják az átlagos szoláris napot, és úgy számozzák, hogy minden naptári dátum egy adott Julian-napnak feleljen meg, rövidítve JD. Tehát az 1900. január 0.12h UT korszak a JD 2415020.0 Julian-dátumnak, a 2000. január 1., 12h UT - JD2451545.0 pedig a 2000. évszaknak felel meg.

    Eddig részletesen beszéltünk az idő elosztásáról és felhasználásáról - elbeszélésünk fő témájáról, de most térjünk át közvetlenül a csillagászati ​​órára. Egészen a közelmúltig maga a forgó Föld volt az idő fő őrzője, és az időt csillagászati ​​megfigyelések alapján határozták meg; az órákat csak az idő "tartására" használták a megfigyelések közötti viszonylag rövid időközökben. Ennek a fejezetnek a középpontjában magának az órának a fejlesztései és e fejlesztések következményei állnak, mivel az elmúlt negyven évben az ember alkotta órák pontosságukat tekintve felülmúlták a földi időmérőt.

    A Királyi Obszervatórium fennállásának első két évszázada alatt - Graham és más mesterek találmányának köszönhetően a XVIII. század elején. új menekülési szabályozó és hőmérséklet-kompenzált inga - az ingaórák pontossága kissé nőtt, de ezek a találmányok nem nevezhetők alapvetőnek. 1676-ban a Flamsteed éves tekercselő órája napi 7 másodpercen belül működött; 1870-ben egy barometrikusan kompenzált szabályozóval felszerelt Erie óra (1906. számú horpadás) körülbelül napi 0,1 s pontosságú volt (ez akkoriban elég magas). Ezeket és az időtároló eszközök egyéb fejlesztéseit részletesebben a III. melléklet tárgyalja.

    A XIX. század utolsó évtizedében. a világ néhány vezető csillagászati ​​obszervatóriuma (a Greenwichi Obszervatórium nem tartozott ezek közé) a müncheni tervező, Sigmund Riefler (1847-1912) által készített órákat kezdtek használni, amelyek pontossága minden korábbi órát felülmúlt. Az igazi fordulópont azonban az 1920-as években következett be, amikor bemutatták Short szabad ingaóráját, amely az egyik legfontosabb előrelépés az időmérésben az ingaórák két évszázaddal ezelőtti feltalálása óta. A szabad inga ötletét Rudd már 1899-ben javasolta, de a gyakorlatba 1921-1924-ben került sor. William Hamilton Short, egy vasúti mérnök, aki F. Hope-Jonesszal és a Synchronom Company-val dolgozik. A közönséges ingaórákban fenn kell tartani a lengő inga rezgésének egyenletességét, amelytől az időmérés pontossága függ, és egyidejűleg számolni kell ezeket az oszcillációkat. Egy szabad ingával rendelkező órában ezt a két feladatot egy másodlagos inga segítségével oldják meg, amely lehetővé teszi a főinga teljes szabad lendületét, kivéve azokat a másodperc töredékeit, amikor impulzust kap a másodlagos órától. fél percenként. Short órája évi 10 s pontosságot mutatott, míg elődeik legjobb példái 10 nap alatt körülbelül 1 s pontosságot mutattak. A Greenwich Obszervatórium 1924-ben vásárolta meg az első Short órákat, és a Short No. 3 órát használta sziderális időszabványként. Aztán más Short óráit is vásárolták. Néhány éven belül a szabad ingás órák kiszorították az obszervatórium összes többi régebbi óráját, amelyek közül néhányat, például Graham óráját már majdnem két évszázada használták a csillagászok, és az összes használt példányt (kivéve a nemrég beszerzett a Puskás óra másolata) legalább 55 éve szolgált.

