Измерение времени

Измерение времени основано на наблюдениях суточного вращения свода и годичного движения Солнца, т.е. на вращении Земли вокруг оси и на обращении Земли вокруг Солнца.

Вращение Земли вокруг оси происходит почти равномерно, с периодом, равным периоду вращения небесного свода. Поэтому по углу поворота Земли от некоторого начального положения можно судить о протекшем времени. За начальное положение Земли принимается момент прохождения плоскости земного меридиана места наблюдения через избранную точку на небе, или, что одно и то же, момент верхней кульминации этой точки на данном меридиане.

Продолжительность основной единицы времени, называемой сутками, зависит от избранной точки на небе. В астрономии за такие точки принимаются:

- точка весеннего равноденствия (звёздное время),

- центр видимого диска Солнца (истинное Солнце, истинное солнечное время),

- среднее Солнце - фиктивная точка, положение которой на небе может быть вычислено теоретически для любого момента времени (среднее солнечное время).

Для измерения длинных промежутков времени служит тропический год, основанный на движении Земли вокруг Солнца.

Тропический год - промежуток времени, между двумя последовательными прохождениями центра истинного Солнца через точку весеннего равноденствия. Содержит 365,2422 средних солнечных суток.

Из-за медленного движения точки весеннего равноденствия навстречу Солнцу, вызванного прецессией, относительно звёзд Солнце оказывается в той же точке неба через промежуток времени на 20 мин. 24 с. больший, чем тропический год. Он называется звёздным годом и содержит 365,2564 средних солнечных суток.

Звёздное время. Промежуток времени между двумя последовательными кульминациями точки весеннего равноденствия на одном и том же географическом меридиане называется звёздными сутками.

За начало звёздных суток на данном меридиане принимают момент верхней кульминации точки весеннего равноденствия.

Время, протекшее от верхней кульминации точки ^ до любого другого её положения, выраженное в долях звёздных суток называется звёздным временем s. Угол, на который Земля повернётся от момента верхней кульминации точки весеннего равноденствия до какого-нибудь другого момента, равен часовому углу точки ^ в этот момент.

s = t^.

Практически для установления начала звёздных суток или зв. времени в какой-то момент надо измерить часовой угол t какого-то светила М, прямое восхождение которого известно. Тогда

t = Qm, a = ^m, а t^= Q^ = s = a + t.

Звёздное время в любой момент равно прямому восхождению какого-либо светила плюс его часовой угол. В момент верхней кульминации светила его часовой угол = 0, тогда s = a.

Истинное солнечное время Промежуток времени между двумя последовательными кульминациями Солнца центра солнечного диска) на одном и том же географическом меридиане называется истинными солнечными сутками. За начало истинных солнечных суток на данном меридиане принимают момент нижней кульминации Солнца (истинная полночь).

Время, протекшее от нижней кульминации Солнца до любого другого его положения, выраженное в долях истинных солнечных суток называется истинным солнечным временем Тс.

Истинное солнечное время Тсна данном меридиане в любой момент численно равно часовому углу Солнца tс+ 12h.

Истинные солнечные сутки имеют различную продолжительность, так как:

1. Солнце движется не по небесному экватору, а по эклиптике, наклонённой на угол 23гр.26мин.

2. Движение Солнца по эклиптике неравномерно.

Среднее солнечное время. Чтобы получить сутки постоянной продолжительности и в то же время связанные с движением Солнца, в астрономии введены понятия двух фиктивных точек - среднего эклиптического и среднего экваториального Солнца.

Среднее эклиптическое Солнце равномерно движется по эклиптике со средней скоростью Солнца.

Среднее экваториальное Солнце равномерно движется по экватору с постоянной скоростью среднего эклиптического Солнца и одновременно с ним проходит точку весеннего равноденствия.

Промежуток времени между двумя последовательными кульминациями среднего экваториального Солнца на одном и том же географическом меридиане называется средними солнечными сутками. Продолжительность средних солнечных суток равна среднему значению продолжительности истинных солнечных суток за год. За начало средних солнечных суток на данном меридиане принимают момент нижней кульминации среднего экваториального Солнца (средняя полночь).

Время, протекшее от нижней кульминации среднего экваториального Солнца до любого другого его положения, выраженное в долях средних солнечных суток называется средним солнечным временем Тm.

Среднее солнечное время Тmна данном меридиане в любой момент численно равно часовому углу Солнца tm+ 12h.

Уравнение времени. Разность часовых углов среднего экваториального Солнца tmи истинного Солнца tс называется уравнением времени h.

h = tm - tс.

Всемирное время. Местное среднее солнечное время гринвичского меридиана называется всемирным или мировым временем Т0.

Местное среднее солнечное время любого пункта на Земле определяется:

m = Т0+ lh.

Поясное время. Местных систем счёта времени бесчисленное множество, как и меридианов. В 1884 году была предложена поясная система счёта среднего времени. Счёт времени ведётся только на 24 основных географических меридианах, расположенных друг от друга по долготе точно через 15 гр., приблизительно посередине каждого часового пояса. За основной меридиан нулевого пояса принят Гринвичский.

Местное среднее солнечное время основного меридиана какого-либо часового пояса называется поясным временем Tn.

Тm- Tn= l - nh

Tn= Т0+ nh

Декретное время. В целях более рационального распределения электроэнергии, идущей на освещение предприятий и жилых домов, в летнее время вводят летнее время. В СССР 16.07.1930г. декретом правительства стрелки часов перевели на 1 час вперёд против поясного времени.