Numai prima sarcină a serviciului de timp este rezolvată prin obținerea de puncte de timp. Următoarea sarcină este de a stoca timpul exact în intervalele dintre definițiile astronomice. Această sarcină este rezolvată cu ajutorul ceasului astronomic.
Pentru a obține o mare precizie a timpului de numărare în fabricarea ceasului astronomic, toate sursele de eroare sunt luate în considerare și elimină, iar cele mai favorabile condiții sunt create pentru munca lor.
În ceas, cea mai esențială parte a acestora este pendulul. Arcurile și roțile servesc ca mecanism de transfer, săgeți - indicând și timpul de supraveghere a pendulului. Prin urmare, în ceasurile astronomice, acesta încearcă să creeze condiții mai bune pentru munca sa: Pentru a face o temperatură constantă a camerei, elimină șocurile, slăbește rezistența aerului și, în final, face posibilă o sarcină mecanică mai mică.
Pentru a asigura o precizie ridicată, ceasul astronomic este plasat într-un subsol profund, protejat de connouri, o temperatură constantă este menținută în cameră pe tot parcursul anului. Pentru a reduce rezistența aerului și a elimina efectul modificărilor în presiunea atmosferică, pendulul ceasului este plasat în carcasă, în care presiunea aerului este oarecum scăzută (figura 20).
Ceasul astronomic cu două pendulum (ore scurte), din care un non-free sau "sclav", sunt asociate cu mecanisme de transfer și de indicare și este gestionat de un altul - un pendul liber care nu este legat de orice roți și izvoare (Figura 21).
Un pendul liber este plasat într-un subsol profund într-un caz metalic. În acest caz, se creează presiune redusă. Comunicarea unui pendul liber fără a fi nerambursa prin două mici electromagneți în apropierea căreia se leagă. Un pendul liber controlează pendulul "sclav", forțându-l să leagă în tact cu el.
Puteți obține o oră foarte mică de ore de citire, dar este imposibil să o eliminați complet. Cu toate acestea, dacă ceasul este incorect, dar este cunoscut în prealabil că se grăbesc sau se află în spatele unui anumit număr de secunde pe zi, nu reprezintă o mare lucrare pe un ceas atât de incorect pentru a calcula timpul exact. Pentru a face acest lucru, este suficient să știți ce este ceasul, adică câte secunde se află într-o grămadă sau în urmă. De luni și ani pentru acest caz de ceas astronomic, sunt întocmite tabelele de corecție. Săgețile ceasului astronomic aproape niciodată nu arată timp cu exactitate, dar folosind tabele de corecție, este foarte posibil să obțineți timbrele de timp cu o precizie de mii de secunde.
Din păcate, cursul ceasului nu rămâne constantă. Cu schimbarea condițiilor externe - temperatura camerei și a presiunii aerului, datorită inexactității întotdeauna disponibile ale fabricării pieselor și a funcționării părților individuale, aceleași ore pot schimba cursa în timp. Schimbarea sau variațiile, orele de ore este indicatorul principal al calității activității lor. Cu cât variația este mai mică a cursului ceasului, ceasul este mai bun.
Astfel, ceasurile astronomice bune pot fi prea grabe și excesiv de lent, pot fugi înainte sau rămân în spatele și al zecelea de secundă pe zi și totuși cu ajutorul lor puteți să depozitați în mod fiabil timp și să obțineți suficiente citiri exacte, dacă numai natura corectă a comportamentului lor este constant, adică variații zilnice Mala.
În pantaloni scurți de pendul astronomic, variația zilnică a cursei este de 0,001-0,003 secunde. De mult timp, o astfel de precizie ridicată a rămas de neegalat, în cincizeci de secol, inginerul F. M. Fedchenko a îmbunătățit suspensia pendulului și și-a îmbunătățit termocompresia. Acest lucru ia permis să construiască ore, în care variația zilnică a cursei a fost redusă la 0,0002-0.0003 secunde.
În ultimii ani, nici o mecanică, ci electricieni și inginerie radio, au proiectat ceas astronomic. Acestea au fost făcute ore în care să se refere la timp în locul oscilațiilor pendulului au fost folosite oscilații elastice ale cristalului cuarț.
