Презентация на тему "Измерение времени. Определение географической долготы"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Измерение времени. Определение географической долготы

• 
  Слайд 2

  Измерение времени

  Ответить на вопрос «что такое время» нелегко. В самом общем виде можно сказать, что время – это непрерывная череда сменяющих друг друга явлений. Главное свойство времени состоит в том, что оно длится, течет безостановочно. Пространство можно оградить, но время остановить невозможно. Время необратимо – путешествия на машине времени в прошлое невозможны. «Нельзя дважды войти в одну и ту же реку», – говорил Гераклит.

• 
  Слайд 3
  

  Тысячи лет назад люди заметили, что многое в природе повторяется: Солнце встает на востоке и заходит на западе, лето сменяет зиму и наоборот. Именно тогда возникли первые единицы времени – день, месяц и год. С помощью простейших астрономических приборов было установлено, что в году около 360 дней, и приблизительно за 30 дней силуэт Луны проходит цикл от одного полнолуния к следующему. Поэтому халдейские мудрецы приняли в основу шестидесятеричную систему счисления: сутки разбили на 12 ночных и 12 дневных часов, окружность – на 360 градусов. Каждый час и каждый градус были разделены на 60 минут, а каждая минута – на 60 секунд. Однако последующие более точные измерения безнадежно испортили это совершенство. Оказалось, что Земля делает полный оборот вокруг Солнца за 365 суток 5 часов 48 минут и 46 секунд. Луне же, чтобы обойти Землю, требуется от 29,25 до 29,85 суток. Древние солнечные часы. Время определяли по тени, которую отбрасывает стержень,установленный на циферблате под косым углом.

• 
  Слайд 4

  Солнечные часы

  Солнечные часы — старинный прибор для измерения времени по Солнцу. Это древнейший научный инструмент, дошедший до нас без изменений и представляющий первое применение человеком его знаний о движении небесных тел. Точная дата возникновения солнечных часов неизвестна. Самым старым из сохранившихся письменных документов о солнечных часах, датируемых 732 годом до н.э., содержится в Библии, в двадцатой главе Книги Царств. В свое время солнечные часы были привычным атрибутом центральных площадей античных городов. Эволюция солнечных часов шла бок о бок с развитием математики и астрономии. Однако многие века искусством создания солнечных часов владели только некоторые мастера. С 14-го по 18-е столетие многие ремесленники проявили изобретательность и мастерство в изготовлении карманных солнечных часов высокой точности, ставших жемчужинами часового искусства. Старинные солнечные часы как украшение можно увидеть на некоторых старых зданиях и как архитектурное украшение в скверах и парках наших городов.

• 
  Слайд 5
  
• 
  Слайд 6

  Гномон

  Было давно замечено, что самые длинные тени от предметов, освещенных Солнцем, бывают утром, к полудню они укорачиваются, а к вечеру вновь удлиняются. Замечено было также и то, что тени в течение дня меняют не только размеры, но и направление. Это явление и было использовано для простейших солнечных часов — гномона (греч. gnomon — указатель, стрелка). Гномон — вертикальный стержень со шкалой, нанесенной на горизонтальной площадке. Утром тень от гномона обращена к западу, в полдень в нашем северном полушарии — к северу, а вечером — к востоку. Самая короткая тень от гномона была в полдень. По положению тени и определяется истинное солнечное время. Первые обелиски, предназначавшиеся для измерения времени, были построены в Египте. Египтянам эти обелиски служили одновременно для почитания культа бога Солнца и устанавливались, как правило, перед входом в храм.

• 
  Слайд 7

  Экваториальные солнечные часы

  Решительный шаг в улучшении солнечных часов был сделан тогда, когда астрономы поняли, какие выгоды представляет расположение указателя солнечных часов параллельно земной оси. Чтобы гномон всегда показывал время правильно, его необходимо направить на Полярную звезду. Такое усовершенствование гномона предпринял грек Анаксимен Милетский, около 530 г. до н.э. построивший в Лакедемоне экваториальные солнечные часы. Часы назвали экваториальными потому, что плоскость их циферблата параллельна плоскости небесного экватора. Когда указатель солнечных часов расположен параллельно земной оси, а циферблат расположен перпендикулярно к указателю, то конец тени описывает на ней дугу окружности, а скорость движения тени оказывается постоянной. Вследствие равномерного движения тени часовые деления получаются равными.

