Презентація "Астрономія та визначення часу"

Астрономія та визначення часу. КУ Сумська гімназія № 1 Вчитель фізики Казбан Т. Л.

Астрономічний час — час за астрономічними шкалами часу, який визначається обертанням Землі навколо своєї осі або навколо Сонця. Все наше життя пов’язане з періодичними астрономічними явищами природи – з чергуванням дня і ночі, пір року, тобто з обертанням Землі навколо осі та її обертанням навколо Сонця. Тому з астрономічних спостережень встановлено дві основні одиниці вимірювання часу – доба і рік. Астрономічний час

Зоряний час. Періодичне обертання небесної сфери дало людям природну одиницю лічби часу – добу. Залежно від того, що взяте за орієнтир на небі, відрізняють сонячну і зоряну добу. Зоряна доба – це проміжок часу між двома послідовними верхніми кульмінаціями точки весняного рівнодення. Зоряний час – це час s, що минув від верхньої кульмінації точки весняного рівнодення. Зоряну добу розділено на 24 зоряних години, у кожній годині – 60 зоряних хвилин, у кожній хвилині – 60 зоряних секунд. Оскільки повний оберт Землі відносно точки весняного рівнодення становить 3600, то маємо таке співвідношення: 1 год. = 150, 10 = 4 хв.

Через те, що Земля обертається навколо своєї осі, на різних географічних меридіанах кульмінація точки весняного рівнодення настає в різні моменти. Зоряну добу розділено на 24 зоряних години, у кожній годині – 60 зоряних хвилин, у кожній хвилині – 60 зоряних секунд. Оскільки повний оберт Землі відносно точки весняного рівнодення становить 3600, то маємо таке співвідношення: 1 год. = 150, 10 = 4 хв. За початковий мередіан прийнято Гринвіцький мередіан. Місцевий час Гринвіцького мередіана називають всесвітнім часом. Різниця місцевого часу двох пунутів на Землі дорівнює різниці значень географічної довготи, виражених у годинній міріТ 1-Т 2 = 1- 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 і заходом. Інакше кажучи, ми живемо за сонячним часом. Проміжок часу між двома послідовними однойменними кульмінаціями центра диска Сонця на одному і тому ж географічному меридіані називається справжньою сонячною добою. За початок справжньої сонячної доби на певному меридіані приймається момент нижньої кульмінації Сонця. Але тривалість справжньої сонячної доби не є постійною величиною. Це пов’язано з двома причинами: по-перше, Земля впродовж року рухається навколо Сонця по еліптичній орбіті, тобто нерівномірно, а отже, нерівномірним виявляється і видимий річний рух Сонця серед зір; по-друге, 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, адже неможливо безперервно регулювати всі годинники. 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. Час, який визначається за середнім сонцем і за яким ми живемо, називається середнім сонячним часом і вимірюється середньою сонячною добою. Середня сонячна доба – це проміжок часу між двома послідовними нижніми кульмінаціями середнього сонця. Середній сонячний час Tλ – це час, що минув від нижньої кульмінації середнього сонця.

Про те, що час тече по визначеному колу, людство давно усвідомило на підставі циклічно повторюваних подій і явищ, яких досить багато. Це, наприклад, зміна дня і ночі, пір року, обертання небесних сфер і так далі. На цій підставі з часом розвинулися різні види календарів. Основна одиниця часу будь-якого з них - це доба, яка включає в себе один оберт Землі навколо власної осі. Також важливу роль зіграв місяць, зміна фаз якого утворює так званий синодичний місяць. Називається він так по грецькому слову «синодос», яке перекладається як «зближення». Мова йде про зближення в небі сонця і місяця. Ну і, нарешті, зміна чотирьох пір року становить тропічний рік. Назва його походить від грецького «тропос», тобто «поворот». Календарі

На підставі наведених значень у різний час робилися спроби скласти придатний для життя суспільства календар. Деякі з них керувалися тільки місячними циклами. Таким чином, з'явилися місячні календарі. Як правило, вони налічували по дванадцять місяців, орієнтованих тільки на рух нічного світила, і не співвідносилися зі зміною часів року. Інші, навпаки, свої розрахунки робили тільки на підставі зміни пір року, не беручи до уваги місяць і його ритм. Такий підхід дав початок сонячних календарів. Треті брали до уваги обидва цикли – сонячний і місячний, і, відштовхуючись від останнього, намагалися, так чи інакше, з’єднати обидва. Вони дали початок змішаним сонячно-місячним календарям. 

