Презентация по астрономии на тему "основы измерении времени". Презентация по астрономии на тему «Солнце Измерение времени определение географической долготы презентация

Урок 6

Тема урока по астрономии: Основы измерения времени.

Ход урока астрономии в 11 классе

1. Повторение изученного

а) 3 человека по индивидуальным карточкам.

  • 1. На какой высоте в Новосибирске (?= 55?) кульминирует Солнце 21 сентября?
  • 2. Где на земле не видно никаких звезд южного полушария?
  • 1. Полуденная высота Солнца 30?, а его склонение 19?. Определить географическую широту места наблюдения.
  • 2. Как располагаются суточные пути звезд относительно небесного экватора?
  • 1. Каково склонение звезды, если она кульминирует в Москве (?= 56?) на высоте 69??
  • 2. Как располагается ось мира относительно земной оси, относительно плоскости горизонта?

б) 3 человека у доски.

1.Вывести формулу высоты светила.

2. Суточные пути светил (звезд) на разных широтах.

3. Доказать, что высота полюса мира равна географической широте.

в) Остальные самостоятельно.

  • 1. Какой наибольшей высоты достигает Вега (?=38о47") в Колыбельке (?=54о05")?
  • 2. Выбрать по ПКЗН любую яркую звезду и запишите ее координаты.
  • 3. В каком созвездии находится Солнце сегодня и каковы его координаты?

г) в "Red Shift 5.1"

Найти Солнце:

Какую информацию можно получить о Солнце?

Каковы его координаты сегодня и в каком созвездии находится?

Как меняется склонение?

Какая из звезд, имеющих собственное имя, наиболее близка по угловому расстоянию к Солнцу и каковы её координаты?

Докажите что Земля в данный момент двигаясь по орбите приближается к Солнцу

2. Новый материал

Нужно обратить внимание учеников:

1. Продолжительность суток и года зависит от того, в какой системе отсчета рассматривается движение Земли (связана ли она с неподвижными звездами, Солнцем и т.д). Выбор системы отсчета отражается в названии единицы счета времени.

2. Продолжительность единиц счета времени связана с условиями видимости (кульминациями) небесных светил.

3. Введение атомного стандарта времени в науке было обусловлено неравномерностью вращения Земли, обнаруженной при повышении точности часов.

4. Введение поясного времени обусловлено необходимостью согласования хозяйственных мероприятий на территории, определяемой границами часовых поясов.

Системы счета времени.

Связь с географической долготой. Тысячи лет назад люди заметили, что многое в природе повторяется. Именно тогда возникли первые единицы времени - день, месяц, год. С помощью простейших астрономических приборов было установлено, что в году около 360 дней, и приблизительно за 30 дней силуэт Луны проходит цикл от одного полнолуния к следующему. Поэтому халдейские мудрецы приняли в основу шестидесятеричную систему счисления: сутки разбили на 12 ночных и 12 дневных часов, окружность - на 360 градусов. Каждый час и каждый градус были разделены на 60 минут, а каждая минута - на 60 секунд.

Однако последующие более точные измерения безнадежно испортили это совершенство. Оказалось, что Земля делает полный оборот вокруг Солнца за 365 суток 5 часов 48 минут и 46 секунд. Луне же, чтобы обойти Землю, требуется от 29,25 до 29,85 суток.

Периодические явления, сопровождаемые суточным вращением небесной сферы и видимое годовое движение Солнца по эклиптике лежат в основе различных систем счета времени. Время - основная

физическая величина, характеризующая последовательную смену явлений и состояний материи, длительность их бытия.

Короткие - сутки, час, минута, секунда

Длинные - год, квартал, месяц, неделя.

1. "Звездное" время , связанное с перемещением звезд на небесной сфере. Измеряется часовым углом точки весеннего равноденствия.

2. "Солнечное" время , связанное: с видимым движением центра диска Солнца по эклиптике (истинное солнечное время) или движением "среднего Солнца" - воображаемой точки, равномерно перемещающейся по небесному экватору за тот же промежуток времени, что и истинное Солнце (среднее солнечное время).

С введением в 1967 году атомного стандарта времени и Международной системы СИ в физике используется атомная секунда .

Секунда - это физическая величина, численно равная 9192631770 периодам излучения, соответствующего переходу между сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.

В повседневной жизни используется среднее солнечное время. Основной единицей звездного, истинного и среднего солнечного времени являются сутки. Звездные, средние солнечные и иные секунды мы получаем делением соответствующих суток на 86400 (24h, 60m, 60s). Сутки стали первой единицей измерения времени свыше 50000 лет назад.

Звездные сутки - это период вращения Земли вокруг своей оси относительно неподвижных звезд, определяется как промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями точки весеннего равноденствия.

Истинные солнечные сутки - это период вращения Земли вокруг своей оси относительно центра диска Солнца, определяемый как промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями центра диска Солнца.

Ввиду того, что эклиптика наклонена к небесному экватору под углом 23о26", а Земля вращается вокруг Солнца по эллиптической (слегка вытянутой) орбите, скорость видимого движения Солнца по небесной сфере и, следовательно, продолжительность истинных солнечных суток будет постоянно изменяться на протяжении года: наиболее быстро вблизи точек равноденствий (март, сентябрь), наиболее медленно вблизи точек солнцестояний (июнь, январь). Для упрощения расчетов времени в астрономии введено понятие средних солнечных суток - периода вращения Земли вокруг своей оси относительно "среднего Солнца".

