中科大天文學(xué)史課件17近代天體測量和天體力學(xué)的發(fā)展

第十七講近代天體測量和天體力學(xué)的發(fā)展一、時間工作二、地球自轉(zhuǎn)變化的發(fā)現(xiàn)三、原子時和協(xié)調(diào)世界時四、十九世紀(jì)后期天體力學(xué)的發(fā)展五、二十世紀(jì)天體力學(xué)的發(fā)展六、近代天體測量學(xué)和天體力學(xué)力學(xué)發(fā)展的特點

一、時間工作

1．平太陽時的精確定義

19世紀(jì)末美國天文學(xué)家紐康

(S.Newcomb,1835—1909)引進(jìn)赤道平太陽和平太陽時的概念，推算出了赤道平太陽的赤經(jīng)表達(dá)式。2．本初子午線和時區(qū)的確定

1884年在華盛頓召開國際子午線會議。主要決議：

①確定經(jīng)度起點；

②全球范圍內(nèi)劃分時區(qū)。

3．無線電時號的發(fā)播

1904年美國波士頓首次進(jìn)行實驗性發(fā)播。

1911年法國通過埃菲爾鐵塔發(fā)播無線電時號。開創(chuàng)了授時的現(xiàn)代化方法。二、地球自轉(zhuǎn)變化的發(fā)現(xiàn)

1．地極移動的發(fā)現(xiàn)

1765年歐拉從理論上預(yù)言地極移動。

1888年德國天文學(xué)家屈斯特納(K.F.Küstner,1856—1936)從觀測資料分析中發(fā)現(xiàn)地極移動。

1891年德國派測量隊至檀香山進(jìn)行緯度測量，與柏林的緯度測量結(jié)果比較，證實了地極移動。

2．地球自轉(zhuǎn)不均勻性的發(fā)現(xiàn)

1935年俄裔法藉天文學(xué)家N.斯托伊科(N.Stoyko)發(fā)現(xiàn)地球自轉(zhuǎn)的季節(jié)性變化。

1939年美國天文學(xué)家

斯彭瑟·瓊斯(SpencerJones)分析兩百年來太陽、月球、金星和水星資料，確認(rèn)地球自轉(zhuǎn)長期減慢。地球自轉(zhuǎn)不均勻性的發(fā)現(xiàn)是二十世紀(jì)上半葉天文學(xué)的一項重要成就。三、原子時和協(xié)調(diào)世界時

1．原子鐘的發(fā)明和原子時系統(tǒng)的建立

1949年美國制成激射型氨分子鐘。

1955年英國制成銫原子鐘。

1967年十三屆國際計量大會決議建立原子時系統(tǒng)。上海天文臺的銫原子鐘上海天文臺的時間發(fā)射設(shè)備

原子時的秒規(guī)定為銫原子基態(tài)兩個超精細(xì)能級間在零磁場下躍遷9192631770周所持續(xù)的時間。原子時的起始?xì)v元規(guī)定為1958年1月1日0時。

原子時的產(chǎn)生使時間計量標(biāo)準(zhǔn)由天文學(xué)的宏觀領(lǐng)域過度到物理學(xué)的微觀領(lǐng)域，其穩(wěn)定性和精確度都有了空前提高。2．協(xié)調(diào)世界時的建立

1960年國際無線電咨詢委員會提出協(xié)調(diào)世界時（UTC），1961年國際天文學(xué)聯(lián)合會大會上再度提出，決定予以實行。

UTC的秒長等于原子時的秒長；通過設(shè)置閏秒，使其時刻之差與世界時時刻之差小于±0．9秒。四、十九世紀(jì)后期天體力學(xué)的發(fā)展

1．太陽系小天體運動的研究

使用照相方法發(fā)現(xiàn)了大量小行星、彗星和衛(wèi)星。2

．?dāng)?shù)學(xué)和力學(xué)迅速發(fā)展的推動

數(shù)學(xué)分析、微分方程定性理論和分析力學(xué)迅速發(fā)展。

3．月球和大行星運動的研究

航海和大地測量等實用部門需要更高精度的月球歷表和大行星歷表。

1919年美國天文學(xué)家布朗(E.W.Brown,1866—1938)編算出《月球運動表》。五、二十世紀(jì)天體力學(xué)的發(fā)展

1．歷史背景

①1957年10月4日第一顆人造衛(wèi)星上天，開創(chuàng)了天文學(xué)的新紀(jì)元。

②快速電子計算機的產(chǎn)生和推廣。

③一系列新技術(shù)的出現(xiàn)，大大提高了測量精度。包括：激光測距技術(shù)、人造衛(wèi)星多普勒接收技術(shù)、甚長基線干涉測量技術(shù)、空間測量技術(shù)和時間精密和同步技術(shù)等等。

2．衛(wèi)星動力學(xué)的建立

衛(wèi)星動力學(xué)成為天體力學(xué)一個新的分支學(xué)科。包括：人造衛(wèi)星的攝動理論、軌道設(shè)計、發(fā)射和回收中的動力學(xué)問題以及它們在航天、大地測量和地球動力學(xué)中的應(yīng)用課題。3．電子計算機與天體力學(xué)

①發(fā)展了天體力學(xué)的數(shù)值方法，計算星歷表。

②天體力學(xué)數(shù)值方法研究天體動力系統(tǒng)的定性理論。

③電子計算機用于推導(dǎo)公式。4．廣義相對論和天體力學(xué)

1972年蘇聯(lián)天文學(xué)家布隆貝格(B.A.Брумберг)出版《相對論天體力學(xué)》一書。一門新的分支學(xué)科問世。六、近代天體測量學(xué)和天體力學(xué)