Астрономические основы календаря - OXFORDST.RU

Астрономические основы календаря

Астрономический календарь

Каждая календарная система основана на трех основных параметрах фиксации времени:

  • Средняя продолжительность суток;
  • Синодический (лунный) месяц;
  • Солнечный (тропический) год.

Временные календарные интервалы

Основными временными календарными интервалами являются:

  • Сутки;
  • Неделя;
  • Лунный или синодический месяц. Это временной интервал, который заключен между идентичными последовательными лунными фазами;
  • Солнечный или тропический год – временной интервал, который заключен между двух пересечений Солнца точки весеннего равноденствия, произошедших последовательно.

Учитывая, что точка весеннего равноденствия имеет медленный ход относительно к Солнцу из-за изменения пространственного направления импульса тела, положение Солнца по отношению к звездам равно временному интервалу, который превышает тропический год на 20 минут 24 секунды. Поэтому данный временной интервал называется звездным годом и включает в себя 365, 2564 солнечных суток.

Так как в разных народах существовали различные способы приведения в соответствие суточного, месячного и годового цикла, это привело к появлению множества календарных систем, которые можно разделить на три основные группы:

  • Лунные;
  • Солнечные;
  • Лунно-солнечные.

Лунный и солнечный календарь

Лунный календарь состоит из 12 месяцев, каждый из которых включает в себя 29 или 30 суток. Всего в лунном календаре насчитывается 354 или 355 суток, что на 10 суток меньше, чем в солнечном.

Больше всего лунный календарь распространен в исламских странах, поэтому мусульманские праздники, в том числе и Новый год, не имеют фиксированных дат.

Рисунок №1. Лунный календарь

Наиболее сложным для летоисчисления является лунно-солнечный календарь. Он отличается тем, что в нем общее число синодических месяцев совпадает с длительностью солнечного года. Лунно-солнечный календарь основан на следующей пропорции: 235 лунных месяцев соответствуют 19 солнечным годам (при погрешности 2 часа). В каждом году имеется 12 месяцев, начинающихся с новолуния. Такая система используется в еврейском календаре, имеющем 12 или 13 месяцев, причем некоторые месяцы могут регулярно изменять свою продолжительность. Началом года является осень, с плавающей датой.

Не нашли что искали?

Просто напиши и мы поможем

У древних римлян, использовавших лунный календарь, начало года приходилось на 1 марта, но впоследствии эта дата была перенесена на 1 января. В современных календарях до сих пор используются римские названия месяцев.

Рисунок 2. Лунно-солнечный календарь.

Солнечный календарь появился в Древнем Египте, ориентировочно в IV тысячелетии до н.э. Год в солнечном календаре состоит из 12 месяцев, каждый из которых включает в себя 30 дней. Последние пять дней в году считались праздничными.

Рисунок 3. Древний солнечный календарь

Юлианский и григорианский календари

Современный календарь создан на основе римского солнечного календаря, появившегося в свою очередь благодаря реформам Юлия Цезаря, за что он и был назван юлианским. Юлианский календарь был создан 1 января 45 года до н.э и предполагал продолжительность года в 365.2 суток. Так как количество дней в таком году не являлось целым, то было принято решение в трех годах определить по 365 дней, в четвертом високосном – 366 ней. Год делился на 12 месяцев, часть из которых имела 30 дней, а остальная часть – 31 день. Единственным исключением являлся февраль, насчитывающий 28 дней (29 дней в високосный год). Так как юлианский год имеет длительность на 11 минут 15 секунд больше, чем солнечный, за 120 лет у него накапливается погрешность в сутки. Со временем погрешность только увеличивалась, поэтому в 1532 году Папа Римский Григорий XIII создал специальную комиссию, задачей которой являлось исправление календаря. В новом календаре, получившим в его честь название григорианский, были убраны 10 лишних суток.

Сложно разобраться самому?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

По григорианскому календарю каждый четвертый год является високосным, кроме годов, имеющих целое количество веков. Но если сотня лет делится на четыре без дроби, то этот год не является високосным, например 1600 или 2000 год.

Григорианский календарь отличается от солнечного на 27 секунд, поэтому для образования погрешности в 1 сутки должно пройти 3226 лет. Но при этом и григорианский календарь не лишен недостатков:

  • Различное количество дней в месяцах;
  • Не согласованные дни неделей и числа месяца;
  • Кварталы имеют различную продолжительность.

На сегодняшний момент есть перспективные наработки по реформированию календаря, но их реализация не представляется возможной из-за религиозных, политических и экономических разногласий между государствами.

Не нашли нужную информацию?

Закажите подходящий материал на нашем сервисе. Разместите задание – система его автоматически разошлет в течение 59 секунд. Выберите подходящего эксперта, и он избавит вас от хлопот с учёбой.

Гарантия низких цен

Все работы выполняются без посредников, поэтому цены вас приятно удивят.

Доработки и консультации включены в стоимость

В рамках задания они бесплатны и выполняются в оговоренные сроки.

Вернем деньги за невыполненное задание

Если эксперт не справился – гарантируем 100% возврат средств.

Тех.поддержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры работают в выходные и праздники, чтобы оперативно отвечать на ваши вопросы.

Тысячи проверенных экспертов

Мы отбираем только надёжных исполнителей – профессионалов в своей области. Все они имеют высшее образование с оценками в дипломе «хорошо» и «отлично».

