112712 (591166), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Рік - проміжок часу, протягом якого Земля робить один повний оборот навколо Сонця щодо якого-небудь орієнтиру (крапки).
Зоряний рік - сидеричний (зоряний) період звернення Землі навколо Сонця, рівний 365,256320…середньої сонячної доби.
Аномалістичний рік - проміжок часу між двома послідовними проходженнями середнього Сонця через точку своєї орбіти (зазвичай, перигелій), рівний 365,259641… середньої сонячної доби.
Тропічний рік - проміжок часу між двома послідовними проходженнями середнього Сонця через точку весняного рівнодення, рівний 365,2422... середньої сонячної доби або 365d05h48m46,1s.
Усесвітній час визначається як місцевий середній сонячний час на нульовому (Грінвічському) меридіані.
Поверхня Землі розбита на 24 ділянки, обмежених меридіанами - часові пояси. Нульовий часовий пояс розташований симетрично щодо нульового (Грінвічського) меридіана. Нумерація поясів дається від 0 до 23 із заходу на схід. Реальні межі поясів суміщені з адміністративними межами районів, областей або держав. Центральні меридіани часових поясів отстоят один від одного рівно на 15њ (1 година), тому при переході з одного часового поясу в іншій час змінюється на ціле число годинника, а число хвилин і секунд не змінюється. Нова календарна доба (і Новий рік) починається на лінії зміни дати (демаркаційній лінії), що проходить в основному по меридіану 180њ східної довготи поблизу північно-східної межі України. На захід від лінії зміни дат число місяця завжди на одиницю більше, ніж на схід від неї. При перетині цієї лінії із заходу на схід календарне число зменшується на одиницю, а при перетині лінії зі сходу на захід календарне число збільшується на одиницю, що виключає помилку у відліку часу при кругосвітніх подорожах і переміщеннях людей з Східного в Західне півкулі Землі.
Поясний час визначається по формулі: Tn = T0 + n, де Т0 - усесвітній час; n - номер часового поясу.
Декретний час - поясний час, змінений на ціле число годинника урядовим розпорядженням. Для України рівно поясному, плюс 1 години
Час - декретний час другого часового поясу (плюс 1 година): Tм = T0 + 3 (години).
Літній час - декретний поясний час, змінний додатково на плюс 1 година по урядовому розпорядженню на період літнього часу з метою економії енергоресурсів.
Далі слід коротко ознайомити учнів з астрономічними методами визначення географічних координат (довготи) місцевості:
Унаслідок обертання Землі різниця між моментами настання півдня або кульмінацій зірок з відомими екваторіальними координатами в 2 пунктах рівна різниці географічних довгот пунктів, що дає можливість визначення довготи даного пункту з астрономічних спостережень Сонця і інших світил і, навпаки, місцевого часу в будь-якому пункті з відомою довготою.
Географічна довгота місцевості відлічується на схід від «нульового» (Грінвічського) меридіана і чисельно рівна проміжку часу між однойменними кульмінаціями одного і того ж світила на грінвічському меридіані і в пункті спостереження: 
де S - зоряний час в крапці з даною географічною широтою, S0 - зоряний час на нульовому меридіані. Виражається в градусах або годиннику, хвилинах і секундах.
Щоб визначити географічну довготу місцевості, необхідно визначити момент кульмінації якого-небудь світила (зазвичай Сонця) з відомими екваторіальними координатами. Перевівши за допомогою спеціальних таблиць або калькулятора час спостережень з середнього сонячного в зоряне і знаючи по довіднику час кульмінації цього світила на грінвічському меридіані, ми без зусиль визначимо довготу місцевості. Єдину складність обчислень складає точний переклад одиниць часу з однієї системи в іншу. Момент кульмінації можна не «караулити»: досить визначити висоту (зенітна відстань) світила в будь-який точно зафіксований момент часу, але обчислення будуть досить складними.
На другому етапі уроку учні знайомляться з приладами для вимірювання, зберігання і відліку часу – годинами. Показання годинників служать еталоном, з яким можна порівнювати проміжки часу. Слідує увага учнів на те, що необхідність в точному визначенні моментів і проміжків часу стимулювала розвиток астрономії і фізики: аж до середини ХХІ століття астрономічні способи вимірювання, зберігання часу і еталони часу лежали в основі світової Служби Часу. Точність ходу годинника контролювалася астрономічними спостереженнями. В даний час розвиток фізики привів до створення точніших способів визначення і еталонів часу, які почали використовуватися астрономами для дослідження явищ, що лежали в основі колишніх способів вимірювання часу.
Матеріал висловлюється у вигляді лекції, що супроводжується демонстраціями принципу дії і внутрішнього устрою годинника різного типу.
2. Прилади для вимірювання і зберігання часу
Ще в Стародавньому Вавілоні сонячна доба була розділена на 24 години (360њ : 24 = 15њ ). Пізніше кожну годину був роздільний на 60 хвилин, а кожна хвилина на 60 секунд.
