1、 2.6 時間計量系統時間計量系統 時間是建立在物質的運動和變化的基礎時間是建立在物質的運動和變化的基礎上的，時間和空間都是物質存在的基本形上的，時間和空間都是物質存在的基本形式，物質的運動與變化永遠是在時間和空式，物質的運動與變化永遠是在時間和空間中進行的。脫離了物質，脫離了物質的間中進行的。脫離了物質，脫離了物質的運動和變化，時間和空間都將是毫無意義運動和變化，時間和空間都將是毫無意義的。的。時間是什么？ 時間的計量 1 1、建立時間系統的目的：、建立時間系統的目的： 判別和排列判別和排列事件事件發生的先后順序和運動的快慢。發生的先后順序和運動的快慢。2 2、時間計量包含：、時間計量包含：

2、既有差別又有聯系的兩個內容既有差別又有聯系的兩個內容 時刻時刻：事物運動中，某一狀態發生的瞬間。：事物運動中，某一狀態發生的瞬間。 間隔間隔：事物某一運動過程所經歷的時間。：事物某一運動過程所經歷的時間。3 3、基本原則：、基本原則： 選擇某一運動規律已掌握，運動狀態可觀測到的選擇某一運動規律已掌握，運動狀態可觀測到的具體具體事物事物。 選取該事物的某一運動過程為時間的選取該事物的某一運動過程為時間的基本單位。基本單位。 選取該事物的某一運動狀態為時間計量的選取該事物的某一運動狀態為時間計量的起算點起算點。 一、恒星時：一、恒星時： 定義定義：以：以春分點春分點的周日視運動為依據建立的時間系統

3、。的周日視運動為依據建立的時間系統。 時間單位時間單位：恒星日恒星日春分點連續兩次上中天的時間間隔。春分點連續兩次上中天的時間間隔。 起始點起始點：上中天上中天 恒星時在數值上恒星時在數值上 等于等于春分點的時角春分點的時角。 S = tS = tr r = + t= + t由于春分點在天球上無標志，由于春分點在天球上無標志，春分點的時角是通過測定恒星春分點的時角是通過測定恒星的時角（的時角（t t）導出。）導出。 當任一恒星上中天時，其當任一恒星上中天時，其 t t = 0= 0；即；即 S =S = 二、真太陽時二、真太陽時(m m)定義定義：以：以太陽視圓面中心太陽視圓面中心的周日視運動

4、為依據建立的的周日視運動為依據建立的時間系統。時間系統。時間單位時間單位：真太陽日真太陽日真太陽連續兩次下中天的時間真太陽連續兩次下中天的時間間隔。間隔。起始點起始點：下中天下中天 真太陽時真太陽時 以真太陽的時角度量：以真太陽的時角度量： m m t t1212h h= = t t + 12 + 12h h1 1、真太陽時真太陽時比比恒星時恒星時每日約長每日約長4 4分鐘分鐘 太陽在周日視運動的同時，又以逆時針方太陽在周日視運動的同時，又以逆時針方向做周年視運動，每日在黃道上自西向東約運向做周年視運動，每日在黃道上自西向東約運行行1 1度，因此真太陽時比恒星時約長度，因此真太陽時比恒星時約長

5、4 4分鐘分鐘。恒星時比太陽時每年快一天恒星時比太陽時每年快一天 。m m s s 3 3m m5656s s太陽時和太陽時和恒星時恒星時2 2、真太陽時的缺陷、真太陽時的缺陷（1 1）太陽在黃道上的運動不均勻。）太陽在黃道上的運動不均勻。 （地球公轉軌道為橢圓）（地球公轉軌道為橢圓）（2 2）即使太陽在黃道上運動均勻，由于黃赤交角的存）即使太陽在黃道上運動均勻，由于黃赤交角的存在，投影在赤道上的太陽時角變化也不均勻。在，投影在赤道上的太陽時角變化也不均勻。三、平太陽時三、平太陽時1.1.平太陽：平太陽： 引入的一個假想參考點。引入的一個假想參考點。在黃道上建立在黃道上建立第一個輔助點第一個輔