Гарантия возврата денег

Эксперт получил деньги, а работу не выполнил?
Только не у нас!

Деньги хранятся на вашем балансе во время работы над заданием и гарантийного срока

Гарантия возврата денег

В случае, если что-то пойдет не так, мы гарантируем возврат полной уплаченой суммы

Отзывы студентов о нашей работе

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Всё сдал!», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Принимаем к оплате

Календарь астрономии

Вы будете перенаправлены на Автор24

Календарем называется средство подсчета продолжительных временных интервалов, основанное на определённой периодичности небесных явлений: перемене дней и ночей, цикличности фаз Луны и смены сезонов в годовом цикле.

В каждой системе календаря имеется три базисных параметра фиксации времени: средняя продолжительность суток, лунный (иначе синодический) месяц и солнечный (иначе тропический) год.

Временные календарные интервалы

Основные временные интервалы календаря:

  1. Сутки.
  2. Неделя.
  3. Лунный (синодический) месяц.
  4. Солнечный (тропический) год.

Временной интервал, заключённый промеж двух одинаковых лунных фаз, произошедших последовательно, называется синодическим месяцем.

Временной интервал, заключённый промеж двух пересечений Солнцем точки весеннего равноденствия, произошедших последовательно, называется тропическим годом.

Так как точка весеннего равноденствия имеет довольно медленный ход в сторону Солнца, что объясняется прецессией (изменением пространственного направления импульса тела), положение Солнца по отношению к звездам (нахождение его в определённой точке небосвода) имеет временной интервал превышающий тропический год на двадцать минут двадцать четыре секунды. Этот, несколько больший, временной промежуток носит название звездного года и включает в себя 365,2564 солнечных суток средней продолжительности.

В лунном месяце и солнечном году нет цельного количества суток. Средняя длительность лунного месяца составляет 29,530589 суток, а длительность солнечного года оценивается в 365,242190 суток. Получается несоразмерность этих трёх временных параметров. Возникает невозможность подбора цельных чисел солнечных лет, у которых было бы цельное количество лунных месяцев и цельное количество средних суток.

Готовые работы на аналогичную тему

Желание привести в соответствие суточный, месячный и годовой циклы вызвало то, что в различные времена у разных наций появилось большое количество различных календарных систем, в каковых можно выделить три основных группы:

  • Лунные.
  • Лунно-солнечные.
  • Солнечные.

Лунный и солнечный календари

Лунный календарь разделяет год на 12 месяцев, которые включают в себя либо тридцать, либо двадцать девять суток. Количество суток у лунного календаря триста пятьдесят четыре либо триста пятьдесят пять, меньше чем в солнечном году где-то на десять суток. Лунный календарь имеет массовое хождение в странах Ислама. В связи с тем, что в лунном году меньшее количество дней, чем в солнечном, мусульмане не имеют определённого начала года, приходящегося на фиксированную дату. Начало года регулярно смещается и может выпасть на любой сезон.

Рисунок 1. Лунный календарь. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Самым сложным является лунно-солнечный календарь. В нем общее число синодических месяцев в среднем совпадает с длительностью солнечного года. Основой данного календаря является пропорция: девятнадцати солнечным годам соответствуют двести тридцать пять лунных месяцев (погрешность примерно два часа). В году содержится двенадцать месяцев, началом которых служит новолуние. Еврейский календарь до сих пор сохранил таковую систему. В нём год имеет двенадцать либо тринадцать месяцев. Причем определённые месяцы регулярно изменяют свою длительность. Началом года постоянно является осень, но конкретная дата его, по григорианскому календарю, регулярно меняется.

Изначально римляне вели счёт времени в лунных годах. Начало года приходилось на первое марта. В нынешних календарях сохранились римские наименования месяцев. В более поздний период римляне перенесли начало года на первое января, (день вступления консулов в должность).

Рисунок 2. Лунно-солнечный календарь. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Солнечный календарь был составлен древними египтянами ориентировочно в четвёртом тысячелетии до н. э. Продолжительность года в этом календаре равнялась двенадцати месяцам, состоящим из тридцати дней каждый, а на окончание года приходились пять дней праздника.

Рисунок 3. Древний солнечный календарь. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Юлианский и грегорианский календари

Основой теперешних календарей служит солнечный календарь римлян, являющийся плодом преобразований произведённых Юлием Цезарем, что дало повод дать ему наименование юлианский календарь. Датой рождения юлианского календаря можно считать первое января сорок пятого года до н. э. Данный календарь предполагал длительность года в 365,25 суток, именно такая величина соответствовала тогда продолжительности солнечного года.

Так как количество годовых суток было дробным, в трёх годах положили по триста шестьдесят пять дней, а для четвертого (високосного) триста шестьдесят шесть. В году было двенадцать месяцев, в нечетных по тридцать одному дню, в четных по тридцать дней. А февраль «обидели», оставив ему в обычном году двадцать восемь дней, а в високосном двадцать девять.

Исходя из того, что у юлианского года длительность на одиннадцать минут пятнадцать секунд больше чем у солнечного года, каждые сто двадцать лет происходило накопление погрешности равной суткам. Постепенно опоздание календаря увеличивалось. Ошибку поправили в 1582 году, тогда римским папой Григорием XIII была создана особая комиссия для исправления календаря, которая убрала десять лишних суток. В честь понтифика новый календарь назвали григорианским календарём (также существует определение — календарь нового стиля). Юлианский же календарь, в настоящее время известен как старый стиль.