Першими приладами для вимірювання часу був сонячний годинник. Простий сонячний годинник - гномон - є вертикальною жердиною в центрі горизонтального майданчика з діленнями (рис. 3.4). Тінь від гномона описує складну криву, залежну від висоти Сонця і змінну день від дня залежно від положення Сонця на екліптиці, швидкість руху тіні теж міняється. Сонячний годинник не вимагає заводу, не зупиняється і завжди йде правильно. нахиливши майданчик так, щоб жердина від гномона була націлена на полюс миру, ми отримаємо екваторіальний сонячний годинник, в якому швидкість руху тіні рівномірна (рис. 3.5).
Рис. 3.4. Горизонтальний сонячний годинник.
Кути, відповідні кожній годині, мають різну величину і розраховуються по формулі:
де а - кут між полуденною лінією (проекцією небесного меридіана на горизонтальну поверхню) і напрямом на числа 6, 8, 10..., вказуючих годинник; j - широта місця; h - годинний кут Сонця (15њ, 30њ, 45њ )
Рис. 3.5. Екваторіальний сонячний годинник. Кожній годині на циферблаті відповідає кут в 15њ.
Для вимірювання часу в нічний час і в негоді винайдений пісочний, вогненний і водяний годинник.
Пісочний годинник відрізняється простотою конструкції і точністю, але громіздкі і «заводяться» лише на короткий час.
Вогненний годинник є спіраллю або паличкою з горючої речовини з нанесеними діленнями. У Стародавньому Китаї створювалися суміші, що горять місяцями без постійного нагляду. Недоліки цього годинника: низька точність ходу (залежність швидкості горіння від складу речовини і погоди) і складність виготовлення (рис. 3.6).
Водяний годинник (клепсидри) застосовувався у всіх країнах Стародавнього світу (рис. 3.7 а, б).
Механічний годинник з гирями і колесами був винайдений в Х-xi століттях. Перший баштовий механічний годинник був встановлений в московському Кремлі в 1404 році ченцем Лазарем Сорбіним. Маятниковий годинник винайшов в 1657 році голландський фізик і астроном Х. Гюйгенс. Механічний годинник з пружиною винайшов в XVIII столітті. У 30-і роки нашого століття винайшли кварцовий годинник. У 1954 році в СРСР виникла ідея створення атомного годинника – «Державного первинного еталону часу і частоти». Вони були встановлені в науково-дослідному інституті під Москвою і давали випадкову помилку в 1 секунду разів в 500000 років.
Ще точніший атомний (оптичний) стандарт часу був створений в СРСР 1978 року. Помилка в 1 секунду відбувається раз в 10000000 років.
За допомогою цих і багатьох інших сучасних фізичних приладів вдалося з дуже високою точністю визначити значення основних і похідних одиниць вимірювання часу. Було уточнено багато характеристик видимого і дійсного руху космічних тіл, відкриті нові космічні явища, зокрема зміни в швидкості обертання Землі навколо своєї осі на 0,01-1 секунду протягом року.
Далі слід ознайомити календарів, що вчаться з основними типами, і системами літочислення. Матеріал можна висловлювати як у формі лекції, так і у формі бесіди.
3. Календарі. Літочислення
Календар - безперервна система числення великих проміжків часу, заснована на періодичності явищ природи, що особливо виразно виявляється в небесних явищах (русі небесних світил). З календарем нерозривно пов'язана вся багатовікова історія людської культури.
Потреба в календарях виникла в такій глибокій старовині, коли людина не уміла ще читати і писати. Календарі визначали настання весни, літа, осінь і зими, періоди цвітіння рослин, дозрівання плодів, збору лікарських трав, змін в поведінці і житті тварин, зміни погоди, час землеробських робіт і багато що інше. Календарі відповідають на питання: «Яке сьогодні число?», «Який день тижня?», «Коли відбулося те або інша подія?» і дозволяють регулювати і планувати життя і господарську діяльність людей.
Виділяють три основних типи календарів:
1. Місячний календар, в основі якого лежить синодичний місячний місяць тривалістю 29,5 середніх сонячних діб. Виник понад 30000 років тому. Місячний рік календаря містить 354 (355) діб (на 11,25 діб коротше сонячного) і ділиться на 12 місяців по 30 (непарні) і 29 (парні) діб в кожному (у мусульманському календарі вони називаються: мухаррам, сафар, раби аль-авваль, раби ас-сани, джумада аль-уля, джумада аль-ахира, раджаб, шаабан, рамадан, шавваль, зуль-каада, зуль-хиджжра). Оскільки календарний місяць на 0,0306 діб коротше синодичного і за 30 років різниця між ними досягає 11 діб, в арабському місячному календарі в кожному 30-річному циклі налічується 19 «простих» років по 354 діб і 11 «високосних» по 355 діб (2-й, 5-й, 7-й, 10-й, 13-й, 16-й, 18-й, 21-й, 24-й, 26-й, 29-й роки кожного циклу). Турецький місячний календар менш точний: у його 8 – летнем циклі 5 «простих» і 3 «високосних» роки. Новорічна дата не фіксується (поволі переміщається з року в рік): так, 1421 рік хиджжры почалося 6 квітня 2000 р. і закінчиться 25 березня 2001 року. Місячний календар прийнятий як релігійний і державний в мусульманських державах Афганістані, Іраку, Ірані, Пакистані, ОАР і інших. Для планування і регулювання господарської діяльності паралельно застосовуються сонячний і місячно-сонячний календарі.
