На наблюдениях суточного вращения небесного свода и годичного движения Солнца, т.е. на вращении Земли вокруг оси и на обращении Земли вокруг Солнца, основано измерение времени.
Вращение Земли вокруг оси происходит почти равномерно, с периодом, равным периоду вращения небесного свода, который достаточно точно может быть определен из наблюдений. Поэтому по углу поворота Земли от некоторого начального положения можно судить о протекшем времени. За начальное положение Земли принимается момент прохождения плоскости земного меридиана места наблюдения через избранную точку на небе, или, что одно и то же, момент верхней (или нижней) кульминации этой точки на данном меридиане.
Продолжительность основной единицы времени, называемой сутками, зависит от избранной точки на небе. В астрономии за такие точки принимаются: а) точка весеннего равноденствия; б) центр видимого диска Солнца (истинное Солнце); в) «среднее солнце» - фиктивная точка , положение которой на небе может быть вычислено теоретически для любого момента времени.
Определяемые этими точками три различные единицы времени называются соответственно звездными, истинными солнечными и средними солнечными сутками , а время, ими измеряемое, - звездным, истинным солнечным и средним солнечным временем .
Тропическим годом называется промежуток времени между двумя последовательными прохождениями центра истинного Солнца через точку весеннего равноденствия.
3.2. Звездные сутки. Звездное время
Промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями точки весеннего равноденствия на одном и том же географическом меридиане называется звездными сутками.
За начало звездных суток на данном меридиане принимается момент верхней кульминации точки весеннего равноденствия.
Угол, на который Земля повернется от момента верхней кульминации точки весеннего равноденствия до какого-нибудь другого момента, равен часовому углу точки весеннего равноденствия в этот момент. Следовательно, звездное время s на данном меридиане в любой момент численно равно часовому углу точки весеннего равноденствия t , выраженному в часовой мере, т.е.
s = t 
.
(1.14)
Точка весеннего
равноденствия на небе ничем не отмечена.
Непосредственно измерить ее часовой
угол или заметить момент прохождения
ее через меридиан нельзя. Поэтому
практически для установления начала
звездных суток или звездного времени
в какой-либо момент надо измерить часовой
угол t какого-либо светила М, прямое
восхождение которого
известно (рис. 12).
Тогда, поскольку
t = Qm
=
m,
а часовой угол точки весеннего
равноденствия t 
= Q
и, по определению, равен звездному
времени s,
s = t 
=
+t,
(1.15)
т.е. звездное время в любой момент равно прямому восхождению какого-либо светила плюс его часовой угол.
В момент верхней кульминации светила его часовой угол t = 0, и тогда
s =
.
(1.16)
В момент нижней кульминации светила его часовой угол t = 12h, и звездное время
s =
+12h.
(1.17)
Измерение времени
звездными сутками и их долями наиболее
просто и поэтому весьма выгодно при
решении многих астрономических задач.
Но в повседневной жизни пользоваться
звездным временем крайне неудобно.
Повседневный распорядок жизни человека
связан с видимым положением Солнца над
горизонтом, с его восходом, кульминацией
и заходом, а не с положением фиктивной
точки весеннего равноденствия. А так
как взаимное расположение Солнца и
точки весеннего равноденствия в течение
года непрерывно меняется, то, например,
верхняя кульминация Солнца (полдень) в
разные дни года происходит в разные
моменты звездных суток. Действительно,
только раз в году, когда Солнце проходит
через точку весеннего равноденствия,
т.е. когда его прямое восхождение
= 0h, оно будет кульминировать вместе с
точкой весеннего равноденствия в
полдень, в 0h звездного времени. Через
одни звездные сутки точка весеннего
равноденствия снова будет находиться
в верхней кульминации, а Солнце придет
на меридиан приблизительно лишь через
4 минуты, так как за одни звездные сутки
оно сместится к востоку относительно
точки весеннего равноденствия почти
на 1°, и его прямое восхождение будет
уже равно
=0h4m.
Еще через одни звездные сутки прямое
восхождение Солнца снова увеличится
на 4m, т.е. полдень наступит уже приблизительно
в 0h8m по звездному времени и т.д. Таким
образом, звездное время кульминации
Солнца непрерывно растет, и полдень
наступает в различные моменты звездных
суток. Неудобство совершенно очевидное.