Місячний календар Місячний календар, як вже було сказано, грунтується на синодичному місяці – циклі зміни місячних фаз від молодого до повного. Середня тривалість такого місяця дорівнює 2953 доби. Тому в більшості місячних календарів місяць триває 29 або 30 діб. При цьому рік найчастіше складається з дванадцяти місяців. Таким чином, виходить, що тривалість становить близько 354,36 доби. Як правило, його округляють до 354 вводячи при цьому періодично високосний рік у 355 днів. Роблять це скрізь по-різному. Приміром, відомий турецький цикл, де на вісім років припадає три високосних роки. Інший варіант, зі співвідношенням 30/11 пропонує арабська система, на основі якої складається традиційний мусульманський календар. Оскільки місячні календарі ніяк не пов'язані з рухом сонця, вони поступово розходяться з ним через різницю в десять з гаком доби в році. Так, циклу сонячного календаря в 34 роки відповідає 35 років місячного. Незважаючи на таку неточність, ця система задовольняла багато народів, особливо на ранній стадії розвитку, коли для них був характерний кочовий спосіб життя. Місяць є легко помітним на небі, і цей календар не вимагає значних складних розрахунків. З часом, однак, коли зросла роль сільського господарства, його можливості виявилися недостатніми – потрібна більш жорстка прив'язка місяців до пір року у колі сільськогосподарських робіт. Це стимулювало процес розвитку сонячного календаря.

Сонячний календар На сьогоднішній день це основна форма виміру часу. Ґрунтується вона на тропічному році, що складається з 365,24 діб. Щоб зробити розрахунки точнішими, періодично вводяться високосні роки, які збирають накопичені «надлишки» в один «зайвий» день. Є різні системи високних років, завдяки чому відомо багато видів календарів, заснованих на русі сонця. Точкою відліку традиційно вважається день весняного рівнодення. Тому одна з вимог сонячного календаря полягає в тому, щоб кожен рік ця подія припадала на одну і ту ж дату. Першою системою високосних років володів юліанський календар. Його слабким місцем було те, що за 128 років він набирав один зайвий день, а точка рівнодення змістилася, відповідно, назад. Цю неточність намагалися виправити різними способами. Приміром, Омар Хайям запропонував особливий 33-річний цикл, який потім був покладений в основу перської календаря. Пізніше, за ініціативою Папи Римського Григорія, був введений григоріанський календар, який є основним громадянським календарем сучасного суспільства. Він також поступово набирає один зайвий день, але цей період триває вже не 128 років, а 3300.

Юліанський календар Юліанський календар був запроваджений у 46 році до н.е. за ініціативи Юлія Цезаря. Він звернувся до александрійського астронома Созігена, аби той адаптував римську календарну систему до єгипетського сонячного календаря. Римський календар був дуже невпорядкованим. У римлян новий рік починався з першого мартіуса (березня). Але Цезар дав розпорядження перенести початок нового року на січень, оскільки саме у цей час сенат затверджував бюджет і військові походи. Так запровадили першу календарну систему. В ній існувало 12 місяців. Тривалість звичайного року була 365 днів, а високосного - 366. У 325 році н. е. було прийняте рішення всім християнам взяти за основу Юліанський календар. Ним користувалися до 16 сторіччя.

Лише в середині 16 сторіччя Папою Римським Григорієм XIII було помічено відставання Юліанського календаря від астрономічних явищ на 10 днів. Кожен з цих додаткових 10 днів набігав за 128 років за рахунок додавання хвилин і секунд, які ігнорувалися при визначенні високосних років. Саме завдяки Папі в католицькій церкві вирішили ліквідувати цю різницю: одразу ж після четвертого жовтня 1582 року настало 15 жовтня. Григоріанський календар

Аби надалі не допускати появи такої істотної різниці, почали у кожному році з двома нулями, яким закінчувалося сторіччя, дві перші цифри ділити на чотири. Якщо ділилося без залишку -  рік залишався високосним. Якщо була остача – такий рік вважали простим. Наприклад, 1700 рік: 17 без остачі не ділиться, тож такий рік важається простим. За 400 років (з 1600 до 2000) таким чином не враховувалися три високосних роки (1700, 1800 та 1900). Тож три доби прибиралися, й це суттєво зменшило різницю в часі. Тепер зайва доба за Григоріанським календарем набігає лише раз у 3323 роки, а не у 128 років. А різниця між Юліанським та Григоріанським календарем нині складає 13 діб.  

Сонячно-місячний календар Суть його полягає в тому, щоб примирити в одному циклі рух сонця з рухом місяця. Для цього необхідно було періодично поновлювати рік на один місяць. Такий рік називався емболісмічним. У Стародавній Греції і Вавилоні три додаткові місяці вводилися протягом восьми років. Його похибка становить півтори доби за весь восьмирічний період. Більш довгий цикл, як повідомляє історія календаря, був прийнятий в Китаї, хоча про нього знали і в Вавилоні, і в Греції. Його похибка становить один день на 219 років.