Средние солнечные сутки определяются как промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями "среднего Солнца". Они на 3m55,009s короче звездных суток.

24h00m00s звездного времени равны 23h56m4,09s среднего солнечного времени. Для определенности теоретических расчетов принята эфемеридная (табличная) секунда, равная средней солнечной секунде 0 января 1900 года в 12 часов равнотекущего времени, не связанного с вращением Земли.

Около 35000 лет назад люди обратили внимание на периодическое изменение вида Луны - смену лунных фаз. Фаза Ф небесного светила (Луны, планеты и т.д.) определяется отношением наибольшей ширины освещенной части диска d к его диаметру D: Ф=d/D. Линия терминатора разделяет темную и светлую часть диска светила. Луна движется вокруг Земли в ту же сторону, в какую Земля вращается вокруг своей оси: с запада на восток. Отображением этого движения является видимое перемещение Луны на фоне звезд навстречу вращению неба. Каждые сутки Луна смещается к востоку на 13,5o относительно звезд и за 27,3 суток совершает полный круг. Так была установлена вторая после суток мера времени - месяц.

Сидерический (звездный) лунный месяц - период времени, в течение которого Луна совершает один полный оборот вокруг Земли относительно неподвижных звезд. Равен 27d07h43m11,47s.

Синодический (календарный) лунный месяц - промежуток времени между двумя одноименными последовательными фазами (обычно новолуниями) Луны. Равен 29d12h44m2,78s.

Совокупность явлений видимого движения Луны на фоне звезд и смены фаз Луны позволяет ориентироваться по Луне на местности (рис). Луна появляется узеньким серпиком на западе и исчезает в лучах утренней зари таким же узким серпом на востоке. Мысленно приставим слева к лунному серпу прямую линию. Мы можем прочесть на небе либо букву "Р" - "растет", "рога" месяца повернуты влево - месяц виден на западе; либо букву "С" - "стареет", "рога" месяца повернуты вправо - месяц виден на востоке. В полнолуние Луна в полночь видна на юге.

В результате наблюдений за изменением положения Солнца над горизонтом в течение многих месяцев возникла третья мера времени - год .

Год - это промежуток времени, в течение которого Земля делает один полный оборот вокруг Солнца относительно какого-либо ориентира (точки).

Звездный год - это сидерический (звездный) период обращения Земли вокруг Солнца, равный 365,256320... средних солнечных суток.

Аномалистический год - это промежуток времени между двумя последовательными прохождениями среднего Солнца через точку своей орбиты (обычно, перигелий), равен 365,259641... средних солнечных суток.

Тропический год - это промежуток времени между двумя последовательными прохождениями среднего Солнца через точку весеннего равноденствия, равный 365,2422... средних солнечных суток или 365d05h48m46,1s.

Всемирное время определяется как местное среднее солнечное время на нулевом (Гринвичском) меридиане (То, UT - Universal Time). Так как в повседневной жизни местным временем пользоваться нельзя (так как в Колыбельке оно одно, а в Новосибирске другое (разные?)), поэтому и утверждено было Конференцией по предложению канадского инженера-железнодорожника Сэнфорда Флеминга (8 февраля 1879 при выступлении в Канадском институте в г.Торонто) поясное время, разделив земной шар на 24 часовых зоны (по 360:24=15о, по 7,5о от центрального меридиана). Нулевой часовой пояс расположен симметрично относительно нулевого (гринвичского) меридиана. Нумерация поясов дается от 0 до 23 с запада на восток. Реальные границы поясов совмещены с административными границами районов, областей или государств. Центральные меридианы часовых поясов отстоят друг от друга ровно на 15о (1 час), поэтому при переходе из одного часового пояса в другой время изменяется на целое число часов, а число минут и секунд не изменяется. Новые календарные сутки (и Новый год) начинаются на линии перемены даты (демаркационной линии), проходящей в основном по меридиану 180о восточной долготы вблизи северо-восточной границы Российской Федерации. Западнее линии перемены дат число месяца всегда на единицу больше, нежели к востоку от нее. При пересечении этой линии с запада на восток календарное число уменьшается на единицу, а при пересечении линии с востока на запад календарное число увеличивается на единицу, что исключает ошибку в счете времени при кругосветных путешествиях и перемещениях людей из Восточного в Западное полушария Земли.

Поэтому Международной меридианной Конференцией (1884г, Вашингтон, США) в связи с развитием телеграфа и железнодорожного транспорта вводится:

Начало суток с полуночи, а не с полудня, как это было.

Начальный (нулевой) меридиан от Гринвича (Гринвичская обсерватория возле Лондона, основанная Дж. Флемстид в 1675г, через ось телескопа обсерватории).

Система счета поясного времени

Поясное время определяется по формуле: Tn = T0 + n , где Т0 - всемирное время; n - номер часового пояса.

Декретное время - это поясное время, измененное на целое число часов правительственным распоряжением. Для России равно поясному, плюс 1 час.

Московское время - это декретное время второго часового пояса (плюс 1 час): Tм = T0 + 3 (часа).

Летнее время - декретное поясное время, изменяемое дополнительно на плюс 1 час по правительственному распоряжению на период летнего времени с целью экономии энергоресурсов. По примеру Англии, которая в 1908г впервые вводит переход на летнее время, сейчас 120 стран мира, в том числе и Российская Федерация осуществляет ежегодно переход на летнее время.

