Cтраница 1
Истинные солнечные сутки, в противоположность звездным, не равны времени оборота Земли вокруг своей оси, а определяют, ввиду движения Земли вокруг Солнца, несколько больший интервал времени. На протяжении одного года число звездных суток на единицу превышает число солнечных суток. Наблюдения показывают, что продолжительность истинных солнечных суток все время колеблется. Это объясняется следующими причинами. Во-первых, в перигелии Земля движется быстрее, чем в афелии, что непосредственно следует из законов Кеплера. Земля находится в перигелии. Во-вторых, поскольку плоскость эклиптики наклонена по отношению к плоскости небесного экватора, а эклиптика и экватор пересекаются в точках весеннего и осеннего равноденствий, то и истинные солнечные сутки в марте и сентябре короче ( приблизительно на 20 с), чем в июне и декабре. Усреднение за год кривой, описывающей изменение продолжительности истинных солнечных суток, приводит к определению средних солнечных суток. Эти сутки разбиваются на 24 - 60 - 60 86400 частей, что и дает нам размер единицы времени - секунды - в шкале среднего солнечного времени. [1]
Истинные солнечные сутки ( аушцеАа уихблцера, букв, неравномерные дни) - промежуток между двумя последовательными прохождениями Солнца через линию горизонта или меридиана. Отсчет суток от горизонта ( от восхода до восхода или от заката до заката) был широко распространен в античности, однако он был неудобен с астрономической точки зрения, так как получающаяся в результате временная единица зависела от широты места и сезонов. Если же вести отсчет суток от момента прохождения центра Солнца через меридиан, то указанная зависимость будет устранена. При этом истинные солнечные сутки будут изменяться с течением времени по двум причинам: во-первых, в силу неравномерности движения Солнца по эклиптике ( ускорения в окрестности перигея и замедления в окрестности апогея), во-вторых, потому что Солнце движется не по экватору, а по эклиптике, которая пересекает меридиан под различными углами на протяжении года. Поэтому, даже если предположить, что движение Солнца по эклиптике равномерно, тем не менее, ее равные дуги будут пересекать меридиан за неравные промежутки времени, что и приводит к неравенству суток. [2]
Колебания длительности истинных солнечных суток достигают 50 с, и объясняются они неравномерностью орбитального движения Земли и наклоном земной оси к плоскости орбиты. Колебания, причины которых известны, учитываются с помощью поправок. Но есть еще и случайные колебания, порядка одной двадцатимиллионной доли. [3]
В результате продолжительность истинных солнечных суток меняется. [4]
Однако неравномерное движение Земли по своей орбите и несовпадение плоскости экватора с плоскостью эклиптики приводят к неравномерности истинных солнечных суток. В связи с этим были введены средние солнечные сутки, которыми называется период вращения Земли, определяемый как промежуток времени между двумя последовательными верхними или нижними кульминациями среднего солнца. [5]
Аналогично, выбрав в качестве опорной точки центр видимого диска Солнца, смещенный годичной аберрацией - истинное Солнце, - получим еще одну астрономическую единицу меры времени - истинные солнечные сутки - интервал времени между двумя последовательными одноименными кульминациями истинного Солнца, отсчитанный на одном и том же географическом меридиане. [6]
Промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Солнца через плоскость какого-либо меридиана называется истинными солнечными сутками. Среднее арифметическое истинных солнечных суток за год называется средними солнечными сутками. Все часы на Земле регулируются по средним солнечным суткам. [7]
Однако несмотря на это, использовать в качестве единицы меры времени истинные солнечные сутки Т & все же оказывается неудобно из-за их существенного непостоянства. Последнее объясняется тем, что Солнце движется не по экватору, а по эклиптике и это движение также неравномерно в течение года. [8]
Солнца через меридиан, не остаются неизменными в течение всего года, так как Земля не только вращается вокруг своей оси, но и движется по эклиптике вокруг Солнца. Последнее движение, происходящее в разных участках эклиптики с несколько различной угловой скоростью, и приводит к тому, что в разные времена года продолжительность истинных солнечных суток оказывается несколько различной. Эти регулярные изменения продолжительности истинных солнечных суток исключаются введением средних солнечных суток. [9]
