75 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В чем заключаются трудности составления точного календаря

Содержание

В чем заключаются трудности составления точного календаря

§ 9 . Время и календарь

9.1 Точное время и определение географической долготы

Солнце всегда освещает только половину земного шара: на одном полушарии — день, а на другом в это время ночь, соответственно всегда есть точки, где в данный момент полдень, и Солнце находится в верхней кульминации. По мере того как Земля вращается вокруг оси, полдень наступает в тех местах, которые лежат западнее. По положению Солнца (или звезд) на небе определяется местное время для любой точки земного шара. Местное время в двух пунктах 1 и Т2) отличается ровно на столько, на сколько отличается их географическая долгота:

Ясно, что полдень наступает в данном пункте Земли позже, чем в другом, ровно на столько, сколько времени нужно планете, чтобы повернуться на угол, соответствующий разности их долгот. Так, например, в Санкт-Петербурге, который находится на 8°45′ западнее Москвы, полдень наступает на 35 минут позднее.

Определив из наблюдений местное время в данном пункте и сравнив его с местным временем другого, географическая долгота которого известна, можно вычислить географическую долготу пункта наблюдения. Условились отсчитывать долготу от начального (нулевого) меридиана, проходящего через Гринвичскую обсерваторию. Местное время этого меридиана называют всемирным временем — Universal Time (UT). Тогда

иначе говоря, местное время любого пункта равно всемирному времени в этот момент плюс долгота данного пункта от начального меридиана, выраженная в часовой мере.

Точный счет времени осложняется тем, что его прежний эталон — период вращения Земли — оказался не вполне надежным. Одной из основных единиц времени уже давно были избраны солнечные сутки — промежуток времени, который проходит от одной верхней кульминации Солнца до другой. Но по мере возрастания точности астрономических наблюдений стало очевидно, что продолжительность суток не остается постоянной. Скорость вращения нашей планеты меняется на протяжении года, а кроме того, происходит, хотя и очень медленно, замедление ее вращения. Поэтому понятно, что определение секунды как единицы времени, составляющей 1/86 400 часть суток, потребовало уточнения. Современное определение секунды вам известно из курса физики. Использование атомных часов, которыми располагают службы точного времени и государственный эталон времени и частоты, обеспечивает исключительно малую погрешность в счете времени (около 5 — 10 с за сутки). Транслируемые по радио сигналы точного времени передаются именно с атомных часов.

Принимая эти сигналы и определяя местное время по наблюдениям моментов кульминации звезд, можно вычислить точные координаты любого пункта земной поверхности. Эти пункты служат опорными точками при составлении карт, прокладке трасс газопроводов, автомобильных и железных дорог, строительстве крупных объектов и ряде других работ. Сигналы точного времени, наряду с другими средствами (радиомаяками, навигационными спутниками и т. п.) необходимы в авиационной и морской навигации.

Если бы в своей повседневной жизни мы пользовались местным временем, то по мере передвижения на запад или восток приходилось бы непрерывно передвигать стрелки часов. Возникающие при этом неудобства столь очевидны, что в настоящее время практически все население земного шара пользуется поясным временем.

Поясная система счета времени была предложена в 1884 г . Согласно этой системе весь земной шар был разделен по долготе на 24 часовых пояса (по числу часов в сутках), каждый из которых занимает примерно 15°. По сути дела, счет времени по этой системе ведется только на 24 основных меридианах, отстоящих друг от друга на 15° по долготе. Время на этих меридианах, которые расположены примерно посередине каждого часового пояса, отличается ровно на один час. Местное время основного меридиана данного пояса называется поясным временем. По нему ведется счет времени на всей территории, относящейся к этому часовому поясу. Поясное время, которое принято в конкретном пункте, отличается от всемирного на число часов, равных номеру его часового пояса:

Читать еще:  Что означает слово эмпатия

где UT — всемирное время, a п — номер часового пояса.

Границами часовых поясов являются линии,которые идут от Северного полюса Земли до Южного и отстоят приблизительно на 7,5° от основных меридианов. Эти границы далеко не всегда проходят строго по меридианам, а проведены по административным границам областей или других регионов так, чтобы на всей их территории действовало одно и то же время (рис. 2.18). Естественно, например, что Москва живет по времени одного (второго) часового пояса. Если же формально следовать принятому правилу деления на часовые пояса, то нужно было бы провести границу пояса так, что город оказался бы разделенным на две неравные части.