Далее следует кратко ознакомить учеников с астрономическими методами определения географических координат (долготы) местности. Вследствие вращения Земли разность между моментами наступления полдня или кульминаций (кульминация. Что это за явление?) звезд с известными экваториальными координатами в 2 пунктах равна разности географических долгот пунктов, что дает возможность определения долготы данного пункта из астрономических наблюдений Солнца и других светил и, наоборот, местного времени в любом пункте с известной долготой.

Например: один из Вас находится в Новосибирске, второй в Омске (Москве). Кто из Вас раньше будет наблюдать верхнюю кульминацию центра Солнца? А почему? (замечание, имеется ввиду что Ваши часы идут по времени Новосибирска). Вывод - в зависимости от местонахождения на Земле (меридиана - географической долготы) кульминация любого светила наблюдается в разное время, то есть время связано с географической долготой или Т= UT+?, а разность во времени для двух пунктов, расположенных на разных меридианах будет Т1-Т2= ?1- ?2. Географическая долгота (?) местности отсчитывается к востоку от "нулевого" (гринвичского) меридиана и численно равна промежутку времени между одноименными кульминациями одного и того же светила на гринвичском меридиане (UT) и в пункте наблюдения (Т). Выражается в градусах или часах, минутах и секундах. Чтобы определить географическую долготу местности, необходимо определить момент кульминации какого-либо светила (обычно Солнца) с известными экваториальными координатами. Переведя с помощью специальных таблиц или калькулятора время наблюдений из среднего солнечного в звездное и зная по справочнику время кульминации этого светила на гринвичском меридиане, мы без труда определим долготу местности. Единственную сложность вычислений составляет точный перевод единиц времени из одной системы в другую. Момент кульминации можно не "караулить": достаточно определить высоту (зенитное расстояние) светила в любой точно зафиксированный момент времени, но вычисления тогда будут довольно сложными.

Для измерения времени служат часы. От простейших, применяемые еще в древности, - это гномон - вертикальный шест в центре горизонтальной площадки с делениями, затем песочные, водные (клепсидры) и огневые, до механических, электронных и атомных. Еще более точный атомный (оптический) стандарт времени был создан в СССР 1978 году. Ошибка в 1 секунду происходит раз в 10 000 000 лет!

Система счета времени в нашей стране.

2) В 1930г устанавливается Московское (декретное) время 2-го часового пояса в котором находится Москва, переводом на один час вперед по сравнению с поясным временем (+3 к Всемирному или +2 к среднеевропейскому). Отменено в феврале 1991г и опять восстановлено с января 1992г.

3) Этим же Декретом 1930г отменяется действующее с 1917г переход на летнее время (20 апреля и возврат 20 сентября), впервые введено в Англии в 1908г.

4) В 1981г возобновляется в стране переход на летнее время.

5) В 1992г восстановлено Указам Президента, отмененное в феврале 1991г, декретное (Московское) время с 19 января 1992г с сохранением перевода на летнее время в последнее воскресенье марта в 2 часа ночи на час вперед, а на зимнее время в последнее воскресенье сентября в 3 часа ночи на час назад.

6) В 1996г Постановлением Правительства РФ №511 от 23.04.1996г летнее время продлевается на один месяц и заканчивается теперь в последнее воскресенье октября. Новосибирская область переводится из 6-го часового пояса в 5-й.

Итак, для нашей страны в зимнее время Т= UT+n+1ч, а в летнее время Т= UT+n+2ч

3. Служба точного времени.

Для точного счета времени необходим эталон, из-за неравномерности движения Земли по эклиптике. В октябре 1967г в Париже 13 Генеральная конференция Международного комитета мер и весов определяет продолжительность атомного секунды - промежутка времени, за который совершается 9 192 631 770 колебаний, соответствующих частоте излечения (поглощения) атомом Цезия - 133. Точностью атомных часов - ошибка в 1с за 10000 лет.

С 1 января 1972г СССР и многие страны мира перешли на атомный стандарт времени. Транслируемые по радио сигналы точного времени передаются по атомным часам для точного определения местного времени (т.е географической долготы - местонахождения опорных пунктов, находя моменты кульминации звезд), а также для авиационной и морской навигации.

4. Летоисчисления, календарь.

ЛЕТОСЧИСЛЕНИЕ - система исчисления больших промежутков времени. Во многих системах летосчисления счет велся от какого-либо исторического или легендарного события.

Современное летоисчисление - "наша эра", "новая эра" (н.э.), "эра от Рождества Христова" (Р.Х.), Anno Domeni (A.D. - "год господа") - ведется от произвольно выбранной даты рождения Иисуса Христа. Поскольку ни в одном историческом документе она не указана, а Евангелия противоречат друг другу, ученый монах Дионисий Малый в 278г эры Диоклетиана решил "научно", на основе астрономических данных вычислить дату эпохи. В основу расчетом была положены: 28-летний "солнечный круг" - промежуток времени, за который числа месяцев приходятся точно на те же дни недели, и 19-летний "лунный круг" - промежуток времени, за который одинаковые фазы Луны приходятся на одни и те же дни месяца. Произведение циклов "солнечного" и "лунного" круга с поправкой на 30-летнее время жизни Христа (28 х 19 + 30 = 572) дало начальную дату современного летоисчисления. Счет лет согласно эре "от Рождества Христова" "приживался" очень медленно: вплоть до XV века (т.е. даже 1000 лет спустя) в официальных документах Западной Европы указывалось 2 даты: от сотворения мира и от Рождества Христова (A.D). Сейчас эта система летосчисления (новая эра) принята в большинстве стран.