6、助點： 在黃道上均勻運動，其速度等于真太陽的平均速在黃道上均勻運動，其速度等于真太陽的平均速度，并與真太陽同時過近日點和遠日點。度，并與真太陽同時過近日點和遠日點。在赤道上建立在赤道上建立第二個輔助點第二個輔助點： 在赤道上勻速運動，其速度等于真太陽的平均速在赤道上勻速運動，其速度等于真太陽的平均速度，與第一輔助點同時過春分點和秋分點。度，與第一輔助點同時過春分點和秋分點。第二個輔助點第二個輔助點為在赤道上做勻速運動的為在赤道上做勻速運動的平太陽平太陽。2 2、平太陽時：、平太陽時：定義定義：以：以平太陽平太陽的周日視運動為依據建立的的周日視運動為依據建立的時間系統。時間系統。時間單位時間單位

7、：平太陽日平太陽日平太陽連續兩次上中平太陽連續兩次上中天的時間間隔。天的時間間隔。起始點：起始點：下中天下中天。平太陽時以平太陽的時角度量。平太陽時以平太陽的時角度量。 m = tm = tm m+12+12h h2.7 2.7 地方時、世界時、區時地方時、世界時、區時計量系統的地方性計量系統的地方性 恒星時、真太陽時、平太陽時是以春分恒星時、真太陽時、平太陽時是以春分點、真太陽、平太陽為參考點，以過當地點、真太陽、平太陽為參考點，以過當地子午圈的時刻為起算點，以時角量子午圈的時刻為起算點，以時角量度度。 對于觀測者，只要位于不同的地理經對于觀測者，只要位于不同的地理經圈，就對應不同的天子午圈

8、，因此，參考圈，就對應不同的天子午圈，因此，參考點過的天子午圈不同，所得時刻也不同。點過的天子午圈不同，所得時刻也不同。 1 1、地方時、地方時 定義：定義： 以以本地子午面本地子午面為起算平面，根據任意天體即時為起算平面，根據任意天體即時所確定的時間。（所確定的時間。（s s、m m、m m） 地方時與地方經度的關系：地方時與地方經度的關系： 在在同一計時系統同一計時系統內，任意兩地內，任意兩地同一瞬間同一瞬間測得的測得的地方時之差，在數值上等于這兩地的地方經度之差地方時之差，在數值上等于這兩地的地方經度之差, ,也是觀測同一天體的時角之差。也是觀測同一天體的時角之差。 m mA A m m

9、B B = = A A - -B B = t = tA A t tB B 2 2、區時與世界時、區時與世界時 區時區時：把全球分成把全球分成2424個時區，每區跨經度個時區，每區跨經度1515 ，各區把，各區把中央經線中央經線的地方平時作為本區統一使用的標準時。這樣的地方平時作為本區統一使用的標準時。這樣的區域稱為時區的區域稱為時區 ；這樣的時間稱為區時。；這樣的時間稱為區時。其中其中0經線所在的時區稱經線所在的時區稱0時區；時區；東經半球的時區稱東時區，也可東經半球的時區稱東時區，也可用符號用符號+表示；西經半球的時表示；西經半球的時區稱為西時區，也可用符號區稱為西時區，也可用符號-表表示；

10、東示；東12區和西區和西12區都是半個時區都是半個時區，它們合成一個完整的時區，區，它們合成一個完整的時區，稱東西稱東西12區，或就稱區，或就稱12區。區。 (Th)為平時系統為平時系統(N = N15) N= 1-12n我國統一采用北京所在的東八時區的區時，我國統一采用北京所在的東八時區的區時， 即東即東經經120經線的地方時為經線的地方時為“北京時間北京時間”。需注意。需注意的是，北京時間是區時，不是北京地方平時，二的是，北京時間是區時，不是北京地方平時，二者相差約者相差約14.5分鐘。分鐘。 北京區時北京區時= UT + 8小時小時 世界時：世界時：零時區的區時，即格林威治地方平時，特零