У григорианского календаря високосными годами считаются все четвертые, исключение сделано для лет, имеющих целое количество веков. В тоже время, если сотни лет можно поделить на четыре без дробной части, високосным год не является, например двух тысячный.

Россия приняла григорианский календарь тридцать первого января 1918 года.

Читайте также  Медно-никелевая промышленность Российской Федерации

У григорианского года разность с солнечным годом равна двадцати семи секундам. Получается, что ошибка в одни сутки образуется в течение 3226 лет.

Но и у григорианского календаря имеются свои недочёты, так он имеет:

  • разное количество дней в месяцах,
  • кварталы различной продолжительности,
  • дни недели не согласованы с числами месяца.

Существуют наработки обновлённых (общемировых) календарей, с равномерным делением года. Но имеющиеся политико-экономические и религиозные разногласия между государствами не дают возможности реформирования календаря.

Помимо счисления месяцев, составляющих годы, должны считаться и сами годы. Это достигается с помощью такого понятия как эра. Эрой принято называть начальную точку исчисления лет. Впрочем, эра — определение историческое и к астрономии отношения не имеет.

Лекция. Время и календарь

Новые аудиокурсы повышения квалификации для педагогов

Слушайте учебный материал в удобное для Вас время в любом месте

откроется в новом окне

Выдаем Удостоверение установленного образца:

Дисциплина «Астрономия»

Специальность 08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»

курс III группа: 1с1, 2с1, 3с1, 4с1

Преподаватель: Жданова Наталия Владимировна

ЛЕКЦИЯ 5. Время и календарь . (2 часа)

План лекции:

Вся наша жизнь связана со временем и регулируется периодической сменой дня и ночи, а также времён года. Вам известно, что Солнце всегда освещает только половину земного шара: на одном полушарии — день, а на другом в это время ночь. Следовательно, на нашей планете всегда есть точки, где в данный момент полдень, и Солнце находится в верхней кульминации, а есть полночь, когда Солнце находится в нижней кульминации.

Момент верхней кульминации центра Солнца называется истинным полднем , момент нижней кульминации — истинной полночью . А промежуток времени между двумя последовательными одноимёнными кульминациями центра Солнца называется истинными солнечными сутками.

Казалось бы, их можно использовать для точного счёта времени. Однако из-за эллиптической орбиты Земли, солнечные сутки периодически меняют свою продолжительность. Так, когда Земля находится ближе всего к Солнцу, она движется по орбите примерно со 30,3 км/с. А через полгода Земля оказывается в самой удалённой точке от Солнца, где её скорость падает на 1 км/с. Такое неравномерно движение Земли по своей орбите вызывает неравномерное видимое перемещение Солнца по небесной сфере. Иными словами, в разное время года Солнце «перемещается» по небу с различной скоростью. Поэтому продолжительность истинных солнечных суток постоянно меняется и пользоваться ими в качестве единицы измерения времени неудобно. В связи с этим в повседневной жизни используются не истинные, а средние солнечные сутки , продолжительность которых принята постоянной и равной 24 часам. Каждый час среднего солнечного времени в свою очередь делится на 60 минут, а каждая минута — на 60 секунд.

Измерение времени солнечными сутками связано с географическим меридианом. Время, измеренное на данном меридиане, называется его местным временем , и оно одинаково для всех пунктов, находящихся на нём. При этом, чем восточнее земной меридиан, тем раньше на нём начинаются сутки. Если учесть, что за каждый час наша планета поворачивается вокруг своей оси на 15 о , то разность времени двух пунктов в один час соответствует и разности долгот в 15°. Следовательно, местное время в двух пунктах будет отличаться ровно на столько, на сколько отличается их географическая долгота, выраженная в часовой мере:

T 1 T 2 = λ 1 – λ 2 .

Из курса географии вам известно, что за начальный (или, как его ещё называют, нулевой) меридиан принят меридиан, проходящий через Гринвичскую обсерваторию, находящуюся недалеко от Лондона. Местное среднее солнечное время Гринвичского меридиана называется всемирным временем — Universal Time (сокращённо UT).

Зная всемирное время и географическую долготу какого-либо пункта, можно легко определить его местное время:

T 1 = UT + λ 1 .

Эта формула также позволяет находить географическую долготу по всемирному времени и местному времени, которое определяется из астрономических наблюдений.

Однако, если бы в повседневной жизни мы с вами пользовались местным временем, то по мере передвижения между населёнными пунктами, находящимися восточнее или западнее постоянного места проживания, нам бы приходилось непрерывно передвигать стрелки часов.

Для примера, давайте определим, на сколько позже наступает полдень в Санкт-Петербурге по сравнению с Москвой, если их географическая долгота заранее известна.

Иными словами, в Санкт-Петербурге полдень наступит примерно на 29 мин 12 с позднее, чем в Москве.

Возникающие неудобства столь очевидны, что в настоящее время практически всё население земного шара пользуется поясной системой счёта времени . Она была предложена преподавателем из США Чарльзом Даудом в 1872 году для использования на железных дорогах Америки. А уже в 1884 году в Вашингтоне прошла Международная меридианная конференция, итогом которой стала рекомендация применения гринвичского времени в качестве всемирного времени.

