时间历法讲义.docx

§3.1 时 间 一、 时间和时间计量 1．时间和时间的本质 ????时间与空间一样，都是物质存在的一种形式，宇宙万物都在时间的长河中发生、发展与变化着。斗转星移，日月盈亏，寒来暑往，潮涨潮落……总是一件事接着一件事，一个过程跟着另一个过程，绵延不断，反映出时间是无始无终的，时间又是连续的。这种物质运动变化的序列和持续的性质，就是时间的本质。 2．时间的含义 ????时间有时刻和时段两重含义，时刻是指无限流逝时间中的某一瞬间，就像时间尺度上的刻度与标记--用以确定事件发生的先后，如：年号、月份、日期、时、分、秒等；而时段是指任意两时刻之间的间隔--用以衡量事件经历的长短，如：年数、月数、日数、时数、分数、秒数等。 3. 量时的原则 ????时间是通过物质的运动形式来计量表达的。但在选择不同的物质运动形式来表达或计量时间的过程中，必须遵从的三个原则是：被时间计量所考察的物质运动必须具有--周期性、稳定性和可测性。地球公转运动、月球公转运动和地球自转运动都符合量时原则的三性，分别以它们运动周期来计量时间，便产生了年、月、日的基本单位。然而，就同一种周期性运动，选择不同的量时间体（参考点），其周期时值也不同，于是便产生了不同的时间计量系统。例如依据地球自转的恒星时、太阳时系统，依据地球公转的历书时系统；依据原子振荡的原子时系统等等。 二、时间计量系统 1．恒星时 ????如果把遥远的恒星看作是不动的，并把它作为参考点，地球自转一周，即自转360 °所需的时间为1恒星日（恒星日长的24分之一定义为1恒星小时。比恒星时小的单位为60进制，于是有：1恒星时=60恒星分； 1恒星分=60恒星秒）。在恒星日里，再以恒星的时角来推算时刻，这样的时间称恒星时。但以哪一颗恒星作参考点呢？天文界是选择春分点，即把春分点当作一颗恒星，或假设有一恒星位于春分点，于是，用春分点作为量时天体所计量的时间叫恒星时。目前天文界已人为规定春分点的时角就是恒星时，以春分点上中天作零时起算，即：恒星时等于春分点的时角。 2．太阳时 ????自古以来，人们就是以太阳在天穹上的位置来确定一日中的时间的。太阳在天穹上的经向位置，在天球坐标系的第一赤道坐标中就是时角。这种以太阳时角来确定的时间被称为太阳时?。太阳时角在度量时以午圈为始圈，就是说，当太阳位于上中天，即正午时，太阳时角为0时，而自古人们就把正午的时间定为12时，故太阳时与太阳时角有12时的差值，即： ????太阳时与恒星时的差别在于：恒星时只包含地球自转的因素；而太阳时既包括地球自转的因素，又包含地球公转的因素。以恒星日与太阳日为例，恒星日是地球自转360 °所需的时间；太阳日是地球自转约（360 °+59′）所需的时间，其中59′是地球公转1日的平均角距离。这第9章地球及其运动部分有较详细的说明，在此不再赓述，但还要说明的是，太阳时有视太阳时与平太阳时之分。 ????视太阳时?地球的公转不是匀速的，在一年中，近日时公转较快，远日时公转较慢；因此，与地球公转相对应的太阳周年视运动同样不是匀速的。再者，时间是在天赤道上计量，而太阳是在黄道上作周年视运动，赤道平面与黄道平面并不重合，存在23°26′的交角，所以，即使地球公转是匀速的，太阳每日在黄道上的视运动的赤经增量也不会匀速。因此，我们把在黄道上作非匀速视运动的太阳视圆面中心称为视太阳，以视太阳的时角所推算的时间就称为视太阳时，简称视时。显然，视太阳时的日，其长度是变化的，严格点说是每天都在变化。如果1日中的时、分、秒数都是固定的，那么，时、分、秒的长度也是变化的；如果时分秒的长度是固定的，那么，一日中的时、分、秒数就是变化的，比如，有时1日会超过24小时，有时1日为24小时，有时1日不到24小时。我国古代用日晷测定的时间就是这种视太阳时。 ????平太阳时?简称平时，以平太阳的时角来计算的时间，并以平太阳下中天时为平太阳时零时，也称民用时。因为平太阳是一虚设的点不能观测，实际应用时是通过测定视时或恒星时而换算成平时。假设平太阳在天赤道匀速运行，周期为回归年，这样，平时与视时之间，除按预定的年首和年尾吻合之外，其它时间都会有一个差值，天文界定义：视时与平时之差，称为时差（即：时差=视时-平时）。时差有正有负，可大可小。这主要是上述定义的两个太阳（视太阳和平太阳）、两条路线（黄道与天赤道）、两种速度（变速和匀速）、同一周期（回归年）的缘故。 ????时差与观测者地理位置无关，只与观测日期有关。时差每年四次等于零，在4月16日、6月15日、9月1日和12月24日前后； HYPERLINK D:\\360data\\é??è|???°???\\???é?￠\\?¤????\\???????¤?????-|????¨?\1