В нашей стране поясное время было введено с 1 июля 1919 г . С тех пор границы часовых поясов неоднократно пересматривались и изменялись.

С января 1992 г ., когда в России часы были переведены на один час вперед, мы живем по так называемому декретному времени, которое было введено в СССР еще в 1930 г . В конце марта страна переходит на летнее время, стрелки часов переводятся еще на один час вперед. Отменяется летнее время в конце сентября, стрелки возвращают на один час назад. Дни, когда вводится и отменяется летнее время, ежегодно устанавливаются распоряжением правительства.

Московское декретное время, которое показывают часы не только в Москве, но также в Санкт-Петербурге и центральных областях России, отличается от всемирного времени на 3 часа зимой и на 4 часа летом.

Система счета длительных промежутков времени, согласно которой устанавливается определенная продолжительность месяцев, их порядок в году и начальный момент отсчета лет, называется календарем. Календарь, которым мы пользуемся в настоящее время, создан в результате длительных поисков наиболее удобной для этих целей системы. На протяжении истории человечества существовало более 200 различных календарей.

Уже на первом этапе развития цивилизации некоторые народы стали пользоваться лунными календарями. В этих календарях чередовались месяцы продолжительностью 29 и 30 суток. Началом месяца всегда считалось новолуние. Но дело в том, что от одного новолуния до следующего проходит примерно 29,5 суток — такова периодичность смены фаз Луны, связанная с ее обращением вокруг Земли. При таком календаре не получается полного согласования с продолжительностью года, которая составляет приблизительно 365,25 суток. Ведь 12 лунных месяцев содержат всего 354 дня. Для устранения несогласованности между лунным и солнечным годом в различных лунных календарях были предложены необходимые поправки.

В солнечном календаре за основу берется продолжительность тропического года, который представляет собой промежуток времени между двумя последовательными прохождениями центра Солнца через точку весеннего равноденствия. Тропический год составляет 365 суток 5 часов 48 минут 46,1 секунды. Поскольку число суток в году не может быть дробным, во всех календарях большая часть лет содержит 365 суток и вводится правило, по которому определенные годы имеют продолжительность на сутки больше. В зависимости от этого средняя продолжительность года по тому или иному календарю в большей или меньшей степени приближается к продолжительности тропического года.

В Древнем Египте в V тысячелетии до н. э. был введен календарь, который состоял из 12 месяцев по 30 дней в каждом и дополнительных 5 дней в конце года. Такой календарь давал ежегодно отставание в 0,25 суток, или 1 год за 1460 лет.

Непосредственный предшественник современного календаря был разработан в Древнем Риме по приказу императора Юлия Цезаря и потому получил название юлианского. Год, согласно этому календарю, состоял из 12 месяцев и содержал 365 или 366 суток. Лишние сутки добавлялись каждые четыре года: такие годы, номер которых делится на четыре, получили название високосных.

Это название происходит от латинского слова bissextus (второй шестой). Отсюда пошло греческое слово «бисокос», которое в русском языке постепенно превратилось в «високос», «високосный». Дело в том, что тогда считали, сколько дней осталось до первого дня следующего месяца. Дополнительный день в високосном году добавлялся в феврале, после шестого дня перед началом марта и считался не пятым, а еще раз шестым.

С учетом високосных лет продолжительность года по юлианскому календарю (старому стилю) отличалась от продолжительности тропического года всего на 11 минут 14 секунд, что давало ошибку в 1 сутки за 128 лет, или 3 суток примерно за 400 лет. Юлианский календарь был принят в качестве христианского в 325 г . н. э., и ко второй половине XVI в. расхождение достигло уже 10 суток.

Для того чтобы исправить расхождение, папа римский Григорий XIII в 1582 г . ввел новый стиль, календарь, названный по его имени григорианским. Для того чтобы уменьшить отличие календарного года от тропического, было решено каждые 400 лет выбрасывать из счета 3 суток путем сокращения числа високосных лет. Простыми, невисокосными условились считать все годы столетий, за исключением тех, у которых число столетий делится на 4 без остатка. Високосным считались 1600 и 2000 гг. В то же время 1700, 1800 и 1900 гг. были простыми.

Читать еще:  Какие документы нужны для замены водительского удостоверения

В России новый стиль был введен только с 1 февраля 1918 г. К этому времени между ним и старым стилем накопилась разница в 13 дней. Эта разница сохранится до 2100 г ., который по старому стилю должен был бы считаться високосным, а по новому — простым. Различие между старым и новым стилем обычно указывается, когда мы имеем дело с событиями, относящимися к прошлому. Так, например, мы говорим, что К. Э. Циолковский родился 5 (17) сентября 1857 г.

