天文時(shí)間與歷法講義(PPT 38頁(yè)).ppt

第三章天文時(shí)間與歷法 時(shí)間是建立在物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和變化的基礎(chǔ)上的 時(shí)間和空間都是物質(zhì)存在的基本形式 物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)與變化永遠(yuǎn)是在時(shí)間和空間中進(jìn)行的 宇宙萬(wàn)物都是在時(shí)間的長(zhǎng)河中發(fā)生 發(fā)展與變化著 斗轉(zhuǎn)星移 日月盈虧 寒來(lái)暑往 潮漲潮落 總是一件事接著一件事 一個(gè)過(guò)程跟著另一個(gè)過(guò)程 綿延不斷 反映出時(shí)間是無(wú)始無(wú)終的 時(shí)間又是連續(xù)的 這種物質(zhì)運(yùn)動(dòng)變化的序列和持續(xù)的性質(zhì) 就是時(shí)間的本質(zhì) 時(shí)間的本原 時(shí)間的本原就是事物的存在過(guò)程 時(shí)間是所有事物皆具有的天然屬性 時(shí)間是存在的表征 是過(guò)程的記錄 是人們描述事物存在過(guò)程及其片段的參數(shù) 時(shí)間和時(shí)間的本質(zhì) Time 時(shí)間的計(jì)量 1 建立時(shí)間系統(tǒng)的目的判別和排列事件發(fā)生的先后順序和運(yùn)動(dòng)的快慢 時(shí)間有 間隔 時(shí)刻 兩個(gè)含義時(shí)刻 事物運(yùn)動(dòng)中 某一狀態(tài)發(fā)生的瞬間 間隔 事物某一運(yùn)動(dòng)過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間 2006 2007 2008 2009 2010 2 時(shí)間計(jì)量包含 3 基本原則 選擇某一運(yùn)動(dòng)規(guī)律已掌握 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可觀測(cè)到的具體事物 選取該事物的某一運(yùn)動(dòng)過(guò)程為時(shí)間的基本單位 選取該事物的某一運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為時(shí)間計(jì)量的起算點(diǎn) 古人日出而作 日入而息 太陽(yáng)是天然的鐘表 3 1時(shí)間計(jì)量系統(tǒng) 一 恒星時(shí)S定義 以春分點(diǎn)的周日視運(yùn)動(dòng)為依據(jù)建立的時(shí)間系統(tǒng) 時(shí)間單位 恒星日 春分點(diǎn)連續(xù)兩次上中天的時(shí)間間隔 起始點(diǎn) 上中天 二 真太陽(yáng)時(shí)m 定義 以太陽(yáng)視圓面中心的周日視運(yùn)動(dòng)為依據(jù)建立的時(shí)間系統(tǒng) 時(shí)間單位 真太陽(yáng)日 真太陽(yáng)連續(xù)兩次下中天的時(shí)間間隔 起始點(diǎn) 下中天真太陽(yáng)時(shí)以真太陽(yáng)的時(shí)角度量 m t 12h 1 真太陽(yáng)時(shí)比恒星時(shí)每日約長(zhǎng)4分鐘 太陽(yáng)在周日視運(yùn)動(dòng)的同時(shí) 又以逆時(shí)針?lè)较蜃鲋苣暌曔\(yùn)動(dòng) 每日在黃道上自西向東約運(yùn)行1度 因此真太陽(yáng)時(shí)比恒星時(shí)約長(zhǎng)4分鐘 m S 3m56s 2 真太陽(yáng)時(shí)的缺陷 1 太陽(yáng)在黃道上的運(yùn)動(dòng)不均勻 地球公轉(zhuǎn)軌道為橢圓 2 即使太陽(yáng)在黃道上運(yùn)動(dòng)均勻 由于黃赤交角的存在 投影在赤道上的太陽(yáng)時(shí)角變化也不均勻 三 平太陽(yáng)時(shí)m 1 平太陽(yáng)m引入的一個(gè)假想?yún)⒖键c(diǎn) 第一個(gè)輔助點(diǎn)建立在黃道上 在黃道上均勻運(yùn)動(dòng) 