Начальная дата и последующая система летоисчисления называются эрой. Начальную точку отсчета эры называют ее эпохой. У народов, исповедующих ислам, летосчисление ведется от 622 н.э. (от даты переселения Мухаммеда - основателя ислама - в Медину).

На Руси летоисчисление "От сотворения мира"("Древнерусская эра") велось от 1 марта 5508г до НЭ вплоть до 1700г.

КАЛЕНДАРЬ (лат. calendarium - долговая книжка; в Древнем Риме должники платили проценты в день календ - первый день месяца) - система счисления больших промежутков времени, основан на периодичности видимых движений небесных тел .

Выделяют три основных типа календарей:

1. Лунный календарь, в основе которого лежит синодический лунный месяц продолжительностью 29,5 средних солнечных суток. Возник свыше 30000 лет назад. Лунный год календаря содержит 354 (355) суток (на 11,25 суток короче солнечного) и делится на 12 месяцев по 30 (нечетные) и 29 (четные) суток в каждом (мусульманский, турецкий и т.д). Лунный календарь принят в качестве религиозного и государственного в мусульманских государствах Афганистане, Ираке, Иране, Пакистане, ОАР и других. Для планирования и регулирования хозяйственной деятельности параллельно применяются солнечный и лунно-солнечный календари.

2. Солнечный календарь, в основу которого положен тропический год. Возник свыше 6000 лет назад. В настоящее время принят в качестве мирового календаря. Например Юлианский солнечный календарь "старого стиля" содержит 365,25 суток. Разработан александрийским астрономом Созигеном, введен императором Юлием Цезарем в Древнем Риме в 46 г. до НЭ и распространился затем по всему миру. На Руси был принят в 988 г. НЭ. В юлианском календаре продолжительность года определяется в 365,25 суток; три "простых" года насчитывают по 365 суток, один високосный - 366 суток. В году 12 месяцев по 30 и 31 день каждый (кроме февраля). Юлианский год отстает от тропического на 11 минут 13,9 секунды в год. Ошибка в сутки накапливалась за 128,2 лет. За 1500 лет его применения накопилась ошибка в 10 суток.

В григорианском солнечном календаре "нового стиля" продолжительность года составляет 365, 242500 суток (на 26 с превышает тропический год). В 1582 году юлианский календарь по указу Папы Римского Григория XIII был реформирован в соответствие с проектом итальянского математика Луиджи Лилио Гаралли (1520-1576). Счет дней передвинули на 10 суток вперед и условились каждое столетие, не делящееся на 4 без остатка: 1700, 1800, 1900, 2100 и т. д. не считать високосным. Тем самым исправляется ошибка в 3 суток за каждые 400 лет. Ошибка в 1 сутки "набегает" за 3323 лет. Новые столетия и тысячелетия начинаются с 1 января "первого" года данного столетия и тысячелетия: так, XXI век и III тысячелетие нашей эры (н.э.) начался 1 января 2001 года по григорианскому календарю.

В нашей стране до революции применялся юлианский календарь "старого стиля", ошибка которого к 1917 году составляла 13 суток. 14 февраля 1918 году в стране был введен принятый во всем мире григорианский календарь "нового стиля" и все даты сдвинулись на 13 суток вперед. Различие между старым и новым стилями составляет в 18в 11 сут, в 19в 12 сут и в 20в 13 сут (сохраниться до 2100 г).

Другими разновидностями солнечных календарей являются:

Персидский календарь , определявший продолжительность тропического года в 365,24242 суток; 33-летний цикл включает в себя 25 "простых" и 8 "високосных" лет. Значительно точнее григорианского: ошибка в 1 год "набегает" за 4500 лет. Разработан Омаром Хайямом в 1079 году; применялся на территории Персии и ряда других государств до середины XIX века.

Коптский календарь похож на юлианский: в году насчитывается 12 месяцев по 30 суток; после 12 месяца в "простом" году добавляется 5, в "високосном" - 6 дополнительных дней. Используется в Эфиопии и некоторых других государствах (Египет, Судан, Турция и т.д.) на территории проживания коптов.

3. Лунно-солнечный календарь, в котором движение Луны согласовывается с годичным движением Солнца. Год состоит из 12 лунных месяцев по 29 и по 30 суток в каждом, к которым для учета движения Солнца периодически добавляются "високосные" годы, содержащие дополнительный 13-й месяц. В результате "простые" годы продолжаются 353, 354, 355 суток, а "високосные" - 383, 384 или 385 суток. Возник в начале I тысячелетия до НЭ, применялся в Древнем Китае, Индии, Вавилоне, Иудее, Греции, Риме. В настоящее время принят в Израиле (начало года приходится на разные дни между 6 сентября и 5 октября) и применяется, наряду с государственным, в странах Юго-Восточной Азии (Вьетнаме, Китае и т.д).

Все календари неудобны тем, что нет постоянства между датой и днем недели. Возникает вопрос, как придумать постоянный всемирный календарь. В ООН решается данный вопрос и в случае принятия такой календарь можно ввести, когда 1 января выпадет на воскресенье.

Закрепление материала

1. Пример 2, стр. 28

2. Исаак Ньютон родился 4 января 1643г по новому стилю. Какова дата его рождения по старому стилю.

3. Долгота Колыбельки?=79о09" или 5ч16м36с. Найдите для Колыбельки местное время и сравните со временем, по которому мы живем.

