Основы измерения времени в астрономии презентация. Презентация по астрономии Измерение времени

Он был разработан по поручению Юлия Цезаря в 45 году до н.э. Юлианский календарь дает ошибку в одни сутки за 128 лет. Григорианский календарь (т.н. новый стиль) ввел папа Григорий XIII. В соответствии со специальной буллой счет дней был передвинут на 10 суток вперед. Следующий день после 4 октября 1582 года стали считать 15 октября. Григорианский календарь тоже с високосными годами, но в нем не считаются високосными годы столетий, у которых число сотен не делится без остатка на 4 (1700, 1800, 1900, 2100 и т.д.). Подобная система даст ошибку в одни сутки за 3300 лет. На территории нашей страны григорианский календарь был введен в 1918 году. В соответствии с декретом счет дней был передвинут на 13 суток вперед. Следующий день после 31 января стали считать 14 февраля. В настоящее время в большинстве стран мира применяется христианская эра. Счет лет начинается от Рождества Христова. Эта дата была введена монахом Дионисием в 525 году. Все годы до этой даты стали именоваться «до нашей эры», а все последующие даты стали «нашей эры».

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.

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.
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.
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).
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.
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.
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.

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

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.
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.
Точки с одинаковыми значениями широты образуют параллели . Нулевая параллель - экватор (Полярная звезда на экваторе видна на линии горизонта).
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.
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

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

Основные термины, связанные со временем:

Всемирное время - время на Гринвичском меридиане
Московское время - время на меридиане г. Москвы
Местное время - условное время, принятое для данного региона
Поясное время - единое условное время между двумя меридианами с расстоянием в 15 0 .
Зимнее время - перевод времени на 1 час назад по сравнению с поясным.
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:

5969 год до н.э. - антиохийская, по Феофилу
5508 год до н.э. - византийская или константинопольская
5493 год до н.э. - Александрийская, эра Анниана
4004 год до н.э. - по Ашеру, еврейская
5872 год до н.э. - датировка 70 толковников
4700 год до н.э. - самарийская
3761 год до н.э. - иудейская
3491 год до н.э. - датировка по Иерониму
5199 год до н.э. - датировка по Евсевию Кесарийскому
5500 год до н.э. - по Ипполиту и Сексту Юлию африканскому
5551 год до н.э. - по Августину
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.

Слайд 2

Древнегреческий бог времени Кронос

Главное свойство времени состоит в том, что оно длится, течет безостановочно.
Время необратимо – путешествия на машине времени в прошлое невозможны.
«Нельзя дважды войти в одну и ту же реку», – говорил Гераклит.
В древних мифах отражалось важное значение времени.
Время – это непрерывная череда сменяющих друг друга явлений.

Слайд 3

В древности люди определяли время по Солнцу
Древняя индийская обсерватория в Дели, выполнявшая также роль солнечных часов.
Величественный Стоунхендж – одна из древнейших астрономических обсерваторий, построенная пять тысяч лет назад в Южной Англии.
Уже в те времена умели определять время по моменту восхода Солнца.

Солнечный календарь древних ацтеков

Слайд 4

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.
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.
Сутки разделены на 24 часа, каждый час – на 60 минут.

Слайд 5

Солнечные часы по форме очень разнообразны
Издавна отсчет времени измерялся сутками по времени оборота Земли вокруг своей оси.

Слайд 6

Последующие более точные измерения показали, что Земля делает полный оборот вокруг Солнца за 365 суток 5 часов 48 минут и 46 секунд, т.е. в течение 365,25636 суток.
Луне же, чтобы обойти Землю, требуется от 29,25 до 29,85 суток.
Промежуток времени между двумя кульминациями Солнца называется солнечные сутки.
Они начинаются в момент нижней кульминации Солнца на данном меридиане (т.е. в полночь).

