Главная > Методические указания


Задание № 2

Системы измерения времени в астрономии.

.

Цель: Знакомство с различными системами измерения времени, приобретение навыков решения задач.

Методические указания: К выполнению задания следует приступить после изучения содержания гл.1 (§ 12-19) [ 1], § 4,5 [ 2 ].

Исходные данные для выполнения задания № 2 приведены в приложении № 2.

Содержание:

Задача 1. Определить Всемирное время UT, поясное время и декретное время , соответствующие моменту местного среднего солнечного времени m на дату d в пункте с долготой .

Задача 2. Определить местное среднее солнечное временя m, соответствующее декретному времени на дату d в пункте с долготой .

Основные сведения из теории.

В качестве основной единицы измерения времени принимается промежуток, в течение которого Земля совершает полный оборот вокруг своей оси относительно вспомогательной точки небесной сферы. Вспомогательными точками могут являться: точка весеннего равноденствия (), центр видимого диска Солнца – истинное Солнце () и среднее экваториальное Солнце.

Началом измерения интервала времени служит момент кульминации вспомогательной точки небесной сферы на истинном астрономическом меридиане.

Измерение интервала времени заключается в определении часового угла t вспомогательной точки небесной сферы, численно равного двугранному углу, заключенному между плоскостью истинного меридиана и кругом склонения вспомогательной точки.

Р
ис. 2.1.Связь звездного времени с  и t светила.

При создании системы звездного времени за вспомогательную точку небесной сферы принимается точка весеннего равноденствия - точка . В качестве единицы измерения используются звездные сутки – промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями точки  на меридиане места наблюдения. Звездные сутки равны 24звездным часам. За начало отсчета принимается момент верхней кульминации точки . Интервал времени измеряется часовым углом точки :

s=t. (2.1)

Из рисунка 2.1 видно,что часовой угол точки весеннего равноденствия равен:

t=s=+t. (2.2)

В момент верхней кульминации светила t=0, тогда

s=, (2.3)

в момент нижней кульминации светила t=12h, и

s=+12h (2.4)

При измерении времени по Солнцу за точку, относительно которой отсчитываются обороты Земли вокруг оси, принимается центр солнечного диска, который обычно называют истинным Солнцем. Промежуток времени между двумя последовательными нижними кульминациями центра истинного Солнца на меридиане места наблюдения называется истинными солнечными сутками. Истинные солнечные сутки равны 24 истинным солнечным часам. За начало отсчета принимается истинная полночь – момент нижней кульминации центра диска истинного Сонца. Истинное солнечное время измеряется часовым углом центра Солнца t плюс 12h.

m=t+12h (2.5)

Продолжительность истинных солнечных суток в течение года меняется вследствие неравномерной скорости движения Солнца по эклиптике, а также благодаря наклону последней к экватору.

Для устранения этих неудобств вводится понятие о среднем Солнце, т.е. о воображаемой точке, равномерно движущейся по экватору и завершающей по нему полный оборот за один тропический год. Тропический год – промежуток времени между двумя последовательными прохождениями истинного Солнца через точку весеннего равноденствия. Тропический год равен 365.2422 средним солнечным суткам. Средними солнечными сутками называется промежуток времени между двумя последовательными нижними кульминациями среднего экваториального Солнца на меридиане данного пункта. Средние солнечные сутки равны 24 средним солнечным часам. За начало средних солнечных суток принята средняя полночь – момент нижней кульминации среднего Солнца. Время, прошедшее от начала средних солнечных суток до любого другого момента, выраженное в средних солнечных часах, минутах и секундах, называется средним солнечным временем и обозначается буквой m. Среднее солнечное время численно равно часовому углу среднего экваториального Солнца tср. на данном меридиане, выраженному в часовой мере и увеличенному на 12h

m=tср.+12h (2.6)

Истинное солнечное время m и среднее солнечное время m в любой точке земной поверхности называется соответственно местным звездным, местным истинным солнечным и местным средним солнечным временем этой точки.

В каждой точке земной поверхности считается свое местное время. В точках, расположенных на одном географическом меридиане, одноименное местное время, определенное в один и тот же физический момент, одинаково. Разность одноименных местных времен, определенных в один и тот же физический момент в двух пунктах А и В земной поверности, расположенных на разных географических меридианах можно получить, воспользовавшись теоремой, устанавливающей связь между разностью долгот пунктов земной поверхности и разностью часовых углов светила, наблюденных в этих пунктах в один и тот же физический момент времени:

tA - tB = A - B . (2.7)

Применяя формулу (2.7) к часовым углам точек, используемых для измерения времени и, принимая во внимание формулы (2.2), (2.5) и (2.6), можно получить следующие соотношения:

. (2.8)

mA - mB =

Местное звездное время и местное истинное солнечное время данного меридиана получаем из астрономических наблюдений, произведенных на данном меридиане.