Согласно этой системе, весь земной шар разделён на 24 часовых пояса, каждый из которых простирается по долготе на 15° (или на один час). Часовой пояс Гринвичского меридиана считается нулевым. Остальным же поясам в направлении от нулевого на восток присвоены номера от 1 до 23. В пределах одного пояса во всех пунктах в каждый момент поясное время одинаково, а в соседних поясах оно отличается ровно на один час.

Таким образом, поясное время, которое принято в конкретном месте, отличается от всемирного на число часов, равных номеру его часового пояса:

Т = UT + n .

Если посмотреть на карту часовых поясов, то не трудно заметить, что их границы совпадают с меридианами только в малонаселённых местах, на морях и океанах. В остальных же местах границы поясов для большего удобства проведены по государственным и административным границам, горным хребтам, рекам и другим естественным рубежам.

Также от полюса до полюса по поверхности земного шара проходит условная линия, по разные стороны которой местное время отличается почти на сутки. Эта линия получила название линии перемены даты. Она примерно проходит по меридиану 180 о .

В настоящее время более надёжным и удобным временем считается атомное время, которое было введено Международным комитетом мер и весов в 1964 году. А эталоном времени были приняты атомные часы, ошибка хода которых примерно составляет одну секунду за 50 тысяч лет. Поэтому с 1 января 1972 года страны земного шара ведут счёт времени по ним.

Для счёта длительных промежутков времени, в которых устанавливается определённая продолжительность месяцев, их порядок в году и начальный момент отсчёта лет, был введён календарь. В его основе лежат периодические астрономические явления: вращение Земли вокруг оси, изменение лунных фаз, обращение Земли вокруг Солнца. При этом любая календарная система (а их насчитывается более 200) опирается на три основные единицы измерения времени: средние солнечные сутки, синодический месяц и тропический (или солнечный) год.

Напомним, что синодический месяц — это промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами Луны. Он примерно равен 29,5 суток.

А тропический год — это промежуток времени между двумя последовательными прохождениями центра Солнца через точку весеннего равноденствия. Его средняя продолжительность с 1 января 2000 года составляет 365 д 05 ч 48 мин 45,19 с.

Как видим, синодический месяц и тропический год не содержат в себе целого числа средних солнечных суток. Поэтому многие народы по-своему пытались согласовать сутки, месяц и год. Это, в последствии, и привело к тому, что в разное время у разных народов была своя календарная система. Однако все календари можно условно разделить на три типа: лунные, лунно-солнечные и солнечные.

В лунном календаре год делится на 12 лунных месяцев, которые попеременно содержат в себе 30 или 29 суток. Вследствие этого, лунный календарь короче солнечного года примерно на десять суток. Такой календарь получил широкое распространение в современном исламском мире.

Лунно-солнечные календари самые сложные. В их основе лежит соотношение, что 19 солнечных лет равны 235 лунным месяцем. Вследствие этого, в году содержится 12 или 13 месяцев. В настоящее время такая система сохранилась в еврейском календаре.

В солнечном календаре за основу берётся продолжительность тропического года. Одним из первых солнечных календарей считается древнеегипетский календарь, созданный примерно в 5 тысячелетии до нашей эры. В нём год делился на 12 месяцев по 30 дней в каждом. А в конце года добавлялось ещё 5 праздничных дней.

Непосредственным предшественником современного календаря был календарь, разработанный 1 января 45 года до нашей эры в Древнем Риме по приказу Юлия Цезаря (отсюда и его название — юлианский).

Он содержал в себе 365,25 суток, что соответствовало известной в то время длине тропического года. Для удобства в нём три года считалось по 365 суток. А в каждый год, кратный четырём, добавлялись одни дополнительные сутки в феврале. Такой год был назван високосным.

Но и юлианский календарь не был совершенным, так как в нём продолжительность календарного года отличалась от тропического года на 11 минут и 14 секунд. Казалось бы, всего-ничего. Но к середине 16 века было замечено смещение дня весеннего равноденствия, с которыми связаны церковные праздники, на 10 суток.

Чтобы компенсировать накопившуюся ошибку и избежать подобного смещения в будущем, в 1582 году римский папа Григорий XIII провёл реформу календаря, передвинувшую счёт дней на 10 суток вперёд.

При этом, чтобы средний календарный год лучше соответствовал солнечному, Григорий XIII изменил правило високосных лет. По-прежнему високосным оставался год, номер которого кратен четырём, но исключение делалось для тех, которые были кратны ста. Такие годы были високосными только тогда, когда делились ещё и на 400. Например, 1700, 1800 и 1900 годы являлись простыми. А вот 1600 год и 2000 — високосными.

Исправленный календарь получил название григорианского календаря или календаря нового стиля.

В России новый стиль был введён лишь в 1918 году. К этому времени между ним и старым стилем накопилось разница в 13 дней.

Однако старый календарь всё ещё жив в памяти многих людей. Именно благодаря ему во многих странах бывшего СССР в ночь с 13 на 14 января отмечается «старый Новый год».

Что такое поясное время?

Что такое всемирное время?

Где проходит нулевой меридиан?

Как вычислить поясное время?

Подготовить доклад на тему «Календарь»

Астрономия. Базовый уровень. 11 класс: учебник / Б. А. Воронцов-Вельяминов, Е. К. Страут. – 5-е изд., пересмотр. – М.: Дрофа, 2018.

Астрономия. 11 класс. Методическое пособие к учебнику Б. А. Воронцова-Вельяминова, Е. К. Страута «Астрономия. Базовый уровень. 11 класс»/ М. А. Кунаш. — М.: Дрофа, 2018.