Итог:

  • 1) Каким календарем мы пользуемся?
  • 2) Чем старый стиль отличается от нового?
  • 3) Что такое всемирное время?
  • 4) Что такое полдень, полночь, истинные солнечные сутки?
  • 5) Чем объясняется введение поясного времени?
  • 6) Как определить поясное, местное время?
  • 7) Оценки

Домашнее задание к уроку астрономии: §6; вопросы и задания для самоконтроля (стр29); стр29 "Что знать" - главные мысли, повторить полностью всю главу "Введение в астрономию", Контрольная работа №1 (если нет возможности провести отдельным уроком).

1. Составить кроссворд, используя изученный материал первого раздела.

2. Подготовить доклад об одном из календарей.

3. Составить опросник по материалу первого раздела (не менее 20 вопросов, ответы в скобках).

Окончание урока по астрономии

Материал предназначен для изучения в рамках дополнительного образования или внеурочной деятельности по астрономии учащимися 7-8 классов.Рассматриваются понятия звёздного и солнечного времени, поясного и декретного.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com


Подписи к слайдам:

Измерение времени © Богданова Ирина Викторовна 2012-2013

Из истории измерения времени Тысячи лет назад люди заметили, что многое в природе повторяется: Солнце встает на востоке и заходит на западе, лето сменяет зиму и наоборот. Именно тогда возникли первые единицы времени – день, месяц и год. Сутки разделены на 24 часа, каждый час – на 60 минут. С помощью простейших астрономических приборов было установлено, что в году около 360 дней, и приблизительно за 30 дней силуэт Луны проходит цикл от одного полнолуния к следующему. Поэтому халдейские мудрецы приняли в основу шестидесятеричную систему счисления: сутки разбили на 12 ночных и 12 дневных часов, окружность – на 360 градусов. Каждый час и каждый градус были разделены на 60 минут, а каждая минута – на 60 секунд. Однако последующие более точные измерения безнадежно испортили это совершенство. Оказалось, что Земля делает полный оборот вокруг Солнца за 365 суток 5 часов 48 минут и 46 секунд. Луне же, чтобы обойти Землю, требуется от 29,25 до 29,85 суток.

Время звёздное и солнечное Вращением Земли вокруг оси задается шкала времени. Вращение Земли и смена дня и ночи определяют самую естественную единицу времени - сутки. Сутки - это промежуток времени между последовательными верхними кульминациями на данном меридиане одной из трех фиксированных точек небесной сферы: точки весеннего равноденствия, центра видимого диска Солнца (истинного Солнца) либо фиктивной точки, равномерно движущейся по экватору и называемой "средним солнцем". В соответствии с этим сутки бывают звездные, истинные солнечные или средние солнечные.

Начальным меридианом при всех измерениях времени с 1884 года считается меридиан Гринвичской обсерватории, а среднее солнечное время на меридиане Гринвича называется всемирным временем UT (Universal Time) . Всемирное время определяется из астрономических наблюдений, которые ведутся специальными службами на многих обсерваториях мира Нулевой меридиан проходит через Гринвичскую обсерваторию, расположенную недалеко от Лондона. Всемирное время

Звёздное время При астрономических наблюдениях используется звездное время S , которое связано со средним солнечным временем Тm и со всемирным временем To соотношениями: Здесь So - звездное время в среднюю гринвичскую полночь (звездное время на меридиане Гринвича в 0 часов всемирного времени), а заключенные в скобки значения (Tо) и (Tm - λ) , выражены в часах и десятичных долях часа. Поскольку произведения 9,86c * (Tо) и 9,86c * (Tm - λ) не превосходят четырех минут, то при приближенных вычислениях ими можно пренебречь. S = So+To +λ + 9,86c * (Tо) S = So+Tm + 9,86c * (Tm – λ)

Звёздные и солнечные сутки Выберем любую звезду и зафиксируем ее положение на небе. На том же самом месте звезда появится через сутки, точнее через 23 часа 56 минут. Они начинаются в момент нижней кульминации Солнца на данном меридиане (т.е. в полночь). Солнечные сутки не одинаковы – из-за эксцентриситета земной орбиты зимой в северном полушарии сутки длятся немного больше, чем летом, а в южном – наоборот. Кроме того, плоскость эклиптики наклонена к плоскости земного экватора. Поэтому были введены средние солнечные сутки, равные 24 часам. Сутки, измеренные относительно далеких звезд, называются звездными. Сутки, связанные с видимым движением Солнца вокруг Земли, называются солнечными.

Вследствие движения Земли вокруг Солнца оно смещается для земного наблюдателя на фоне звезд на 1° за сутки. Проходит 4 минуты, прежде чем Земля «догоняет» его. Итак, Земля делает один оборот вокруг своей оси за 23 часа 56 минут. 24 часа – средние солнечные сутки – время оборота Земли относительно центра Солнца.

В каждой местности существует свое солнечное и свое звездное время. Человек живет и работает по солнечным часам. С другой стороны, астрономам для организации наблюдений нужно именно звездное время. В городах, расположенных на одном меридиане, оно одно и то же, а при перемещении вдоль параллели оно будет меняться. Местное время Местное время удобно для повседневной жизни – оно связано с чередованием дня и ночи в данной местности. Однако многие службы, например, транспорт, должны работать по одному и тому же времени; так, все поезда в России идут по московскому времени. Для того, чтобы отдельные населенные пункты не оказывались сразу в двух часовых поясах, границы между поясами немного сдвинули: они проводятся по границам государств и областей.

