天文基础时间和历法上wangyumin教学课件

1、第1页，共76页。时间 和 历法 北京天文馆 王玉民博士第2页，共76页。第一部分 时间及其计量（1）时间的概念（2）计时仪器、时间服务（3） 时间的种类、时间计量系统（4）新的世界时计量系统 第3页，共76页。第一部分 时间及其计量第4页，共76页。（1）时间的概念第5页，共76页。时间的本质： 物质运动变化的序列和持续的性质。第6页，共76页。第7页，共76页。时间有“时段”、“时刻”两个含义20002019201920192019第8页，共76页。地球、月球的运动给出三种天然的时间单位：日、月和年。第9页，共76页。时间的单位：年 月 日 时 分 秒 第10页，共76页。盛年不重来，一日

2、难再晨，及时当勉励，岁月不待人。 陶渊明第11页，共76页。（2）计时仪器第12页，共76页。先民日出而作，日入而息，太阳是天然的钟表。第13页，共76页。日晷第14页，共76页。西汉漏壶第15页，共76页。沉箭漏浮箭漏第16页，共76页。多级漏壶第17页，共76页。水运仪象台 第18页，共76页。第19页，共76页。惠更斯摆钟 第20页，共76页。布拉格市政厅天文钟 第21页，共76页。石英钟 第22页，共76页。原子钟第23页，共76页。 电波钟：在石英钟内增加了接收信号、数据处理、自动校正的功能。它可接收地面发射站以长波发送的标准时间信号来自动校正石英钟的走时误差。 第24页，共76页。

3、1. 日晷 2. 漏壶（一天误差10分钟 ）3.机械钟水运仪象台，惠更斯摆钟、天文钟（误差千分之几秒） 4. 石英钟（1929，300年差1秒） 5. 原子钟（1949，铯钟500万年差1秒） 第25页，共76页。现代社会对高精度时间的要求 用户时刻准确度频率稳定度 电视校频510-12 电力传输网1微秒110-11高速数字通信网0.5微秒510-12长河二号导航台100纳秒310-12卫星测轨50纳秒110-12巡航导弹50纳秒510 -13卫星导航20纳秒210-13电子侦察卫星10纳秒510-13第26页，共76页。时间的台阶第27页，共76页。时间服务包括：测时 守时 授时第28页，共

4、76页。测时 第29页，共76页。守时第30页，共76页。地球电台用户授时 第31页，共76页。第32页，共76页。（3） 时间的种类和时间计量系统 第33页，共76页。第34页，共76页。恒星日真太阳日平太阳日 第35页，共76页。子午线第36页，共76页。恒星日：同一恒星连续两次通过某地天文子午面 的时间间隔。第37页，共76页。第38页，共76页。真太阳日：太阳圆面中心连续两次通过某地天文子午面的时间间隔。第39页，共76页。第40页，共76页。真太阳日长度不等，最长与最短的一 天相差达51秒。第41页，共76页。第42页，共76页。真太阳平太阳赤道黄道春分点19世纪末，天文学家纽康设计

5、了一个假想天体平太阳第43页，共76页。平太阳日：平太阳圆面中心连续两次上中天的时间间隔。第44页，共76页。平太阳时1个“平太阳日”等分为24个“平太阳小时”，1个“平太阳小时”再等分为60个“平太阳分”，1个“平太阳分”又等分为60个“平太阳秒”。这就是我们日常生活中所使用的时间。 第45页，共76页。平太阳时与真太阳时的换算是严格固定的，称 “时差”。第46页，共76页。时差曲线第47页，共76页。地方时区 时世界时第48页，共76页。 在地球上某个特定地点，根据太阳的具体位置所确定的时刻，称为“地方时”。第49页，共76页。1211109813141516北京伦敦巴格达第50页，共76

6、页。第51页，共76页。区时第52页，共76页。第53页，共76页。第54页，共76页。东经120 第55页，共76页。时间的换算：两地的地方（平）时差等于经度差。15度1小时第56页，共76页。世界时：0经线（本初子午线）所在地方的标准时。 UT （Universal Time）第57页，共76页。本初子午线第58页，共76页。国际日期变更线第59页，共76页。第60页，共76页。夏令时012189216153021181512963第61页，共76页。历书时（ET ，Ephemeris Time ）原子时（AT ，Atomic Time ）协调世界时（UTC，Coordinated Uni

7、versal Time）（4） 新的世界时计量系统第62页，共76页。20世纪，随着测时精度的提高，人们发现地球自转并不是绝对均匀的。一年中有快有慢，并有长期减慢现象。第63页，共76页。 1960 年世界度量衡标准会议定义公元1900年为“平均太阳年”。秒定义更改为：一秒为平均太阳年之 31556925.9747 分之 一，称1历书秒。 历书时（ET ，Ephemeris Time ）第64页，共76页。 历书时的特点： 1.时间均匀； 2.不易获得，精度低。第65页，共76页。世界第一台原子钟（1000年误差1秒）第66页，共76页。原子钟第67页，共76页。9192631770第68页，

8、共76页。秒的新定义： 1967 年举行的第十三届国际计量大会决定以铯原子的跃迁做为秒的新定义，即铯原子同位素 Cs133基态超精细能阶跃迁的 9,192,631,770 个周期所持续的时间定为 1 秒，称作原子秒。 第69页，共76页。原子时（AT，Atomic Time）： 由原子钟按原子秒导出的时间。第70页，共76页。 老的时间定义：基本单位是日、回归年，再划分时、分、秒。 新的时间定义： 基本单位是秒，分、时、日、年由秒累加得出。 原子钟不仅用来计量时间，它本身就是时间标度产生器。第71页，共76页。1967年起，原子时取代历书时，从1958年1月1日世界时0时起算。第72页，共76页。关于原子时存废的争论第73页，共76页。协调世界时（UTC， Coordinated Universal Time） 协调世界时秒长原子时秒长，从1972年起使用。积累起来比地球自转