Н.Н. Гомулина. Открытая астрономия/ Под ред. В.Г. Сурдина. – Электронный образовательный ресурс. http://www.college.ru/astronomy/course/content/index.htm

В.Г. Сурдин. Астрономические задачи с решениями/ Издательство ЛКИ, 2017 г.

Вселенная в вопросах и ответах. Задачи и тесты по астрономии и космонавтике. В.Г. Сурдин. 2017

Читайте также  Инвариантные свойства ортогонального проецирования

Астрономические основы календаря (стр. 1 из 2)

Сутки как одна из основных единиц измерения времени. Вращение Земли и видимое движение звездного неба.

Основная величина для измерения времени связана с периодом полного оборота земного шара вокруг своей оси. До недавнего времени считалось, что вращение Земли происходит совершенно равномерно. Однако сейчас в этом вращении обнаружились некоторые неравномерности, но они столь малы, что не имеют значения для построения календаря. Находясь на поверхности Земли и участвуя вместе с нею в ее вращательном движении, мы не ощущаем его. О вращении земного шара вокруг оси мы судим лишь по тем видимым явлениям, которые с ним связаны. Следствием суточного вращения Земли является, например, видимое движение небесного свода со всеми находящимися на нем светилами: звездами, планетами, Солнцем, Луной и т. д. В наши дни для определения продолжительности одного оборота земного шара можно воспользоваться — специальным телескопом — пассажным инструментом, оптическая ось трубы которого вращается строго в одной плоскости — плоскости меридиана данного места, проходящей через точки юга и севера. Пересечение звездой меридиана называется верхней кульминацией. Промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями звезды называется звездными сутками. Более точное определение звездных суток такое: это промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями точки весеннего равноденствия. Они представляют собой одну из основных единиц измерения времени, так как продолжительность их остается неизменной. Звездные сутки делятся на 24 звездных часа, каждый час — на 60 звездных минут, каждая минута — на 60 звездных секунд. Звездные часы, минуты и секунды отсчитываются на звездных часах, которые имеются в каждой астрономической обсерватории и всегда показывают звездное время. Пользоваться в повседневной жизни такими часами неудобно, так как один и тот же звездный час в течение года приходится на различное время солнечных суток. Жизнь природы, а вместе с ней вся трудовая деятельность людей, связана не с движением звезд, а со сменой дня и ночи, т. е. с суточным движением Солнца. Поэтому в повседневной жизни мы пользуемся не звездным временем, а солнечным. Понятие солнечного времени значительно сложнее понятия звездного времени. Прежде всего надо ясно представить себе видимое движение Солнца.

Видимое годовое движение Солнца. Эклиптика.

Наблюдая из ночи в ночь за звездным небом, можно заметить, что в каждую последующую полночь кульминируют все новые и новые звезды. Это объясняется тем, что вследствие годового движения земного шара по орбите происходит движение Солнца среди звезд. Оно совершается в том же направлении, в каком вращается Земля, т. е. с запада на восток. Путь видимого движения Солнца среди звезд называется эклиптикой. Он представляет собой на небесной сфере большой круг, плоскость которого наклонена к плоскости небесного экватора под углом 23°27′ и пересекается с небесным экватором в двух точках. Это точки весеннего и осеннего равноденствий. В первой из них Солнце бывает около 21 марта, когда оно переходит из южного небесного полушария в северное. Во второй точке оно находится около 23 сентября, когда переходит из северного полушария в южное. Зодиакальные созвездия. Двигаясь по эклиптике, Солнце в течение года последовательно перемещается среди следующих 12 созвездий, расположенных вдоль эклиптики и составляющих пояс зодиака. Видимое перемещение Солнца по зодиакальным созвездиям: Рыбы, Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог и Водолей. (Строго говоря, Солнце проходит и через 13-е созвездие — Змееносец. Это созвездие было бы даже более правильно считать зодиакальным, чем такое созвездие, как Скорпион, в котором Солнце находится менее продолжительное время, чем в каждом из остальных созвездий.) Эти созвездия, названные зодиакальными, свое общее название получили от греческого слова «зоон» — животное, так как многие из них еще в глубокой древности были названы именами животных. В каждом из зодиакальных созвездий Солнце бывает в среднем около месяца. Поэтому еще в древности каждому месяцу соответствовал определенный знак зодиака. Март, например, был обозначен знаком Овна, так как в этом созвездии около двух тысяч лет назад находилась точка весеннего равноденствия и, следовательно, Солнце в марте проходило это созвездие.На рисунке видно, что когда Земля переместится по своей орбите и перейдет из положения III (март) в положение IV (апрель), то Солнце перейдет из созвездия Овна в созвездие Тельца, а когда Земля окажется в положении V (май), то Солнце из созвездия Тельца переместится в созвездие Близнецов и т. д.