ЗВЕЗДНОЕ ВРЕМЯ
Способ учета времени, основанный на использовании интервала времени между двумя последовательными прохождениями какой-то определенной звезды, принимаемой за фиксированную небесную точку, над данной точкой на поверхности Земли. В течение одного такого обращения видимое орбитальное перемещение Солнца составляет примерно 1о, поэтому возвращение данной точки на Земле к прежнему положению относительно Солнца требует дополнительного перемещения на 1о дуги, или на 4 минуты времени. Таким образом, каждая календарная годовщина дает ежегодный чистый прирост в 1о, что является основой всех систем прогрессий. Звездное время (ST) в данный момент есть угловое расстояние по эклиптике от 0о Овна, точки весеннего равноденствия, до меридиана данного места в полдень данного дня, выраженное в часах, минутах и секундах. Прямое восхождение меридиана есть подобное угловое расстояние по экватору, выраженное в дуговых градусах и минутах. Время, когда точка весеннего равноденствия находится на меридиане наблюдателя, представляет собой ноль ST. Когда эта точка сместится на 15о, наступит 1 час ST. Таким образом, время, необходимое для перемещения градуса равноденствия вперед в определенное положение, становится величиной, определяющей это положение. Чтобы узнать звездное время в данный момент в данном месте, найдем по эфемеридам ST на эту дату и введем некоторые коррекции, а именно: если эфемериды построены для любого меридиана, кроме гринвичского, учтите это, прибавив или отняв ваше расстояние от этого меридиана, а не от гринвичского; также прибавьте или отнимите 12 час, если отсчитываете свой временной интервал от полуночи. Поправки-слагаемые к этому ST для мест к западу от меридиана выражаются в градусах, в которые переводится среднее солнечное время (четыре минуты на градус); к полученным значениям далее прибавляется 0,657 сек на каждый градус, чтобы выразить поправки в звездном времени. Часы увеличиваются с учетом прошедшего времени, поскольку 0 час также необходимо преобразовать в той же пропорции. Приблизительное время, когда восходит каждый знак, дано в таблице для 41 градуса с.ш. Для определения времени восхождения каждого знака прибавляем 2 мин 30 сек на каждый градус южной широты и вычитаем - на каждый градус северной. Получим время на первый день месяца. Вычитаем по 4 мин на каждый последующий день. Чтобы перейти от стандартного времени к истинному местному времени, прибавляем 4 мин на каждый градус к востоку от ближайшего стандартного меридиана и вычитаем 4 мин на каждый градус к западу. Стандартные меридианы кратны числу 15. Так, в Америке это Восточный - 75о, Центральный - 90о, Горный - 105о, Тихоокеанский - 120о меридианы. Данный расчет - приближенный, дает возможность избежать вычислений, необходимых при точных определениях.
Астрологическая энциклопедия . Николас Девор . 1947 .
Смотреть что такое "ЗВЕЗДНОЕ ВРЕМЯ" в других словарях:
ЗВЕЗДНОЕ ВРЕМЯ
Звездное время - время, измеряемое по положению звезд. Местное звездное время в любой точке равно часовому углу точки весеннего равноденствия; на гринвичском меридиане оно называется гринвичским звездным. Разница между истинным сидерическим и средним звездным… … Словарь часов
Звездное время - применяемый в астрономии счет времени, в котором продолжительность суток принята равной периоду вращения Земли вокруг своей оси относительно системы неподвижных звезд. 24 звездных часа равны 23 ч 56 мин 4,091 с среднего солнечного времени.… … Астрономический словарь
звездное время - žvaigždinis laikas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Astronominis laikas, pagrįstas žvaigždine para – laiko tarpu tarp dviejų gretimų vienavardžių pavasario lygiadienio taškų tame pačiame Žemės dienovidinyje. Matavimo… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
время - понятие, позволяющее установить, когда произошло то или иное событие по отношению к другим событиям, т.е. определить, на сколько секунд, минут, часов, дней, месяцев, лет или столетий одно из них случилось раньше или позже другого. Измерение… … Географическая энциклопедия
ВРЕМЯ ЗВЕЗДНОЕ - (Sideral time) время, измеряемое часовым углом точки весеннего равноденствия. В. З. равно часовому углу любого светила плюс его прямое восхождение (S = t + а). Эта зависимость называется основной формулой времени. Самойлов К. И. Морской словарь.… … Морской словарь
ВРЕМЯ (системы измерения) - ВРЕМЯ (системы измерения). Измерение времени основано на наблюдении или осуществлении периодически повторяющихся процессов одинаковой длительности; так, для измерения больших интервалов времени пользуются годом (см. ГОД). Суточное вращение Земли… … Энциклопедический словарь
