《时间与历法》PPT课件

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1、S.ZHANG第二章时间与历法绝对的、真实的、数学的时间，由于它自身的本性，与任何外界事物无关的，均匀的流逝。——牛顿——当宇宙开始收缩时，时间不颠倒方向。人们会继续变老，所以不能指望等待宇宙收缩时去恢复你的青春。——史蒂芬霍金——§2.1、时间的本质时间是什么？时间是建立在物质的运动和变化的基础上的，时间和空间都是物质存在的基本形式，物质的运动与变化永远是在时间和空间中进行的。脱离了物质，脱离了物质的运动和变化，时间和空间都将是毫无意义的。精密时间的应用举例与时间有关的计量基础光速＝299,792,458m/s光在真空中传播1m只需-1s/3亿-3ns标准计

2、量实验室中1m长度的校准所有与米长有关的物理量均与时间有关，例：速度、加速度、功率和能量单位等等空间导航、定位地面和海上导航、定位R21=(x-x1)2+(y-y1)2+(z-z1)2R22=(x-x2)2+(y-y2)2+(z-z2)2R23=(x-x3)2+(y-y3)2+(z-z3)2信号传播时间t=R/c解方程得x、y、zt的百万分之一秒的误差会造成300m的定位误差，因此必须有很高的钟的同步准确度。S1S2S3S1S2S3电力传输系统电子政务、电子商务(股票交易、工业用电计费等---时间戳）§2.2、时间计量标准的发展1、时间计量和时间标准时间的计量

3、包括时刻和间隔的计算，是既有差别又有联系的两个内容时刻：事物运动中，某一状态发生的瞬间。（可看成均匀流失的单方向几何直线--时间轴，轴上的一点为瞬间，人们建立一定的时间计量系统计量这个瞬间，赋予它以定量的标志即得到时刻。同一瞬间，所用时间计量系统不同，得到的时刻不同。）间隔：事物某一运动过程所经历的时间（两个瞬间之间的距离为时间间隔）2、以地球自转为计量标准世界时（UT）1）原始的时间计量系统初民日出而作，日落而息—以日出为起点，以一天为计量单位，计量标准为地球自转。古人确立了以太阳连续两次在一地上中天的时间间隔为一天——用圭表、日晷计时（用铜壶滴漏守时）真太

4、阳时——与地球自转不同步19世纪90年代人们设计了平太阳时、恒星时——与地球自转同步但都不是均匀的时间系统古代和现代的天文定时3、以太阳系天体的运动为计量标准的历书时（ET）定义：以地球公转为依据，即观测太阳位置反演时间。是由力学定律确定的均匀时间。又称牛顿时。时间单位：1回归年（1900年回归年长度）=365.2422历书日1历书秒=1／365.2422×24×60×60＝1／31556925.9747起算历元:1900年1月0日12时(公历1899.12.31)λ⊙=279o41’48”.04历书时的测定：在UT的某一瞬间，观测太阳位置，对照太阳历表，找出

5、对应的时间。小结：均匀，秒长固定。但观测复杂，且精度不高。1960年启用，1967年后原子时取代了历书时，1984年后停用。由于地球自转的不均匀性使得天文方法所得到的时间（世界时）精度只能达到3年不差一秒，这已无法满足二十世纪社会经济各方面的需求。于是，一种更为精确和稳定的时间标准应运而生，这就是“原子时”，它的稳定度能够达到30万年不差一秒。目前世界各国都采用原子钟来产生和保持标准时间。4、以原子内部能级跃迁频率为计量标准的原子时（TAI）定义：原子钟的稳定度达10-13秒（物理时）以原子内部的运动规律为基础建立的时间计量系统。1H199Hg+9,192,

6、631,770133Cs“位于海平面上的铯133原子基态两个超精细能级间在零磁场中跃迁辐射振荡9,192,631,770周所持续的时间为一个原子时秒。”1,420,405,752Hz起始点：为1958年1月1日UT0h。（即规定此瞬间原子时TAI与世界时UT重和。事后发现当初取的这一瞬间并非重合，而是相差了-0s.0039，并一直保留下来。）UT＝ATI－0s.0039ET=ATI+32s.84原子时自1972年1月1日0时正式启用。靠全世界100多台原子钟维持，经国际时间局统一进行数据处理，由各授时单位向全世界发布。§2.3、世界时中的几种时间计量系统一、真

7、太阳时定义：以太阳视圆面中心的周日视运动为依据建立的时间系统。时间单位：真太阳日—真太阳连续两次下中天的时间间隔。起始点：下中天真太阳时以真太阳的时角度量：m⊙＝t⊙＋12h与日常生活节律一致，但不能适应科学发展的需要。真太阳时的缺陷：最长（12.23）与最短（9.13）的真太阳日差51秒真太阳的视运动是地球自转与公转运动的共同反映（1）太阳在黄道上的运动不均匀。（地球公转轨道为椭圆）（2）即使太阳在黄道上运动均匀，由于黄赤交角的存在，投影在赤道上的太阳时角变化也不均匀。二、平太阳时1.平太阳19世纪末美天文学家钮康引入的一个假想参考点。第一个辅助点建立在黄道

8、上：在黄道上均匀运动，其速度等于真太阳