    Az elsődleges időmérők pontosságának növekedésének egyik következménye az volt, hogy a greenwichi időszolgáltatás célja megváltozott. Az időmérő szolgáltatás Erie általi megalapítása (1852) óta két szabványos órára épül: a csillag-déli szabványra és az átlagos szoláris szabványra. A pontos időjelek rádiós továbbítása lehetővé tette a világ különböző csillagvizsgálóinak óráinak napi többszöri nagyon nagy pontosságú összehasonlítását. Sőt, maga a Greenwich Obszervatórium is nagyszámú nagy pontosságú órával rendelkezett. Ezért 1938-ban törölték az Erie által elfogadott szabványt - egy óra, és lehetővé vált több óra leolvasásából számított átlagos időérték használata, ahol az egyik óra a sziderális időt, a többi a napelemet tartja. Eleinte hat ilyen letétkezelő volt Angliában: öt Greenwichben és egy a Teddingtoni Nemzeti Fizikai Laboratóriumban; hozzá egy évvel később még egy-be Edinburgh; mind Short órái voltak szabad ingákkal.

    Kvarc óra

    Most nézzük meg az idő modern fogalmát, és vegyük figyelembe a fogalmak közötti különbséget: egy időpillanat ("dátum" vagy "korszak") és egy időintervallum. Minden vonathoz vagy repülőhöz rohanó embert elsősorban a pillanat, mondjuk a bokszmeccs játékvezetőjét pedig az időintervallum érdekli. Létezik egy harmadik fogalom is: egy periodikusan ismétlődő jelenség gyakorisága, vagy e jelenség időegységenkénti ciklusainak száma; a frekvencia mértékegységének mai neve, a hertz (Hz), megegyezik a régi egység nevével, a ciklus per másodperc.

    A kvarcórák megalkotását - amelyek lehetővé tették az időmérés minőségének további javítását, mint amit a kvarcok előtt több évtizeddel megjelent szabadingás órák biztosítottak - elősegítette a televíziós mérnökök érdeklődése a frekvencia megbízható szabványának kidolgozása iránt. az elektromágneses hullámok. A kvarckristályt először a rádiózás megjelenésével kezdték használni az 1920-as évek elején. és nagy stabilitású rádiófrekvenciás rezgések forrásaként szolgált. A kvarc órákban való használatának lehetőségére először Horton és Marrison (USA) hívta fel a figyelmet 1928-ban. 1939-ben helyezték üzembe az első kvarcórát Greenwichben; ezeknek a Day és Essen által kifejlesztett óráknak a pontossága körülbelül 2 ms (1 milliszekundum = 10 "3 s) volt naponta. A háború megakadályozta a terv megvalósítását - néhány további kvarcóra felszerelése az obszervatóriumban; az idő a szolgáltatást biztonságosabb helyre helyezték át - a Gravimetrikus Obszervatóriumba. Az Edinburgh-i Királyi Obszervatóriumban 1941-ben kezdett üzemelni egy tartalékidő-szerviz. Eleinte Abingernek nem volt működő kvarcórája, ezért napi időjeleket kapott a Nemzeti Fizikai Intézettől. Laboratóriumban, ahol egy pár ilyen óra volt, a szabad ingákkal ellátott órák alkották a "középső órát".

    A háborús idők igényei, elsősorban a radartechnika és a precíz léginavigációs rendszerek fejlesztése a rádiós időjelek pontosságának tízszeresét követelték meg az angol időszolgálattól. Ezért 1942-ben megállapodás született a posta rádiós osztályával az időjelek napi továbbításáról Abingerbe, amelyet a közigazgatáshoz tartozó kvarcórák mutatnak. Ez az újítás olyan sikeres volt, hogy 1943-ban sikerült eltávolítani Short óráit a "középső órákat" alkotó csoportból. A kvarcórák, amelyek hibáit Abingerben és Edinburgh-ban végzett csillagászati ​​megfigyelések alapján határozták meg, lettek az időszolgáltatás alapjául szolgáló elsődleges szabványok, míg az obszervatórium órája az időjelek vezérlésének másodlagos szabványa volt. 1944-ben a Rugby-ból sugárzott nemzetközi időjelek, majd 1949-ben a BBC hatpontos jeleinek vezérlését egy új kvarcóra segítségével végezték Abingerben. Az edinburghi időszolgáltatás 1946 januárjában megszűnt, és hamarosan hat kvarcóráját átvitték a Greenwichi Obszervatóriumba; az időszolgálat főhadiszállása azonban továbbra is Abingerben maradt, amely tizenkét kvarcórával rendelkezett. Ekkorra az ilyen órák pontossága napi 0,1 ms-ra nőtt. Eközben a csillagászok a megfigyelést zavaró greenwichi szmog és utcai lámpák elől a sussexi székhelyű Hurstmonceau átlátszó levegőjébe siettek, ahová 1957-ben az időszolgálat is átköltözött Abingerből.

