天文基礎(chǔ)6、時間和歷法(上)-wangyumin

時間

和歷法

北京天文館王玉民博士第一部分時間及其計量（1）時間的概念（2）計時儀器、時間服務(wù)（3）時間的種類、時間計量系統(tǒng)（4）新的世界時計量系統(tǒng)

第一部分時間及其計量（1）時間的概念時間的本質(zhì)：物質(zhì)運動變化的序列和持續(xù)的性質(zhì)。時間有“時段”、“時刻”兩個含義20002001200220032004地球、月球的運動給出三種天然的時間單位：日、月和年。時間的單位：年月日時分秒

盛年不重來，一日難再晨，及時當勉勵，歲月不待人。

——陶淵明（2）計時儀器先民日出而作，日入而息，太陽是天然的鐘表。日晷西漢漏壺沉箭漏浮箭漏多級漏壺水運儀象臺

惠更斯擺鐘

布拉格市政廳天文鐘石英鐘原子鐘

電波鐘：在石英鐘內(nèi)增加了接收信號、數(shù)據(jù)處理、自動校正的功能。它可接收地面發(fā)射站以長波發(fā)送的標準時間信號來自動校正石英鐘的走時誤差。

1.

日晷

2.

漏壺（一天誤差10分鐘）

3.機械鐘——水運儀象臺，惠更斯擺鐘、天文鐘（誤差千分之幾秒）

4.

石英鐘（1929，300年差1秒）

5.原子鐘（1949，銫鐘500萬年差1秒）

現(xiàn)代社會對高精度時間的要求

用戶時刻準確度頻率穩(wěn)定度

電視校頻±5×10-12

電力傳輸網(wǎng)±1微秒±1×10-11高速數(shù)字通信網(wǎng)±0.5微秒±5×10-12長河二號導(dǎo)航臺±100納秒±3×10-12衛(wèi)星測軌±50納秒±1×10-12

巡航導(dǎo)彈±50納秒±5×10-13衛(wèi)星導(dǎo)航±20納秒±2×10-13電子偵察衛(wèi)星±10納秒±5×10-13時間的臺階時間服務(wù)包括：

測時守時授時測時

守時地球電臺用戶授時

（3）時間的種類和時間計量系統(tǒng)

恒星日真太陽日平太陽日

子午線恒星日：同一恒星連續(xù)兩次通過某地天文子午面

的時間間隔。真太陽日：太陽圓面中心連續(xù)兩次通過某地天文子午面的時間間隔。真太陽日長度不等，最長與最短的一天相差達51秒。真太陽平太陽赤道黃道春分點19世紀末，天文學(xué)家紐康設(shè)計了一個假想天體——平太陽平太陽日：平太陽圓面中心連續(xù)兩次上中天的時間間隔。平太陽時1個“平太陽日”等分為24個“平太陽小時”，1個“平太陽小時”再等分為60個“平太陽分”，1個“平太陽分”又等分為60個“平太陽秒”。這就是我們?nèi)粘Ｉ钪兴褂玫臅r間。

平太陽時與真太陽時的換算是嚴格固定的，稱“時差”。時差曲線地方時區(qū)時世界時在地球上某個特定地點，根據(jù)太陽的具體位置所確定的時刻，稱為“地方時”。1211109813141516北京倫敦巴格達區(qū)時東經(jīng)120°

時間的換算：兩地的地方（平）時差等于經(jīng)度差。15度＝1小時世界時：0°經(jīng)線（本初子午線）所在地方的標準時。

UT（UniversalTime）本初子午線國際日期變更線夏令時012189216153021181512963歷書時（ET，EphemerisTime）

原子時（AT，AtomicTime）

協(xié)調(diào)世界時（UTC，CoordinatedUniversalTime）（4）新的世界時計量系統(tǒng)20世紀，隨著測時精度的提高，人們發(fā)現(xiàn)地球自轉(zhuǎn)并不是絕對均勻的。一年中有快有慢，并有長期減慢現(xiàn)象。

1960年世界度量衡標準會議定義公元1900年為“平均太陽年”。秒定義更改為：一秒為平均太陽年之31556925.9747分之一，稱1歷書秒。

歷書時（ET，EphemerisTime）歷書時的特點：

1.時間均勻；

2.不易獲得，精度低。世界第一臺原子鐘（1000年誤差1秒）原子鐘9192631770秒的新定義：1967年舉行的第十三屆國際計量大會決定以銫原子的躍遷做為秒的新定義，即銫原子同位素Cs133基態(tài)超精細能階躍遷的9,192,631,770個周期所持續(xù)的時間定為1秒，稱作「原子秒」。

原子時（AT，AtomicTime）：由原子鐘按原子秒導(dǎo)出的時間。

老的時間定義：基本單位是日、回歸年，再劃分時、分、秒。

新的時間定義：基本單位是秒，分、時、日、年由秒累加得出。

原子鐘不僅用來計量時間，它本身就是時間標度產(chǎn)生器。1967年起，原子時取代歷書時，從1958年1月1日世界時0時起算。關(guān)于原子時存廢的爭論協(xié)調(diào)世界時（UTC，

CoordinatedUniversalTime）

協(xié)調(diào)世界時秒長＝原子時秒長，從1972年起使用。積累起來比