Особое место занимает гринвичский меридиан – начало отсчета географических долгот. Время на гринвичском меридиане обозначают большими буквами:

S – гринвичское звездное время;

M - гринвичское истинное солнечное время;

M – гринвичское среднее солнечное время.

Гринвичское среднее солнечное время называют всемирным временем и обозначают UT.

Для пункта, расположенного на любом другом меридиане:

s – S =   EW

m-M=EW (2.9)

m – UT= EW

Применение системы местного солнечного времени приводит к тому, что на каждом меридиане с долготой  будет свое местное время. В целях практического удобства земной шар разбили на 24 часовых пояса через каждые 15 по географической долготе с тем, чтобы внутри каждого пояса, имеющего номер n ( n изменяется от 0до 23), часы указывали одно и то же поясное время– среднее солнечное время географического меридиана, проходящего через середину этого пояса. При переходе от пояса к поясу в направлении с запада на восток время на границе пояса скачком увеличивается ровно на один час.

В качестве нулевого принят пояс, расположенный ( по долготе) в полосе  7,5 от гринвичского меридиана. Время этого пояса - гринвичское или Всемирное.

Разность поясных времен двух пунктов является всегда целым числом часов, равным разности их часовых поясов:

(2.10)

Отсюда поясное время какого-либо пункта с восточной долготой Е вычисляются по формуле

(2.11)

С 16 июля 1930 г. декретом Правительства СССР стрелки часов в нашей стране передвинуты вперед относительно поясного времени на 1 час. Такое время получило название декретного, .

С 1981 г. в нашей стране введено летнее время: в последнее воскресенье марта стрелки часов переводятся на один час вперед по сравнению с декретным временем, а в последнее воскресенье октября возвращаются обратно. С учетом этого декретное время можно вычислить по формуле

Dn=Tn+ k =UT+(n+k)=m-E+(n+k), ( 2.12)

где k=1, если время зимнее и k=2, если время летнее.

Пример выполнения работы.

Задача 1.

Определить поясное время Тn и декретное время Dn, соответствующие моменту местного среднего солнечного времени m=7h28m29s,36 в пункте с долготой E=2h30m39s,60 на дату 2 декабря.

В соответствии со значением долготы пункта наблюдения, номер пояса n=3.

Для решения задачи воспользуемся формулой (2.12).

_m 7h28m29s,36

E 2h30m39s,60

+UT 4h57m49s,76

n 3h

Tn 7h57m49s,76

+ k 1h

Dn8h57m49s,76

Ответ: Dn = 8h57m49s,76; Tn = 7 h57m49s,76

Задача 2.

Определить местное среднее солнечное время m, соответствующее декретному времени Dn=11h11m42s,12 в пункте с долготой E =2h30m39s,60 на дату 2 декабря.

Для решения задачи воспользуемся формулой ( 2.12), преобразовав ее к виду:

.

_D n 11h11m42s,12

(n+k) 4h

+UT 7h11m42s,12

E 2h30m39s,60

m 9h42m21s,72

Ответ: m = 9h42m21s,72.

Контрольные вопросы.

  1. Что является причиной разницы между звездными и солнечными сутками?

  2. Неравномерность вращения Земли.

  3. Перечислите процессы, положенные в основу единиц измерения времени.

  4. Понятие о летоисчислении (юлианский и григорианский календари).



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Астрометрия и геодезическая астрономия новосибирск сгга

    Учебное пособие
    ... движения звезд; - системы координат и системыизмерениявремени, применяемые в астрономии и астрометрии, ... цели, обязательно должны сопровождаться регистрацией времени. В астрономии ... проект “Радиоастрон”). Задание систем измерениявремени и определение ...
  2. Задание № 1 Системы координат Видимое движение Солнца Цель

    Методические указания
    Задание № 1 Системы координат. Видимое движение Солнца Цель: Практическое ... Наиболее часто в астрономии используются три системы небесных координат: ... измерениявремени.  О М Рис.1.4. Первая экваториальная система координат Вторая экваториальная система ...
  3. Цели и задачи дисциплины (38)

    Рабочая программа
    ... заданный момент времени для пункта с широтой . Определение координат и времени ... Решение эфемеридной проблемы. Измерениевремени в астрономииСистемывремени, задаваемые суточным вращением ... учебную практику по астрономии, целью которой является ...
  4. Канушин астрономия

    Учебное пособие
    ... системе координат и в определенной системеизмерениявремени. Целью изучения курса “Геодезическая астрономия” ... заданный момент времени. Построением астрономических шкал времени занимаются национальные службы времени и Международное бюро времени ...
  5. Канушин астрономия (1)

    Учебное пособие
    ... системе координат и в определенной системеизмерениявремени. Целью изучения курса “Геодезическая астрономия” ... заданный момент времени. Построением астрономических шкал времени занимаются национальные службы времени и Международное бюро времени ...

Другие похожие документы..