Перемещение северного полюса мира среди звезд за 26 000 лет. Однако точка весеннего равноденствия не сохраняет неизменного положения на небесной сфере. Ее перемещение, открытое еще во II в. до н. э. греческим ученым Гиппархом, получило название прецессии, т. е. предварения равноденствия. Оно вызывается следующей причиной. Земля имеет форму не шара, а сфероида, сплюснутого у полюсов. На разные части сфероидальной Земли по-разному действуют силы притяжения от Солнца и Луны. Эти силы приводят к тому, что при одновременном вращении Земли и движении ее вокруг Солнца ось вращения Земли описывает конус около перпендикуляра к плоскости орбиты. Вследствие этого полюсы мира перемещаются среди звезд по малому кругу с центром в полюсе эклиптики, находясь от него на расстоянии около 231/2° . Вследствие прецессии точка весеннего равноденствия перемещается вдоль эклиптики к западу, т. е. навстречу видимому движению Солнца, на величину 50″,3 в год. Поэтому полный круг она сделает примерно за 26 000 лет. По этой же причине северный полюс мира, находящийся в наше время вблизи Полярной звезды, 4000 лет назад находился вблизи Дракона, а через 12 000 лет будет вблизи Веги (a Лиры).

Солнечные сутки и солнечное время.

Истинные солнечные сутки. Если с помощью пассажного инструмента наблюдать не звезды, а Солнце и ежедневно отмечать время прохождения центра солнечного диска через меридиан, т. е. момент его верхней кульминации, то можно обнаружить, что промежуток времени между двумя верхними кульминациями центра солнечного диска, который называется истинными солнечными сутками, всегда оказывается длиннее звездных суток в среднем на 3 мин. 56 сек., или приблизительно на 4 мин. Это происходит от того, что Земля, обращаясь вокруг Солнца, совершает полный оборот вокруг него в течение года, т. е. приблизительно за 365 с четвертью суток. Отражая это движение Земли, Солнце за одни сутки перемещается примерно на 1/365 своего годового пути, или на величину около одного градуса, что соответствует четырем минутам времени. Однако в отличие от звездных суток истинные солнечные сутки периодически меняют свою продолжительность. Это вызывается двумя причинами: во-первых, наклоном плоскости эклиптики к плоскости небесного экватора, во-вторых, эллиптической формой орбиты Земли. Когда Земля находится на участке эллипса, расположенном ближе к Солнцу, то она движется быстрее; через полгода Земля окажется в противоположной части эллипса и будет перемещаться по орбите медленнее. Неравномерное движение Земли по своей орбите вызывает неравномерное видимое передвижение Солнца по небесной сфере: в разное время года Солнце перемещается с различной скоростью. Поэтому продолжительность истинных солнечных суток постоянно меняется. Так, например, 23 декабря, когда истинные сутки наиболее длинные, они на 51 сек. продолжительнее, чем 16 сентября, когда они всего короче. Средние солнечные сутки. Вследствие неравномерности истинных солнечных суток пользоваться ими в качестве единицы для измерения времени неудобно. Об этом хорошо знали около трехсот лет назад парижские часовщики, когда писали па своем цеховом гербе: «Солнце показывает время обманчиво». Все наши часы — наручные, стенные, карманные и другие — отрегулированы не по движению истинного Солнца, а по движению воображаемой точки, которая в течение года совершает один полный оборот вокруг Земли за такое же время, как и Солнце, но перемещается при этом по небесному экватору и совершенно равномерно. Называется такая точка средним солнцем. Момент прохождения среднего солнца через меридиан называют средним полднем, а промежуток времени между двумя последовательными средними полднями — средними солнечными сутками. Продолжительность их всегда одинакова. Их делят на 24 часа, каждый час среднего солнечного времени в свою очередь делится на 60 минут, а каждая минута — на 60 секунд среднего солнечного времени. Именно средние солнечные сутки, а не звездные сутки являются одной из основных единиц измерения времени, положенной в основу современного календаря. Разность между средним солнечным временем и истинным временем в один и тот же момент называется уравнением времени.

Астрономические основы календаря.

Мы знаем, что в основе всякого календаря лежат астрономические явления: смена дня и ночи, изменение лунных фаз и смена времен года. Эти явления дают три основные единицы измерения времени, лежащие в основе любой календарной системы, а именно: солнечные сутки, лунный месяц и солнечный год. Принимая средние солнечные сутки за величину постоянную, установим продолжительность лунного месяца и солнечного года. На протяжении всей истории астрономии продолжительность этих единиц измерения времени все время уточнялась.Синодический месяц.В основе лунных календарей лежит синодический месяц — промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами Луны. Первоначально, как уже известно, он определялся в 30 суток. Позже было установлено, что в лунном месяце 29,5 суток. В настоящее время средняя продолжительность синодического месяца принимается равной 29,530588 средних солнечных суток, или 29 суткам 12 часам 44 минутам 2,8 секунды среднего солнечного времени.Тропический год.Исключительно важное значение имело постепенное уточнение продолжительности солнечного года. В первых календарных системах год содержал 360 суток. Древние египтяне и китайцы около пяти тысяч лет назад определили длину солнечного года в 365 суток, а за несколько столетий до нашей эры как в Египте, так и в Китае продолжительность года была установлена в 365,25суток. В основу современного календаря положен тропический год — промежуток времени между двумя последовательными прохождениями центра Солнца через точку весеннего равноденствия. Определением точного значения величины тропического года занимались такие выдающиеся ученые, как П. Лаплас (1749-1827) в 1802 г., Ф. Бессель (1784—1846) в 1828 г., П. Ганзен (1795-1874) в 1853 г., У. Леверье (1811—1877) в 1858 г., и некоторые другие. Для определения продолжительности тропического года С. Ньюком предложил общую формулу: Т == 365,24219879 — 0,0000000614 (t — 1900), где t — порядковое число года. В октябре 1960 г. в Париже состоялась XI Генеральная конференция по мерам и весам, на которой была принята единая международная система единиц (СИ) и утверждено новое определение секунды как основной единицы времени, рекомендованное IX конгрессом Международного астрономического союза (Дублин, 1955 г.). В соответствии с принятым решением эфемеридная секунда определяется как 1/31556925,9747 часть тропического года для начала 1900 г. Отсюда легко определить величину тропического года: Т ==- 365 дней 5 час. 48 мин. 45,9747 сек. или Т = 365,242199 суток. Для календарных целей такая высокая точность не требуется. Поэтому, округляя до пятого десятичного знака, получим Т == 365,24220 суток. Такое округление величины тропического года дает ошибку в одни сутки за 100 000 лет. Поэтому принятая нами величина вполне может быть положена в основание всех календарных расчетов. Итак, ни синодический месяц, ни тропический год не содержат целого числа средних солнечных суток и, следовательно, все эти три величины несоизмеримы. Это значит, что невозможно достаточно просто выразить одну из этих величин через другую, т. е. нельзя подобрать некоторое целое число солнечных годов, в которых содержалось бы целое число лунных месяцев и целое число средних солнечных суток. Именно этим объясняется вся сложность календарной проблемы и вся та путаница, которая в течение многих тысячелетий царила в вопросе счисления больших промежутков времени.