其速度等于真太陽(yáng)的平均速度 并與真太陽(yáng)同時(shí)過(guò)近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn) 第二個(gè)輔助點(diǎn)建立在赤道上 在赤道上勻速運(yùn)動(dòng) 其速度等于真太陽(yáng)的平均速度 與第一輔助點(diǎn)同時(shí)過(guò)春分點(diǎn)和秋分點(diǎn) 第三個(gè)輔助點(diǎn)為在赤道上做勻速運(yùn)動(dòng)的平太陽(yáng) 2 平太陽(yáng)時(shí) 定義 以平太陽(yáng)的周日視運(yùn)動(dòng)為依據(jù)建立的時(shí)間系統(tǒng) 時(shí)間單位 平太陽(yáng)日 平太陽(yáng)連續(xù)兩次上中天的時(shí)間間隔 起始點(diǎn) 下中天平太陽(yáng)時(shí)以平太陽(yáng)的時(shí)角度量m tm 12h 春分點(diǎn) 赤道 黃道 四 時(shí)差真太陽(yáng)的時(shí)角與平太陽(yáng)的時(shí)角之差 時(shí)差 t tm時(shí)差的零點(diǎn)與極大值 一年中 四次為零 四次為極大值 3 2地方時(shí) 世界時(shí) 區(qū)時(shí) 計(jì)量系統(tǒng)的地方性恒星時(shí) 真太陽(yáng)時(shí) 平太陽(yáng)時(shí)是以春分點(diǎn) 真太陽(yáng) 平太陽(yáng)為參考點(diǎn) 以過(guò)當(dāng)?shù)刈游缛Φ臅r(shí)刻為起算點(diǎn) 以時(shí)角來(lái)度量的 對(duì)于觀測(cè)者 只要位于不同的地理經(jīng)圈 就對(duì)應(yīng)不同的天子午圈 因此 參考點(diǎn)過(guò)的天子午圈不同 所得時(shí)刻也不同 即計(jì)時(shí)系統(tǒng)具有地方性 一 地方時(shí) 定義 以本地子午面為起算平面 根據(jù)任意量時(shí)天體所確定的時(shí)間 如量時(shí)天體分別為春分點(diǎn) 真太陽(yáng) 平太陽(yáng)所測(cè)量的地方時(shí)分別為 地方恒星時(shí) 地方視時(shí) 地方平時(shí) s m m 地方時(shí)與地方經(jīng)度的關(guān)系 在同一計(jì)時(shí)系統(tǒng)內(nèi) 任意兩地同一瞬間測(cè)得的地方時(shí)之差 在數(shù)值上等于這兩地的地方經(jīng)度之差 SA SB A B 1恒星時(shí) 15 m A m B A B 1視太陽(yáng)時(shí) 15 mA mB A B 1平太陽(yáng)時(shí) 15 二 世界時(shí)與區(qū)時(shí) 世界時(shí) UT S M M 以本初子午線為標(biāo)準(zhǔn)的地方時(shí)為世界時(shí) 0h 本初子午線 1675年 英國(guó)建立格林尼治天文臺(tái) 從18世紀(jì)后半葉開(kāi)始 格林尼治時(shí)間已被一些國(guó)家在編制為航海服務(wù)的天文歷書(shū)時(shí)作為通用的標(biāo)準(zhǔn)時(shí) 1884年 在美國(guó)華盛頓召開(kāi)的國(guó)際子午線 經(jīng)線 會(huì)議把當(dāng)時(shí)格林尼治天文臺(tái)子午儀鏡頭上十字絲交點(diǎn)在地面上的垂點(diǎn)所在的經(jīng)度定為0 經(jīng)線 本初子午線 作為經(jīng)度和時(shí)間計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)參考線 這樣格林尼治時(shí)間就成為世界時(shí)了 世界時(shí)簡(jiǎn)寫(xiě)為UT 就是世界通用的時(shí)間 也是換算地方時(shí)和區(qū)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn) 它是0 經(jīng)線的地方時(shí) 區(qū)時(shí) Th 為平時(shí)系統(tǒng) N N150 把全球分成24個(gè)時(shí)區(qū) 每區(qū)跨經(jīng)度150 