Планеты, определение по Эфемеридам и Таблицам домов. Следует: 1) определить звездное время и полдень требуемого дня; 2) определить положение требуемой планеты по зодиаку; в Таблице домов для данной широты найти звездное время, при котором это… … Астрологическая энциклопедия
время - Интервалы времени, отсчитываемые путем сравнения их с принятыми периодическими процессами: вращением Земли относительно звезд (звездное время), движением Солнца (солнечное время), различают время для заданной долготы (местное время) и для… … Словарь по географии
ВРЕМЯ Измерение - ВРЕМЯ (системы измерения). Измерение времени основано на наблюдении или осуществлении периодически повторяющихся процессов одинаковой длительности; так для измерения больших интервалов времени пользуются годом. Суточное вращение Земли… … Большой Энциклопедический словарь
Книги
- Звездное скопление Курс вторжения Роман , Алек С.. Оборона планеты завершилась успешно: вражеский флот разбит в бою, десант неприятеля капитулировал. Самое время синклитику Киндяшкову получить заслуженные наградыи поучаствовать в…
Сутки по традиции делятся на 24 ч, час — на 60 мин, ми-нута — на 60 с. Поскольку мы измеряем прямое восхождение в часах, минутах и секундах, то момент време-ни по звёздным часам определяется по прямому восхождению звезды, которая в данный момент куль-минирует . Отсюда следует, что звёздное время измеряется часовым углом точки весеннего равноденствия (рис. 19) аналогично тому, как мы определяем время по углам поворота часовой и минутной стрелок. Действительно, по определению часовой угол точки весен-него равноденствия равен нулю в мо-мент, когда звёздное время равно нулю. Часовой угол меняется равномерно, поскольку небесная сфера тоже враща-ется равномерно, т. е., измерив часовой угол в часовой мере, сразу получается время, за которое небесная сфера по-вернулась на этот угол.
Звёздное время исключительно удобно для астрономов. Зная его, сразу можно сообразить, какие звезды наблюдаются в этот момент времени. Просто его и определять. Конечно, точ-но (до десятых или сотых долей секунды) его можно устано-вить только с помощью специальных инструментов. Но с точ-ностью до нескольких минут астроном определяет его одним взглядом.
Звёздные сутки — это промежуток времени между двумя по-следовательными верхними кульминациями любой звезды. При-нято считать за начало звёздных суток момент кульмина-ции точки весеннего равноденствия.
Картинки (фото, рисунки)
На этой странице материал по темам:
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ
з дисципліни «Морехідна астрономія»
напрям підготовки 070104 «Морський та річковий транспорт»
(шифр і назва напряму підготовки)
спеціальність 6.070104 «Морський та річковий транспорт»
(шифр і назва спеціальності)
спеціалізація.
(назва спеціалізації)
відділення «Судноводіння» .
(назва відділення)
Розглянуто на засіданні циклової комісії
відділення «Судноводіння на морських шляхах»
Протокол № від «» 2015 р.
Голова циклової комісії
М. А. Котолуп
ПЛАН – КОНСПЕКТ ТЕМЫ № 1
«Время и его измерение»
1.Понятие о времени и способах его измерения.
2.Звездное время.
3.Солнечное и среднесолнечное время.
4.Время, используемое в повседневной деятельности.
Понятие о времени и способах его измерения.
Для измерения любой физической величины, прежде всего, необходимо выбрать единицы измерения, удобные для практического применения и обязательно постоянные.
С древности в качестве основной единицы времени был принят период одного оборота Земли вокруг своей оси или отражающий его оборот небесной сферы, т. е. сутки. Этот период практически постоянен (незначительные изменения периода вращения Земли, открытые сравнительно недавно, в мореходной астрономии не учитываются).
Установив единицу измерения времени, надо выбрать начальный (нулевой) момент измерения и какую-либо точку на сфере, по движению которой и можно было бы производить отсчет временных промежутков. Для этого в астрономии используют суточное движение точки весеннего равноденствия или Солнца. По движению точки Овна измеряется звездное время, по движению Солнца - солнечное.
Для начала отсчета единицы времени суток удобно выбрать момент пересечения точкой Овна или Солнцем плоскости меридиана наблюдателя, так как эта плоскость совпадает с географическим меридианом, положение которого на Земле определяется долготой наблюдателя. Поэтому время в каждой системе зависит и от того, какой меридиан выбран за начальный: гринвичский, местный или какой-либо другой.
Звездное время.