    A föld egyenetlen forgása

    Az időmérés pontosságának növelése egy másik problémára hívta fel a figyelmet, amelyet a tizedik királyi csillagász, Harold Spencer Jones 1950-ben a következőképpen foglalt össze:

    „A forgó Föld biztosítja számunkra az idő alapvető egységét, a napot. Minden alapvető egységgel szemben támasztott első követelmény az állandósága és reprodukálhatósága; az egységnek ugyanazt kell jelentenie minden ember számára és mindenkor. Ha a napot, pontosabban a nap átlagos napját vesszük alapegységnek, amelyből az órát, percet és másodpercet származtatjuk, hallgatólagosan azt kell feltételezni, hogy a hossza változatlan, más szóval, hogy a Föld az idő tökéletes őrzője.

    Azt a tényt, hogy a Föld nem tökéletes időmérő, már Immanuel Kant is megjegyezte 1754-ben, de ahhoz, hogy a kérdés teljes történetét bemutathassuk, még hatvan évet kell visszamennünk. 1695-ben Edmund Halley az ókorban bekövetkezett fogyatkozásokat elemezve arra a következtetésre jutott, hogy a Hold mozgása a Föld körül felgyorsul; ezt később közvetlen mérések is megerősítették. 1787-ben Laplace kimutatta, hogy ez a jelenség a Föld pálya alakjának lassú változásaival magyarázható, 1853-ban azonban Adams megjegyezte, hogy a pálya változásai csak félig magyarázhatják a holdgyorsulás látszólagos nagyságát. Sok tudományos vita után végre bebizonyosodott, hogy a Hold mozgásának gyorsulása nem magyarázható meg teljesen Laplace gravitációs elmélete alapján – ez csak úgy tehető meg, ha feltételezzük, hogy a Föld forgásában fokozatosan lassul a forgása nagymértékben. árapályhatások miatti súrlódás miatt.

    Ma már tudjuk, hogy a Föld forgási sebességében háromféle változás van, amelyek közül az első kettőt a Hold és a bolygók mozgásának vizsgálatából ismerjük, az utolsót pedig minőségileg szabadingás órákkal detektáltuk és számszerűsítettük. a kvarcórák megjelenésével:

    1) világi változások - fokozatos lassulás a hold- és a nap-apály hatása miatt, amelynek eredményeként a Föld napjának időtartama évszázadonként 1,5 ms-mal növekszik;

    2) szabálytalan (vagy előre nem látható) változások, amelyeket nyilvánvalóan a folyékony mag és a Föld szilárd köpenyének forgási sebességének különbsége okoz, és amely a nap hosszának évtizedenként 4 ms-os növekedéséhez vagy csökkenéséhez vezethet;

    3) szezonális ingadozások, amelyek a Föld óceánjaiban és légtömegében bekövetkezett évszakos változásokat tükrözik. Példa erre a sarki jégsapkák olvadása és fagyása, valamint a légtömegek mozgása hatalmas területekről. légköri nyomás Szibériában télen, nyáron magas nyomású területeken létezik. A föld tavasszal és kora nyáron lassabban forog, ősszel gyorsabban. Ennek eredményeként a nap hosszának ingadozása elérheti az 1,2 ms-ot.

    Van egy másik jelenség is, amely bár nem befolyásolja a Föld forgási sebességét, de az idő pontos betartásánál figyelembe kell venni. Ezek a pólus oszcillációi, vagy a Föld testének a forgástengelyhez viszonyított mozgása (mint egy csapágy lengő mechanizmusban), aminek következtében a Föld pólusai körülbelül 14 hónapon belül elvándorolnak. 8 m sugarú kör A pólus oszcillációinak hatása megváltoztatja a Föld bármely helyének földrajzi szélességi és hosszúsági fokát (amit csillagászati ​​megfigyelések is igazoltak), és ez a hosszúság változása miatt megfelelő az időskála változása a Föld felszínének minden pontján.

