上回說到：天體的周日視運動；1在南北極觀察星空，恒星的運動軌跡是怎樣的？在赤道上觀察星空，恒星的運動軌跡是怎樣的？上回說到：太陽的周年視運動2從地球上看，太陽實際穿過了除黃道十二宮之外的第十三個星座是？一年之中在每天白天定時記錄太陽的位置，最后會形成何種形狀？從地球上看，太陽周年視運行的軌跡叫？黃道和赤道的交角(黃赤交角)的大小是？太陽的周年視運動3黃道春分點(γ)春分和秋分–日夜等長4春分點(γ)夏至和冬至

白天最長和白天最短

SummerSolstice

and

WinterSolstice5夏至和冬至

白天最長和白天最短6上回說到：天球和天球坐標系7我們描述天體在天球上的位置，需要幾個坐標？在球面上怎樣連接兩點才能使得距離最短？常用的天球坐標系有哪幾種？地平坐標系：方位角(A)和地平高度(h)北極星的地平高度=地理緯度天赤道的地平高度=90?

–地理緯度8真地平9赤道坐標系：赤經(α)和赤緯(δ)銀道坐標系：銀經(L)和銀緯(b)10Timeandcalendar第六周時間與歷法11一、時間及其計量1時間的本質時間的重要性不言而喻。

一切節省，歸根到底都歸結為時間的節省。──馬克思利用時間是一個極其高級的規律。──恩格斯合理安排時間，就等于節約時間。──培根今天所做之事勿候明天，自己所做之事勿候他人。──歌德浪費時間是一樁大罪過。──盧梭

你熱愛生命嗎？那么別浪費時間，因為時間是組成生命的材料。

──富蘭克林把活著的每一天看作生命的最后一天。──海倫·凱勒一寸光陰一寸金，寸金難買寸光陰。

機不可失，時不再來。光陰似箭，日月如梭。普通人只想到如何度過時間，有才能的人設法利用時間。

──叔本華黃金時代在我們面前而不在我們背后。──馬克·吐溫12時間的本質是什么？

什么是時間？一些研究過時間的人會發出哀嘆：時間是什么，不問誰都明白，一問誰都說不清楚。13古希臘時代，柏拉圖：宇宙裝在空間中，時間從宇宙中產生。17世紀，康德：時間不是外部客觀事物的特征，而只是人們主觀對客觀的一種感受，是人類本能的一種表現形式。牛頓：絕對的、真實的數學時間，是永遠均勻流動的，它不依賴于任何外界事物。20世紀，愛因斯坦：時間并不是孤立存在的，它與空間有關。辨證唯物主義的時間觀：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式，物質的運動與變化永遠是在時間和空間中進行的。14原始蒙昧時期，日出而作，日沒而息，以年，月做時間的單位。機械鐘的發明。北宋蘇頌“水運儀象臺”。17世紀中葉，Huygens根據伽利略發現擺的等時性原理，發明了擺鐘。最精確的天文擺鐘－雪特擺鐘，每天的誤差為千分之幾秒。1929年，出現了石英鐘，精度大為提高，到五十年代已完全代替了天文擺鐘。目前，高精度石英鐘誤差已達到幾十年不大于一秒。2計時儀器1949年，原子鐘應運而生。利用能量狀態經過選擇的原子，在微波諧振腔中進行量子躍遷，從而獲得相應能級間躍遷所發射或吸收的電磁波的固有頻率。氨分子鐘。15圭表日晷（gui）16時間單位——秒的定義如下：秒是銫-133原子基態的兩個超精細能級之間躍遷所對應的輻射的9,192,631,770個周期的持續時間。1955年，英國的埃森等人首先銫原子鐘。它的出現，使時間頻率計量精度產生了一個飛躍。此后氫原子鐘、銣原子鐘等相繼出現，發展非常迅速。1967年起，以銫原子鐘的躍遷頻率為基礎，規定了原子時的秒長，成為目前時間計量的標準。500萬年只差1秒。17有了計時儀器以后還有兩個必須解決的問題：二、天文時間計量系統時間的起算點如何計算時間間隔說明某一事件究竟發生在什么時刻。即要求有一種標準單位，以唯一確定兩事件之間的時間間隔究竟時多少。

各種不同的時間計量系統，實質上就是在這兩點上有所區別而已。18天球的周日旋轉是地球自轉的反映，我們就利用太陽、恒星或天球上假想點的周日運動來建立時間系統。由于選取的特定點不同，在天文學中就有幾種不同的計量時間系統，如恒星時、真太陽時、平太陽時等。19