Год по григорианскому календарю оказывается в среднем на полминуты длиннее тропического, так что расхождение за 400 лет составляет всего 2 часа 53 минуты, или сутки за 3300 лет.

Нумерация лет как по новому, так и по старому стилю ведется от года Рождества Христова, наступления новой эры. В России новая эра была введена указом Петра I, согласно которому после 31 декабря 7208 г. «от сотворения мира» наступило 1 января 1700 г. от Рождества Христова.

1. Чем объясняется введение пояснойсистемы счета времени?
2. Почему в качестве единицы времени используется атомная секунда?
3. В чем заключаются трудности составления точного календаря?
4. Чем отличается счет високосных лет по старому и новому стилю?

1. На какуювеличину отличается время на ваших часах от всемирного времени?
2. Определитепо карте географическую долготу вашей школы. Вычислите местное время для этой долготы. На сколько оно отличается от времени, по которому вы живете?
3. Дата рождения Исаака Ньютона по новому стилю — 4 января 1643 г . Какова дата его рождения по старому стилю?

Подготовьте доклад об истории календаря.

История нашего календаря

Мы так привыкли пользоваться календарем, что даже и не вполне отдаем себе отчет в том, как велика в нашей жизни и во всем нашем мышлении роль упорядоченного счета времени; между тем нетрудно видеть, что никакая культура невозможна без него.

Введение

Календарем принято называть определенную систему счета продолжительных промежутков времени с подразделениями их на отдельные более короткие периоды (годы, месяцы, недели, дни). Само же слово календарь произошло от латинских слов «caleo» – провозглашать и «calendarium» – долговая книга. Первое напоминает о том, что в древнем Риме начало каждого месяца провозглашалось особо, второе – что первого числа месяца там было принято уплачивать проценты по долгам.

В том, что время течет, мы убеждаемся, наблюдая движение, развитие окружающих нас материальных тел. Измерять же промежутки времени оказалось возможным, сопоставляя их с явлениями, которые повторяются периодически. Таких периодических явлений в окружающем нас мире находится несколько. Это прежде всего смена дня и ночи, которая дала людям естественную единицу времени – сутки, затем смена фаз Луны, происходящая на протяжении так называемого синодического месяца (от греческого «синодос» – сближение; имелось в виду ежемесячное сближение Луны и Солнца на небе, при этом иногда Луна находит на Солнце на небе – происходит солнечное затмение) и, наконец, смена времен года и соответствующая ей единица счета – тропический год (от греческого «тропос» – поворот: тропический год – промежуток времени, по истечении которого высота Солнца над горизонтом в полдень, досигнув наибольшей величины, снова уменьшается). 05/31/99

Трудности, возникающие при разработке календаря, обусловлены тем, что продолжительность суток, синодического месяца и тропического года несоизмеримы между собой. Неудивительно поэтому, что в одних местах люди считали время единицами, близкими к продолжительности синодического месяца, принимая в году определенное (например, двенадцать) число месяцев и не считаясь с изменением времени года. Так появились лунные календари. Другие измеряли время такими же месяцами, но продолжительность года стремились согласовать с изменениями времен года (лунно-солнечный календарь). Наконец третьи за основу счета дней принимали смену времен года, а смену фаз Луны вообще не принимали во внимание (солнечный календарь).

1. ДРЕВНИЙ КАЛЕНДАРЬ

1. 1. Происхождение семидневной недели

Искусственные единицы измерения времени, состоящие из нескольких (трех, пяти, семи и т.д.) дней, встречаются у многих народов древности. В частности, древние римляне вели счет дням «восьмидневками» – торговыми неделями, в которых дни обозначались буквами от А до Н; семь дней такой недели были рабочими, восьмые – базарными.

Читать еще:  Как вернуть деньги у мошенника

Но вот уже у известного иудейского историка Иосифа Флавия (37 – ок. 100 г. н. э.) читаем: «Нет ни одного города, греческого или же варварского, и ни одного народа, на который не распространился бы наш обычай воздерживаться от работы на седьмой день». Откуда же «пошла есть» эта семидневная неделя?

Обычай измерять время семидневной неделей пришел к нам из Древнего Вавилона и, по-видимому, связан с изменением фаз Луны. В самом деле, продолжительность синодического месяца составляет 29,53 суток, причем люди видели Луну на небе около 28 суток: семь дней продолжается увеличение фазы Луны от узкого серпа до первой четверти, примерно столько же – от первой четверти до полнолуния и т. д.