Один оборот Земли вокруг своей оси или один оборот небесной сферы вокруг оси Мира можно отметить по законченному суточному движению какой-нибудь звезды. Более удобно в астрономии применять для этого точку весеннего равноденствия Υ , которая занимает на сфере вполне определенное положение и участвует в суточном движении, как и все светила.
Звездные сутки - это промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями точки весеннего равноденствия на данном меридиане наблюдателя.
Звездные сутки делятся на более мелкие единицы: звездные часы, минуты и секунды.
Звездным временем (S) называют количество звездных единиц, прошедших от момента верхней кульминации точки весеннего равноденствия до данного момента.
Звездное время может измеряться во временных или дуговых единицах.
Для измерения больших промежутков времени в повседневной жизни звездное время не применяется, т.к. не имеет календарной даты.
Вследствие равномерности вращения небесной сферы промежуток времени, прошедший с момента верхней кульминации точки Овна и выраженный величиной S , численно равен W-му часовому углуточки Овна в градусных единицах.
Следовательно, существует зависимость
S=t Υ w
Отсюда появляется возможность выражения временных промежутков, как в часах, так и в градусах. Для перехода от градусов к часам и обратно служат соотношения:
24 ч =360°; 1ч=15°; 1 м =15"; 1 с =15" или 0,25";
360° = 24 ч; 1° = 4 М.
Подобный переход от одной меры к другой необходим при решении астрономических задач. Поэтому в МАЕ и в МТ- 75 имеются таблицы для облегчения этого перевода с точностью до десятых долей дуговой минуты (0,1 1) или до одной временной секунды (1 с),
В один и тот же момент звездное время S равно W-му часовому углу любого светила плюс его прямое восхождение α и называется основной формулой времени.
S=t w +α
Оно связывает координаты светил со временем, позволяет переходить отзвездного времени к солнечному и решать другие важные задачи. В мореходной астрономии эту формулу часто применяют для расчета часовых углов звезд:
t w * =S-α *
Чтобы упростить расчеты, заменим вычитание более удобным сложением, прибавив к правой части равенства 360°, что равнозначно0°:
t w * =S+360°-α *
Обозначив 360°-- α*=τ*, получим окончательно:
t w * =S+τ *
При решении задач на основную формулу времени можно свободно прибавлять к любой части равенства или отнимать от нее 360° (24 ч),поскольку это равнозначно 0° (0 Ч). В процессе решения подобных задач довольно часто приходится переходить от градусных единиц к часовым и обратно.
Солнечное и среднесолнечное время.
Повседневная жизнь людей нашей планеты организована по Солнцу в зависимости от светлого и темного периода суток. Уже по этой причине звездное время неудобно. Кроме того, вследствие годового движения Солнца, которое отстает ежесуточно от точки Υ на 1° или 4 м, начало звездных суток в течение года приходится на различные моменты дня и ночи. Так, 21 марта начало звездных суток будет в середине дня, 22 июня - утром, 23 сентября - ночью, 22 декабря - вечером. Применять в повседневной жизни такую систему измерения времени нельзя. Поэтому звездное время употребляется только в теоретических выводах и в расчетных задачах мореходной астрономии.
Более целесообразно принять за единицу времени промежуток между двумя последовательными кульминациями центра Солнца, который получил название солнечных (истинных) суток. Эти сутки длиннее звездных примерно на 4 м. Однако изменение прямого восхождения Солнца неодинаково в течение года, т. е. и продолжительность солнечных суток также не одинакова. Разность между самыми длинными и самыми короткими солнечными сутками достигает 51 с или почти 1 м. Применять за единицу счета точного времени переменную величину нельзя, поэтому солнечные (истинные) сутки не используются, и не существует системы измерения времени, основанной на движении истинного Солнца. Это обусловлено высокими требованиями к точности отсчетов времени при современном развитии науки, техники и экономики. Создать же приборы, которые бы изменяли свой ход в зависимости от изменения продолжительности солнечных суток, очень трудно.
Истинное Солнце нельзя «заставить» двигаться по эклиптике с постоянной скоростью. Чтобы получить постоянную единицу времени, необходимо заменить Солнце точкой сферы, имеющей равномерное годовое движение. Для этого была установлена особая фиктивная точка небесной сферы - среднее Солнце, которое заменяет истинное Солнце при измерении времени.
