第四章 第三节时间

第四章第三节时间2023/6/23华锐学院理工系1第一页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系2两个关于时间的谜团1519年9月20日，是人类值得纪念的日子。这一天，葡萄牙航海家麦哲伦带领他的远航船队从西班牙出发，开始了他们历时3年的环球远行。1522年9月6日，船队历尽千辛万苦，重返西班牙海岸时，他们惊奇地发现丢失了一天时间。他们明明从出发那一天起，每天都紧挨着记了日记，但航海日历比西班牙日历却少了一天。他们在不可思议中便只有莫名其妙地去教堂进行忏悔，祈求上帝对他们的宽恕。在《清代中西历表》一书中，明朝万历十年（即公元1582年）九月十八日是阳历10月4日，九月十九日却跳到阳历10月15日，10月5日到14日这10天消失了，在这十天中，没有人出生和死亡，也没有任何历史事件发生。第二页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系3一、时间计量系统1、时间：物质运动变化的序列和持续的性质，就是时间的本质。时间有时刻和时段两重含义。2、恒星时：把恒星作为参考点，地球自转一周的时间为一个恒星日。任何瞬间的恒星时，在数值上等于该瞬间上中天的恒星的赤经。目前天文界已人为规定春分点的时角就是恒星时。S＝tr（春分点的时角）＝a*（恒星赤经）＋t*（恒星时角）第三页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系4一、时间计量系统3、太阳时：以太阳在天穹上的位置来确定一日中的时间。它有视太阳时和平太阳时之分。太阳时与恒星时差别：恒星时只包含地球自转的因素，是地球自转的真正周期；而太阳时既包括地球自转的因素，又包含地球公转的因素。第四页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系5一、时间计量系统第五页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系6二、时间及其单位时间时刻，指时间的迟早；时段，指时间的长短；物理时刻，时刻的迟早程度；钟表时刻，物理时刻的表达形式。第六页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系7二、时间及其单位真太阳日和平太阳日

真太阳日：太阳周日运动周期。长短不等平太阳日：真太阳日的全年平均值。科学上时间单位的演变

第七页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系8真太阳日长短不等的原因地球公转速度的不均匀

——±８秒黄赤交角的影响

——±21秒二者综合的影响使得冬至日要比夏至日更长一些，春分日要比秋分日更长一些

冬至夏至春分秋分第八页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系9公转速度对太阳日的影响PPPE1E2E359´近日点时，1真太阳日为地球自转360061′的时间远日点时，1真太阳日为地球自转360057′的时间

二者的变幅为±８秒第九页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系10黄赤交角对太阳日的影响ＰＰ真太阳日的长度在二至日最长，二分日最短二者的变幅约为±21秒第十页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系11平太阳日平太阳

在天赤道上以59′/日的速度作匀速运动的假想太阳。

平太阳日

平太阳周日运动的周期。它是真太阳日长度的全年平均值。第十一页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系12科学上时间单位的演变平太阳秒

１平太阳秒＝1/86400平太阳日

历书秒

——地球公转1900.0年回归年长度的1/31556925.9747

——地球自转原子秒

——原子振荡１原子秒＝铯原子跃迁振荡9192631770次所用时间

第十二页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系13三、时间的测定在天文上，时间由天体的时角测定。被选定度量时间的天体有二：春分点——恒星时太阳——太阳时

第十三页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系14恒星时(s)午圈恒星时即春分点的时角Ｓ＝ｔγ

＝α午

＝α＋ｔｔ

α第十四页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系15例题１某恒星的赤经为18h45m，求下列条件下观测地点的的恒星时。（1）当其时角为4h30m时。（2）当其位于某地上中天时。（3）当其位于某地正西方地平时。已知：α=18h45m，t1=4h30m，t2=0h，t3=6h，求：S１

S２S３解：根据Ｓ＝ｔ+α得Ｓ１＝23h15m，Ｓ２＝18h45m，Ｓ３＝24h45m，第十五页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系16太阳时(m)定义：ｍ＝ｔ⊙＋12h

测定

视太阳时和平太阳时

时差(η)

ｍ＝Ｓ－α⊙＋12hｍ视＝Ｓ－α视＋12h

ｍ平＝Ｓ－α平＋12h

η＝ｍ视－ｍ平有关时间的测定公式及计算

第十六页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系17太阳时的测定

(ｍ＝ｔ⊙＋12h

)∵Ｓ＝ｔ⊙＋α⊙

∴ｔ⊙＝Ｓ－α⊙因此：ｍ＝Ｓ－α⊙＋12h而Ｓ＝α午∴上式也可写作ｍ＝α午－α⊙＋12h第十七页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系18例题２某恒星的赤经为18h45m，当该恒星在春分日位于某地上中天时，求该地的太阳时。已知：α午=18h45m，α⊙

=0h，求：m解：根据ｍ＝α午－α⊙＋12h得ｍ＝30h45m

第十八页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系19时差定义：视太阳时与平太阳时的差值。

公式：η＝ｍ视－ｍ平η＋值：表示ｔ视>ｔ平，视太阳在西，先过中天η－值：表示ｔ视<ｔ平，平太阳在西，先过中天ｍ视＝t视＋12h

ｍ平＝t平＋12h

第十九页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系20有关公式及计算时间测定公式Ｓ＝ｔγ＝α午ｍ视＝Ｓ－α视＋12hｍ平＝ｍ视－η例：已知轩辕十四的赤经为10h07m，夏至日时时差为－3ｍ。当轩辕十四在夏至日过某地上中天时，求该地的：（1）恒星时（2）视太阳时（3）平太阳时答案第二十页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系21已知：α＝10h07mη＝－3ｍα⊙