В астрономическом календаре на месяц моменты явлений даются по всемирному времени То. Переход от одной системы счета времени к другой выполняется по формулам: О счете времени для наблюдений В этих формулах То - всемирное время; Тm - местное среднее солнечное время; Тп - поясное время; n (ч) - номер часового пояса (на территории России к номеру часового пояса прибавляется еще 1 час декретного времени); λ - географическая долгота в единицах времени, считаемая положительной к востоку от Гринвича. То= Тm - λ Tп = Tо+n (ч)= Tm+n (ч) - λ

Чтобы не возникало путаницы, было введено понятие гринвичского времени (UT): это местное время на нулевом меридиане, на котором расположена Гринвичская обсерватория. Но россиянам жить по одному времени с лондонцами неудобно; так появилась идея поясного времени. Были выбраны 24 земных меридиана (через каждые 15 градусов). На каждом из этих меридианов время отличается от всемирного на целое число часов, а минуты и секунды совпадают с гринвичскими. От каждого из этих меридианов отмерили 7,5° в обе стороны и провели границы часовых поясов. Внутри часовых поясов время всюду одинаково. В нашей стране поясное время было введено с 1 июля 1919 года. В 1930 году на территории бывшего Советского Союза все часы были переведены на час вперед. Так появилось декретное время. Поясное время

Поясное время Москвы Поясное время второго часового пояса, в котором расположена Москва, называется московским временем и обозначается Тм. Поясное время других пунктов на территории РФ получается прибавлением к московскому времени целого числа часов ΔТ, которое равно разности номеров часового пояса данного пункта и часового пояса Москвы: Т= Тм + ΔТ.

Линия смены даты Возвращаясь из первого кругосветного плавания, экспедиция Фернана Магеллана выяснила, что куда-то потерялись целые сутки: по корабельному времени была среда, а местные жители, все как один, утверждали, что уже четверг. Никакой ошибки в этом нет – путешественники плыли все время на запад, догоняя Солнце, и, в итоге, сэкономили 24 часа. Похожая история случилась с русскими землепроходцами, встретившимися на Аляске с англичанами и французами. Чтобы решить эту проблему, было принято соглашение о международной линии смены дат. Она проходит через Берингов пролив по 180-му меридиану. На острове Крузенштерна, лежащем восточнее, по календарю на сутки меньше, чем на острове Ротманова, лежащем западнее этой линии.

Источники информации http://24timezones.com/map_ru.htm http://www.astronet.ru/db/msg/1175352/node10. html http://topography.ltsu.org/zz/leksii/ zz10_vremya.pdf http://www.astrogalaxy.ru/027. html



Чтобы посмотреть презентацию с картинками, оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов презентации: СОЛНЦЕ Кроссворд Ребусы Задачи 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Вопросы:1. Источник света, тепла и многих других видов энергии на Земле?2. Светлые участки на Солнце? 3. Общая энергия, излучаемая Солнцем в единицу времени?4. Центральная часть пятна? 5. Самый распространённый элемент на Солнце? 6. Непостоянные, изменчивые детали фотосферы, существующие от нескольких дней, до нескольких месяцев? 7. Светящаяся “поверхность” Солнца? 8. Основное состояние, в котором находится вещество на Солнце? 9. Какой химический элемент был впервые открыт на Солнце? 10. Основной процесс переноса энергии из глубины наружу поверхности Солнца? ОТВЕТЫ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Вернуться к кроссворду Космос Проверь себя Солнце Проверь себя Планета Проверь себя Земля Проверь себя Марс Проверь себя Сатурн Проверь себя Уран Проверь себя Луна Проверь себя Меркурий Проверь себя Венера Проверь себя Плутон Проверь себя Нептун Проверь себя Юпитер Проверь себя 1. Оценить поток солнечных нейтрино на поверхности Земли. Решение Ответ Выделение солнечной энергии происходит в основном в результате реакций так называемого водородного цикла или водородной цепочки. Основные реакции этой цепочки следующиеp + p d + e+ + e,d + p 3He + ,3He + 3He 4He + 2p.В процессе этих реакций выделяется 24.6 МэВ энергии. Есть еще дополнительные разветвления этой цепочки, например3He +4He 7Be + ,7Be + e- 7Li + e,7Li + p4He + 4He. Однако, приведенная вначале цепочка является основной. Кратко ее можно записать так4p 4He + 2e+ + 2e.Таким образом, на каждые E = 24.6 МэВ излученной Солнцем энергии вылетает два нейтрино. Светимость Солнца W = 4·1033 эрг/c, радиус орбиты Земли RЗ = 1.5·1013 см. Общее число нейтрино, излучаемых Солнцем в единицу времени N = 2 W /E. Площадь сферы с радиусом, равным радиусу орбиты ЗемлиТогда плотность потока нейтрино на земной орбите будет Вернуться к задаче Решение: Вернуться к задаче Смотреть решение Ответ: 2. Удельная мощность падающего на Землю солнечного излучения составляет wуд = 0.14 Вт/см2. С какой скоростью солнце теряет свою массу? Если эта скорость сохранится и в будущем, то сколько времени еще будет существовать Солнце? Решение Ответ Вернуться к задаче Площадь сферы, имеющей радиус, равный среднему радиусу орбиты Земли R(З), S = 4 Полная мощность, излучаемая СолнцемW = w(уд)S = 4w(уд)= 4 x 3.14 x 0.14 Вт/см2 x (1.5·1013 см)2 4·1026 Вт = 4·1033 эрг/сИзлучение Солнцем энергии E соответствует потере массы m = E/c2. Скорость потери массы Солнцем можно оценить как = W / c2 = (4·1033 эрг/с)/(3·1010 см/с)2 = 4.4·1012 г/с.Масса Солнца MС = 1.99·1030 кг, при сохранении скорости потери массы Солнце будет существоватьt = MС / = 1.99·1030 кг / 4.4·109 кг/с = 4.5·1020 с = 1.4·1013 лет.Эта оценка является завышенной, так как если масса Солнца уменьшится ниже определенной величины протекание ядерных реакций синтеза на Солнце станет невозможно. Решение: t=1.4·1013 лет Вернуться к задаче Смотреть решение Ответ: 3. Определить, какую часть своей массы M потеряло Солнце за последние t = 106 лет (светимость Солнца W = 4·1033 эрг/с, масса Солнца M = 2·1033 г). Решение Ответ Вернуться к задаче Из светимости определим потери массы Солнцем за единицу времени -m = W/c2 = (4·1033 эрг/с)/(3·1010 см/с)2 = 4.4·1012 г/с.Соответственно, за t = 106 лет потери массы Солнца будутM = m t = 4.4·1012 г/с x 106 лет x 3.16·107 с/год = 1.4·1026 г.Относительная потеря массы Солнцем M за время t = 106 летM = M / M = 1.4·1026 г / 2·1033 г = 7·10-8 . Решение: М=7·10-8 Вернуться к задаче Смотреть решение Ответ: 4. Гравитационный радиус объекта, имеющего массу M, определяется соотношением rG = 2GM/c2, где G - гравитационная постоянная. Определить величину гравитационных радиусов Земли, Солнца. Решение Ответ Вернуться к задаче Гравитационный радиус Земли = 2GMЗ /c2 = 2 x (6.67·10-11 м3/кг·с2) x 5.98·1024 кг/(3·108 м/с)2 = 8.86·10-3 м.Гравитационный радиус Солнца = 2GMС /c2 = 2 x (6.67·10-11 м3/кг·с2) x 1.99·1030 кг/(3·108 м/с)2 = 2.95·103 м. Решение: Вернуться к задаче Смотреть решение = 8.86·10-3 м = 2.95·103 м Ответ: 5. На какой географической широте Солнце кульминирует в день летнего солнцестояния на высоте +72°50" над точкой севера? Чему равна полуденная и полуночная высота Солнца на той же широте в дни равноденствий и зимнего солнцестояния? Решение Ответ Вернуться к задаче В день летнего солнцестояния полуденное зенитное расстояние Солнцаzв = 90°-hв = 90°-72°50" N = 17°10" N,и так как кульминация происходит к северу от зенита, то δ>φ, и, согласно формуле:φ = δ-zв = +23°27"- 17°10" = +6°17".В дни равноденствий δ = 0°, и:hв = 90°-φ = 90°-6° 17" = + 83°43" Sиhн= - (90°-φ) = - (90°-6°17") =- 83°43" N.В день зимнего солнцестояния δ=-23°27", т. е. δ

