简明天文学教程 5时间和历法换算
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绝对时空观绝对的、真实的、数学的时间,由于它自身的本性,与任何外界事物无关的,均匀的流逝。
——牛顿——相对时空观空间—时间未必能看作是可以脱离物质世界的真实客体而独立存在的东西,并不是物体存在于空间中,而是这些物体具有空间广延性。
这样看来,关于‘一无所有’的空间的概念就失去了意义。
——爱恩斯坦——时间与历法时间是建立在物质运动和变化的基础上的,时间和空间都是物质存在的基本形式,物质的运动与变化永远是在时间和空间中进行的。
脱离了物质,脱离了物质的运动和变化,时间和空间都将是毫无意义的。
时间是什么?时间的计量1、建立时间系统的目的判别和排列事件发生的先后顺序和运动的快慢。
时间有“间隔”、“时刻”两个含义时刻:事物运动中,某一状态发生的瞬间。
间隔:事物某一运动过程所经历的时间。
2、时间计量包含3、基本原则选择某一运动规律已掌握,运动状态可观测到的具体事物。
选取该事物的某一运动过程为时间的基本单位。
选取该事物的某一运动状态为时间计量的起算点。
先民日出而作,日入而息,太阳是天然的钟表。
时间计量系统一、恒星时:定义:以春分点的周日视运动为依据建立的时间系统。
时间单位:恒星日—春分点连续两次上中天的时间间隔。
起始点:上中天恒星时在数值上等于春分点的时角S = tr = α+ t当任一恒星上中天时t=0 即s=α二、真太阳时定义:以太阳视圆面中心的周日视运动为依据建立的时间系统。
时间单位:真太阳日—真太阳连续两次下中天的时间间隔。
起始点:下中天真太阳时以真太阳的时角度量:m⊙=t⊙+12h1、真太阳时比恒星时每日约长4分钟太阳在周日视运动的同时,又以逆时针方向做周年视运动,每日在黄道上自西向东约运行1度,因此真太阳时比恒星时约长4分钟。
m⊙≈s +3m56s2、真太阳时的缺陷(1)太阳在黄道上的运动不均匀。
(地球公转轨道为椭圆)(2)即使太阳在黄道上运动均匀,由于黄赤交角的存在,投影在赤道上的太阳时角变化也不均匀。
天文学的历法与时间标准当前,人类社会已经进入了一个高度发达的科学技术时代,时间的准确度和计量成为了各个领域的重要指标。
而天文学的历法与时间标准作为最为精确可靠的时间测量方法,在现代社会中发挥着重要的作用。
本文将从历法和时间标准两个方面,介绍天文学对于时间的测量和标定。
一、历法历法是人类社会为了规范时间,而将时间按照一定规则进行划分和统计的方法。
古代的历法主要是根据天文现象来进行推算的。
例如,古代中国就采用了太阳历和农历两种记时方式。
1. 太阳历太阳历是最早出现的一种历法,是根据地球绕太阳公转的周期进行划分的。
太阳历的时间单位以年为基准,将一年按照12个月、每月30或31天划分。
太阳历的起点一般是设定在某个特定事件发生的时间点,比如公元元年。
然而,太阳历存在一个问题,即地球绕太阳公转的周期并不是整数。
为了解决这个不精确性,人类提出了闰年的概念。
规定每4年中的一年为闰年,拥有366天,其他年份为365天。
通过闰年的引入,太阳历可以更加精确地与地球的实际公转周期相匹配。
2. 农历与太阳历相比,农历是根据月亮的运动周期来进行记时的。
农历按照月亮绕地球公转的时间,将一年划分为12个月。
每个月的起始和结束时间则取决于月亮的相位变化,即新月、上弦、满月和下弦等。
农历在古代社会在生活和农业生产中发挥了重要作用,例如决定农作物的播种和收获时间、通婚的禁忌等。
虽然农历能够与月亮的运动周期相吻合,但由于月亮的公转周期不是整数,所以农历的时间单位并不精确。
二、时间标准时间标准是基于历法的发展和天文学原理的统计方法,以更高准确度来定义和测量时间的流逝。
人类社会在工农业生产、交通运输、科学研究等方面,对时间的准确标定和测量需求越来越高,因此需要一种更为精确的时间标准。
1. 原子钟原子钟是一种利用原子物理性质来测量时间的装置。
它利用原子的振荡频率稳定且精确的特性,通过记录和计算原子物理事件的数量来测定时间的流逝。
