Тема 1.3. Час та календар

1.Принципи вимірювання часу  (шкали вимірювання і системи відліку). Зоряний час

  Час

  Місцевий час і довгота. Час, виміряний на даному географічному меридіані, називається місцевим часом цього меридіана.. Для всіх місць на одному і тому ж меридіані часовий кут точки весняного рівнодення (або Сонця, або середнього сонця) в якийсь момент один і той же. Тому на всьому географічному меридіані місцевий час (зоряне або сонячне) в один і той же момент однаково.
  Якщо різниця географічних довгот двох місць є Dl , то в більш східному місці часовий кут будь-якого світила буде на Dl більше, ніж часовий кут того ж світила в більш західному місці. Тому різниця будь-яких місцевих часів на двох меридіанах в один і той же фізичний момент завжди дорівнює різниці довгот цих меридіанів, вираженої в часовий (в одиницях часу).
Безпосередньо з астрономічних спостережень виходить місцевий час того меридіана, на якому ці спостереження зроблені.
  Всесвітній час. Місцевий середній сонячний час за гринвічем (нульового) меридіана називається всесвітнім часом Т0 .
  Вважаючи у формулі (1.26) Tm2 = T0 і l 2 = 0, Tm1 = Tm і l 1 = l , отримаємо:

Tm = T0 + l ,(1.27)

тобто місцеве середній час будь-якого пункту на Землі завжди одно всесвітнього часу в цей момент плюс довгота даного пункту, виражена в часовий мірою і числення позитивної на схід від Гринвічу.
  В астрономічних календарях моменти більшості явищ вказуються за всесвітнього часу T0. Моменти цих явищ за місцевим часом Тт. легко визначаються за формулою.
Поясний час. У повсякденному житті користуватися як місцевим середнім сонячним часом, так і всесвітнім часом незручно. Першим тому, що місцевих систем рахунку часу в принципі стільки ж, скільки географічних меридіанів, тобто безліч. Тому для встановлення послідовності подій або явищ, зазначених за місцевим часом, абсолютно необхідно знати, крім моментів, також і різниця довгот тих меридіанів, на яких ці події або явища мали місце. Послідовність подій, зазначених за всесвітнього часу, встановлюється легко, але велика різниця між всесвітнім часом і місцевим часом меридіанів, віддалених від за Гринвічем на значні відстані, створює незручності при використанні всесвітнього часу в повсякденному житті.

  Зоряний час, s — часовий кут точки весняного рівнодення. Зоряний час використовується астрономами, щоб визначити, куди треба спрямувати телескоп, щоб побачити потрібний об'єкт.

Сонячний час — система відліку часу, в якій як основна одиниця прийнятий інтервал (сонячна доба) між двома послідовними верхніми (або нижніми) кульмінаціями Сонця.

Справжній сонячний час вимірюється часовим кутом центра Сонця. Внаслідок нерівномірності видимого річного руху Сонця по екліптиці і нахилу екліптики до екватора істинний сонячний час плине нерівномірно, внаслідок чого вiн незручний для практичного життя. Для усунення цього недоліку було запроваджено так зване середнє Сонце — фіктивна точка, що протягом року рухається рівномірно по екватору та здійснює відносно точки весняного сонцестояння один оберт за той же час, що й справжнє Сонце, яке рухається по екліптиці нерівномірно.

  Система відліку часу, заснована на середньому Сонці називається середнім сонячним часом, а інтервал часу між двома послідовними однойменними його кульмінаціями — середньою сонячною добою, які поділяються на середні сонячні години, хвилини й секунди.

Середній сонячний час вимірюється часовим кутом середнього Сонця. Різниця між середнім і справжнім сонячним часом називається рівнянням часу.

  Всесві́тній час (гринвіцький середній сонячний час) — шкала часу, яка ґрунтується на вимірюванні годинного кута середнього Сонця відносно гринвіцького меридіана. Позначається UT (від англ. Universal Time). Застосовується для фіксування моментів астрономічних спостережень[1].