Церковні календарі Насправді під церковним православним календарем мається на увазі звичайний юліанський календар. Російська Православна Церква і ще кілька незалежних юрисдикцій, наприклад, і на сьогодні дотримуються юліанського літочислення. Але більшість православних церков світу все-таки перейшли на новоюліанський календар, який в даний час збігається з григоріанським. Церковний календар, таким чином, має як мінімум три різновиди. В деяких країнах, крім того, в церквах застосовуються свої національні календарі. Наприклад, в Єгипті поширена коптська система літочислення. Відомі також, наприклад, ведичний, буддійський, ісламський, бахаістський та інші системи календарів.

Календар майя Насправді це не один, а ціла система різних календарів. Календар на рік у індіанців майя був сонячним і складався з 365 днів. Основне його призначення полягало в тому, щоб упорядковувати сільськогосподарську сторону життя. Був також ритуальний календар, який називався Тцолкіном («рахунок днів»). Він містив не 365 а 260 днів. Останні були розділені на два цикли – двадцятиденний і тринадцатиденний. Дні першого з них мали власну назву, а другі містили лише порядковий номер. Майянська система відліку часу включала в себе і такі періоди, як туни (360 днів), катуни (20 тунів), бактуни (20 катунів). Найбільшою вважалася епоха в 260 катунів. У перерахунку на звичну нам систему рахунку це становить 5125 років. 21 грудня 2012 року завершилася одна така епоха, звана п'ятим сонцем, і почалася нова ера шостого. 

Календа́р Армелі́на — проект всесвітнього календаря, створений Гюставом Армеліном в 1888 році і удостоєний першої премії Французького астрономічного товариства. Календар Армеліна складений за зразком календаря кумранської громади, що існувала дві тисячі років тому в Палестині. Кумранський рік включав 364 дні або рівно 52 тижні, тобто відрізнявся від справжнього року більш ніж на добу. Армелін удосконалив кумранський календар, включивши до нього один додатковий день для невисокосних і два — для високосних років. Рік в календарі Армеліна ділиться на чотири квартали по 91 дню. У першому місяці кожного кварталу, тобто в січні, квітні, липні та жовтні — по 31 дню, в інших місяцях — по 30 днів. Кожній даті відповідає певний день тижня. За європейською традицією тиждень починається з неділі, і з цього ж дня починається кожен рік і квартал. Після суботи 30 грудня слідує безномерний і безіменний Новорічний день наступного року, і тільки за ним — неділя 1 січня. У високосні роки після суботи 30 червня наступає Високосний день («День Миру і Дружби Народів»), а за ним — неділя 1 липня. Лютий, травень, серпень і листопад починаються з середи, а березень, червень, вересень і грудень — з п'ятниці.Існують модифікації календаря Армеліна, в яких тиждень, квартал і рік починаються з понеділка, Новорічним і Високосним днями вважаються відповідно 31 грудня і 31 червня тощо, але всі вони зберігають основні риси, переваги і недоліки прототипу.

Головна перевага календаря Армеліна — його сталість, прив'язка днів тижня до певних чисел місяця, що дозволяє мати для всіх років один табель-календар, а не 14, як при сучасній системі літочислення. У середині XX століття календар Армеліна був підтриманий на міжнародному рівні деякими країнами світу, в тому числі Радянським Союзом, Індією і Францією, у 1954 році схвалено 18-ю сесією економічної і соціальної ради ООН. Однак через включення додаткових днів порушується безперервність рахунку днів тижня, що не влаштовує насамперед релігійні організації, що зберігають вплив у багатьох країнах світу, а також прихильників збереження традицій. Так чи інакше, досі плани введення цього календаря в повсякденне вживання фактично заморожені.

Січень. Латинське: Januarius. Названий на честь бога Януса. Лютий. Латинське: Februarius. Названий на честь свята очищення Фебруа. Березень. Латинське: Martius. Названий на честь бога Марса. Квітень. Латинське: Aprilis. Названий на честь богині Афродіти або від латинського слова aperire – відкривати. Травень. Латинське: Maius. Від імені давньоримської богині весни Майї. Латинське: Junius. Від імені давньоримської богині Юнони, дружини бога Юпітера. Липень. Латинське: Julius. Названий на честь Юлія Цезаря в 44 р. до н. е. Раніше називався квінтілій від слова quintus – п’ятий, тому що це був 5-й місяць старого римського календаря

. Серпень. Латинське: Augustus. Названий на честь імператора Августа в 8 р. до н. е. Раніше називався секстилий від слова sextus – шостий, тому що це був 6-й місяць старого римського календаря. Рік починався з Березня. Вересень. Латинське: September. Від слова septem – сім, тому що це був 7-й місяць старого римського календаря. Жовтень. Латинське: October. Від слова octo – вісім, тому що це був 8-й місяць старого римського календаря. Рік починався з Березня. Листопад. Латинське: November. Від слова novem – дев’ять, тому що це був 9-й місяць старого римського календаря. Грудень. Латинське: December. Від слова decem – десять, тому що це був 10-й місяць старого римського календаря.