目前最为常用的时间标准是国际原子时(International Atomic Time,简称TAI),它是以多个原子钟的平均频率作为基准来计量时间。
简明天文学教程第二版第三章答案余明主编第三章时间与历法1.何谓时间?答:时间有时刻和时段两重含义。
时刻是指无限流逝时间中的某一瞬间;时段是指任意两时刻之间的间隔。
2.何谓测时?常用的计时系统有哪些?答:测时,是时间计量工作的一项内容。
古时候是靠立竿见影,测定太阳影子定时间或测定某些恒星的位置来确定时间的。
现代则是应用中星仪或等高仪等测时仪器观测选定的某恒星(如太阳)通过的瞬间,再经过归算获得准确的时刻。
常见的计时系统有恒星时、太阳时(有视太阳时和平太阳时)、太阴时、历书时、原子时和协调时等。
3.已知某地毕宿五(a=4h35m)正好上中天,当日太阳的赤经为21h51m44s,时差为-14m13s,求当时该地的平时。
答:由平时=视时-时差=(恒星时-太阳赤经+12h)-时差=4h35m-21h51m44s+12h+14m13s+24h=18h57m29s4.在成都某地(赤经=104°05′E=6h56m20s E)5月6日用日冕测得视太阳时10h02m,求相应的地方平时及北京时间。
(时差为3h24m)平时=视时-时差=10h02m-3h24m=9h58m36s北京时间=9h58m36s+(120°-104°05′) ×4m=11h02m6s5.已知东八区的区时为2000年1月13日8h,求西九区的区时?答:西九区区时=东八区区时-(8+9)小时=1月12日15时6.为什么要设立国际日期变更线?答:我们换算各地的地方时或区时,会产生时间丢失的情况,为此国际上人为设定一条国际日期变更线以求解决这个问题。
理论国际日期变更线是180°经线,实际国际日期变更线是一根折线。
从西十二区越过日界线到东十二区加一天,反之相反。
7.简述我国及世界时间服务状况?答:时间服务是指把测得的时间用各种手段播报出去的工作,也称为授时或播时。
在古代则采用鸣锣击鼓声音报时等简易的方式,近代的时间服务有无线播报时,电视系统授时。
地球概貌时间与历法以地球自转为基础的时间计量系统称为世界时系统。
日、月、年、世纪的时间计量属天文学中的历法范畴。
以地球自转运动为基础的时间单位称为日,以月球绕地球公转运动为基础的时间单位称为月,以地球绕太阳公转运动为基础的时间单位称为年。
天文学以恒星为标准量度地球自转的周期,叫做地球自转的恒星周期,也就是一个恒星日。
1恒星日=平太阳日的23小时56分4秒,是地球真正的自转周期。
以太阳为标准量度地球的自转周期叫做真太阳日。
由于地球公转的原因,真太阳日并不等于地球自转一周所需的时间(恒星日),而是比恒星日约长3分56秒。
又由于地球公转轨道是椭圆形的,在近日点的运动快于在远日点的运动,因此一年之内不同季节其运动并不是匀速,所以每个真太阳日的长短也不相等。
我们生活中使用的是平太阳日(所谓平太阳是天球上一个假想的点,它按真太阳一年中运动的平均速度均匀运动)。
地球公转的平均周期是恒星年,1恒星年=365日6时9分9.5秒。
而我们通常所说的回归年是指地球从这一次春分日到下次春分日的平均时间间隔。
1回归年=365日5时48分45.6秒,比1恒星年略短一些。
因为气候的变化以回归年为周期,所以天文学家把历年的平均长度安排得尽可能接近回归年的长度。
阳历把1年定为365日,所余的时间约每四年积累成一天,加在能被4除尽的公历年份的2月份里,如1992,1996年。
但不能被400除尽的百年数则不加。
加天的年叫闰年。
农历把一年定为354日或355日,所余的时间约每三年积累成一个月,加在某一年里。
时间与历法总论时间总论宇宙是由物质构成的,而物质与运动又是不可分的。
可以说,宇宙的两大要素——时间和空间,正是建立在物质和运动的基础之上。
相对空间而言,时间这个概念要抽象得多。
不过,无论任何时候,我们提到“时间”这一词,几乎没有人不明白它的含义。
人们研究“时间”这个概念,不过是为了解决两类问题:一、两个事件发生的时间间隔有多长?或某一具体事件经历了多长时间?二、某一事件是在什么具体时间发生的?严格地说,第一个问题属于“时间”的概念,而第二个问题则应属于“时刻”的概念。