    Ahogy Spencer Jones rámutatott, az alapvető egységgel szemben támasztott első követelmény az állandóság és a reprodukálhatóság. Ezért az 1950-es évekre. a második, a Föld forgása alapján, bár kismértékben változtatta időtartamát, már nem elégítette ki a vele szemben támasztott követelményeket. Felmerült a kérdés: mi a következő lépés?

    efemerisz idő

    Eredetileg úgy döntöttek, hogy elhagyják a szoláris napot, mint az alapvető időegységet, és helyette az évet használják, amelynek időtartama, bár nem állandó, előre kiszámítható, figyelembe véve annak évszázadonkénti mintegy fél másodperces csökkenését. Ez vezetett a nemzetközi gyakorlatba 1952-ben bizonyos célokra egy új időskála – az efemeriszidő (ET) – bevezetéséhez, amelyet – ahogy már a neve is sugallja – különféle nemzeti efemerisz- és évkönyvek összeállítására kezdték használni. Ahogyan azt az előző fejezetben tárgyaltuk, az 1884-es washingtoni konferencia döntése és a Nemzetközi Csillagászati ​​Unió 1928-ban elfogadott speciális ajánlásai eredményeként a greenwichi középidő egyetemes időként (UT) vált ismertté. Ezért a fejezet későbbi részében, amikor a greenwichi meridián átlagos szoláris idejéről beszélünk, előnyben részesítjük az UT nevet a GMT helyett. Most az UT a Föld tengelye körüli forgása alapján állítja be az égi navigációhoz szükséges időskálát. De amint azt már megjegyeztük, a Föld forgási sebessége változik, ezért 1956-ban az időszolgáltatások speciális igényei miatt felmerült az igény az UT pontosabb meghatározására:

    Az UT0 a szoláris főmeridián ideje közé tartozik, amelyet közvetlenül csillagászati ​​megfigyelésekből kaptak;

    Az UT1 a pólusmozgásra korrigált UT0 (legfeljebb 0,035 s). Az UT1 skálát az égi navigációhoz használják;

    Az UT2 a pólus mozgásával és a Föld forgási sebességének extrapolált változásaival (szintén legfeljebb 0,035 s-mal) korrigált UT0. Az UT2 egy "simított" időskála, amely a lehető legegyenletesebben állítja be az időt. 1972-ig ez a skála volt az időjelek alapja.

    Az ET skála és az UT-hoz való viszonya túl bonyolult ahhoz, hogy itt megvizsgáljuk. Elég, ha azt mondjuk, hogy az ET nagyon szorosan megfelel az UT-nek, mivel az efemerisz-nap időtartamát a 19. századi átlagos szoláris nap hossza adja meg. 1956-ban a szakértők felhagytak az átlagos szoláris nap nemzetközi alapvető időegységként történő alkalmazásával, és az efemeriszmásodperc helyett "1/31556925,9747 a trópusi év 1900. január 0-án, efemerisz idő szerint 12 órakor" definíciója helyett.

    Az új rendszerre való átállás azonban nem oldott meg minden problémát. Változhatatlansága miatt az efemeridiás második nagyon kényelmes az elméleti számításokhoz, és különféle efemeridiákban használják. De az efemerisz második két okból alkalmatlan mindennapi használatra. Először is, nem mindig áll rendelkezésre, mivel csak számos megfigyelési eredmény feldolgozása után, hosszú késleltetés után határozható meg a kívánt pontossággal. Másodszor, akit pontosan a pontos időpillanat, nem pedig az időintervallum érdekel - a nagyközönséget is beleértve - az szükséges, hogy az időjelek a lehető legjobban megfeleljenek a Föld forgásának, a nappal és éjszaka változásának. . Ráadásul, bár az ET és az UT közötti különbség egész évben nagyon kicsi volt, az évek során a Föld forgásának szisztematikus lassulása miatt felhalmozódik, és igen jelentős értéket érhet el. 1952-ben, amikor az ET-t először használták, a 19. századi Föld forgási sebességén alapuló skála és az 1952-es adatok alapján számított UT közötti kumulatív különbség körülbelül 30 s volt.