11、時區的區時，即格林威治地方平時，特稱為世界時（稱為世界時（= 0= 0h h ） 時間丟失之迷時間丟失之迷 1519年年9月月20日，麥哲倫率領日，麥哲倫率領5只船共只船共265人從西人從西班牙塞維利亞城出發向西遠航，歷時近三年，環球一周，到班牙塞維利亞城出發向西遠航，歷時近三年，環球一周，到1522年年9月月6日，僅剩的一只船回到塞維利亞，結果發現他們比岸上人日，僅剩的一只船回到塞維利亞，結果發現他們比岸上人少做了一個禮拜，查航海日志中所記載的星期天比岸上少了一個，少做了一個禮拜，查航海日志中所記載的星期天比岸上少了一個，但船上是根據日出日落或天明天暗記載日期的，肯定沒有錯。這但船上是根據日

12、出日落或天明天暗記載日期的，肯定沒有錯。這少過了一個星期天是怎么回事，向西航行的航海家們為什么少過了一個星期天是怎么回事，向西航行的航海家們為什么“丟丟失失”了了1天？天？ 直到后來，人們才知道，相對地球來說太陽是不動的，地球自直到后來，人們才知道，相對地球來說太陽是不動的，地球自轉是由西向東旋轉的，正是由于地球的旋轉，造成了地球上任何轉是由西向東旋轉的，正是由于地球的旋轉，造成了地球上任何一個固定點每日一個固定點每日24h的時間循環，這的時間循環，這24h只適用于對于地球來說只適用于對于地球來說不動不動或小范圍運動的對象，而對于在地球東西方向上做長距離運或小范圍運動的對象，而對于在地球東西方

13、向上做長距離運動的人來說，一天不再是動的人來說，一天不再是24h，卻是要長于或短于，卻是要長于或短于24h。3、國際日期變更線、國際日期變更線日界線日界線n上述故事中，航海家由東向西航行，而地球不停地由西向上述故事中，航海家由東向西航行，而地球不停地由西向東旋轉著，他們就好象一直不停地追逐著下沉的太陽。因東旋轉著，他們就好象一直不停地追逐著下沉的太陽。因此夜晚總是比頭一天遲一點來臨，這就等于說延長了船上此夜晚總是比頭一天遲一點來臨，這就等于說延長了船上白晝的時間，也就是說連續兩次太陽升到上中天的時間要白晝的時間，也就是說連續兩次太陽升到上中天的時間要比地球自轉一周的時間長一點。據計算，在他們船

14、上，每比地球自轉一周的時間長一點。據計算，在他們船上，每天比天比24小時長小時長2分鐘左右。這分鐘左右。這2分鐘與分鐘與24小時比是太短了，小時比是太短了，況且在當時，他們船上還沒有準確的鐘表，每天多況且在當時，他們船上還沒有準確的鐘表，每天多2分鐘根分鐘根本察覺不出來。然而他們在船上航行了本察覺不出來。然而他們在船上航行了3年多，積少成多，年多，積少成多，3年竟湊成年竟湊成1整天！那奇怪的整天！那奇怪的1天就這樣悄悄地從他們身邊溜天就這樣悄悄地從他們身邊溜走了。走了。n 如果他們繼續航行，環球一周，又會少了一天，環球兩如果他們繼續航行，環球一周，又會少了一天，環球兩周，就會少兩天；相反，如果

15、他們東航行，環球一周，就周，就會少兩天；相反，如果他們東航行，環球一周，就會多一天，環球兩周，就會多兩天。會多一天，環球兩周，就會多兩天。 日界線：太平洋中經度日界線：太平洋中經度180180線（避開陸線（避開陸地與島嶼畫出的一條國際日期變更線）。地與島嶼畫出的一條國際日期變更線）。 為了統一全球的日期，國際上規定，在太平洋中以為了統一全球的日期，國際上規定，在太平洋中以180180經線為準，避開陸地和島嶼畫一條國際日期變更線，經線為準，避開陸地和島嶼畫一條國際日期變更線，叫做日界線。日界線東西兩側是東叫做日界線。日界線東西兩側是東1212時區與西時區與西1212時區重合時區重合的區域，時分秒