Представим себе, что Солнце движется по эклиптике со скоростью, равной средней за год скорости истинного Солнца. Как показали расчеты, такая точка не будет далеко удаляться от истинного Солнца. Однако вследствие наклона эклиптики к экватору наугол 23,5°суточное изменение Δα все равно будет неодинаковым, т. е. и тогда солнечные сутки окажутся непостоянными по величине. Поэтому установили, что собственное движение среднего Солнца происходит не по эклиптике, а по экватору в ту же сторону, что и движение истинного Солнца. Таким образом, среднее Солнце имеет следующие особенности:
Участвует в суточном движении вместе с небесной сферой;
Имеет собственное годовое движение по экватору, направленное против суточного;
Суточное его перемещение по экватору постоянно и равно среднему за год перемещению проекции истинного Солнца на экватор; эта величина равна З м 56 с, т. е. около 1°;
Меридианы среднего и истинного Солнца располагаются недалеко один от другого, поэтому кульминации истинного и среднего Солнца практически мало отличаются по времени.
С учетом указанных особенностей можно дать определение исходной постоянной единицы этой системы.
Средние сутки - это промежуток времени между двумя последовательными нижними кульминациями среднего Солнца. Так как заначало средних суток принимается момент нижней кульминации среднего Солнца, смена даты происходит ночью, что более удобно в повседневной жизни.
Средним, или гражданским, временем Т называют количество средних часов, минут и секунд, прошедших от момента нижней кульминации среднего Солнца до данного момента.
Среднему времени обязательно приписывается календарная дата в отличие от звездного времени, которое даты не имеет.
Знаки ± выбирают с таким расчетом, чтобы результат получить не более 24 ч (360°).
Звездными сутками называется промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями точки Овна на одном и том же меридиане.
Звездным временем S называется промежуток времени от момента верхней кульминации точки Овна на заданном меридиане до данного момента.
Но угол поворота точки ¡ от полуденной части меридиана наблюдателя (рис. 3.15.) - есть часовой угол Овна*, поэтому звездное время, протекшее от верхней кульминации точки Овна, численно равно вестовому часовому углу этой точки, т.е. ¡ .
Если t¡ или S отсчитывается от местного меридиана, то получаем местное
звездное время S м = t м ¡ , если от гринвичского, получаем гринвичское звездное время S гр = t гр ¡ .
Большие промежутки времени в звездных сутках не выражаются, поэтому звездное время даты не имеет, и если S или t¡ превысит 24 ч (360°), то этот период отбрасывается, например, S = 375°20¢,0 = 15°20¢,0.
Основная формула времени. На рис. 3.15 показано изображение сферы на плоскости экватора, построенное так, как мы видели бы сферу со стороны Р N . Землю в центре вместе с меридианом P N E и отвесной линией ZO считаем неподвижными, а сферу – вращающейся с Е на W; полуночная часть меридиана наблюдателя (P N Q) изображена волнистой линией. Часовой угол точки ¡ изображается ÈЕ¡, местный часовой угол светила С - ÈED, а прямое восхождение - È¡D. Из рисунка видно, что
т.е. звездное время в любой момент равно вестовому часовому углу светила плюс его прямое восхождение.
Равенство (*), называемое основное формулой времени, справедливо для любого светила и точки сферы, например:
Из формулы (*) можно определить часовой угол светила
К правой части равенства (*) можно по надобности добавлять 360° (24 ч). С учетом этого формула примет вид
где t * = 360° - a * - звездное дополнение, считаемое от ¡ до меридиана
светила к W.
Формула (*) применяется для расчета часовых углов звезд, причем t * и S выбираются из Ежегодника. Формулы позволяют решать ряд задач на измерение времени. Например, для частных положений светила: в верхней кульминации t = 0 и S = a; в нижней t = 180° и S = 180° + a. Для верхней кульминации ¡ получим: S = 0 и t = t * .
Звездное время удобно при наблюдении объектов звездного неба и при решении астрономических задач, но не пригодно для применения в повседневной жизни. Это объясняется тем, что начало звездных суток приходится на разное время дня и ночи, т.е. солнечных суток.
Истинными солнечными сутками называется промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями центра видимого диска Солнца на одном и том же меридиане.
За начало истинных суток принимается истинная полночь, т.е. нижняя кульминация Солнца.
Истинным солнечным временем называется промежуток времени от момента нижней кульминации центра видимого диска Солнца до данного момента, выраженный в частях солнечных суток. Разность в продолжительности солнечных суток равна 12¢,8, или 51 с,2; зимой истинные сутки длиннее, а в конце лета – короче. Очевидно, что переменная единица неудобна. В жизни и технике требуется постоянная единица, за которую можно принять среднюю величину солнечных суток.