ИНФОРМАЦИОННАЯ СПРАВКА

«КАЛЕНДАРИ»

Календарь - система исчисления длительных промежутков времени, основанная на периодичности таких явлений природы как смена дня и ночи (сутки), смена фаз Луны (месяц), смена времен года (год). Составлять календари, следить за летоисчислением всегда было обязанностью служителей церкви.

Выбор начала летоисчисления (установление эры) является условным и связан чаще всего с религиозными событиями - сотворение Мира, всемирный потоп, рождение Христа и т.д.

Месяц и год не содержат целого числа суток, все эти три меры времени несоизмеримы, и невозможно достаточно просто выразить одну из них через другую.

  1. Лунный календарь (родина - Вавилон). В настоящее время существует в ряде арабских стран. Год состоит из 12 лунных месяцев по 29 или30 дней, продолжительность года 354 или 355 дней.
  2. Лунно-солнечный календарь (родина - Древняя Греция). Год делился на 12 месяцев, каждый из которых начинался с новолуния. Для связи же с временами года периодически вставлялся дополнительный 13-й месяц. В настоящее время такая система сохранилась в еврейском календаре.
  3. Солнечный календарь (родина - Древний Египет). В Египте периоды летнего солнцестояния связаны с первым предутренним восходом Сириуса и совпадают с началом разлива Нила. Наблюдения появления Сириуса позволили определить продолжительность года, которая была принята 365 суток. Год делится на 12 месяцев по 30 дней в каждом, дополнительные 5 дней прибавляются в конце года. Год также делится на 3 сезона по 4 месяца в каждом (время разлива Нила, время сева, время сбора урожая).
  4. Римский солнечный календарь - известен с VIII века до н.э. Год включал сначала 10 месяцев и содержал 304 дня, затем добавились еще 2 месяца, а число дней увеличили до 355. Каждые 2 года вставлялся добавочный месяц по 22-23 дня. Средняя продолжительность года за 4 года составляла 366,25 суток.
  5. Юлианский календарь - Римский солнечный календарь, реформированный в 46 году до н.э. римским государственным деятелем Юлием Цезарем. Счет начался с 1 января 45г. до н.э. 3 года подряд содержат по 365 суток и называются простыми, 4-й год - високосный - содержит 366 суток. Продолжительность года в среднем - 365, 25 суток. Но за каждые 128 лет весеннее равноденствие отступало на 1 сутки, что к XVI веку привело к расхождению в 10 дней и очень осложнило расчеты церковных праздников.
  6. Григорианский календарь - календарь, исправленный по указу главы католической церкви папы Григория XIII. Было решено после четверга 4 октября 1582 года пропустить в счете 10 суток и следующий день считать пятницей 15 октября, а в будущем соблюдать «правило високосов» - годы, оканчивающиеся на два нуля, считать високосными только в случае, если они делятся на 400.