    Az ET használata az időjelekben bizonyos mértékig kompromisszumos megoldás volt, mivel a fizikusoknak és a televíziós mérnököknek szükségük volt arra, hogy egy időjel másodpercének időtartama állandó legyen, azaz. „minden népnek és mindenkor ugyanazt jelentené”, míg a hétköznapi időhasználók, valamint a navigátorok és a földmérők számára szükséges volt, hogy az időjelzés, mondjuk a délet jelölő, egybeessen az égitestek déli elhelyezkedésével. 1944-ig a greenwichi időjeleket a lehető legtávolabbra állította a Föld forgása, így a második (az időjelekből levezetve) napról napra, bár nagyon kis mértékben, változtathatta a hosszát. 1944-ben Nagy-Britanniában kísérletet tettek lehetőség szerint szabályos időközönként második jelek továbbítására, amelyek időtartamát a legpontosabb kvarcóra által beállított második intervallum átlagértéke határozta meg, és szükség esetén ( szerdánként), hogy a világidő (csillagászati) skálájával harmonizáló „ugrásos” korrekciókat végezzenek. Ugyanakkor az USA-ban nem fogadtak el ilyen kompromisszumos megoldást a frekvencia és az időátvitel között; az annapolisi rádióállomás által sugárzott és az amerikai haditengerészeti obszervatórium által vezérelt időjeleket a Föld forgásának pontosan megfelelően tartották, és az US National Bureau of Standards által szabályozott és rádióállomása által sugárzott referenciafrekvenciát változatlan formában. amint lehetséges.

    atomóra

    Az efemeriszidő egyik hiányosságának – megközelíthetetlenségének – megszüntetésében az atomórák segítettek. Az atomórarendszer első működő készletét az Egyesült Államok Nemzeti Szabványügyi Hivatalában (Washington) fejlesztette ki Harold Lyons és munkatársai 1948-1949-ben. az ammónia spektrális abszorpciós vonalát használva a kvarcoszcillátor stabilizálására. 1948. augusztus 12-én az atomóra frekvenciaszabványként kezdett működni. Nem sokkal ezután egy másikra is felhívták a figyelmet kémiai elem- cézium. Az Egyesült Államokban javasolták a céziumszabvány legelső tervét, amely Sherwood, Zacharias és különösen Ramsey nevéhez fűződik. De az Essen és Parry által tervezett céziumsugár-szabvány rendszeres használata az angliai National Physical Laboratory-ban kezdődött. 1955 júniusában, amikor úgy döntöttek, hogy az efemeriszmásodpercet használják alapvető időegységként, a cézium-standardot használták a kvarcórák kalibrálására és frekvenciastandardként. Aztán a következő néhány évben a laboratóriumi céziumstandardok megjelentek Boulderben (Colorado), Ottawában és Neuchatelben.

    Még a legelső atomórák is több százszor nagyobb hosszú távú stabilitást mutattak, mint a kvarc szabványok. Ráadásul nem voltak kitéve a kvarcoszcillátorokban a kvarckristály "öregedése" miatti sima irányváltásnak. Ezen okok miatt az atomórák rendkívül stabil időskálát biztosítottak, nagyon nagy pontossággal (legalább több tucatszor jobb, mint más időmérők), és szinte azonnal elérhetővé váltak. De még sok év telt el, mire ezek az előnyök megvalósultak. Csak a céziumsugár-szabványok legújabb példái rendelkeznek ugyanolyan rövid távú stabilitással, mint a kvarcórák.

    Minden órát úgy kell beállítani, hogy azonos ütemű legyen, pl. ugyanúgy "tartották az időt", és ugyanazt az időt mutatták. Ez alól az új atomórák sem voltak kivételek, és az első feladat a működési szabványokhoz való kalibrálás volt, vagyis az atomi időskálát valamilyen módon összhangba kellett hozni a csillagászati ​​időskálával. Az 1955-1958 közötti időszakra. Anglia és az USA atomóráit Hurstmonceau és Washington csillagászati ​​időskálája szerint kalibrálták. Az első atomi időskála, GA (Greenwich atom – Greenwich atom) néven ismert, először a National Physical Laboratory céziumszabványán alapult, összhangban az efemerisz idővel.