Но наблюдения за звездным небом дали еще одно подтверждение «исключительности» числа семь. В свое время древневавилонские астрономы обнаружили, что, кроме неподвижных звезд, на небе видны и семь «блуждающих» светил, которые позже были названы планетами (от греческого слова «планэтэс», которое и означает «блуждающий»). Предполагалось, что эти светила обращаются вокруг Земли и что их расстояния от нее возрастают в таком порядке: Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. В Древнем Вавилоне возникла астрология – верование, будто планеты влияют на судьбы отдельных людей и целых народов. Сопоставляя определенные события в жизни людей с положением планет на звездном небе, астрологи полагали, что такое же событие наступит снова, если это расположение светил повторится. Само же число семь – количество планет стало священным как для вавилонян, так и для многих других народов древности.

§ 5. Измерение времени. Определение географической долготы

1. Чем отличаются истинные солнечные сутки от средних солнечных суток?

Истинные солнечные сутки — промежуток времени между двумя последовательными одноимёнными кульминациями центра Солнца.

Средние солнечные сутки — промежуток времени между двумя последовательными средними полднями.

Истинными солнечными сутками пользоваться для измерения времени неудобно из-за их неравномерности. Для этого используются средние солнечные сутки. При определении истинных солнечных суток рассматривается движение центра солнечного диска, а при определении средних солнечных суток — движение среднего экваториального Солнца.

2. Что называют звёздными сутками?

Звёздные сутки — промежуток времени между двумя последовательными одноимёнными кульминациями точки весеннего равноденствия.

3. Что понимают под уравнением времени?

Уравнение времени — разность между средним солнечным временем и истинным солнечным временем в один и тот же момент.

4. Что понимают под всемирным временем?

Всемирне время — местное среднее солнечное время Гринвичского меридиана.

5. В 8 ч 00 мин гринвичского времени определили из наблюдений Солнца 10 ч 13 мин среднего солнечного времени. Какова географическая долгота места наблюдения?

6. Найдите разницу в среднем солнечном времени для городов Гродно и Могилёв.

Координаты городов:
Гродно: $23^ч49^м32^с$ в.д.;
Могилёв: $30^ч20^м41^с$ в.д.

Среднее солнечное время находится по формуле:

где $λ$ — долгота места наблюдения, $T_0$ — всемирное время.

Тогда, чтобы найти разницу в среднем солнечном времени (местном времени) двух городов сделаем вычисление: $ΔТ_ <λ>= Т_ <λ,Гродно>— Т_<λ,Могилёв>.$

7. Что понимают под линией перемены дат? Где она проходит?

Линия перемены дат — граница, открывающая новую дату и день недели.

Международная линия перемены дат проходит через Берингов пролив между островами Тихого океана от Северного полюса до Южного полюса (меридиан 180°).

8. Назовите календарные системы. На каких принципах они строятся?

Любая календарная система опирается на три основные единицы измерения времени, а именно: средние солнечные сутки, синодический (или лунный) месяц и тропический (или солнечный) год.

Существует 3 типа календарных систем: лунные календарь, лунно-солнечные календари исолнечные календари.

В лунном календаре год делится на 12 месяцев, содержащих попеременно 30 или 29 суток. Всего в лунном календаре 354 или 355 средних солнечных суток, т.е. он короче солнечного года примерно на 10 суток.

В лунно-солнечных календарях сумма некоторого количества лунных месяцев приблизительно соответствует продолжительности тропического года.

По солнечному календарю год состоит из 12 месяцев по 30 дней в каждом, а в конце года добавляется ещё 5 праздничных дней.

9. В чём состоит отличие григорианского календаря от юлианского?

В григорианском календаре отличается правило високосных лет. В юлианском календаре каждый четвёртый год — високосный. В григорианском введено новое правило: если год заканчивается на два нуля, то он високосный только тогда, когда число сотен в нём кратно четырём. В остальных случаях год считается не високосным.

10. Почему нельзя создать абсолютно точный календарь?

Потому что астрономические циклы, на которых основан календарь, точно не согласуются между собой. Год не содержит целое число суток и равных месяцев.

Источники:

http://astro.murclass.ru/Voroncov/page/09.htm
http://studfile.net/preview/2673295/
http://superresheba.by/resh/3292

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector
×
×
×
×