• 
  Слайд 8
  
• 
  Слайд 9

  Вертикальные солнечные часы

  Вертикальные солнечные часы греки называли гемоциклы. Обычно эти часы располагали на наружных стенах общественных зданий. Главное правило установки часов остается неизменным: конец гномона, закрепленный в стене, должен быть направлен на Полярную звезду. Угол () отклонения гномона от вертикали равен:  = 90 – , где  — географическая широта места установки часов. Плоскость гномона должна быть направлена вдоль полуденной линии. Циферблат для часов изготовляется в виде навесного экрана или для этого используется гладкая поверхность стены.

• 
  Слайд 10
  
• 
  Слайд 11
  
• 
  Слайд 12
  
• 
  Слайд 13
  
• 
  Слайд 14

  Солнечные часы

• 
  Слайд 15

  Солнечный камень ацтеков

• 
  Слайд 16

  Солнечные и звездные сутки

  Выберем любую звезду и зафиксируем ее положение на небе. На том же самом месте звезда появится через сутки, точнее через 23 часа 56 минут. Сутки, измеренные относительно далеких звезд, называются звездными. Звездные сутки – промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями точки весеннего равноденствия на данном географическом меридиане. Куда же деваются еще 4 минуты? Дело в том, что вследствие движения Земли вокруг Солнца положение звезды смещается для земного наблюдателя на фоне звезд на 1° за сутки. Чтобы «догнать» его, Земле и нужны эти 4 минуты. Сутки, связанные с видимым движением Солнца вокруг Земли, называются солнечными. Истинные солнечные сутки – промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями видимого центра диска Солнца на данном географическом меридиане. Они начинаются в момент нижней кульминации Солнца на данном меридиане (т.е. в полночь).

• 
  Слайд 17

  Среднее Солнце

  Солнечные сутки не одинаковы – из-за эксцентриситета земной орбиты зимой в северном полушарии сутки длятся немного больше, чем летом, а в южном – наоборот. Кроме того, плоскость эклиптики наклонена к плоскости земного экватора. Поэтому были введены средние солнечные сутки, равные 24 часам. Среднее Солнце – материальная точка, которая равномерно движется по небесному экватору в направлении, совпадающем с направлением движения истинного Солнца. Средние солнечные сутки – промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями видимого центра диска Солнца на данном географическом меридиане.

• 
  Слайд 18

  Уравнение времени

  В течении года четыре раза истинное и средне солнечное время совпадают: 16 апреля, 14 июня, 1 сентября, 25 декабря. Уравнение времени =Tср –T. 2 раза в год уравнение времени принимает максимальные и минимальные значения: =14m–12 февраля, главный максимум, =6m–27 июля, вторичный максимум, = -16m–14ноября, главный минимум, = - 4m–14 мая, вторичный минимум.

• 
  Слайд 19

  Тропический год

  Тропический год – интервал времени между двумя последовательными прохождениями центра диска Солнца через точку весеннего равноденствия. 1 тр. год = 365,2422 ср.с.суток 1 тр. год = 366,2425 зв.суток За один тропический год Солнце отстает от точки весеннего равноденствия ровно на один оборот. 1 ср.с.сутки = 1,00274 зв.суток Измерение времени солнечными сутками связано с географическим меридианом. Время, измеренное на данном меридиане, называется местным временем данного меридиана, и оно одинаково для всех пунктов, находящихся на нем. Кульминация любой точки небесной сферы происходит в разное время на разных меридианах земного шара. Причем чем восточнее земной меридиан, тем раньше в пунктах, лежащих на нем, происходит кульминация или начинаются сутки. Так как Земля за каждый час поворачивается на 15º, то разность времени двух мест в один час соответствует и разности долгот в 15º (в часовой мере 1 час).