Григорианская реформа проходила в тяжелейшей борьбе. Великий Коперник отказался принимать участие в ее подготовке, которая началась уже в 1514 году. Тридентский собор (международная конференция), где рассматривались вопросы реформы, длился, с перерывами 18 лет, с 1545 по 1563 год.

  1. В Древней Руси год по языческим обычаям начинался весной. С введением Христианства православная церковь приняла Юлианский календарь и эру от «сотворения мира» (5508 год до рождества Христова). С 19 декабря 7208 (1700) года по указу Петра I летоисчисление ведется от рождества Христова.

На Григорианский календарь Россия перешла в 1918 году. 1 февраля стали считать 14 февраля, так как расхождение с Юлианским календарем составило уже 13 суток.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНЫ,

применяемые при изучении темы

  1. Координаты - числа, с помощью которых указывают положение точки на поверхности. Выражаются, обычно, в угловых расстояниях (градусах, радианах и т.д.). Координаты определяются широтой и доготой.
  2. Широта - величина, определяемая астрономически - высота полюса мира (Полярной звезды) над горизонтом. Одна из первых статичных математических величин, применяемых в астрономии. Астрономы умели вычислять широту уже в III веке до н.э. Основа первых звездных каталогов.
  3. Точки с одинаковыми значениями широты образуют параллели . Нулевая параллель - экватор (Полярная звезда на экваторе видна на линии горизонта).
  4. Долгота - величина, которую невозможно определить только с помощью астрономических наблюдений. Долгота - разность времени на различных меридианах (в часовых угловых расстояниях). Долготу достаточно уверенно научились определять во 2-й половине XVIII века, когда появились механические часы хронометры.
  5. Меридиан - линия, соединяющая полюса и проходящая через заданную точку. За нулевой меридиан (мистическое название - «Линия Розы») с 1884 года взята линия, проходящая через Гринвичскую обсерваторию (окраина Лондона). До 1884 года нулевой меридиан проходил Парижский Лувр и Парижскую обсерваторию.

ЕДИНИЦЫ ВРЕМЕНИ

  1. Год - промежуток времени между двумя прохождениями Солнца через основные точки Эклиптики (осеннее и весеннее равноденствие, летнее и зимнее солнцестояние) - равен 365, 24 суток.
  2. Месяц - промежуток времени полного оборота Луны вокруг Земли (полный период смены фаз Луны) - равен 29, 53 суток.
  3. Неделя - условное деление, основанное на религиозных традициях.
  4. Сутки - промежуток времени между двумя последовательными положениями Солнца (как правило, верхними или нижними кульминациями - полднями или полночами) на одном и том же географическом меридиане.
  5. Час - промежуток времени, равный 1/24 части суток, промежуток времени между положениями солнца на меридианах с расстоянием в 15 0 .
  6. Минута - 1/60 часть часа (градуса)
  7. Секунда - 1/60 часть минуты, 1/86400 доля продолжительности солнечных суток, постоянная единица времени в Международной системе измерений.

Основные термины, связанные со временем:

  1. Всемирное время - время на Гринвичском меридиане
  2. Московское время - время на меридиане г. Москвы
  3. Местное время - условное время, принятое для данного региона
  4. Поясное время - единое условное время между двумя меридианами с расстоянием в 15 0 .
  5. Зимнее время - перевод времени на 1 час назад по сравнению с поясным.
  6. Летнее время - поясное время в период с апреля по октябрь

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

о дате «сотворения мира»

Полезно знать, что существует около 200 различных версий « дат сотворения мира». Укажем лишь основные примеры:

  1. 5969 год до н.э. - антиохийская, по Феофилу
  2. 5508 год до н.э. - византийская или константинопольская
  3. 5493 год до н.э. - Александрийская, эра Анниана
  4. 4004 год до н.э. - по Ашеру, еврейская
  5. 5872 год до н.э. - датировка 70 толковников
  6. 4700 год до н.э. - самарийская
  7. 3761 год до н.э. - иудейская
  8. 3491 год до н.э. - датировка по Иерониму
  9. 5199 год до н.э. - датировка по Евсевию Кесарийскому
  10. 5500 год до н.э. - по Ипполиту и Сексту Юлию африканскому
  11. 5551 год до н.э. - по Августину
  12. 5515, а также 5507 год до н.э. - по Феофилу

Амплитуда колебаний этой считающейся фундаментальной для древней хронологии точки отсчета дат составляет 2100 лет ( 21 век! ). Вопрос этот отнюдь не схоластический! Дело в том, что огромное множество старых документов датирует описываемые события годами «от Адама» или «от сотворения мира». Поэтому существующие тысячелетние расхождения в выборе этой точки отсчета существенно сказываются на датировке многих старых документов.

Хронология древней и средневековой истории в том виде, в каком мы имеем ее сейчас, создана в серии фундаментальных трудов XVI - XVII веков Иосифа Скалигера (1540-1609г.г.) и Дионисия Пентавиуса (1583-1652г.г.). Эти хронологи впервые применили астрономический метод подтверждения своей версии хронологии предыдущих веков, что придало ей «научный» характер. В течение последующих 300 лет хронология не пересматривалась и для человека нашего времени сама мысль о том, что историки следуют ошибочной хронологии, кажется нелепой, поскольку вступает в противоречие с уже сложившейся традицией.


Похожие публикации