    1959 óta világszerte terjesztik az US Navy Observatory AJ időskáláját. Kezdő korszakát (dátumát) úgy határozták meg, hogy az atomidő és az UT2 azonos legyen 1958. január 1-jén éjfélkor. Az atomi másodpercet a céziumatom rezonanciájából határozták meg. 1964-ben az atommásodpercet nemzetközileg elismerték az efemerisz második megvalósításának eszközeként. 1967-ben, a 13. Párizsi Súlyok és Mértékek Világkonferencián a második csillagászati ​​meghatározását feladták, és az atomi másodpercet az SI Nemzetközi Mértékegységrendszerben az idő alapvető egységeként fogadták el:

    A Nemzetközi Mértékegységrendszerben az időegységnek egy másodpercnek kell lennie, a következőképpen definiálva: a másodperc a 9192631770 sugárzási periódus időtartama, amely megfelel a céziumatom -133 alapállapotának két hiperfinom alszintje közötti átmenetnek.

    Tekintettel arra, hogy a világ számos országában elkezdték használni az atomórákat, rádiójelek és egyéb módszerek segítségével 1 μs (mikroszekundum = 10-6 s) és annál nagyobb pontossággal össze lehetett hasonlítani az időskálákat, így nagy pontosságú nemzetközi „átlagórák” létrehozása lehetséges.. alapján nagy számban az összes kivételes egyenletességgel működő atomóra független leolvasása. Ezeknek az óráknak az eltérése évente nem haladta meg a néhány mikroszekundumot, miközben az általuk beállított időskálák évente több mint egy másodperccel tértek el a Föld forgásán alapuló skálától.

    A Nemzetközi Időmérési Iroda, amely 1919 óta koordinálja az időmérést nemzetközi szinten, az Egyesült Államok nyomán kialakította a saját A3-as atomi időskáláját, amely három független Anglia, Svájc és az Egyesült Államok szabványa alapján januárban indult. 1, 1958. Az A3-as skálát hivatalosan 1971-ben fogadták el, és International Atomic Time scale TAI-nak hívták. De még 21 évvel később, 1979. január 1-jére is két skála létezett: a TAI (a Föld 19. századi forgási sebessége alapján) és az UTI (a Föld 1958-1979 közötti forgási sebessége alapján), megelőzve a TAI-t körülbelül 17 mp.

    Időjel-koordináció

    És most vissza az időjelekhez. 1958-ban az angol időszolgálat bevezetett egy új skálát, amelyet később koordinált univerzális idő (UTC) skálának neveztek, amelynek időjelei legfeljebb 0,1 másodperccel térhettek el az UT2-től. Ezt az időjeleket generáló atomórák frekvenciájának kis ugrásával ("eltolódásával") érték el, ami miatt az atomidő megközelítette az UT2-t (az 1960-as években csökkenteni kellett). Az eltolódás mértékét a teljes naptári évre feltételezték, de a Föld forgási sebességében bekövetkezett változások előrejelzésének képessége miatt minden hónapban ugráskorrekciót hajtottak végre, hogy az UTC 0,1 másodpercen belül maradjon az UT2-hez képest. Anglia és az USA időszolgálata között 1961-ben sikerült teljes megfelelést elérni: az időjeleket szinkronizálták, éves műszakokat és havi ugráskorrekciókat hajtottak végre. 1963-ban Angliának és az USA-nak ez a rendszere elterjedt az egész világon, és a párizsi BIE irányítása alá került; ekkor kapta az UTC nevet.

    A műholdas és más típusú elektronikus kommunikációs rendszerek, valamint a navigációs rendszerek terjeszkedése és kifinomultsága azonban új nagy gyakorlati nehézségeket okozott. Ezeknek a rendszereknek a működése mind a rádiójelek, mind a frekvenciák szinkronizálási fokától függ. Az ugráskorrekció és a frekvenciahangolás sok kellemetlenséghez vezetett. Ennek fényében azt a tényt, hogy a rádiós időjelek közül a második nem felel meg a törvényes másodiknak, inkább esztétikai részletként, semmint valódi akadályként érzékelték.

    ugrás második

    Minden szinten, nemzeti és nemzetközi szinten átfogó megbeszélés után jelentős változások történtek a referenciaidő-jelrendszerben. 1972. január 1-től az időjelek elkezdtek pontosan megfelelni az atommásodperceknek, az új UTC skálán az időleolvasást a TAI skálához képest 10 perces eltolással állították be. Ez a pontos időátviteli rendszer ma is használatos.