• 
  Слайд 20

  Часовые пояса

  Отсюда можно сделать вывод: разность местного времени двух пунктов на Земле численно равна разности значений долготы, выраженных в часовой мере. Для пунктов земной поверхности, расположенных на географических долготах λ1 и λ2, получим: За начальный меридиан для счета географических долгот принят меридиан, проходящий через бывшую Гринвичскую обсерваторию в Лондоне. Местное среднее солнечное время гринвичского меридиана называется всемирным временем. Все сигналы точного времени соответствуют минутам и секундам всемирного времени. В астрономических календарях и ежегодниках моменты большинства явлений указываются по всемирному времени.

• 
  Слайд 21

  Гринвичское время

  Нулевой меридиан проходит через Гринвичскую обсерваторию, расположенную недалеко от Лондона.

• 
  Слайд 22
  

  Гринвичское (всемирное) время (То) - это местное время на нулевом меридиане.

• 
  Слайд 23

  Часовые пояса

  Часовым поясом называют участок земной поверхности от PNдо РS, ограниченный географическими меридианами, отстоящими от центрального на 7,5°. Ширина часового пояса 15°.

• 
  Слайд 24

  Время

  Поясное время – среднее солнечное время, измеренное на центральном меридиане данного часового пояса. поясное время, n- номер пояса местное время, - географическая долгота летнее время

• 
  Слайд 25

  Календари

  Главное назначение календаря – соотносить события с чередой дней. Слово «календарь» пришло к нам из древнего Рима. Оно происходит от латинских слов caleo «провозглашать» и calendarium «долговая книга». В Риме начало каждого месяца провозглашалось особо, причем по первым числам каждого месяца было принято уплачивать проценты по долгам.

• 
  Слайд 26
  

  Первый российский карманный календарь, выпущенный как приложение к «Живописному обиходному календарю» на 1886 год типолитографией И.Н. Кушнарева и Ко.

• 
  Слайд 27

  Календари

  Все календари можно разделить на следующие типы: солнечные, в основе лежит тропический год; – лунные, в основе лежит лунный месяц из 29 дней; лунно-солнечные, нет упорядоченного начала и конца года. Все эти календари используют естественные периодические процессы – сутки, то есть смену дня и ночи, смену фаз Луны, которые происходят на протяжении месяца, или смену времен года между двумя весенними равноденствиями, то есть период так называемого тропического года.

• 
  Слайд 28
  

  Кочевые народы древности больше пользовались лунным календарем, в основу которого положена продолжительность лунного месяца. Народы, занимавшиеся земледелием, основывали свой календарь на продолжительности тропического года. В Древней Греции и странах Востока использовался лунно-солнечный календарь, в котором начало каждого месяца располагалось как можно ближе к новолунию, а средняя продолжительность года соответствовала промежутку времени между двумя весенними равноденствиями. Поскольку 12 лунных месяцев по продолжительности меньше 1 года, приходилось добавлять дополнительный 13 месяц.

• 
  Слайд 29

  Лунно-солнечный календарь

  Лунно-солнечными календарями уже в глубокой древности пользовались в Китае, Индии. Было замечено, что появление определенных звезд на небе утром или вечером соответствуют определенному периоду в календаре. Такими звездами-ориентирами являлись Ригель и Бетельгейзе, Антарес, Сириус. Особенно пристально в древности следили за положением созвездия Большая Медведица, за ее поворотом и положением «ручки» Ковша или «хвоста Медведицы» относительно горизонта. В настоящее время такой календарь принят в Израиле (начало года приходится на разные дни между 6 сентября и 5 октября) и применяется, наряду с государственным, в странах Юго-Восточной Азии (Вьетнаме, Китае и т. д).