16、相同，但日期相差一天。由西向東每過一的區域，時分秒相同，但日期相差一天。由西向東每過一個時區，就要增加一個小時。個時區，就要增加一個小時。 在南太平洋上在南太平洋上, ,有三個島嶼：湯加塔布島有三個島嶼：湯加塔布島, ,瓦鳥群島和瓦鳥群島和查塔姆群島查塔姆群島. .這三個島嶼散落在西經這三個島嶼散落在西經175175附近附近, ,如果國際如果國際日期變更線沿著日期變更線沿著180180經線直劃下去經線直劃下去, ,這三個島嶼將是世界這三個島嶼將是世界上最后迎接新世紀曙光的地方上最后迎接新世紀曙光的地方. .為了避免一個國家分屬兩為了避免一個國家分屬兩個半球帶來時間的混亂個半球帶來時間的混亂,

17、,把這三個群島都劃入東半球把這三個群島都劃入東半球, ,歸入歸入東經東經180180, ,這樣這樣, ,湯加和新西蘭的一些島嶼上的國民最先湯加和新西蘭的一些島嶼上的國民最先敲響每年的新年鐘聲敲響每年的新年鐘聲. . 從日界線以東往西走，越過日界線，即從西十從日界線以東往西走，越過日界線，即從西十二區進入東十二區，日期增加一天，時間不變，二區進入東十二區，日期增加一天，時間不變，如果自日界線以西往東走，越過日界線，即從東如果自日界線以西往東走，越過日界線，即從東十二區進入西十二區，日期減一天。假如一個產十二區進入西十二區，日期減一天。假如一個產婦坐飛機，恰巧在飛越日界線前后出生了一對雙婦坐飛機，

18、恰巧在飛越日界線前后出生了一對雙胞胎，飛機在東十二區上空出生了第一個嬰兒，胞胎，飛機在東十二區上空出生了第一個嬰兒，飛機飛越日界線，進入西十二區上空之后，又出飛機飛越日界線，進入西十二區上空之后，又出了一個嬰兒，那么這兩個嬰兒的出生日期相差一了一個嬰兒，那么這兩個嬰兒的出生日期相差一天，后出生的嬰兒，應當是弟弟（或妹妹），但天，后出生的嬰兒，應當是弟弟（或妹妹），但生日日期卻早一天，按生日日期來論，反而成為生日日期卻早一天，按生日日期來論，反而成為哥哥（或姐姐）。哥哥（或姐姐）。2.8 2.8 現代時間服務現代時間服務 時間計量工作可以概括為：時間計量工作可以概括為： 測時測時、守時守時和和授

19、時授時三項內容三項內容測時測時：測定恒星的瞬時位置，經過歸算獲得準確時刻測定恒星的瞬時位置，經過歸算獲得準確時刻（圭表、日晷、中星儀、等高儀）（圭表、日晷、中星儀、等高儀）守時守時：用守時工具把所測時間持續下去（滴漏、沙漏、用守時工具把所測時間持續下去（滴漏、沙漏、計時香、天文鐘、石英鐘、原子鐘）計時香、天文鐘、石英鐘、原子鐘）授時授時：（時間服務、播時）：（時間服務、播時） 把測得的時間用各種手段播報出去（鳴鑼擊鼓、無把測得的時間用各種手段播報出去（鳴鑼擊鼓、無線電報時、電視系統授時）線電報時、電視系統授時） 2.9 2.9 歷歷 法法一、制歷的基本原則：一、制歷的基本原則： 1 1、歷法、