Читайте также  Дискриминация на рынке труда 2

Астрономические основы календаря

Мы знаем, что в основе всякого календаря лежат астрономические явления: смена дня и ночи, изменение лунных фаз и смена времен

Астрономические основы календаря

Математика и статистика

Другие материалы по предмету

Астрономические основы календаря

Сутки как одна из основных единиц измерения времени. Вращение Земли и видимое движение звездного неба.

Основная величина для измерения времени связана с периодом полного оборота земного шара вокруг своей оси. До недавнего времени считалось, что вращение Земли происходит совершенно равномерно. Однако сейчас в этом вращении обнаружились некоторые неравномерности, но они столь малы, что не имеют значения для построения календаря. Находясь на поверхности Земли и участвуя вместе с нею в ее вращательном движении, мы не ощущаем его. О вращении земного шара вокруг оси мы судим лишь по тем видимым явлениям, которые с ним связаны. Следствием суточного вращения Земли является, например, видимое движение небесного свода со всеми находящимися на нем светилами: звездами, планетами, Солнцем, Луной и т. д. В наши дни для определения продолжительности одного оборота земного шара можно воспользоваться специальным телескопом — пассажным инструментом, оптическая ось трубы которого вращается строго в одной плоскости плоскости меридиана данного места, проходящей через точки юга и севера. Пересечение звездой меридиана называется верхней кульминацией. Промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями звезды называется звездными сутками. Более точное определение звездных суток такое: это промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями точки весеннего равноденствия. Они представляют собой одну из основных единиц измерения времени, так как продолжительность их остается неизменной. Звездные сутки делятся на 24 звездных часа, каждый час на 60 звездных минут, каждая минута на 60 звездных секунд. Звездные часы, минуты и секунды отсчитываются на звездных часах, которые имеются в каждой астрономической обсерватории и всегда показывают звездное время. Пользоваться в повседневной жизни такими часами неудобно, так как один и тот же звездный час в течение года приходится на различное время солнечных суток. Жизнь природы, а вместе с ней вся трудовая деятельность людей, связана не с движением звезд, а со сменой дня и ночи, т. е. с суточным движением Солнца. Поэтому в повседневной жизни мы пользуемся не звездным временем, а солнечным. Понятие солнечного времени значительно сложнее понятия звездного времени. Прежде всего надо ясно представить себе видимое движение Солнца.

Видимое годовое движение Солнца. Эклиптика.

Наблюдая из ночи в ночь за звездным небом, можно заметить, что в каждую последующую полночь кульминируют все новые и новые звезды. Это объясняется тем, что вследствие годового движения земного шара по орбите происходит движение Солнца среди звезд. Оно совершается в том же направлении, в каком вращается Земля, т. е. с запада на восток. Путь видимого движения Солнца среди звезд называется эклиптикой. Он представляет собой на небесной сфере большой круг, плоскость которого наклонена к плоскости небесного экватора под углом 23°27′ и пересекается с небесным экватором в двух точках. Это точки весеннего и осеннего равноденствий. В первой из них Солнце бывает около 21 марта, когда оно переходит из южного небесного полушария в северное. Во второй точке оно находится около 23 сентября, когда переходит из северного полушария в южное. Зодиакальные созвездия. Двигаясь по эклиптике, Солнце в течение года последовательно перемещается среди следующих 12 созвездий, расположенных вдоль эклиптики и составляющих пояс зодиака. Видимое перемещение Солнца по зодиакальным созвездиям: Рыбы, Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог и Водолей. (Строго говоря, Солнце проходит и через 13-е созвездие Змееносец. Это созвездие было бы даже более правильно считать зодиакальным, чем такое созвездие, как Скорпион, в котором Солнце находится менее продолжительное время, чем в каждом из остальных созвездий.) Эти созвездия, названные зодиакальными, свое общее название получили от греческого слова «зоон» животное, так как многие из них еще в глубокой древности были названы именами животных. В каждом из зодиакальных созвездий Солнце бывает в среднем около месяца. Поэтому еще в древности каждому месяцу соответствовал определенный знак зодиака. Март, например, был обозначен знаком Овна, так как в этом созвездии около двух тысяч лет назад находилась точка весеннего равноденствия и, следовательно, Солнце в марте проходило это созвездие.На рисунке видно, что когда Земля переместится по своей орбите и перейдет из положения III (март) в положение IV (апрель), то Солнце перейдет из созвездия Овна в созвездие Тельца, а когда Земля окажется в положении V (май), то Солнце из созвездия Тельца переместится в созвездие Близнецов и т. д.