2. Сонячний календар, в основу якого покладений тропічний рік. Виник понад 6000 років тому. В даний час прийнятий як світовий календар.
Юліанський сонячний календар «старого стилю» містить 365,25 діб. Розроблений Олександрійським астрономом Созігеном, введений імператором Юлієм Цезарем в Стародавньому Римі в 46 р. до н.е. і розповсюдився потім по всьому світу. На Русі був прийнятий в 988 р. н.е. У юліанському календарі тривалість року визначається в 365,25 діб; три "прості" роки налічують по 365 діб, один високосний - 366 діб. У році 12 місяців по 30 і 31 день кожен (окрім лютого). Юліанський рік відстає від тропічного на 11 хвилин 13,9 секунд в рік. За 1500 років його застосування накопичилася помилка в 10 діб.
У григоріанському сонячному календарі «нового стилю» тривалість року складає 365, 242500 діб. У 1582 році юліанський календар по указу Тата Римського Григорія XIII був реформований у відповідність з проектом італійського математика Луїджі Ліліо Гараллі (1520-1576 рр.). Рахунок днів пересунули на 10 діб вперед і умовилися кожне сторіччя, що не ділиться на 4 без залишку: 1700, 1800, 1900, 2100 і так далі не вважати високосним. Тим самим виправляється помилка в 3 діб за кожних 400 років. Помилка в 1 доби «набігає» за 2735 років. Нові сторіччя і тисячоліття починаються з 1 січня «першого» року даного сторіччя і тисячоліття: так, XXI століття і III тисячоліття наший ери (н.е.) почнеться 1 січня 2001 року за григоріанським календарем.
У наший країні до революції застосовувався юліанський календар «старого стилю», помилка якого до 1917 року складала 13 діб. У 1918 році в країні був введений прийнятий у всьому світі григоріанський календар «нового стилю» і всі дати зрушилися на 13 діб вперед.
Переклад дат юліанського календаря на григоріанський календар здійснюється по формулі: 
де ТГ і ТЮ – дати за григоріанським і юліанським календарем; n – ціле число днів, З – число повних минулих сторіч, С1 - найближче число сторіч, кратне чотирьом.
Іншими різновидами сонячних календарів є:
Персидський календар, що визначав тривалість тропічного року в 365,24242 діб; 33-річний цикл включає 25 «простих» і 8 «високосних» років. Значно точніше григоріанського: помилка в 1 рік «набігає» за 4500 років. Розроблений Омаром Хайямом в 1079 році; застосовувався на території Персії і ряду інших держав до середини XIX століття.
3. Місячно-сонячний календар, в якому рух Місяця узгоджується з річним рухом Сонця. Рік складається з 12 місячних місяців по 29 і по 30 діб в кожному, до яких для обліку руху Сонця періодично додаються «високосні» роки, що містять додатковий 13-й місяць. В результаті «прості» роки продовжуються 353, 354, 355 діб, а «високосні» - 383, 384 або 385 діб. Виник на початку I тисячоліття до н.е., застосовувався в Стародавньому Китаї, Індії, Вавілоні, Іудеєві, Греції, Римі. В даний час прийнятий в Ізраїлі (початок року доводиться на різні дні між 6 вересня і 5 жовтня) і застосовується, разом з державним, в країнах Південно-східної Азії (В'єтнамі, Китаї і так далі).
Крім вищеописаних основних типів календарів були створені і в деяких регіонах Землі до цих пір застосовуються календарі, що враховують видимий рух планет на небесній сфері.
У 60-річному циклі сучасного східного календаря налічується 21912 діб (по-перше 12-ти роках міститься 4371 доби; у других і четвертих – 4400 і 4401суток; у третіх і в п'ятих – 4370 діб). У цей проміжок часу укладається два 30-річні цикли Сатурну (рівних сидеричним періодам його звернення Тсатурна = 29,46 » 30 років), приблизно три 19-річні місячно-сонячні цикли, п'ять 12-річних циклів Юпітера (рівних сидеричним періодам його звернення Тюпітера = 11,86 » 12 років) і п'ять 12-річних місячних циклів. Кількість днів в році непостійно і може складати в «прості» роки 353, 354, 355 діб, у високосних 383, 384, 385 діб. Початок року в різних державах доводиться на різні дати з 13 січня по 24 лютого. Поточний 60-річний цикл почався в 1984 році. Дані про поєднання знаків східного календаря приведені в Додатку.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