基本點：天極

基本圈：天赤道赤緯(Dec)δ：由天赤道沿過天體的赤經圈向北＆南天極方向度量（00-±900）時角t：起始點－子午圈與天赤道邊的交點Q’。由起始點沿天赤道順時針量至天體所在赤經圈（0h

–24h）插播：時角坐標系(赤緯δ，時角t)某一天體201恒星日與恒星時(SiderealTime)以某一個恒星為參考點來度量的地球自轉周期，即該星連續兩次經過上中天的時間。過天極和天頂的大圓稱為子午圈，天體通過子午圈稱為中天，其中距離天頂近的稱為上中天，遠的稱為下中天。北天極P南天極P’QQ’天赤道天頂Z天底Z’真地平子午圈北點N南點S西點W東點E21子午圈

定義：以春分點(假設這顆星位于春分點)為參考點，來計量地球自轉周期。時間單位－恒星日：春分點連續兩次上中天的時間間隔。起始點：上中天

恒星時在數值上等于春分點的時角。

S=tr=α+t當任一恒星時上中天時

t=0；即s=α中。22定義：以太陽視圓面中心的周日視運動為依據建立的時間系統。2真太陽日與真太陽時時間單位—真太陽日：真太陽連續兩次下中天的時間間隔。起始點：下中天真太陽時以真太陽的時角度量：以真正的太陽為參考點，以真太陽的視運動來計量地球自轉一周的時間。23

真太陽時的缺陷：（1）太陽在黃道上的運動不均勻。（地球公轉軌道為橢圓）（2）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。真太陽日的長度天天都不相同，最長的真太陽日(12月23左右)與最短的真太陽日(9月13左右)相差可達51秒之多。24真太陽日的長度25在黃道上建立第一輔助點：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地點和遠地點。在赤道上建立第二輔助點：在赤道上勻速運動，其速度3平太陽與平太陽時(mT)19世紀末美天文學家S.Newcomb引入的一個假想參考點。等于第一輔助點速度，且與第一輔助點同時過春分點和秋分點。第二個輔助點為平太陽。26平太陽時(簡稱為平時)：定義：以平太陽的周日視運動為依據建立的時間系統。時間單位：平太陽日—平太陽連續兩次下中天的時間間隔。起始點：下中天。平太陽時以平太陽的時角度量：m=tm+12h

平太陽與人們日常生活的時間概念一致。通常鐘表所指示的時間即為平太陽時。以后如不特殊說明，都是平太陽時系統。27時差：

平太陽是人為引入無法觀測的假想輔助點，所以它只能通過真太陽日來推算。引入：時差－真太陽的時角與平太陽的時角之差。時差：η=t⊙

–tm

時差的零點與極大值：（一年中η四次為零，四次為極大值）日期4.166.159.112.242.125.157.2611.3η0000-14m24s+3m48s-6m18s+16m24s2829

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行1度，因此太陽時比恒星時長。北極點子午線春分點周年周日赤道30回歸年：平太陽連續兩次過春分點的時間間隔。1回歸年＝365.2422平太陽日＝366.2422恒星日1恒星日＝（1－1／366.2422）平太陽日1平太陽日＝（1＋1／365.2422）恒星日1／365.2422＝3m56s太陽時比恒星時每日約長4分鐘！31計量系統的地方性

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，以過當地子午圈的時刻為起算點，以時角量度的。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，因此，參考點過的天子午圈不同，所得時刻也不同－地方時。三、地方時、世界時、區時32

地方時與地方經度的關系：在同一計時系統內，任意兩地同一瞬間測得的地方時之差，在數值上等于這兩地的地方經度之差。1.地方時

我國幅員遼闊。當東部的烏蘇里江的漁民迎來黎明的曙光時，西部帕米爾高原還在深夜。如果各地都按照地方時計量，將使人們的交流很不方便，于是國際上統一規定了全球的標準時——世界時。33