  До 1925 року всесвітній час відлічували від середнього гринвіцького полудня. Тоді він називався середнім часом за гринвічем і позначався GMT (англ. Greanwich Mean Time). Із 1 січня 1925 року було запроваджено систему лічби від середньої півночі, тобто всесвітній час на 12 годин більший GMT. До 1960 року всесвітній час застосовувався також для ефемерид, доки його не замінили системою ефемеридного часу.

А́ТОМНИЙ ЧАС – час, одиниця виміру якого визначається тривалістю електромагнітних коливань, що випромінюються (або поглинаються) атомами чи молекулами деяких речовин. Одиницею є атомна секунда – тривалість 9 192 631 770 коливань випромінювання на резонанс. частоті переходу між двома надтонкими рівнями стану атома 133Сs, визначеній на рівні моря. Ця фізична  шкала часу найбільш рівномірна й точна. 

 

2. Календар.Юліанський та григоріанський календарі

Календар

  Система рахунку тривалого часу називається календарем. За багатовікову історію людства було розроблено (і використовувалося) багато різних систем календарів. Але все календарі можна розділити на три основні типи: сонячні, місячні та місячно-сонячні. В основі сонячних календарів лежить тривалість тропічного року, в основі місячних календарів - тривалість місячного або синодического, місяця, місячно-сонячні календарі засновані на обох цих періодах. 

  Сучасний календар, прийнятий у більшості країн, є сонячним календарем.
  Прикладом місячного календаря є магометанською календар, місячний рік якого складається з 12 місячних місяців і містить 354 або 355 середніх сонячних діб.

   Роки тривалістю в 365 діб називаються простими, а в 366 діб - високосними. Високосними роками в юліанському календарю є ті роки, номери яких діляться на 4 без залишку. У високосному році в лютому 29 днів у простому - 28.
  Таким чином, тривалість року в юліанському календарю у середньому за 4 роки дорівнює 365,25 середніх сонячних діб, тобто календарний рік довше тропічного лише на 0,0078 діб.

При рахунку часу календарними днями необхідно домовитися, де (на якому меридіані) починається нова дата (число місяця).
  За міжнародною угодою лінія зміни дати (демаркаційна лінія) проходить в більшій своїй частині по меридіану, що відстає від за гринвічем на 180°, відступаючи від нього до заходу - біля островів Врангеля і Алеутських, на схід - у частині Азії, островів Фіджі, Самоа, Тонгатабу, Кермадек і Чатів. Необхідність встановлення лінії зміни дати викликана такими міркуваннями.
При кругосвітню подорож з заходу на схід мандрівник проходить пункти, де годинник, що йдуть за місцевим (або поясним часом, показують все більше порівняно з місцевим (поясним) часом пункту відправлення мандрівника. Поступово перекладаючи стрілки своїх годин вперед, до кінця кругосвітньої подорожі мандрівник налічує одні зайві добу. І навпаки, при кругосвітню подорож зі сходу на захід - одні доба губляться.
  Щоб уникнути пов'язаних з цим помилок в рахунку днів і встановлена лінія зміни дати.
На захід від лінії зміни дати число місяця завжди на одиницю більше, ніж на схід від неї. Тому після перетину цієї лінії з заходу на схід необхідно зменшити календарне число, а після перетину її зі сходу на захід, навпаки, збільшити на одиницю. Наприклад, якщо корабель перетинає демаркаційну лінію 8 листопада, йдучи з заходу на схід, то на кораблі дата опівночі, наступну після перетину цієї лінії, не змінюється, тобто два дні поспіль датуються як 8 листопада. І навпаки, якщо корабель перетинає цю лінію 8 листопада, йдучи зі сходу на захід, то опівночі, наступну після переходу через неї, дата змінюється відразу на 10 листопада, а дня з назвою 9 листопада на кораблі не буде.
  Дотримання цього правила виключає помилку в рахунку днів, вперше допущену учасниками першої навколосвітній експедиції Магеллана в XVI в., коли вони, повернувшись на батьківщину, виявили, що розійшлися в рахунку днів і чисел місяця з жителями, рівно на одну добу.