各區(qū)把中央經(jīng)線的地方時(shí)作為本區(qū)統(tǒng)一使用的標(biāo)準(zhǔn)時(shí) 這樣的區(qū)域稱為時(shí)區(qū) 這樣的時(shí)間稱為區(qū)時(shí) 中國(guó)地域遼闊 橫跨五個(gè)時(shí)區(qū) 為有利于國(guó)家建設(shè) 促進(jìn)民族交往 新中國(guó)成立后全國(guó)各地均使用東8區(qū)的區(qū)時(shí) 又稱 北京時(shí)間 東經(jīng)1200的地方時(shí) 三 國(guó)際日期變更線 日界線 日界線 太平洋中經(jīng)度1800線 避開(kāi)陸地與島嶼畫(huà)出的一條國(guó)際日期變更線 日界線東西兩側(cè)是東12時(shí)區(qū)與西12時(shí)區(qū)重合的區(qū)域 時(shí)分秒相同 但日期相差一天 由西向東越過(guò)日界限 日期減少一天 而由東向西越過(guò)日界限 日期增加一天 一 制歷的基本原則1 歷法 推算年 月 日的時(shí)間長(zhǎng)度 協(xié)調(diào)它們的關(guān)系 制定一定的時(shí)間序列法則 地球 月球的運(yùn)動(dòng)給出三種天然的時(shí)間單位 日 月和年 3 3歷法 年 以地球公轉(zhuǎn)為依據(jù) 四季變化的周期 1回歸年 365 2422平日月 以月球公轉(zhuǎn)為依據(jù) 月相變化的周期 1朔望月 29 5306平日日 以地球自轉(zhuǎn)為依據(jù) 晝夜交替的周期 這是三種完全獨(dú)立的運(yùn)動(dòng) 沒(méi)有簡(jiǎn)單的通約關(guān)系 日是基本單位不能分割 這種整日數(shù)的年和月為歷年 歷月 2 歷法的制定原則 1 盡可能準(zhǔn)確反映天文客觀規(guī)律的歷法 才能正確的反映天象和四季變化 2 日歷要簡(jiǎn)單 明了 易記 寧可犧牲精度以滿足簡(jiǎn)單 3 有通用性 能為廣大地區(qū)所接受 3 主要有三種類型 1 太陰歷 回歷 以朔望月為基本單位 2 太陽(yáng)歷 公歷 以回歸年為基本單位 3 陰陽(yáng)歷 農(nóng)歷 以朔望月計(jì)月 以回歸年計(jì)年 二者兼顧 二 太陰歷 回歷 定義 以朔望月為基礎(chǔ) 朔望月 29 5306日規(guī)定 每年12個(gè)月 大月30天 小月29天 平均29 5天 12個(gè)太陰月 29 5 12 354日12個(gè)朔望月 29 5306 12 354 36708日一年相差8小時(shí)48分36秒置閏 為保證每年的年初與月初都為殘?jiān)?30年加11個(gè)閏日 置閏 30年11閏太陰歷年長(zhǎng) 35411 30 354 3666日12個(gè)朔望月 29 5306 12 354 36708日 30年的歷年長(zhǎng) 354 30 11 10631日30年朔望月長(zhǎng) 29 5306 12 30 10631 0124日30年共差17m1s 一年差41s 5在30年的第2 5 7 10 13 16 18 21 24 26 29年為閏年 閏日加在閏年的最后一天 可保證朔在月初和年首 優(yōu)點(diǎn) 日期與月相吻合的較好缺點(diǎn) 歷年長(zhǎng)35411 30 354 3666日與回歸年365 2422比 一年就相差11日左右 3年就要短1個(gè)月 約17年就會(huì)出現(xiàn)月序與季節(jié)倒置的現(xiàn)象 因此 歲首逐年提前 與季節(jié)完全脫節(jié) 目前只有少數(shù)伊斯蘭國(guó)家和地區(qū)在宗教節(jié)日上使用 三 太陽(yáng)歷 公歷 起源于古埃及 現(xiàn)公歷 格里高利歷 的前身是儒略歷 是羅馬的儒略 凱撒 Julius 于公元前46年仿照古埃及歷法制定的 儒略歷定義 以回歸年為基礎(chǔ) 回歸年 365 2422日規(guī)定 每年12個(gè)月 大月31天 單 小月30天 雙 2月 處決人犯的月份 平年29天 年首 每年冬至后第十天 置閏 每隔三年一閏 閏年366天 加在2月 平均歷年長(zhǎng) 3651 4 365 25日回歸年長(zhǎng) 365 2422日400年差3天 七月July 儒略 凱撒于公元前45年逝世 掌權(quán)的僧侶把 