＝6h求：Ｓｍ视ｍ平解：Ｓ＝α午

＝10h07m

ｍ视＝Ｓ－α⊙＋12h

＝16h07m

ｍ平＝ｍ视－η＝16h10m第二十一页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系22四、各地的时间由量时天体的不同得到三种时刻：春分点——恒星时视太阳——视太阳时平太阳——平太阳时这些根据天体的时角测得的时刻是因地而异的，由此产生了各地的时间。

地方时

世界时

区时

日界线

练习第二十二页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系23（一）地方时（t）定义：按本地经度测得的时刻。包括地方恒星时（Ｓ），地方视太阳时（ｍ视），地方平太阳时（ｍ平）。

与经度的关系：ｔ1－ｔ2＝λ1－

λ2

12式中t为地方时，包括Ｓ、ｍ视、ｍ平λ为相应的地点经度，规定东经为＋，西经为－

第二十三页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系24地方时计算l

例：已知150W地方时为10h，求150E的地方时？已知：ｔ1＝10h，λ1＝－150＝-1h，λ2=+1h求：ｔ2

解：ｔ1－ｔ2＝λ1－λ2

10－ｔ2＝-1－1ｔ2＝12h

第二十四页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系25（二）世界时（Ｔ０）定义：格林尼治（００经线）的地方平太阳时。

与地方时的换算：∵ｔ1－ｔ2＝λ1－

λ2Ｔ０－ｔ＝λ0－

λ∴Ｔ０＝ｔ-λ

Ｔ０＝ｔ-λ第二十五页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系26（三）标准时地方时各自为政，固然缺乏其统一性；但世界时全球划一，又缺乏其地方性，不符合广大地区人民的生活习惯。为此，人们需要在全球范围内建立一个既有相对统一性，又保持一定地方性的完善的时间系统。1884年在华盛顿举行的国际经度会议，在平太阳时范畴内，建立了世界标准时制度，以解决各个地区内部在时间上各自为政的问题。标准时制度包括两方面的内容：划分标准时区和设立日界线。第二十六页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系27（三）标准时国际经度会议所划分的标准时区，只作理论性的规定。这样的时区，叫做理论时区。按理论时区确定的标准时，叫做区时。目前世界各国实际采用的标准时区，在具体做法上往往不同于理论时区，称为法定时区。按法定时区确定的标准时，叫做法定时。前者是后者的基础，后者则是对前者的变通。第二十七页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系281、区时(T)时区划分

与经度的关系区时：每一时区中央经线的地方平时为该时区的区时。它是全区的通用时间。与时区的关系：Ｔ１－Ｔ２＝ｎ１－ｎ２

与世界时的换算：Ｔ０＝Ｔｎ－ｎ第二十八页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系290º180º西经90º东经90º东时区西时区+1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11时区的划分0-12+日界线ABC中央经线：位于每时区中央的经线。λ＝150n

第二十九页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系30时区序号（n）与经度的关系n＝λ／150＝整数（四舍五入）

[例]求640E所在时区：ｎ＝640÷150＝＋４

[例]该时区中央经线的经度：

λ＝150×４＝600E第三十页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系31区时的计算

Ｔ１－Ｔ２＝ｎ１－ｎ２

式中：ｎ为时区序号（东＋西－），Ｔ为相应时区的区时。

特殊值的处理：Ｔ>24h，则在结果中－24h，日期为明日。Ｔ<０h，则在结果中＋24h，日期为昨日。

计算举例第三十一页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系32区时计算举例（1）１．当西5区区时为20h，求东5区区时？例２已知：Ｔ１＝20h，ｎ１＝-5，ｎ２＝+5，求：Ｔ２＝？解：Ｔ１－Ｔ２＝ｎ１－ｎ２20－Ｔ２＝-5－（+5）Ｔ２＝3030-24＝6即明日6h

第三十二页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系33区时计算举例（2）２．已知东８区Ｔ＝10h，求西8区T=？解：Ｔ１＝10h，ｎ１＝＋８，ｎ２＝－８，Ｔ２＝？Ｔ１－Ｔ２＝ｎ１－ｎ２10－Ｔ２＝８－（－８）Ｔ２＝－６－６＋24＝18即昨日18h。

第三十三页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系34许多国家为了自身的便利，在制定标准时时，要根据具体情况，对理论上的标准时进行各种调整。它们被称为法定时，因为这种时间及其适用范围，通常是由国家的立法机关或政府当局以法令形式制定和颁行的。不少国家的法定时的标准经度，与区时的标准经度迥然不同。我国实行单一的法定时，即北京时间。在天文上，北京时间是东8区的区时，即120°E的地方平时，而不是北京（116°19′E）的地方平时。所以，不能认为它是“北京的”时间。2、法定时第三十四页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系35第三十五页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系36第三十六页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系37北京时间北京时间为东８区的区时或1200E的地方平时。

第三十七页，共四十页，编辑于2023年，星期五2023/6/23华锐学院理工系38（四）日界线为了避免日期混乱，设置日界线，也叫国际日