Измерение времени. Секунда. Звёздное, истинное и среднее солнечноевремя. Уравнение времени и аналемма. Тропический год, звёздный год. Связь среднегосолнечного времени со звёздным.
Время
• Время – форма существования материи, выражающаяпорядок изменения объектов и явлений
действительности.
• В классической нерелятивистской физике время течётравномерно.
• В релятивистской физике известен эффект «замедлениявремени».
• В квантовой механике оператор времени отсутствует
Секунда
• Единица измерения времени в СИ – секунда.
• Принято различать атомную секунду, которую воспроизводятцезиевым эталоном частоты и времени; и эфемеридную секунду,длительность которой связана с периодом обращения Земливокруг Солнца
• Атомная и эфемеридная секунды совпадают с точностью 2·10−9
Звёздное время и звёздные сутки
· Звёздным временем sназывается часовойугол точки весеннегоравноденствия:s = tϒ
· Звёздное время в любоймомент равно прямомувосхождению какого-либо светила плюс егочасовой угол:s = t + α
· Промежуток времени между двумя последовательнымиодноимёнными кульминациями точки ϒ на одном и том жегеографическом меридиане называется звёздными сутками.Начало звёздных суток принято отсчитывать от моментаверхней кульминации точки ϒ
• В повседневной жизни использовать звёздное времянеудобно, т.к. распорядок жизни человека связан свидимым положением Солнца, а не точки ϒ. Кроме того, взаимное положение точки ϒ и Солнца втечение года непрерывно меняется. Центр Солнца и точка ϒсовпадают только один раз в год – в полдень дня весеннегоравноденствия, когда они оба находятся в верхнейкульминации.
|
|
|
• Через одни звёздные сутки точка ϒ опять будет находится вверхней кульминации, а Солнце ещё не дойдёт до верхнейкульминации, т.к. его прямое восхождение увеличилось на3m56s. За звёздные сутки наблюдатель Овместе с Землёй повернётся на 360ºи за счёт движения Земли по своейорбите перейдёт из точки О1 в точкуО2. Однако, чтобы промежуток времениравнялся солнечным суткам, Землядолжна повернуться настолько,
чтобы наблюдатель оказался вположении О3, где Солнце снованаходится на меридианенаблюдателя.
• Поскольку радиус-вектор Землиповорачивается за сутки примернона 1º, а Земля вращается с угловой
скоростью около 1º за 4 минуты, тозвёздные сутки примерно на 4минуты короче, чем средниесолнечные.
Истинное солнечное время и истинные солнечные сутки
• Промежуток времени между двумя последовательными одноимённымикульминациями центра Солнца на одном и том же географическоммеридиане называется истинными солнечными сутками
• За начало истинных солнечных суток принимается нижняя кульминацияСолнца (истинная полночь)
• Время, протекшее от нижней кульминации Солнца до любого другогоего положения, выраженное в долях истинных солнечных суток,называется истинным солнечным временем T, причёмT = t + 12h.
|
|
|
• Продолжительность истинных солнечных суток в течение года плавноменяется в пределах ±25 сек. Это происходит по двум причинам:1) Солнце движется не по небесному экватору, а по эклиптике,
наклоненной к экватору под углом ε = 2326';2) Движение Солнца по эклиптике неравномерно
• Использовать истинное солнечное время также неудобно, как извёздное, поскольку, например, истинные солнечные сутки 22 декабря на50 сек длиннее, чем 23 сентября
Среднее солнечное время и средние солнечные сутки
• Среднее эклиптическое солнце равномерно движется поэклиптике со средней скоростью Солнца и совпадает с ним около3 января и 4 июля
• Среднее экваториальное солнце равномерно движется понебесному экватору с постоянной скоростью среднегоэклиптического солнца и одновременно с ним проходит точку ϒ
• Промежуток времени между двумя последовательнымиодноимёнными кульминациями среднего экваториального солнцана одном и том же географическом меридиане называетсясредними солнечными сутками
• За начало средних солнечных суток принимается момент нижнейкульминации среднего экваториального солнца
|
|
|
• Время, протекшее от нижней кульминации среднегоэкваториального солнца до любого другого его положения,выраженное в долях средних солнечных суток, называетсясредним солнечным временем или просто средним временем Tm
Уравнение времени
Разность между средним временем и истиннымсолнечным временем в один и тот же моментназывается уравнением времени η:η = Tm – T
Аналемма – положение Солнца на небе водно и то же время суток в течение года. Форма аналеммы
зависит от двухфакторов – угланаклона осивращения планетык плоскостиэклиптики иформы (степени
эллиптичности)орбиты
Тропический год, звёздный год
• Тропическим годом называют промежуток временимежду двумя последовательными прохождениями
центра истинного Солнца через точку ϒ
• Установлено, что тропический год содержит 365,2422средних солнечных суток
• Звёздным годом называют промежуток времени, черезкоторый Солнце оказывается в той же точке небаотносительно звёзд
• Из-за медленного движения точки ϒ навстречуСолнцу, тропический и звёздный годы не совпадают, извёздный год длиннее тропического на 20 мин 24 сек исодержит 365,2564 средних солнечных суток
Связь среднего солнечного времени созвёздным
|
|
|
• В момент весеннего равноденствия среднее экваториальное солнце иточка ϒ находятся в верхней кульминации. Спустя одни звёздные суткиточка ϒ снова придёт в небесный меридиан, а среднее экваториальноесолнце не дойдёт до него, т.к. за звёздные сутки оно сместится понебесному экватору к востоку примерно на 1 градус.
• Среднее экваториальное солнце пройдёт верхнюю кульминацию через3m56s. Т.о., средние солнечные сутки продолжительнее звёздных на3m56s, и за один тропический год накопится разность в одни звёздные
сутки.
• Итак, в тропическом году содержится 365,2422 средних солнечных сутоки 366,2422 звёздных
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 826; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!