• 
  Слайд 30

  Календари

  В Древнем Китае месяцы начинались с новолуния, а начало нового года приходилось на время между зимним солнцестоянием и весенним равноденствием. В VII в. до н.э. устанавливается продолжительность года в 365,25 суток, а в IV в. до н.э. через каждые 19 лет вставляются дополнительные месяцы. Примерно за сто лет до наступления нашей эры в Китае был введен календарь, в котором продолжительность месяца была 29,5 суток, продолжительность года – 365,2502 суток. При этом, в каждый третий, шестой, девятый, одиннадцатый, четырнадцатый, семнадцатый и девятнадцатый год надо было вставлять дополнительный 13 месяц.

• 
  Слайд 31
  

  В Древнем Египте было замечено, что разлив Нила начинается после первой утренней видимости звезды Сириус (Сотис). На одном из египетских храмов в Дендере есть надпись: «Сотис великая впервые блистает на небе, река Нил выходит из своих берегов». Жрецы вначале оценили длину года в 360 дней и соответственно этому разделили небесную сферу на 360 частей (это в будущем будет соответствовать 360°). Год жрецы разделили на 12 месяцев, в каждом по 30 дней. Через несколько сотен лет стало понятно, что восход Сириуса запаздывает, поэтому в систему календаря были введены дополнительные 5 дней.

• 
  Слайд 32

  Солнечный - Юлианский календарь

  Если бы календарный год был равен 365 суткам, то за полторы тысячи лет Новый год можно было бы отпраздновать в каждом сезоне. Это неудобно для сельского хозяйства. Самый простой выход – введение високосного года, в котором 366 дней каждые четыре года. Впервые это сделал древнегреческий математик Созиген по поручению Юлия Цезаря в 45 г. до н.э., поэтому календарь с високосными годами называется юлианским. Средняя продолжительность юлианского года оказалась больше тропического года на 0,0078 средних солнечных суток. Эта ошибка привела к тому, что примерно через 128 лет разница составила 1 сутки, а через 400 лет – 3 суток. В 1582 г. разница составляла почти 10 суток. С точки зрения обывателя ничего страшного в такой ситуации нет, но, с точки зрения христианской церкви, пасха должна наступать в первое воскресенье после первого полнолуния, следующего за днем весеннего равноденствия. Это правило было установлено на Никейском Соборе в 325 г., когда день весеннего равноденствия точно пришелся на 21 марта. А в 1582 г. день весеннего равноденствия приходился уже на 11 марта. Поскольку это вносило путаницу в определение дня пасхи и других христианских праздников, была проведена новая реформа календаря. Ее проект подготовил итальянский математик и врач Лиллио, а утвердил новый календарь папа Григорий XIII. Специальной буллой папы было предписано следующий день после 4 октября 1582 г. считать не пятым, а 15-м октября.

• 
  Слайд 33

  Григорианский календарь

  Современный (григорианский) календарь, принятый в большинстве стран, является солнечным календарем. В основе его лежит год продолжительностью 365,24220 суток (очень близкий к тропическому). Поэтому григорианский календарь содержит в разные годы разное количество суток, либо 365, либо 366 суток. В этом календаре не считаются високосными годы столетий, у которых число сотен не делится без остатка на 4 (1700, 1800, 1900, 2100 и т.д.). Подобная система дает ошибку в одни сутки за 3300 лет. Новый стиль был почти сразу введен в странах, где основной религией был католицизм, то есть в Испании, Италии, Франции, Польше. Только в 1751 г. григорианский календарь был введен в Великобритании. На территории нашей страны григорианский календарь был введен в 1918 г. В соответствии с декретом счет дней был передвинут на 13 суток вперед. Следующий день после 31 января стали считать 14 февраля. Совокупность ста лет образуют век, а совокупность тысячи лет – тысячелетие. В настоящее время в большинстве стран мира применяется христианская эра. Счет лет начинается от Рождества Христова. Эта дата была введена монахом Дионисием в 525 г. Все годы до этой даты стали именоваться «до нашей эры», а все последующие даты стали «нашей эры».