第四章 第三節(jié)時(shí)間

第四章第三節(jié)時(shí)間2023/6/23華銳學(xué)院理工系1第一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系2兩個(gè)關(guān)于時(shí)間的謎團(tuán)1519年9月20日，是人類值得紀(jì)念的日子。這一天，葡萄牙航海家麥哲倫帶領(lǐng)他的遠(yuǎn)航船隊(duì)從西班牙出發(fā)，開始了他們歷時(shí)3年的環(huán)球遠(yuǎn)行。1522年9月6日，船隊(duì)歷盡千辛萬苦，重返西班牙海岸時(shí)，他們驚奇地發(fā)現(xiàn)丟失了一天時(shí)間。他們明明從出發(fā)那一天起，每天都緊挨著記了日記，但航海日歷比西班牙日歷卻少了一天。他們?cè)诓豢伤甲h中便只有莫名其妙地去教堂進(jìn)行懺悔，祈求上帝對(duì)他們的寬恕。在《清代中西歷表》一書中，明朝萬歷十年（即公元1582年）九月十八日是陽歷10月4日，九月十九日卻跳到陽歷10月15日，10月5日到14日這10天消失了，在這十天中，沒有人出生和死亡，也沒有任何歷史事件發(fā)生。第二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系3一、時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)1、時(shí)間：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)間有時(shí)刻和時(shí)段兩重含義。2、恒星時(shí)：把恒星作為參考點(diǎn)，地球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為一個(gè)恒星日。任何瞬間的恒星時(shí)，在數(shù)值上等于該瞬間上中天的恒星的赤經(jīng)。目前天文界已人為規(guī)定春分點(diǎn)的時(shí)角就是恒星時(shí)。S＝tr（春分點(diǎn)的時(shí)角）＝a*（恒星赤經(jīng)）＋t*（恒星時(shí)角）第三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系4一、時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)3、太陽時(shí)：以太陽在天穹上的位置來確定一日中的時(shí)間。它有視太陽時(shí)和平太陽時(shí)之分。太陽時(shí)與恒星時(shí)差別：恒星時(shí)只包含地球自轉(zhuǎn)的因素，是地球自轉(zhuǎn)的真正周期；而太陽時(shí)既包括地球自轉(zhuǎn)的因素，又包含地球公轉(zhuǎn)的因素。第四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系5一、時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)第五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系6二、時(shí)間及其單位時(shí)間時(shí)刻，指時(shí)間的遲早；時(shí)段，指時(shí)間的長(zhǎng)短；物理時(shí)刻，時(shí)刻的遲早程度；鐘表時(shí)刻，物理時(shí)刻的表達(dá)形式。第六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系7二、時(shí)間及其單位真太陽日和平太陽日

真太陽日：太陽周日運(yùn)動(dòng)周期。長(zhǎng)短不等平太陽日：真太陽日的全年平均值。科學(xué)上時(shí)間單位的演變

第七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系8真太陽日長(zhǎng)短不等的原因地球公轉(zhuǎn)速度的不均勻

——±８秒黃赤交角的影響

——±21秒二者綜合的影響使得冬至日要比夏至日更長(zhǎng)一些，春分日要比秋分日更長(zhǎng)一些

冬至夏至春分秋分第八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系9公轉(zhuǎn)速度對(duì)太陽日的影響PPPE1E2E359′近日點(diǎn)時(shí)，1真太陽日為地球自轉(zhuǎn)360061′的時(shí)間遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)，1真太陽日為地球自轉(zhuǎn)360057′的時(shí)間

二者的變幅為±８秒第九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系10黃赤交角對(duì)太陽日的影響ＰＰ真太陽日的長(zhǎng)度在二至日最長(zhǎng)，二分日最短二者的變幅約為±21秒第十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系11平太陽日平太陽

在天赤道上以59′/日的速度作勻速運(yùn)動(dòng)的假想太陽。

平太陽日

平太陽周日運(yùn)動(dòng)的周期。它是真太陽日長(zhǎng)度的全年平均值。第十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系12科學(xué)上時(shí)間單位的演變平太陽秒

１平太陽秒＝1/86400平太陽日

歷書秒

——地球公轉(zhuǎn)1900.0年回歸年長(zhǎng)度的1/31556925.9747

——地球自轉(zhuǎn)原子秒

——原子振蕩１原子秒＝銫原子躍遷振蕩9192631770次所用時(shí)間

第十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系13三、時(shí)間的測(cè)定在天文上，時(shí)間由天體的時(shí)角測(cè)定。被選定度量時(shí)間的天體有二：春分點(diǎn)——恒星時(shí)太陽——太陽時(shí)

第十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系14恒星時(shí)(s)午圈恒星時(shí)即春分點(diǎn)的時(shí)角Ｓ＝ｔγ

＝α午

＝α＋ｔｔ

α第十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系15例題１某恒星的赤經(jīng)為18h45m，求下列條件下觀測(cè)地點(diǎn)的的恒星時(shí)。（1）當(dāng)其時(shí)角為4h30m時(shí)。（2）當(dāng)其位于某地上中天時(shí)。（3）當(dāng)其位于某地正西方地平時(shí)。已知：α=18h45m，t1=4h30m，t2=0h，t3=6h，求：S１

S２S３解：根據(jù)Ｓ＝ｔ+α得Ｓ１＝23h15m，Ｓ２＝18h45m，Ｓ３＝24h45m，第十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系16太陽時(shí)(m)定義：ｍ＝ｔ⊙＋12h

測(cè)定

視太陽時(shí)和平太陽時(shí)

時(shí)差(η)

ｍ＝Ｓ－α⊙＋12hｍ視＝Ｓ－α視＋12h

ｍ平＝Ｓ－α平＋12h

η＝ｍ視－ｍ平有關(guān)時(shí)間的測(cè)定公式及計(jì)算

第十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系17太陽時(shí)的測(cè)定

(ｍ＝ｔ⊙＋12h

)∵Ｓ＝ｔ⊙＋α⊙

∴ｔ⊙＝Ｓ－α⊙因此：ｍ＝Ｓ－α⊙＋12h而Ｓ＝α午∴上式也可寫作ｍ＝α午－α⊙＋12h第十七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系18例題２某恒星的赤經(jīng)為18h45m，當(dāng)該恒星在春分日位于某地上中天時(shí)，求該地的太陽時(shí)。已知：α午=18h45m，α⊙

=0h，求：m解：根據(jù)ｍ＝α午－α⊙＋12h得ｍ＝30h45m

第十八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系19時(shí)差定義：視太陽時(shí)與平太陽時(shí)的差值。

公式：η＝ｍ視－ｍ平η＋值：表示ｔ視>ｔ平，視太陽在西，先過中天η－值：表示ｔ視<ｔ平，平太陽在西，先過中天ｍ視＝t視＋12h

ｍ平＝t平＋12h

第十九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系20有關(guān)公式及計(jì)算時(shí)間測(cè)定公式Ｓ＝ｔγ＝α午ｍ視＝Ｓ－α視＋12hｍ平＝ｍ視－η例：已知軒轅十四的赤經(jīng)為10h07m，夏至日時(shí)時(shí)差為－3ｍ。當(dāng)軒轅十四在夏至日過某地上中天時(shí)，求該地的：（1）恒星時(shí)（2）視太陽時(shí)（3）平太陽時(shí)答案第二十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系21已知：α＝10h07mη＝－3ｍα⊙

＝6h求：Ｓｍ視ｍ平解：Ｓ＝α午

＝10h07m

ｍ視＝Ｓ－α⊙＋12h

＝16h07m

ｍ平＝ｍ視－η＝16h10m第二十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系22四、各地的時(shí)間由量時(shí)天體的不同得到三種時(shí)刻：春分點(diǎn)——恒星時(shí)視太陽——視太陽時(shí)平太陽——平太陽時(shí)這些根據(jù)天體的時(shí)角測(cè)得的時(shí)刻是因地而異的，由此產(chǎn)生了各地的時(shí)間。

地方時(shí)

世界時(shí)

區(qū)時(shí)

日界線

練習(xí)第二十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系23（一）地方時(shí)（t）定義：按本地經(jīng)度測(cè)得的時(shí)刻。包括地方恒星時(shí)（Ｓ），地方視太陽時(shí)（ｍ視），地方平太陽時(shí)（ｍ平）。

與經(jīng)度的關(guān)系：ｔ1－ｔ2＝λ1－

λ2

12式中t為地方時(shí)，包括Ｓ、ｍ視、ｍ平λ為相應(yīng)的地點(diǎn)經(jīng)度，規(guī)定東經(jīng)為＋，西經(jīng)為－

第二十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系24地方時(shí)計(jì)算l

例：已知150W地方時(shí)為10h，求150E的地方時(shí)？已知：ｔ1＝10h，λ1＝－150＝-1h，λ2=+1h求：ｔ2

解：ｔ1－ｔ2＝λ1－λ2

10－ｔ2＝-1－1ｔ2＝12h

第二十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系25（二）世界時(shí)（Ｔ０）定義：格林尼治（００經(jīng)線）的地方平太陽時(shí)。

與地方時(shí)的換算：∵ｔ1－ｔ2＝λ1－

λ2Ｔ０－ｔ＝λ0－

λ∴Ｔ０＝ｔ-λ

Ｔ０＝ｔ-λ第二十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系26（三）標(biāo)準(zhǔn)時(shí)地方時(shí)各自為政，固然缺乏其統(tǒng)一性；但世界時(shí)全球劃一，又缺乏其地方性，不符合廣大地區(qū)人民的生活習(xí)慣。為此，人們需要在全球范圍內(nèi)建立一個(gè)既有相對(duì)統(tǒng)一性，又保持一定地方性的完善的時(shí)間系統(tǒng)。1884年在華盛頓舉行的國(guó)際經(jīng)度會(huì)議，在平太陽時(shí)范疇內(nèi)，建立了世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)制度，以解決各個(gè)地區(qū)內(nèi)部在時(shí)間上各自為政的問題。標(biāo)準(zhǔn)時(shí)制度包括兩方面的內(nèi)容：劃分標(biāo)準(zhǔn)時(shí)區(qū)和設(shè)立日界線。第二十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系27（三）標(biāo)準(zhǔn)時(shí)國(guó)際經(jīng)度會(huì)議所劃分的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)區(qū)，只作理論性的規(guī)定。這樣的時(shí)區(qū)，叫做理論時(shí)區(qū)。按理論時(shí)區(qū)確定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，叫做區(qū)時(shí)。目前世界各國(guó)實(shí)際采用的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)區(qū)，在具體做法上往往不同于理論時(shí)區(qū)，稱為法定時(shí)區(qū)。按法定時(shí)區(qū)確定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，叫做法定時(shí)。前者是后者的基礎(chǔ)，后者則是對(duì)前者的變通。第二十七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系281、區(qū)時(shí)(T)時(shí)區(qū)劃分

與經(jīng)度的關(guān)系區(qū)時(shí)：每一時(shí)區(qū)中央經(jīng)線的地方平時(shí)為該時(shí)區(qū)的區(qū)時(shí)。它是全區(qū)的通用時(shí)間。與時(shí)區(qū)的關(guān)系：Ｔ１－Ｔ２＝ｎ１－ｎ２

與世界時(shí)的換算：Ｔ０＝Ｔｎ－ｎ第二十八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系290o180o西經(jīng)90o東經(jīng)90o東時(shí)區(qū)西時(shí)區(qū)+1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11時(shí)區(qū)的劃分0-12+日界線ABC中央經(jīng)線：位于每時(shí)區(qū)中央的經(jīng)線。λ＝150n

第二十九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系30時(shí)區(qū)序號(hào)（n）與經(jīng)度的關(guān)系n＝λ／150＝整數(shù)（四舍五入）

[例]求640E所在時(shí)區(qū)：ｎ＝640÷150＝＋４

[例]該時(shí)區(qū)中央經(jīng)線的經(jīng)度：

λ＝150×４＝600E第三十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系31區(qū)時(shí)的計(jì)算

Ｔ１－Ｔ２＝ｎ１－ｎ２

式中：ｎ為時(shí)區(qū)序號(hào)（東＋西－），Ｔ為相應(yīng)時(shí)區(qū)的區(qū)時(shí)。

特殊值的處理：Ｔ>24h，則在結(jié)果中－24h，日期為明日。Ｔ<０h，則在結(jié)果中＋24h，日期為昨日。

計(jì)算舉例第三十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系32區(qū)時(shí)計(jì)算舉例（1）１．當(dāng)西5區(qū)區(qū)時(shí)為20h，求東5區(qū)區(qū)時(shí)？例２已知：Ｔ１＝20h，ｎ１＝-5，ｎ２＝+5，求：Ｔ２＝？解：Ｔ１－Ｔ２＝ｎ１－ｎ２20－Ｔ２＝-5－（+5）Ｔ２＝3030-24＝6即明日6h

第三十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系33區(qū)時(shí)計(jì)算舉例（2）２．已知東８區(qū)Ｔ＝10h，求西8區(qū)T=？解：Ｔ１＝10h，ｎ１＝＋８，ｎ２＝－８，Ｔ２＝？Ｔ１－Ｔ２＝ｎ１－ｎ２10－Ｔ２＝８－（－８）Ｔ２＝－６－６＋24＝18即昨日18h。

第三十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系34許多國(guó)家為了自身的便利，在制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)時(shí)，要根據(jù)具體情況，對(duì)理論上的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行各種調(diào)整。它們被稱為法定時(shí)，因?yàn)檫@種時(shí)間及其適用范圍，通常是由國(guó)家的立法機(jī)關(guān)或政府當(dāng)局以法令形式制定和頒行的。不少國(guó)家的法定時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)度，與區(qū)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)度迥然不同。我國(guó)實(shí)行單一的法定時(shí)，即北京時(shí)間。在天文上，北京時(shí)間是東8區(qū)的區(qū)時(shí)，即120°E的地方平時(shí)，而不是北京（116°19′E）的地方平時(shí)。所以，不能認(rèn)為它是“北京的”時(shí)間。2、法定時(shí)第三十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系35第三十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系36第三十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系37北京時(shí)間北京時(shí)間為東８區(qū)的區(qū)時(shí)或1200E的地方平時(shí)。

第三十七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2023/6/23華銳學(xué)院理工系38（四）日界線為了避免日期混亂，設(shè)置日界線，也叫國(guó)際日