    Megállapodtak, hogy az új rendszer eltérése nem haladhatja meg a 0,7 s-ot (később ezt a tűréshatárt 0,9 s-ra növelték) a navigációban és csillagászatban használt UT1 időskálától. Ezt úgy érheti el, hogy az órát a naptári hónap utolsó napján, lehetőleg december 31-én vagy június 30-án állítja be úgy, hogy az órát pontosan 1 másodperccel előre vagy hátra mozgatja, amit "ugrómásodpercnek" neveznek. Ez analóg a négyéves eljárással, amelyben a szökőév februárjához egy plusz napot adnak, mivel az év nem tartalmaz egész számú napot; egy másodpercet ugyanúgy hozzáadunk vagy kivonunk, mivel a szoláris nap nem tartalmaz egész számú atomi másodpercet.

    Így a nemzetközi idő- és frekvenciajelek, amelyeket például egyes angliai és egyesült államokbeli állomások sugároznak, pontosan megfelelnek az atomi időskálának, megszakítások és változások nélkül egész évben. Ugyanabban a pillanatban, amikor hozzáadunk egy szökőmásodpercet (lehet pozitív és negatív is), csak a második jelek számozása változik meg. Ezért ahhoz, hogy például december 31-én korrekciót hajtsanak végre egy „pozitív” másodperc hozzáadásával, ami azért szükséges, mert az UTC túlságosan eltért az UT1-től, az év utolsó „percét” 61 s-ra növeljük. A "negatív" másodperces korrekció végrehajtásához az utolsó "perc" 59 másodpercre csökken. Azok számára, akiknek pontosabb UT1 ismeretre van szükségük (például navigátorok és csillagászok), a fő idő- és frekvenciajelekre egy bizonyos kód kerül, amely jelzi, hogy egy adott napon hány tizedmásodpercben tért el az UTC az UT1-től. .

    A párizsi BIE által koordinált referencia időjelek a világ „átlagóráján” alapulnak, amelynek számított értékeit a világ huszonnégy országához tartozó közel nyolcvan atomóra információinak átlagolásával kapjuk. Egyelőre csak azok az országok vehetnek részt ebben a műveletben, amelyek a Loran-S rádiónavigációs rendszer hatókörébe tartoznak, de a jövőben a műholdas navigációs rendszerek lehetővé teszik majd több óra leolvasásának összehasonlítását. Az a pillanat, amikor az UTC korrekciót végre kell hajtani, pl. szökőmásodperc megadásához beállítja a BIE-t. 1972-ben az UTC pontosan 10 másodperccel tért el a TAI-tól. 1979. január 1-jére 8 szökőmásodperc hozzáadódott, így az UTC eltérése a TAI-tól 18 másodpercre nőtt.

    Az időátvitel 1972-ben megkezdődött az új UTC-skálán, amely a TAI atomi időskálához kapcsolódik, a régi UTC helyett, az UT2 átlagos szoláris időskála alapján (amit sok nem szakember továbbra is GMT-nek hív), új viták felmerült az időskálák terminológiájával kapcsolatban. Természetesen az új időskála továbbra is a greenwichi meridiánon alapult, de a greenwichi meridiánon (azaz GMT-n) alapuló Mean Solar Time skálának már nem nevezhető, bár az utóbbitól soha nem tért el 0,9 másodpercnél nagyobb mértékben. Valójában jelenleg még a greenwichi meridián sem esik pontosan egybe azzal, amelyik áthaladt "a greenwichi obszervatórium átjáró műszerének központján". És bár ez a műszer még mindig létezik, megfigyeléseket nem tesznek rajta; A hosszúsági és idő kezdeti meridiánja ma már semmilyen valós módon nincs pontosan rögzítve, helyzetét statisztikailag a BIE által a referenciaidőjelek koordinálásakor figyelembe vett összes időmeghatározó állomás megfigyelési eredményei alapján határozzák meg. De ennek ellenére a régi csillagkör, amelyet sárgaréz csík ábrázol a régi csillagvizsgáló udvarán, legfeljebb néhány méterrel található attól a képzeletbeli vonaltól, amely a földgömb nulladik meridiánját határozza meg.