把全球分成24個時區，每區跨經度150，各區把中央經線的地方時作為本區統一使用的標準時。這樣的區域稱為時區；這樣的時間稱為區時。

我國－東八時區。北京區時＝UT＋8h2.世界時(UT)3.區時英國格林尼治天文臺本初子午線

世界時：以本初子午線為起點，以該地的地方平時作為世界時。其它地方的平時m與世界時的關系為東經取正，西經取負。34日常生活－區時；天文觀測－恒星時。4.區時與地方恒星時的換算地理緯度地方恒星時當日世界時零時的地方恒星時，查天文年歷知道。時區第N時區的區時35日界線：太平洋中經度1800線（避開陸地與島嶼畫出的一條國際日期變更線）。日界線東西兩側是東12時區與西12時區重合的區域，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，因此，由西向東越過日界限，日期減少一天；而由東向西越過日界限，日期增加一天。5.國際日期變更線——日界線36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），但生日日期卻早一天，按生日日期來論，反而成為哥哥（或姐姐）。37沒有歷法的時候，刻木記日，結繩記日。（直到1978年，埃塞俄比亞的原始部落中，還在使用這個方法）古埃及，最初一年12個月，360天。但從對尼羅河泛濫情況的統計中發現，周期是365天。所以這最后5天干脆就呆在家里，呼呼大睡，打發時間，就算過節吧，所以，古埃及人稱過年為“漲水新年”，歡度新年的風俗就和期盼農作物豐收緊密聯系起來了。人們用各種農作物的種子當作貢品，擺在自家門口，希望尼羅河水神在新的一年帶給人們更多的豐收。四、歷法與節氣381）歷法：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。年：以地球公轉為依據、四季變化的周期。

1回歸年＝365.2422平日月：以月球公轉為依據、月相變化的周期。

1朔望月＝29.5306平日日：以地球自轉為依據、晝夜交替的周期。

1平日

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，這種整日數的年和月為歷年、歷月。1.制歷的基本原則392）主要有三種類型（1）太陰歷：（回歷）以朔望月為基本單位。（2）太陽歷：（公歷）以回歸年為基本單位。（3）陰陽歷：（農歷）以朔望月計月，以回歸年計年，二者兼顧。40

定義：以朔望月為基礎，朔望月=29.5306日規定：每年12個月，大月30天、小月29天，平均29.5天。

12個太陰月：29.5×12＝354日

12個朔望月：29.5306×12＝354.36708日

一年相差8小時48分36秒

置閏：為保證每年的年初與月初都為殘月，

30年加11個閏日。2.太陰歷(回歷)41在古羅馬，有個努馬歷。雖然也是12個月，但是他們認為偶數是不吉利的數字。所以規定1、3、5、8四個月31天，2、4、6、7、9、10、11七個月29天，而12月只有27天，一年總共354天。42置閏：30年11閏

太陰歷年長：

35411/30=354.3666日

12個朔望月：29.5306×12＝354.36708日

一年差41s.530年的歷年長：354×30＋11＝10631日30年朔望月長：29.5306×12×30＝10631.0124日

30年共差17m1s，在30年的第2、5、7、10、13、16、18、21、24、26、29年為閏年，閏日加在閏年的最后一天。

（可保證朔在月初和年首）43

優點：日期與月相吻合的較好

缺點：歷年長35411／30＝354.3666日

與回歸年365.2422比，一年就相差11日左右，3年就要短1個月，約17年就會出現月序與季節倒置的現象。因此，歲首逐年提前，與季節完全脫節。目前只有少數伊斯蘭國家和地區在宗教節日上使用。44由于觀測條件的限制，埃及人的歷法中一年僅有360天，以后才逐步改為365天（比回歸年還少1/4天）。經過幾千年的發展，逐漸演進成為現在全世界普遍采用的公歷。現公歷（格里高利歷）的前身是儒略歷：是羅馬的儒略.凱撒(JuliusCaesar)于公元前46年仿照古埃及歷法制定的。儒略歷(JulianCalendar)

定義：以回歸年為基礎,回歸年=365.2422日規定：每年12個月，大月31天（單）、小月30天（雙）、2月（處決人犯的月份）平年29天。置閏：每隔三年一閏，閏年366天，加在2月。

平均歷年長：3651／4＝365.25日回歸年長：365.2422日

400年差3天。年首：每年冬至后第十天。2.太陽歷(公歷)起源于古埃及45

儒略.凱撒于公元前45年被刺身亡，為了紀念他，把他出生的7月改為儒略月(July)。在實際執行儒略歷的過程中，當時掌權的僧侶把“每隔三年一閏”誤解為“每三年一閏”。這樣在公元前42年置閏開始到公元前9年的短短33年，就多了3個閏年。日期與節氣有了明顯的混亂。

公元前8年奧古斯都(Augustus)對歷法又一次改革

1、從公元前8年到公元3年不再閏年，把多閏的3年扣回。

2、將他出生的8月改成大月，從大家都不喜歡的二月中再扣掉一天。3、有1、3、5、7、8、10、12為大月（31天），4、6、9、11月為小月（30天），平年2月28天。46