Часы «Биг-Бен» в Лондоне

Слайд 7

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. Гринвич. Лондон
Среднее солнечное время, считаемое от полуночи, на гринвичском меридиане называют всемирным временем. Обозначается UT (Universal Time).
Для повседневной жизни удобно местное время– оно связано с чередованием дня и ночи в данной местности.
В местности с географической долготой λместное время (Тλ) будет отличаться от всемирного (То) на число часов, минут и секунд, равное λ: Тλ= То + λ

Слайд 8

Для устранения разнобоя в счете времени в разных населенных пунктах принято деление земной поверхности на часовые пояса.
Были выбраны 24 земных меридиана (через каждые 15 градусов).
От каждого из этих 24 меридианов отмерили 7,5° в обе стороны и провели границы часовых поясов.
Внутри часовых поясов время всюду одинаково.
Нулевой пояс – гринвичский.
Нулевой меридиан проходит через Гринвичскую обсерваторию, расположенную недалеко от Лондона.

Слайд 9

На каждом из этих меридианов поясное время отличается от всемирногона целое число часов, равное номеру пояса, а минуты и секунды совпадают с гринвичскими.
В нашей стране поясное время было введено с 1 июля 1919 года.
По территории России проходит 11 часовых поясов (от II до XII включительно).

Слайд 10

Зная всемирное время (То) и номер пояса данного места (n), можно легко найти поясное время (Тп): Тп = То + n

Нулевой меридиан. Гринвич. Лондон

Слайд 11

В 1930 году на территории бывшего Советского Союза все часы были переведены на час вперед.

А в марте россияне переводят часы еще на час вперед (т.е. уже на 2 часа по сравнению с поясным) и до конца октября живут по летнему времени: Тл = Тп +2ч

Слайд 12

Московское время – это местное время в столице России, находящейся во II часовом поясе.

По московскому зимнему времени истинный полдень в Москве наступает в 12 часов 30 минут, по летнему – в 13 часов 30 минут.

Слайд 13

Календарь с високосными годами называется юлианским.
Он был разработан по поручению Юлия Цезаря в 45 году до н.э.
Юлианский календарь дает ошибку в одни сутки за 128 лет.
Григорианский календарь (т.н. новый стиль) ввел папа Григорий XIII.
В соответствии со специальной буллой счет дней был передвинут на 10 суток вперед.Следующий день после 4 октября 1582 года стали считать 15 октября.
Григорианский календарь тоже с високосными годами, но в нем не считаются високосными годы столетий, у которых число сотен не делится без остатка на 4 (1700, 1800, 1900, 2100 и т.д.).
Подобная система даст ошибку в одни сутки за 3300 лет.
На территории нашей страны григорианский календарь был введен в 1918 году.
В соответствии с декретом счет дней был передвинут на 13 суток вперед. Следующий день после 31 января стали считать 14 февраля.
В настоящее время в большинстве стран мира применяется христианская эра. Счет лет начинается от Рождества Христова.
Эта дата была введена монахом Дионисием в 525 году.
Все годы до этой даты стали именоваться «до нашей эры», а все последующие даты стали «нашей эры».

Слайд 14

25 мая в Москве (n1 = 2) часы показывают 10ч45м. Какое среднее, поясное и летнее время в этот момент в Новосибирске (n2 = 6, 2 = 5ч31м)?

Дано: Тл1 = 10ч 45м;

Найти: Т2 - ? (среднее время - местное время в Новосибирске)

Решение:Находим всемирное время Т0:

Тп1 = Т0 +n1;

Тл1 = Тп1+2ч;

Т0=Тл1–n1 –2ч; Т0 =10ч 45м – 2ч–2ч =6ч 45м;

Находим среднее, поясное и летнее время в Новосибирске:

Т2 =Т0 +2;Т2= 6ч 45м +5ч 31м =12ч 16м;

Тп2 =Т0 +n2;Тп2= 6ч 45м +6ч =12ч 45м;

Тл2 =Тп2+2ч;Тл2= 12ч 45м +2ч =14ч 45м.

Ответ: Т2=12ч 16м;

Тп2= 12ч 45м;

Тл2= 14ч 45м;

Посмотреть все слайды

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:

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