    78. Cézium nyalábfrekvencia szabvány, Hurstmonso, 1974. Gyártó: Hewlett-Packard, 5060 A típus. (Greenwich Obszervatórium.)

    Bár a GMT kifejezést már nem használják a csillagászatban, továbbra is használják a navigációban, számos polgári célra, és a világ számos országában a normál idő elnevezéseként. De még ezek az országok, és különösen Franciaország is a közelmúltban ellenezték a GMT használatát. 1975-ben a 15. Súlyok és Mértékek Világkonferencia javasolta az új UTC-skála időjeleinek használatát, és a jövőben ezt a skála elfogadását a standard idő alapjaként, ezzel a GMT helyett az 1972-es UTC-módosítások óta. határozatlanná tette a GMT skálát. Franciaország és Spanyolország már meghozta a vonatkozó jogalkotási intézkedéseket; a könyv írásakor Hollandia, Svájc és a Német Szövetségi Köztársaság erre készült. 1978. augusztus 9-én Franciaországban hatályon kívül helyezték az 1911-es törvényt (amely kimondta, hogy Franciaországban a szülési idő a párizsi átlag 9 perc 21 másodperccel késleltetett idő), és az egész országban jóváhagyták az időt, ami a jövőben kerül meghatározásra. az UTC bizonyos számú óra hozzáadásával vagy levonásával, amely az év egyes részeiben a nyári időszámítás bevezetésével növelhető vagy csökkenthető; Azt javasolták, hogy a jövőben ne használjuk a GMT-t.

    Mivel 1978-hoz egy ugrómásodpercet adtak, azt gondolhatnánk, hogy 1978 hosszabb volt, mint az előző év. Ez persze nem igaz. Köztudott, hogy az év hossza évszázadonként csak fél másodperccel csökken. Valójában a nap hosszabb lett - a világnap (óra, perc és másodperc). Ezért a 365 napos 1978-as év napja egy másodperccel hosszabb lett, mint a 19. század 365 napos évének napja, amelyet az időjelzések alapjául vettek. 1978-hoz hozzáadtak egy ugrómásodpercet annak biztosítására, hogy legalább 1979 első felében a déli időjel ne térjen el 0,9 másodpercnél nagyobb mértékben a valódi déltől, amelyet a csillagok elrendezése határoz meg.

    79. A "Chronorama" céziumsugárcső vázlata (Eboche, Svájc)

    Lehetetlen előre megjósolni, hogyan fog változni a Föld forgási sebessége a következő évtizedekben. A Föld most sokkal gyorsabban lassítja forgását, mint az elmúlt három évszázadban. De nagyon valószínű, hogy ez a tendencia megváltozik mondjuk a 90-es években. törölnie kell az ugrómásodperc (pozitív) bevezetését, vagy akár negatív ugrómásodpercet is be kell írnia. Mindazonáltal a jövőben - talán a következő tíz, száz vagy ezer évben - évente kétszer, de akár háromszor is pozitív ugrómásodpercet kell bevezetni, ha továbbra is az átlagos hosszra alapozzuk időskálánkat. nap a 19. században. Ami a távolabbi jövőt illeti, a Föld forgásának lassulása - néhány millió év múlva már csak 365 nap lesz egy évben, és nem 365 1/4, mint most - a többlet felszámolásához vezet. szökőnapok (de nem extra másodpercek).

    Az obszervatóriumokban vannak olyan műszerek, 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 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 és matematika karon történik.

    Hazánk fő obszervatóriuma Pulkovo. 1839-ben épült Szentpétervár közelében, a legnagyobb 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 távcsöve. m most van felszerelve, 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.

    Minden obszervatóriumunkban tudományos munka egyeztetett terv szerint. 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.

    Ha hibát talál, kérjük, jelöljön ki egy szövegrészt, és kattintson rá Ctrl+Enter.

    Részvény