每隔三年一閏 誤解為 每三年一閏 這樣在短短的33年 就多了3個(gè)閏年 公元前8年奧古斯都 Augustus 對(duì)歷法又一次改革1 從公元前8年到公元3年不再閏年 把多閏的3年扣回 2 將他出生的8月改成大月 有1 3 5 7 8 10 12為大月 31天 4 6 9 11月為小月 30天 平年2月28天 八月英文August的來(lái)源 公元1582年 測(cè)得太陽(yáng)3月11日過(guò)春分點(diǎn)比規(guī)定的3月21日提早10天 歷日與天象不符 必對(duì)歷法進(jìn)行修正 格里歷 羅馬教皇格里高利十三世對(duì)歷法又作了一次重大改革 定形為今天的公歷 1 規(guī)定 1582年10月4日的第二天為10月15日 2 改為400年97閏 凡是年數(shù)可被四整除的為閏年 世紀(jì)年要被400整除才是閏年 格里歷平均歷年長(zhǎng) 36597 400 365 2425回歸年長(zhǎng) 365 242225s 9 1年 2h52m48s 400年3300年才差一天 優(yōu)點(diǎn) 與季節(jié)相吻合 缺點(diǎn) 月只是一個(gè)過(guò)渡單位 與月相無(wú)關(guān) 我國(guó)1912年采用格里歷 但不用其紀(jì)年 直到解放后才采用 四 陰陽(yáng)歷 農(nóng)歷 1歷月長(zhǎng) 大月30天 小月29天 大小月不固定 依實(shí)際天象推算 2歷年長(zhǎng) 使其平均歷年長(zhǎng)與回歸年長(zhǎng)盡量一致 3置閏 19年加7個(gè)閏月平年12個(gè)月354或355天 閏年13個(gè)月383或384天 19年7閏 19個(gè)回歸年長(zhǎng) 365 2422 19 6939 601819個(gè)歷年長(zhǎng) 29 5306 19 12 7 6939 6886519年相差2h05m04s閏月大致在第3 6 9 11 14 17 19年 4二十四節(jié)氣農(nóng)歷中表示太陽(yáng)位置的特殊方法 每一節(jié)氣太陽(yáng)黃經(jīng)均勻增加15度 但時(shí)間間隔不同 每月第一個(gè)節(jié)氣為 節(jié)氣 第二個(gè)節(jié)氣為 中氣 節(jié)氣中氣節(jié)氣中氣立春3150雨水3300驚蟄3450春分00清明150谷雨300立夏450小滿600芒種750夏至900小暑1050大暑1200立秋1350處暑1500白露1650秋分1800寒露1950霜降2100立冬2250小雪2400大雪2550冬至2700小寒2850大寒3300 二十四節(jié)氣歌 春雨驚春清谷天 夏滿芒夏暑相連 秋處露秋寒霜降 冬雪雪冬小大寒 每月兩節(jié)不變更 最多不差一兩天 上半年來(lái)六 廿一 下半年來(lái)八 廿三 5農(nóng)歷的閏月 只能加在無(wú)中氣的月份農(nóng)歷月 29或30天二十四節(jié)氣的平均間隔 365 2422 12 30 4368日30 4368 29或30這樣無(wú)中氣的月為閏月 前一月是幾月就閏幾月 2012年農(nóng)歷是閏年 閏四月 6陰陽(yáng)歷的特點(diǎn) 1 以月相定日序 朔為初 兩朔間隔定大小月 2 以中氣定月序 無(wú)中氣為閏月 3 二十四節(jié)氣與陰陽(yáng)歷并行 陰陽(yáng)歷用于記事 二十四節(jié)氣安排農(nóng)時(shí) 五 干支紀(jì)法我國(guó)歷法的重要?jiǎng)?chuàng)造 天干和地支按順序搭配 共60個(gè)順序又稱 六十花甲子 周而復(fù)始 循環(huán)使用 用來(lái)紀(jì)年 紀(jì)月 紀(jì)日 紀(jì)時(shí) 人出生時(shí)的年 月 日 時(shí)四組干支就是所謂的 生辰八字 可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)版 日梭萬(wàn)年歷 查詢自己的 生辰八字 干支序號(hào)表 對(duì)于任一公元年數(shù) 天干序號(hào) 公元年尾數(shù) 地支序號(hào) 公元年數(shù) 12 的余數(shù)例如1911年是辛亥年 2013年是年 2012年 壬辰龍年 干支最早是紀(jì)日 殷商時(shí)