Перемещение северного полюса мира среди звезд за 26 000 лет. Однако точка весеннего равноденствия не сохраняет неизменного положения на небесной сфере. Ее перемещение, открытое еще во II в. до н. э. греческим ученым Гиппархом, получило название прецессии, т. е. предварения равноденствия. Оно вызывается следующей причиной. Земля имеет форму не шара, а сфероида, сплюснутого у полюсов. На разные части сфероидальной Земли по-разному действуют силы притяжения от Солнца и Луны. Эти силы приводят к тому, что при одновременном вращении Земли и движении ее вокруг Солнца ось вращения Земли описывает конус около перпендикуляра к плоскости орбиты. Вследствие этого полюсы мира перемещаются среди звезд по малому кругу с центром в полюсе эклиптики, находясь от него на расстоянии около 231/2° . Вследствие прецессии точка весеннего равноденствия перемещается вдоль эклиптики к западу, т. е. навстречу видимому движению Солнца, на величину 50″,3 в год. Поэтому полный круг она сделает примерно за 26 000 лет. По этой же причине северный полюс мира, находящийся в наше время вблизи Полярной звезды, 4000 лет назад находился вблизи Дракона, а через 12 000 лет будет вблизи Веги (a Лиры).

Солнечные сутки и солнечное время.

Истинные солнечные сутки. Если с помощью пассажного инструмента наблюдать не звезды, а Солнце и ежедневно отмечать время прохождения центра солнечного диска через меридиан, т. е. момент его верхней кульминации, то можно обнаружить, что промежуток времени между двумя верхними кульминациями центра солнечного диска, который называется истинными солнечными сутками, всегда оказывается длиннее звездных суток в среднем на 3 мин. 56 сек., или приблизительно на 4 мин. Это происходит от того, что Земля, обращаясь вокруг Солнца, совершает полный оборот вокруг него в течение года, т. е. приблизительно за 365 с четвертью суток. Отражая это движение Земли, Солнце за одни сутки перемещается примерно на 1/365 своего годового пути, или на величину около одного градуса, что соответствует четырем минутам времени. Однако в отличие от звездных суток истинные солнечные сутки периодически меняют свою продолжительность. Это вызывается двумя причинами: во-первых, наклоном плоскости эклиптики к плоскости небесного экватора, во-вторых, эллиптической формой орбиты Земли. Когда Земля находится на участке эллипса, расположенном ближе к Солнцу, то она движется быстрее; через полгода Земля окажется в противоположной части эллипса и будет перемещаться по орбите медленнее. Неравномерное движение Земли по своей орбите вызывает неравномерное видимое передвижение Солнца по небесной сфере: в разное время года Солнце перемещается с различной скоростью. Поэтому продолжительность истинных солнечных суток постоянно меняется. Так, например, 23 декабря, когда истинные сутки наиболее длинные, они на 51 сек. продолжительнее, чем 16 сентября, когда они всего короче. Средние солнечные сутки. Вследствие неравномерности истинных солнечных суток пользоваться ими в качестве единицы для измерения времени неудобно. Об этом хорошо знали около трехсот лет назад парижские часовщики, когда писали па своем цеховом гербе: «Солнце показывает время обманчиво». Все наши часы наручные, стенные, карманные и другие отрегулированы не по движению истинного Солнца, а по движению воображаемой точки, которая в течение года совершает один полный оборот вокруг Земли за такое же время, как и Солнце, но перемещается при этом по небесному экватору и совершенно равномерно. Называется такая точка средним солнцем. Момент прохождения среднего солнца через меридиан называют средним полднем, а промежуток времени между двумя последовательными средними полднями средними солнечными сутками. Продолжительность их всегда одинакова. Их делят на 24 часа, каждый час среднего солнечного времени в свою очередь делится на 60 минут, а каждая минута на 60 секунд среднего солнечного времени. Именно средние солнечные сутки, а не звездные сутки являются одной из основных единиц измерения времени, положенной в основу современного календаря. Разность между средним солнечным временем и истинным временем в один и тот же момент называется уравнением времени.

Астрономические основы календаря.

Мы знаем, что в основе всякого календаря лежат астрономические явления: смена дня и ночи, изменение лунных фаз и смена времен года. Эти явления дают три основные единицы измерения времени, лежащие в основе любой календарной системы, а именно: солнечные сутки, лунный месяц и солнечный год. Принимая средние солнечные сутки за величину постоянную, установим продолжительность лунного месяца и солнечного года. На протяжении всей истории астрономии продолжительность этих единиц измерения времени все время уточнялась.Синодический месяц.В основе лунных календарей лежит синодический месяц промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами Луны. Первоначально, как уже известно, он определялся в 30 суток. Позже было установлено, что в лунном месяце 29,5 суток. В настоящее время средняя продолжительность синодического месяца принимается равной 29,530588 средних солнечных суток, или 29 суткам 12 часам 44 минутам 2,8 секунды среднего солнечного времени.Тропический год.Исключительно важное значение имело постепенн

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: