Вимірювання часу

Размещено на http://www.allbest.ru/

8

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ОПТИКО-МЕХАНІНИЙ КОЛЕДЖ

РОЗРОБКА ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:

«Вимірювання часу»

Студентки групи РПЗ-21:

Грищенко Анастасії Олегівни

Викладач: Кирилюк Микола Євгенович

Київ 2016



Зміст

Вступ

1. Означення часу

1.1 Еталони часу

1.2 Точність вимірювання часу

2. Одиниці вимірювання часу

3. Хронологія - наука про час

4. Зоряний час, сонячний час, доба

4.1 Зоряний час

4.2 Сонячний час

4.3 Доба

5. Часові пояси

5.1 Гринвіцький меридіан

5.2 Місцевий час

5.3 Всесвітній час

5.4 Лінія зміни дат

6. Зміни пори року

6.1 Літній час

6.2 Зимовий час

Висновки

Список використаних джерел



Вступ

час вимірювання доба астрономічний

Відомо, що не пізніше VII ст. до н. е. в Китаї для вимірювання денного часу використовувалися сонячний годинник. Спочатку вони представляли собою вертикально встановлений жердину висотою близько 1,5 м з підставкою, на якій були нанесені поділки. Більш складна конструкція сонячного годинника застосовувалася в епоху Чжаньго. За описом П. А. Старцева, цей годинник містили замість горизонтальної підставки кам'яний диск, який встановлюється в площині, паралельній площині екватора. У центрі диска, перпендикулярно пронизуючи його наскрізь, містився бронзовий стрижень. По обидва боки диска були нанесені поділки і знаки, що позначають денні години. У момент проходження Сонця через меридіан, на якому знаходилося місце установки годин, тінь від стрижня точно падала в північному напрямку і вказувала опівдні. В період року від дня весняного рівнодення до дня осіннього рівнодення спостереження за часом проводилися по верхній частині диска, а в інше півріччя - по нижній.

В епоху Цин китайці виготовляли портативні переносні сонячний годинник. У такому годиннику замість стрижня могла використовуватися натягнута нитка, а самі вони доповнювалися компасом для точної просторової орієнтації.

На початку епохи Чуньцю з'явилася клепсидра - водяний годинник, звані по-китайськи лоухи (Букв. "Протікають судини"). Крім точності перевага клепсидри в порівнянні з сонячним годинником полягало в тому, що з її допомогою можна було вимірювати час цілодобово і незалежно від погоди.

За всю історію існування китайської клепсидри її конструкція в принципі не змінювалася і варіювалася тільки в несуттєвих деталях. Як правило, водяний годинник складався з трьох-чотирьох бронзових бачків, поставлених один над одним. Всі бачки, крім нижнього, мали на стінці біля дна отвір, через яке вода стікала в нижчий бачок. На нижньому бачку містилася лінійка з розподілами, що позначають години доби.

У 725 р буддійський монах, астроном і математик Сін виготовив прилад, що є прообразом всіх механічних годинників. Він представляв собою бронзовий небесний глобус, який приводився в дію водяними годинниками та робив повний оборот протягом доби. За допомогою системи зубчастих передач рух від глобуса періодично передавалося на дві дерев'яні фігурки, одна з яких через кожні чверть години автоматично вдаряла по барабану, а інша - щогодини виробляла удар в дзвін.

Подібні, але більш досконалі годинні пристрої, що поєднують в собі водяний привід і механічну систему передачі, виготовлялися також астрономами Чжан Сисюанем в 976 р, Су Суном в 1088 р, Ван Фу в 1124 р і Го Шоуцзин в 1276 р при цьому ставилися завдання збільшити точність вимірювання часу. Наступним кроком був годинник, які винайшов 1360 р механік Чжань Сіюань. Цей пристрій наводилося в дію піском, рівномірно сиплються на колесо з чашечками. Це колесо за посередництвом зубчастої системи передачі було пов'язано зі стрілкою, що вказує час на циферблаті, який поділено на 12 і на більш дрібні ділення.



1. Означення часу

Час - основна фізична величина, що характеризує послідовну зміну явищ та станів матерії, тривалість їх буття.

Астрономічний час -- час за астрономічними шкалами часу, який визначається обертанням Землі навколо своєї осі або навколо Сонця.

1.1 Еталони часу

Ще в стародавні часи відлік часу ґрунтувався на обертанні Землі навколо своєї осі. До недавнього часу секунда визначалась як 1/8640 частини середньої сонячної доби. За середню сонячну добу прийнято інтервал часу між двома послідовними однойменними кульмінаціями середнього Сонця. Під середнім Сонцем розуміли уявне Сонце, яке рівномірно рухається по небесному екватору і здійснює один оберт по небосхилу за той проміжок часу, що й істинне Сонце, яке рухається нерівномірно за екліптикою. Проте спостереження показали, що обертанню Землі властиві нерегулярні коливання, а це не дозволяє вважати його природною стабільною основою визначення одиниці часу. Середня сонячна доба визначається з похибкою 10^-7. Ця точність недостатня для сучасного стану техніки частот.

Потрібен був новий природний еталон часу, який забезпечував би високу точність відтворення одиниці часу -- секунди. У 1960 році було прийняте нове астрономічне визначення одиниці часу, в основу якого покладено не обертання Землі навколо своєї осі, а рух Землі навколо Сонця. Це забезпечувало підвищення точності вимірювання одиниці часу на три порядки (у 1000 разів).

За секунду прийняли 1/31556925,9747 частини тропічного року на 0 січня 1900 року о 12-й годині ефемеридного часу(рівномірний час, яким описували рух тіл Сонячної системи). Тропічний рік сам по собі не є постійним, тому дата "0 січня 1900 р. 12 годин" виражена у прийнятому астрономами відліку часу і відповідає полудню 31 грудня 1899 р. Під ефемеридним часом розуміють час у системі рахунку, де тривалість одиниці дорівнює ефемеридній секунді, визначеній через тропічний рік на 0 січня 1900 р.

Практично точна одиниця часу стала доступною завдяки сигналам точного часу, що передаються по радіо з кварцових годинників, які є мірами частоти.

Останнім часом створені нові молекулярні та атомні еталони частоти і часу, які ґрунтуються на здатності молекул та атомів випромінювати і поглинати енергію під час переходу між двома енергетичними рівнями в діапазоні радіочастот.

У 1967 р. XIII Генеральна конференція з мір та ваги ухвалила нове визначення секунди як інтервалу часу, протягом якого відбувається 9 192 631 770 коливань. Такі коливання відповідають резонансній частоті енергетичного переходу між рівнями надтонкої структури основного стану атома цезію-133 за відсутності збурень зовнішніми полями.

1.2 Точність вимірювання часу

Проблема точного вимірювання часу виявилася заплутаною і важкою. Перше, що спало на думку-скористатися високоякісним електронним секундоміром, що дозволяє відраховувати час з точністю до сотих часток секунди. Таке рішення не виявилося ідеальним. Прилад-то, треба думати, спрацьовував з відмінною точністю, але от керуючий ним дослідник (тобто я) був підданий всім звичайним, добре відомим людських слабостей, що виявляється при будь-яких точних вимірах.

Справді, щоб виміряти період пульсації, секундомір потрібно включити і вимкнути, зробивши це точно на початку і в кінці циклу. Але як знати, коли саме натискати на кнопку? Та ніяк-хіба що з натхнення. До того ж виконаного вимірювання вже не перевіриш: вимірювався час, а воно вже в минулому. Таким чином, відразу ж стало ясно, що за відсутності інших способів вимірювання секундомір може і підвести.

Був розроблений інший підхід, заснований на вимірюванні довжини магнітної стрічки. Цей прийом, який використовують при редагуванні звукозаписів, виявився найвищою мірою точним. Спочатку запис прослуховують і знаходять місце, відділяє шукану ноту від попередньої. Потім автоматичне відтворення припиняється, і бобіни повільно прокручуються вручну (стрічка при цьому потихеньку повзе через що прочитує головку).

При русі стрічки вперед можна чітко почути різкий початок звучання ноти, а при зворотному русі-посилення звуку, що закінчується його миттєвим припиненням. Поганяв стрічку туди і сюди кілька разів, цю точку початку ноти неважко <зловить> і позначити олівцем. Пропустивши зазначене місце через головку, легко перевірити точність нанесення мітки. Таку перевірку можна повторити багато разів, поступово все більше уточнюючи мітку. Те ж саме проробляють з початковим звуком наступного такту ', а потім відстань між двома точками вимірюють міліметровою лінійкою. Отриманий результат ділять на 190,5 мм (7,5 дюйма-'Тактом заради стислості тут буде називатися будь-яка вимірювана одиниця тривалості; це може бути і частка <такту> у звичайному розумінні цього слова довжина, на яку стрічка прокручується за одну секунду). Якщо в приватному від такого поділу перенести кому на три десяткових знаки вправо, то вийде тривалість одного такту в мілісекундах.

Прийнятий спосіб вимірювання довжини повинен давати точність до одного міліметра. Це означає, що при швидкості руху стрічки 190,5 мм / с час вимірюється з точністю до 5 мс. У слухового сприйняття часу є свій поріг; як ми побачимо трохи пізніше, 5 мс - це набагато менше того, що зараз прийнято вважати таким порогом.

Значить, виконані описаним способом вимірювання, мабуть, дуже надійні.

При вивченні одного з музичних уривків випадково вийшов цікавий досвід. Тривалість восьми послідовних тактів була визначена за допомогою секундоміра. Пізніше, коли на озброєння був прийнятий другий метод, ті ж відрізки часу були визначені по довжині стрічки. Порівняння тих і інших результатів показало, що застосування секундоміра забезпечувало всього лише 94,9%-ву точність, тобто помилка становила близько 5%.

Можливі в принципі і інші способи вимірювання-наприклад, за допомогою осцилографа(мал.1). Здавалося б, початок гучного звуку неважко буде побачити в запису як підйом амплітуди звукових хвиль, і це дозволить визначати тривалість тактів з високою точністю. Справа, однак, у тому, що форма музичної хвилі незвичайно складна; це обумовлено накладенням безлічі звукових хвиль з різними амплітудами, основними частотами і обертонами, та ще й з неправильними огинають. Тому відшукувати початкові моменти потрібних звуків дуже важко, і не може бути ніякої впевненості, що вони встановлені правильно. Таким чином, осцилографічний метод практично непридатний.

Мал. 1 Осцилограф



2. Одиниці вимірювання часу

Для виміру часу в природі знайдено такі явища, що регулярно повторюються: періодична зміна дня та ночі, зміна місячних фаз і зміна пір року, які виникають внаслідок добового обертання земної кулі, руху Місяця навколо Землі, а також Землі навколо Сонця. Ці явища дають основні одиниці виміру часу -- добу, місяць і рік. Вони складають основу різних календарних систем. Для ведення обліку часу застосовують різноманітні одиниці рахунку часу.

Ера -- найбільша одиниця хронологічної шкали в історії Землі, пов'язана з якоюсь легендарною або історичною подією.

Період -- одиниця хронологічної шкали, що становить частинку ери і поділяється на епохи (тривалість різна: від сотень тисяч до кілька мільйонів років).

Епоха -- одиниця хронологічної шкали, частина періоду, що поділяється на віки (є З0 епох).

Вік --частина хронології, що становить частину епохи (поділяється на періоди).

Вимірюється також в: тисячоліття, століття, індикт - 15 років, десятиліття - 10 років, рік, пора року, квартал - 3 місяці - 1/4 року, місяць, декада - 10 діб, тиждень, доба, година, хвилина, секунда 1/60 хвилини.



3. Хронологія-наука про час

Хронологія -- наука про вимірювання часу. Свою назву вона отримала від давньогрецьких слів: Їхронос (час) і Їлогос (вчення). Хронологія поділяється на хронологію астрономічну (математичну) й історичну:

1. Астрономічна (математична) хронологія вивчає закономірності руху небесних тіл і встановлює шляхом обчислень періодичність руху їх у часі, точний астрономічний час.

2. Історична хронологія -- спеціальна (допоміжна) історична дисципліна, що вивчає системи літочислення різних народів і з'єднує зв'язок між подіями у часі, встановлює точні дати історичних подій і джерел, переводить на сучасне літочислення дати інших літочислень та календарів, розставляє історичні події у хронологічній, календарній послідовності.

Народи світу застосовували і застосовують різні системи літочислення. Таких хронологічних систем близько двохсот. Завдання історичної хронології - встановити взаємозв'язок між ними, виробити принципи переведення дат із однієї хронологічної системи в іншу, а також різних ер у загальноприйняту систему літочислення, уточнювати та визначати дати історичних подій.

Час - одне із найзаплутаніших і найневизначеніших понять. Стародавні філософи взагалі заперечували час, говорячи, що майбутнього ще немає, бо воно ще не розпочалося; минулого вже немає, бо все вже здійснилося; а сьогодення - це нескінченно мала мить, що, власне кажучи, є нічим.

Для матерії, що не усвідомлює себе, не існує часу, а є тільки зміна деякого стану. Людська ж пам'ять утримує минулі стани навколишнього буття та формує поняття минулого. Людський розум екстраполює минуле і сьогодення на подальші стани буття та формує поняття майбутнього. Все це разом створює образ вектора часу, який разом з образом простору і формує уявлення самого буття.

Світ, що нас оточує, знаходиться у постійному розвиткові. Усе в ньому рухається та змінюється. Іноді час несеться невблаганно швидко, іноді нестерпно повільно. Минуле розподіляється за шкалою часу. Час є необоротнім, тому що його перебіг завжди відбувається в одному напрямку - від минулого до майбутнього. Все життя людського суспільства пов'язане з часом й регулюється періодичною зміною дня і ночі та пір року.



4. Зоряний час, сонячний час, доба

4.1 Зоряний час

Зоряний час - це час s, що минув від верхньої кульмінації точки весняного рівнодення.

Через те, що Земля обертається навколо своєї осі, на різних географічних меридіанах кульмінація точки весняного рівнодення настає в різні моменти. Якщо позначити через зоряний час на нульовому гринвіцькому меридіані, то для спостерігача, який перебуває на схід від Грінвіча і географічна довгота якого виражена в годинах і частках години, зоряний час буде більшим на величину :

4.2 Сонячний час

Вимірювати час, користуючись зоряною добою, найпростіше, а тому дуже зручно при розв'язанні багатьох астрономічних задач. Проте повсякденний розпорядок життя людини пов'язаний з видимим положенням Сонця, його сходом, кульмінацією і заходом. Інакше кажучи, ми живемо за сонячним часом.

Сонячний час -- система відліку часу, в якій як основна одиниця прийнятий інтервал (сонячна доба) між двома послідовними верхніми (або нижніми) кульмінаціями Сонця.

Справжній сонячний час використовують під час астрономічних та актинометричних спостережень(спостереження за інтенсивністю потоків променистої енергії). На географічному майданчику його вимірюють за допомогою горизонтального або екваторіального сонячного годинника.

За початок справжньої сонячної доби на певному меридіані приймається момент нижньої кульмінації Сонця (справжня північ). Але тривалість справжньої сонячної доби не є постійною величиною. Це пов'язано з двома причинами:

1. Земля впродовж року рухається навколо Сонця по еліптичній орбіті, тобто нерівномірно, а отже, нерівномірним виявляється і видимий річний рух Сонця серед зір;

2. Сонце рухається не вздовж небесного екватора, а по екліптиці, нахиленій до небесного екватора під значним кутом.

Через непостійність тривалості справжньої сонячної доби користуватися справжнім сонячним часом Т у побуті дуже незручно. Тому було введено поняття середнього сонця.

Середнє сонце - це фіктивна точка, яка рівномірно рухається вздовж небесного екватора, і за той же проміжок часу (рік), що і Сонце, повертається до точки весняного рівнодення ?.

з = T_m-T₍₎

Звідки

T_m = T₍₎+з, T₍₎ = T_m- з

T₍₎ - істинний сонячний час;

з - рівняння часу, наводиться на кожен день в астрономічних календарях і щорічниках.

Середній сонячний час Тл - це час, що минув від нижньої кульмінації середнього сонця.



4.3 Доба

Добам-- відтинок часу, приблизно рівний періоду обертання Землі чи іншої планети Сонячної системи навколо своєї осі. Життя на Землі підкоряється земному добовому циклу.

Строго визначена земна астрономічна доба є позасистемною одиницею вимірювання часу. Вона дорівнює 24 годинам (1440 хвилин, 86400 секунд). Таке визначення тривалості доби ґрунтується на визначенні секунди, яке спирається на цезієвий еталон. Тому визначення тривалості доби як 86400 секунд не опирається на астрономічні спостереження, і лише приблизно дорівнює періоду обертання Землі навколо своєї осі.

Визначення тривалості доби в астрономії залежить від того, як проводяться астрономічні спостереження. Астрономи розрізняють:

· сонячну добу

· зоряну добу

· місячну добу

Обидва визначення поступаються точністю сучасному цезієвому еталону одиниці часу. Тривалість як сонячної доби, так і зоряної доби, не є сталою величиною, а дещо змінюється внаслідок збурень руху Землі навколо Сонця.

Знання про осьове обертання Землі використовують для побудови географічної сітки, визначення географічних координат та часу. Основною одиницею часу є доба, протягом якої відбувається видиме обертання небесної сфери проти годинникової стрілки. Залежно від вибору початкової точки відліку повороту розрізняють зоряну і сонячну добу.

Зоряну добу розділено на 24 зоряних годин, у кожній годині - 60 зоряних хвилин, у кожній хвилині - 60 зоряних секунд. Оскільки повний оберт Землі відносно точки становить 360_, то маємо співвідношення: 1 год=15_, 1_=4 хв.

Зоряна доба - проміжок часу між двома послідовними проходженнями будь-якої зорі через меридіан місця спостереження. Проміжок часу, протягом якого Земля обертається навколо своєї осі відносно Сонця, називається сонячною добою. Вона довша від зоряної, оскільки одночасно з обертанням навколо своєї осі Земля обертається навколо Сонця (мал. 2).

Мал. 2 Зоряна і справжня сонячна доба

Тропічна зоряна доба -- проміжок часу між двома послідовними кульмінаціями точки весняного рівнодення. Внаслідок прецесії її тривалість приблизно на 3 см менша за тривалість істинної зоряної доби.

Сонячна й зоряна доба неоднакові через те, що завдяки обертанню Землі навколо Сонця для спостерігача, який перебуває на Землі, Сонце щодоби зміщується на тлі нерухомих зірок (рухається уздовж Зодіаку).

Справжня сонячна доба - це проміжок часу між двома послідовними однойменними кульмінаціями центра диска Сонця на одному і тому ж географічному меридіані.

Середня сонячна доба - це проміжок часу між двома послідовними нижніми кульмінаціями середнього сонця.

Зміна тривалості доби, окрім незначної нерівномірності обертання Землі навколо своєї осі, обумовлена тим, що по-перше, Сонце рухається вздовж екліптики, а не екватора, а по-друге, такий рух -- відображення руху Землі по еліптичній орбіті навколо Сонця -- сповільнюється у липні (Земля в афелії- найвіддаленіша від Сонця точка еліптичної орбіти планети або комети) й прискорюється в січні (Земля в перигелії-найближча точка). Це спричиняє відхилення часу істинних кульмінацій Сонця.

Місячна доба -- проміжок часу між двома послідовними кульмінаціями Місяця. У середньому її тривалість становить 24 год 50 хв 28,3 с. Місяць спричиняє на Землі сильні припливи, що повторюються двічі кожної місячної доби.



5. Часові пояси

Часовий пояс -- частина поверхні земної кулі, на якій прийнятий один стандартний час, який ще часто називають місцевим часом. Для зручності відліку поточного часу вся територія земної кулі поділена на 24 часові пояси шириною в середньому 15°. В межах кожного такого поясу встановлюється свій єдиний поясний час.

Формування часових поясів пов'язане з прагненням, з одного боку, враховувати обертання Землі навколо своєї осі, а з другого боку, визначити території (часові зони) з приблизно однаковим місцевим часом таким чином, щоб відмінності в часі між ними були кратні одній годині. У результаті досягнуто рішення, що повинно бути 24 часових пояси і кожен з них повинен охоплювати територію приблизно 15° у ширину (± 7,5° щодо відповідного середнього меридіана). Точкою відліку прийнятий гринвіцький меридіан, нульовий меридіан, середній меридіан нульового часового поясу.

Поділ на часові пояси:

· Точка відліку для часових поясів -- нульовий (гринвіцький) меридіан, який проходить через Королівську Гринвіцьку обсерваторію в місті Гринвічі, Великобританія.

· Різниця між номерами часових поясів відповідає різниці в часі між цими поясами. Тобто при переході з одного часового поясу в інший значення хвилин і секунд (часу) зберігається, змінюється лише значення годин. Проте існують деякі райони, в яких місцевий час відрізняється від універсального не тільки на цілу кількість годин, але й додатково на 30, 40 чи 45 хвилин.

· На Північному і Південному полюсах меридіани сходяться в одній точці, тому там поняття часових поясів втрачає зміст. За традицією, яка склалася, вважається, що час на полюсах відповідає універсальному часу. Теоретично, всі часові пояси земної кулі повинні обмежуватися прямими лініями, які проходять на 7,5° на схід і захід від середнього меридіану кожного поясу, але для збереження єдиного часу на території однієї адміністративної одиниці їх межі часто зміщені відносно загальноприйнятих.

· На суходолі кордони часових поясів встановлені не за меридіанами, а за близькими до них державними кордонами різних країн. Для великих за розмірами країн, які потрапляють до декількох часових поясів, кордон між цими поясами проходить, зазвичай, по кордонах внутрішнього адміністративно-територіального поділу цих країн.

5.1 Гринвіцький меридіан

Гринвіцький меридіан (англ. prime meridian) -- географічний меридіан, який проходить через Гринвіцьку обсерваторію в Англії. Згідно з міжнародною нормою при відліку географічної довготи, Гринвіцький меридіан прийнято вважати початковим (нульовим): від нього відраховують довготи від 0° до 360° в напрямі зі заходу на схід або в обидва боки від 0° до 180° з припискою «східна довгота» (знак плюс) чи «західна довгота» (знак мінус).

5.2 Місцевий час

Місцевий (сонячний) - час на конкретному меридіані в даний момент. Він зумовлений розташуванням місцевості на певній довготі. Час між сусідніми меридіанами відрізняється на 4 хвилини(мал.3).

Місцевий час залежить не від географічної широти, а від географічної довготи. Кожне місце вздовж паралелі має власний місцевий час, який залежить від довготи. У зв'язку з тим, що Земля обертається із заходу на схід, у місцях, розташованих на схід від меридіана даного місця, полудень настає раніше, і годинник показує там більше часу. У місцях, розташованих на захід від меридіана даного місця, південь настає пізніше, годинник там показує менше часу.

Мал. 3 Місцевий час

5.3 Всесвітній час

Всесвітній час (гринвіцький середній сонячний час) -- шкала часу, яка ґрунтується на вимірюванні годинного кута середнього Сонця відносно гринвіцького меридіана. Позначається UT (від англ. Universal Time). Застосовується для фіксування моментів астрономічних спостережень.

До 1925 року всесвітній час відлічували від середнього гринвіцького полудня. Тоді він називався середнім часом за гринвічем і позначався GMT (англ. Greanwich Mean Time). Із 1 січня 1925 року було запроваджено систему лічби від середньої півночі, тобто всесвітній час на 12 годин більший GMT. До 1960 року всесвітній час застосовувався також для ефемерид, доки його не замінили системою ефемеридного часу.

Внаслідок нерівномірного обертання Землі всесвітній час плине нерівномірно. Тому є декілька його форм, запроваджених Міжнародним бюро часу 1956 року:

· нерівномірний всесвітній час (UT0)

· квазірівномірний (UT1, UT2)

1961 року було запроваджено шкалу всесвітнього координованого часу (UTC), в основу якої покладено атомний годинник (а не астрономічні спостереження), і яка тепер вживається в повсякденному житті суспільства.(мал.4)

Часові пояси Європи:

синій	Західноєвропейський час (WET) (UTC+0) Західноєвропейський літній час (UTC+1)
Блакитний	Західноєвропейський час (WET) (UTC+0)
червоний	Центральноєвропейський час (CET) (UTC+1) Центральноєвропейський літній час (UTC+2)
жовтий	Східноєвропейський час (EET) (UTC+2) Східноєвропейський літній час (UTC+3)
помаранчевий	Калінінградський час (UTC+3)
зелений	Московський час (MSK) (UTC+4)

Світлі кольори вказують на те, що в країні немає літнього часу: Алжир, Ісландія, Росія і Туніс.

Мал. 4 Часові пояси Європи

5.4 Лінія зміни дат

Лімнія зміни дат -- умовна лінія на поверхні Землі навпроти Гринвіцького меридіана, при перетині якої дата змінюється на один день вперед або назад. Приблизно пролягаючи вздовж 180° довготи, з відхиленнями для проходження повз деякі території та групи островів, вона здебільшого відповідає межі, що розділяє часові пояси UTC+12 та UTC-12. При перетині Міжнародної Лінії зміни дат з заходу на схід, дата змінюється на один день або 24 години назад, а при перетині зі сходу на захід -- на один день або 24 години вперед.(мал. 5)

Від цієї лінії зі сходу на захід відраховується нова доба. Міжнародна Лінія зміни дат може заплутати тих, хто мандрує за допомогою авіаліній. Найбільша незручність зазвичай виникає при подорожах на невеликі відстані з заходу на схід. Переліт з Тонги до Самоа, наприклад, займає приблизно дві години, але включає перетин Міжнародної Лінії зміни дат, що призводить до того, що пасажир прибуває за день до того, в який він вилетів. Це зазвичай спричиняє плутанину в розкладах польотів (якщо ці розклади не складено у Універсальному координованому часі).

Якщо хтось облітає навколо земної кулі зі сходу на захід (у тому самому напрямку, що і Магеллан), він має переводити годинник на одну годину назад кожні 15° довготи, втрачаючи 24 години за один повний обліт земної кулі. Але при перетині Міжнародної Лінії зміни дат, 24 години додаються (якщо лінія перетинається зі сходу на захід). Таким чином, Міжнародна Лінія зміни дат має розглядатися сукупно із часовими поясами: загальна корекція часу буде дорівнювати нулю. Якщо хтось перетинає лінію дат точно опівночі, то подорожуючи на захід, він пропускає цілий день; тоді як подорожуючи на схід, він повторює цілий день.



Мал. 5 Лінія зміни дат



6. Зміни пори року

Порам року-- період у річному циклі розвитку природи. В помірному кліматі північної кулі, у тім числі в Україні, розрізняють такі пори року: весна, літо, осінь, зима. Це чотири рівні періоди, на які умовно поділено річний цикл розвитку природи.

Мал. 6 Кут між площинами екватора та екліптики 23,5°, а кут між площиною екліптики та полюсом світу 66,5°.Це є причиною зміни пір року на Землі

Вісь обертання Землі нахилена до площини орбіти під кутом 66,5°(мал.6), і це призводить до зміни пір року на Землі. Якби вісь обертання Землі була перпендикулярною до площини орбіти, то зміни пір року не відбувалося б, бо Сонце протягом року освітлювало б рівномірно Північну та Південну півкулі нашої планети. Зараз такі дні, коли Сонце однаково освітлює дві півкулі Землі, настають тільки двічі на рік -- весною 20 -- 21 березня і восени 22 -- 23 вересня, коли на всіх материках однакова тривалість дня -- 12 годин (мал.7). В інші місяці тривалість дня більша або менша за 12 годин і залежить від географічної широти місця спостереження. Найдовший день настає 21--22 червня -- початок астрономічного літа.

Мал. 7 Освітлення Землі сонячними променями взимку і влітку

Найбільше енергії від Сонця отримує тропічна зона, де опівдні сонячні промені можуть падати перпендикулярно до горизонту. Через півроку 21--22 грудня, у Північній півкулі настає астрономічна зима, а в Південній -- літо.

На широті 50° (Київ, Львів, Харків) тривалість найдовшого дня 22 червня -- 16 год 20 хв -- у два рази більша за тривалість найкоротшого дня 22 грудня -- 8 год. На широті 45° різниця між найдовшим і найкоротшим днем трохи зменшується, тому в Криму найдовший день триває 15 год 30 хв, а найкоротший -- 8 год 40 хв.

Найбільше сонячної енергії поверхня Землі отримує опівдні, коли настає верхня кульмінація Сонця, а найменше -- вранці та ввечері. Вночі Земля тільки охолоджується, тому середня температура поверхні залежить також від тривалості дня і ночі. Наприклад, на широті 50° кількість енергії, яку отримує поверхня за літній день, досягає 25000 кДж/м2. Цікаво, що ця енергія навіть більша, ніж на екваторі, де цілий рік тривалість дня не змінюється і дорівнює 12 годинам.

Узимку коротка тривалість дня та невелика висота Сонця над горизонтом призводять до значного зменшення сонячної енергії, що обігріває поверхню Землі. Наприклад, у грудні кількість енергії, яку отримує одиниця поверхні на наших широтах протягом дня, майже у 7 разів менша, ніж у літній день.

Сучасний нахил осі обертання до площини орбіти під кутом 66,5° є оптимальним для різноманітних кліматичних зон на поверхні Землі -- від тропіків до полярного кола. Усі інші варіанти зміни кута нахилу осі обертання Землі призвели б до катастрофічних змін клімату і глобальної екологічної катастрофи. Наприклад, якби вісь обертання Землі була нахилена до площини орбіти під кутом 50°, то полярне коло проходило б через Україну, а тропіки -- через Чорне море. На наших широтах влітку протягом місяця Сонце не заходило б за горизонт, а опівдні кульмінація була б поблизу зеніту. Розрахунки показують, що літня температура поверхні в Україні досягала б критичних для життя меж від +60 до +80°С. В іншому випадку, якби вісь обертання Землі була перпендикулярною до площини орбіти, зміни пір року взагалі не було б, тому Європа могла б перетворитись на холодну напівпустелю типу тундри.

6.1 Літній час

Лімтній час (відомий також як Daylight Saving Time (DST)) -- місцевий час, який встановлюється на певній території на літній період року. Зазвичай різниться на годину від стандартного часу, прийнятого на цій території.(мал.8)

Вигідність запровадження літнього часу зумовлено традицією значно зміщувати час сну відносно темного часу доби: людина прокидається зазвичай на початку світлового дня або невдовзі перед світанком, а лягає спати значно пізніше, ніж заходить Сонце.

Літній час має міжнародне позначення -- абревіатуру DST (від англ. Daylight Saving Time). Для країн, які використовують центральноєвропейський час, застосовують абревіатуру CEST (англ. Central European Summer Time), оскільки у британському варіанті англійської мови літній час називається Summer Time.

Терміни дії літнього часу в Україні вводяться відповідно до рекомендацій Європейської економічної комісії ООН для гармонізації відліку часу на території всієї Європи і довколишніх країн. Перехід на літній час в Україні здійснюється в останню неділю березня о 3 годині, а перехід на зимовий час (тобто переведення годинника на годину назад, чим скасовували літній час) -- в останню неділю жовтня о 4 годині.

Мал. 8 Літній час у світі

Першим ідею літнього часу запропонував Бенджамін Франклін, присвятивши їй окрему публікацію (1784).

Вдруге цю проблему порушив англієць Вільям Віллет (архітектор із Числгерста, графство Кент) у своїй брошурі Waste of Daylight («Марна витрата денного світла», 1907).

За словами британського письменника Тоні Френсіса, думка про користь зміни часу осяяла Віллета, коли він раннього літнього ранку прогулювався верхи на коні. Віллет помітив, що віконниці багатьох будинків замкнені. «Яке марнування денного світла!» -- мабуть, подумав він і почав у британському парламенті кампанію за ухвалення закону про зміну часу. Переводячи навесні та влітку годинники на 80 хвилин вперед (4 рази по 20 хвилин), а восени -- назад, люди мали б увечері більше денного світла. Але, попри існування поважного лобі в уряді Британії, цю ідею тоді втілити не вдалося.

