[第二章时间计量系统.ppt

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—— 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＝ 299,792,458 m/s 光在真空中传播1m只需 - 1s/3亿 - 3 ns 标准计量实验室中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 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 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＝19747 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。 起始点： 为1958年1月1日 UT 0h。 （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 -0 s.0039，并一直保留下来。） UT＝ATI－0 s.0039 ET=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