公元1582年：測得太陽3月11日過春分點比規定的3月21日提早10天，歷日與天象不符，必對歷法進行修正。格里歷：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。1、規定：1582年10月4日的第二天為10月15日。2、改為400年97閏：凡是年數可被四整除的為閏年，世紀年要被400整除才是閏年。

格里歷平均歷年長：36597／400＝365.2425

回歸年長：

365.2422

25s.9／1年

2h52m48s

／400年

3300年才差一天！47公元的起點公元四世紀，羅馬皇帝君士坦丁皈依基督教，并將基督教定為羅馬帝國國教，他還規定儒略歷為基督教的歷法,就是忘了規定哪一年是它的起點，這對具有線性思維方式的歐洲人來說，始終是塊心病。公元525年，為了預先推算“復活節”的日期，狄奧尼西（Dionysis）教士提出了耶穌誕生在古羅馬的狄奧克列顛紀元之前284年的說法，他還主張以耶穌誕生之年作為的紀元的起點，這個主張得到了教會的大力支持。公元532年，教會將此紀年法首先在教會中使用，并在全歐洲推廣開來。從此，狄奧尼西教士所臆造的耶穌誕生的年份便被正式定為稱為儒略歷紀元元年。48根據基督紀年法，所謂“公元元年”，就是公歷基督誕生那一年。舉例來說，“公元2006年”中的A.D.,是拉丁文AnnoDomini的縮寫，意即“intheyearofourLord.”（我們主的生年），在公元元年以前，則統稱“公元前”，英文用B.C.表示，意思是“BeforeChrist”（基督以前）。后來，有歷史學家考證出，耶穌誕生的年代讓狄奧尼西搞錯了，至少他讓耶穌年輕了四歲，或者更多，但也沒法再改了。49盡管格里歷比儒略歷更為準確，但是，當教皇于1582年10月15日正式頒布這一新歷法時，只有意大利、法國、波蘭、西班牙、葡萄牙等天主教國家立即采用，新教國家則予以抵制。直到18世紀，大英帝國及其所屬的部分殖民地，包括現在的美國才采用格里歷。

大家熟悉的1917年的俄國十月革命是在1917年11月7日爆發的，但為什么叫“十月革命”呢？這是因為信奉東正教的沙俄帝國堅持使用儒略歷，那一天是儒略歷的10月25日。列寧是個非常西化的人物，在西化等同于現代化的年代，蘇維埃政府剛一成立，就于1918年1月24日發布命令改用公歷。50優點：與季節相吻合

缺點：月只是一個過渡單位，與月相無關。

我國1912年采用格里歷，但不用其紀年，直到解放后才采用。紀年：公歷的紀元是人為的、帶有宗教色彩。在公元532年羅馬教皇宣布基督誕生的那一年為公元元年。而不是儒略凱薩下令修改歷日的開始時間。在公元532年后宣布532年前一年為元年。是出自宗教的需要，4是閏年周期數；19是朔望月周期數；7是星期的天數。4×19×7＝532，保證復活節過532年會在同一日期、同一月相、同一星期序數重復出現。51在中國，頒布歷法是皇權的體現。從黃帝紀年到清朝末期啟用西歷（格里歷），中國歷史上一共產生過102部歷法。漢朝以前的古代中國歷法以366天為一歲，用“閏月”確定四時和確定歲的終始，具備了陰陽歷的技術。漢朝初期全國統一歷法，歷法也成為了一門較為獨立的科學技術。漢武帝責成鄧平、唐都、落下閎等人編寫了《太初歷》，之后劉歆作《三統歷》，這兩歷的重要特點是年歲合一，一年的整數天數是365天，不再是之前歷法的366天。以“加差法”替代之前的“減差法”以調整時差。之后中國歷朝頒布的歷法，均與太初歷大同小異。3.陰陽歷(農歷)52歷月長：大月30天、小月29天，大小月不固定，依實際天象推算。歷年長：使其平均歷年長與回歸年長盡量一致。置閏：19年加7個閏月平年

12個月354或355天。

閏年

13個月383或384天。3.陰陽歷(農歷)53

19年7閏：19個回歸年長：

365.2422×19＝6939.601819個歷年長：

29.5306×（19×12＋7）＝6939.6886519年相差2h05m04s

閏月大致在第3、6、9、11、14、17、19年。54農歷中表示太陽位置的特殊方法。每一節氣太陽黃經均勻增加15度，但時間間隔不同。節氣中氣節氣中氣立春3150

雨水3300

驚蟄3450

春分0