Промежуток времени, в течение которого Земля совершает один оборот вокруг своей оси относительно направления на какую-нибудь точку в пространстве, называется сутками. Если оборот Земли вокруг своей оси фиксируется относительно направления на точку весеннего равноденствия, то это - звездные сутки; при направлении на центр видимого диска Солнца, смещенный годичной аберрацией - истинные солнечные сутки; ври направлении на среднее солнце - средние солнечные сутки. [10]
Частота обычно определяется как количество вибраций или колебаний в секунду и ее измерение связано с установлением интервалов времени и процессом счета. Практической единицей времени является средняя солнечная секунда, которая определяется как 1 / ( 24 X 60 X 60) средних солнечных суток. Так как истинные солнечные сутки, измеряемые по последовательным прохождениям Солнца через меридиан, непостоянны в течение года, то в качестве эталонного интервала берется среднее значение истинных солнечных суток за период в двенадцать месяцев. Разница между средним солнечным временем и истинным солнечным временем, определяемая известным уравнением времени, может доходить до четверти часа. На практике период вращения Земли измеряется не путем непосредственного наблюдения за Солнцем, а посредством наблюдения за прохождением звезд, дающим более точные результаты. Из наблюдений за звездами определяется звездное время, далее оно преобразуется к среднему солнечному времени [ 141, 206), которое затем передается радиовещательными станциями как сигналы времени обсерватории. Другое определение - эфемеридное время - основывается на периоде обращения Земли вокруг Солнца. Принимая во внимание постоянство такой меры, эфемеридное время определяется как 1 / 31556925 9747 часть тропического 1900 года, в полночь на 1 января. [11]
Солнца через меридиан, не остаются неизменными в течение всего года, так как Земля не только вращается вокруг своей оси, но и движется по эклиптике вокруг Солнца. Последнее движение, происходящее в разных участках эклиптики с несколько различной угловой скоростью, и приводит к тому, что в разные времена года продолжительность истинных солнечных суток оказывается несколько различной. Эти регулярные изменения продолжительности истинных солнечных суток исключаются введением средних солнечных суток. [12]
Истинные солнечные сутки, в противоположность звездным, не равны времени оборота Земли вокруг своей оси, а определяют, ввиду движения Земли вокруг Солнца, несколько больший интервал времени. На протяжении одного года число звездных суток на единицу превышает число солнечных суток. Наблюдения показывают, что продолжительность истинных солнечных суток все время колеблется. Это объясняется следующими причинами. Во-первых, в перигелии Земля движется быстрее, чем в афелии, что непосредственно следует из законов Кеплера. Земля находится в перигелии. Во-вторых, поскольку плоскость эклиптики наклонена по отношению к плоскости небесного экватора, а эклиптика и экватор пересекаются в точках весеннего и осеннего равноденствий, то и истинные солнечные сутки в марте и сентябре короче ( приблизительно на 20 с), чем в июне и декабре. Усреднение за год кривой, описывающей изменение продолжительности истинных солнечных суток, приводит к определению средних солнечных суток. Эти сутки разбиваются на 24 - 60 - 60 86400 частей, что и дает нам размер единицы времени - секунды - в шкале среднего солнечного времени. [13]
С развитием астрономии выяснили, что длительность солнечных суток в разное время года не одинакова. Оказалось, что разница между самыми короткими и самыми продолжительными солнечными сутками в году превышает 30 мин. Поэтому за единицу времени приняли так называемые средние солнечные сутки, длительность которых равна средней длительности истинных солнечных суток в течение года. [14]
Звездная шкала времени неудобна тем, что она не связана с движением Солнца, по которому живет человечество. Так, звездные сутки приблизительно на 4 мин короче средних солнечных суток. Поэтому была введена шкала солнечного времени, в которой размер секунды ( солнечной секунды) определяется как 1 / 86400 часть истинных солнечных суток, - промежутка времени между двумя последовательными верхними кульминациями центра видимого диска Солнца на меридиане места наблюдения. Начальный момент совмещается при этом с началом любых определенных солнечных суток. [15]