Король Едвард VII не став чекати рішення парламенту. Він оголосив, що в його королівському маєтку Сандрінґем (площа -- 7900 га) всі переходять на літній час. Згодом король запровадив такі самі зміни у маєтках Віндзорі та Балморалі. Таким чином, вперше годинникову стрілку перевели у Великобританії 1908 року.

Але справжнім піонером запровадження літнього часу стала Німеччина. Під час Першої світової війни, 30 квітня 1916 року тут пересунули стрілки годинників на годину вперед, а 1 жовтня 1916 р. -- на годину назад. Невдовзі такі ж зміни запровадила Велика Британія. 19 березня 1918 року Конгрес США запровадив поділ на часові пояси й застосування на період війни літнього часу -- з метою заощадження палива, що його використовують для генерації електричного струму. Після певної перерви 1966 року Конгрес ухвалив Uniform Time Act, вперше запровадивши літній час у мирний період.

6.2 Зимовий час

Дуже часто у засобах масової інформації можна зустріти фразу «перехід на зимовий час», під якою слід розуміти щорічне повернення до стандартного часу. Таке формулювання вживається вище і в цій статті, але воно є не зовсім точним. Правильніше називати цей час стандартним; як правило, він є більш географічно виправданим для даної місцевості, ніж літній час.

А «зимовий час» -- поняття окреме. Воно передбачає переведення стрілки годинника восени на годину назад відносно стандартного часу з обов'язковим поверненням навесні. Так, у Чехословаччині взимку 1947 року застосували зимовий час -- від 1 грудня 1946 до 23 лютого 1947 р. стрілки годинників пересунули на годину назад щодо середньоєвропейського часу (тобто у протилежному напрямку, ніж літній час). Варто зазначити, що того ж року у Чехословаччині використовувався і літній час. Це означає, що при фактичному розташуванні країни у першому поясі, у липні 1946 року там діяв час UTC+2 (літній час), у листопаді -- UTC+1 (стандартний час), а в грудні -- UTC+0 (зимовий час).

У Болівії у 2009 році також планувалося ввести зимовий час переведенням стрілки годинника на одну годину назад відносно стандартного часу. Такий намір пояснювався бажанням убезпечитися від зимової епідемії застудних захворювань, адже при зимовому часі сонце сходило б раніше і до виходу людей вранці на роботу/навчання повітря встигало більше прогрітися.



Висновки

Отже, за видами, астрономічний час поділяється на: сонячний та зоряний. Різниця між зоряною і сонячною добою - 3 хвилини 55,91 секунди на користь Сонця (Земля обертається навколо осі і навколо Сонця в одну і ту ж сторону, і зірки щоночі виходять за обрію трохи раніше). Зміна пір року - вічне і постійне явище природи, причина якого полягає в русі Землі навколо Сонця. Час вимірюється в: ера, епоха, період, вік, тисячоліття, століття, індикт - 15 років, десятиліття - 10 років, рік, пора року, квартал - 3 місяці - 1/4 року, місяць, декада - 10 діб, тиждень, доба, година, хвилина, секунда 1/60 хвилини.



Список використаних джерел

1. http://ua.textreferat.com/referat-1064-2.html.

2. http://astro-ifmi.in.ua/content/view/23/3/.

3. http://www.subject.com.ua/textbook/astronomy/11klas/9.html.

4. http://um.co.ua/2/2-9/2-93219.html.

5. https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D0%B0%D1%81.

6. http://ulit.inf.ua/izmerenie-vremeni-23375.html.

7. http://elibrary.kubg.edu.ua.pdf.

8. http://npu.edu.ua/!e-book/book/html/D/ipgoe_kfg_Zagalne_zemleznavstvo/130.html.

9. https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%BE%D0%B1%D0%B0.

10. http://geography.ed-era.com/2/chasovi_poyasi.html.

11. https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D0%B0%D1%81%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D0%B9_%D0%BF%D0%BE%D1%8F%D1%81.

12. https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%80%D0%B8%D0%BD%D0%B2%D1%96%D1%86%D1%8C%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B4%D1%96%D0%B0%D0%BD.

13. https://docs.kde.org/trunk5/uk/kdeedu/kstars/ai-utime.html.

14. https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D1%81%D0%B5%D1%81%D0%B2%D1%96%D1%82%D0%BD%D1%96%D0%B9_%D1%87%D0%B0%D1%81.

15. https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D1%96%D1%82%D0%BD%D1%96%D0%B9_%D1%87%D0%B0%D1%81.

Размещено на Allbest.ru