20、歷法：推算年、月、日的時間長度，協調它們的關系，：推算年、月、日的時間長度，協調它們的關系，制定一定的時間序列法則。制定一定的時間序列法則。 年年：以地球公轉為依據、：以地球公轉為依據、四季變化的周期四季變化的周期。 1 1回歸年回歸年365.2422365.2422平日平日 月月：以月球公轉為依據、：以月球公轉為依據、月相變化的周期月相變化的周期。 1 1朔望月朔望月29.530629.5306平日平日 日日：以地球自轉為依據、：以地球自轉為依據、晝夜交替的周期晝夜交替的周期 。 這是三種完全獨立的運動，沒有簡單的通約關系，這是三種完全獨立的運動，沒有簡單的通約關系，日是基本單位不能分割，這

21、種整日數的年和月為歷年、日是基本單位不能分割，這種整日數的年和月為歷年、歷月。歷月。2 2、歷法的制定原則、歷法的制定原則（1 1）盡可能準確反映天文客觀規律的歷法，才）盡可能準確反映天文客觀規律的歷法，才能能正確的反映天象和四季變化正確的反映天象和四季變化。（2 2）日歷要）日歷要簡單、明了、易記簡單、明了、易記。寧可犧牲精度。寧可犧牲精度以滿足簡單。以滿足簡單。（3 3）有）有通用通用性，能為廣大地區所接受。性，能為廣大地區所接受。3、主要有三種類型（1 1）太陰歷太陰歷：（回歷）以朔望月為基本單位。：（回歷）以朔望月為基本單位。（2 2）太陽歷太陽歷：（公歷）以回歸年為基本單位。：（公歷

22、）以回歸年為基本單位。（3 3）陰陽歷陰陽歷：（農歷）以朔望月計月，以回：（農歷）以朔望月計月，以回 歸年計年，二者兼顧。歸年計年，二者兼顧。二、太陰歷（回歷） 定義：定義：以朔望月為基礎，以朔望月為基礎，朔望月朔望月=29.5306=29.5306日日 規定：規定：每年每年1212個月，大月個月，大月3030天天 、小月、小月2929天，天，平均平均29.529.5天。天。 1212個太陰月：個太陰月：29.529.51212354354日日 1212個朔望月：個朔望月：29.530629.53061212354.36708354.36708日日 一年一年 相差相差8 8小時小時4848分分

23、3636秒秒 置閏：置閏：為保證每年的為保證每年的年初年初與與月初月初都為都為殘月殘月， 3030年加年加1111個閏日。個閏日。置閏：置閏：3030年年1111閏閏 太陰歷年長：太陰歷年長： 354 11/30 = 354.3666354 11/30 = 354.3666日日 1212個朔望月：個朔望月：29.530629.53061212354.36708354.36708日日3030年的歷年長：年的歷年長：354354303011111063110631日日3030年朔望月長：年朔望月長：29.530629.53061212303010631.012410631.0124日日 3030年

24、共差年共差17 17 m m1 1 s s，一年差一年差41 41 s s.5.5 在在3030年的第年的第2 2、5 5、7 7、1010、1313、1616、1818、2121、2424、2626、2929年為年為閏年閏年，閏日加在閏年的最后一天。，閏日加在閏年的最后一天。 （可保證朔在月初和年首）（可保證朔在月初和年首） 優點：優點：日期與月相吻合的較好日期與月相吻合的較好 缺點：缺點：歷年長歷年長354 11354 1130 30 354.3666354.3666日日 與回歸年與回歸年365.2422365.2422 比，一年就相差比，一年就相差1111日日左右左右 ，3 3年就要短年

25、就要短1 1個月，約個月，約1717年就會出現年就會出現月序與季節倒置的現象。月序與季節倒置的現象。 因此，歲首逐年提前，與因此，歲首逐年提前，與季節完全脫節季節完全脫節。目前只有少數伊斯蘭國家和地區在宗教節日目前只有少數伊斯蘭國家和地區在宗教節日上使用。上使用。三、太陽歷（公歷）起源于古埃及 現公歷（格里高利歷）的前身是現公歷（格里高利歷）的前身是儒略歷儒略歷：是羅馬的：是羅馬的儒略儒略. .凱撒于公元前凱撒于公元前4646年仿照古埃及歷法制定的。年仿照古埃及歷法制定的。 儒略歷儒略歷 定義：定義：以回歸年為基礎以回歸年為基礎, , 回歸年回歸年=365.2422=365.2422日日 規定

26、：規定：每年每年1212個月，大月個月，大月3131天（單）、小月天（單）、小月 3030天天（雙）、（雙）、2 2月（處決人犯的月份）平年月（處決人犯的月份）平年2929天。天。 置閏：置閏：每隔三年一閏，閏年每隔三年一閏，閏年366366天，加在天，加在2 2月。月。 平均平均 歷年長：歷年長：365 1365 14 4365.25365.25日日 回歸年長：回歸年長：365.2422365.2422日日 400400年差年差3 3天。天。 年首：年首：每年冬至后第十天。每年冬至后第十天。 儒略儒略. .凱撒于公元前凱撒于公元前4545年逝世，掌權的僧侶把年逝世，掌權的僧侶把“每隔三年一閏

27、每隔三年一閏”誤解為誤解為“每三年一閏每三年一閏”。這樣。這樣在短短的在短短的3333年，就多了年，就多了3 3個閏年。個閏年。 公元前公元前8 8年年奧古斯都奧古斯都對歷法又一次改革對歷法又一次改革 1 1、從公元前從公元前8 8年到公元年到公元3 3年不再閏年，把多閏年不再閏年，把多閏的的3 3年扣回。年扣回。 2 2、將他出生的將他出生的8 8月改成大月，有月改成大月，有1 1、3 3、5 5、7 7、8 8、1010、1212為大月（為大月（3131天），天），4 4、6 6、9 9、1111月為月為小月（小月（3030天），平年天），平年2 2月月2828天。天。 公元公元1582年

28、：測得太陽年：測得太陽3月月11日過春分點比規定的日過春分點比規定的3月月21日提早日提早10天，歷日與天象不符，必對歷法進行修正。天，歷日與天象不符，必對歷法進行修正。格里歷：格里歷：羅馬教皇格里高利十三世對歷法又作了一次羅馬教皇格里高利十三世對歷法又作了一次重大改革，定形為今天的公歷。重大改革，定形為今天的公歷。1 1、規定：、規定：15821582年年1010月月4 4日的第二天為日的第二天為1010月月1515日。日。2 2、改為、改為400400年年9797閏：閏：凡是年數可被四整除的為閏年，凡是年數可被四整除的為閏年，世紀年要被世紀年要被400400整除才是閏年。整除才是閏年。 格

29、里歷平均歷年長：格里歷平均歷年長：365 97365 97400400365.2425365.2425 回歸年長：回歸年長： 365.2422365.2422 2525s s.9 .9 1 1年年 ； 2 2h h5252m m 48 48s s 400400年年 33003300年才差一天年才差一天 優點：優點：與季節相吻合與季節相吻合 缺點：缺點：月只是一個過渡單位，與月相無關。月只是一個過渡單位，與月相無關。 我國我國19121912年采用格里歷，但不用其紀年，年采用格里歷，但不用其紀年，直到解放后才采用。直到解放后才采用。四、陰陽歷： （農歷）歷月長：歷月長：大月大月3030天、小月天、小月2929天，大小月不固定，天，大小月不固定， 依實際天象推算。依實際天象推算。歷年長：歷年長：使其使其平均歷年長平均歷年長與與回歸年長回歸年長盡量一致。盡量一致。置閏：置閏：1919年加年加7 7個閏月個閏月 平年平年 1212個月個月 354354或或355355天天。 閏年閏年 1313個月個月 383383或或384384天。天。 19年7閏：1919個回歸年長：個回歸年長： 365.2422365.242219196939.60186939.60181919