Plăcuța sculptată corespunzător de la cristalul cuarț are proprietăți interesante. Dacă o astfel de placă, numită piezoker, stoarce sau îndoire, atunci încărcările electrice de semn diferit apar pe suprafețele opuse. Dacă suprafețele opuse ale plăcii piezochchnaya iau un curent electric variabil, atunci piezochopartz efectuează oscilații. Cu cât este mai mică atenuarea dispozitivului oscilator, constituirea frecvenței oscilațiilor. Piezochvar are doar proprietăți bune în această privință, deoarece atenuarea oscilațiilor sale este foarte mică. Acest lucru este utilizat pe scară largă în ingineria radio pentru a menține constanța frecvenței transmițătoarelor radio. Aceasta este proprietatea unui piezoker - Constanța ridicată a frecvenței oscilațiilor - a permis să construiască ceasuri de cuarț astronomice foarte precise.
Ceasurile de cuarț (Fig.22) sunt constând dintr-un generator de inginerie radio stabilizat de o cascade cu diviziune de frecvență, un motor electric sincron și un cadran cu săgeți pointer.
Generatorul radiotehnic generează un curent alternativ de înaltă frecvență, iar piezochopartz susține constanța frecvenței oscilațiilor sale cu o mare precizie. În cascadele cu diviziune de frecvență, o frecvență curentă alternativă este redusă de la câteva sute de mii la câteva sute de oscilații pe secundă. Motorul electric sincron care funcționează pe curentul alternativ al frecvenței reduse rotește săgețile de pointer, închide transmiterea releului semnalelor de timp etc.
Viteza de rotație a motorului electric sincron depinde de frecvența AC, care este alimentată de. Astfel, în orele de cuarț, viteza de rotație a săgeților de transmisie este în cele din urmă determinată de frecvența oscilațiilor piezochmanului. O mare constantă a frecvenței oscilațiilor plăcii de cuarț asigură uniformitatea cursului și acuratețea ridicată a mărturiei ceasului astronomic cuarț.
În prezent, ceasurile de cuarț de diferite tipuri și numiri cu variație zilnică a cursului care nu depășesc sute și chiar mii de secunde sunt fabricate.
Primele modele de ceasuri de cuarț erau destul de greoaie. La urma urmei, frecvența intrinsecă a oscilațiilor plăcii de cuarț este relativ ridicată și pentru numărătoarea inversă de secunde și minute trebuie reduse folosind o serie de cascade de fisiune de frecvență. Între timp, dispozitivele de inginerie radio lampă folosite pentru acest lucru ocupă o mulțime de spațiu. În ultimele decenii, o inginerie radio semiconductoare sa dezvoltat în mod grave și un radio miniatural și microminiatură poate fi dezvoltat pe acesta. Acest lucru a făcut posibilă construirea unor ceasuri de cuarț portabile cu dimensiuni mici pentru navigația maritimă și aeriană, precum și pentru diverse lucrări expediționale. Aceste cronometre portabile de cuarț în funcție de dimensiunea și greutatea lor nu depășesc cronometrele mecanice obișnuite.
Cu toate acestea, în cazul în care cronometrul marin mecanic al clasei a doua are o eroare zilnică a cursei nu mai mult de ± 0,4 secunde, iar prima clasă nu este mai mare de ± 0,2 secunde, atunci cronometrele portabile moderne au instabilitatea mișcării zilnice ± 0,1; ± 0,01 și chiar ± 0,001 secunde.
De exemplu, un "lemn" produs în Elveția are dimensiuni de 245x137x100 mm, iar instabilitatea mișcării sale pe zi nu depășește ± 0,02 secunde. Cronometrul de cuarț staționar "izotom" are instabilitate relativă pe termen lung de cel mult 10 -8, adică, la o mișcare zilnică, eroarea este de aproximativ ± 0,001 secunde.
Cu toate acestea, ceasurile cu cuarț nu sunt lipsite de deficiențe grave, a cărei prezențe este esențială pentru măsurătorile astronomice ale acurateței ridicate. Principalele dezavantaje ale ceasurilor astronomice cuarț sunt dependența frecvenței oscilațiilor cu cuarț asupra temperaturii ambiante și a "cuarțului de îmbătrânire", adică, schimbând frecvența oscilațiilor sale în timp. Cu primul dezavantaj, a fost posibil să se facă față unei termostatizări atente a părții ceasului, în care se află placa de cuarț. Cuarțul de îmbătrânire, ducând la derivarea lentă a cursului ceasului, până la eliminare.
"Ceas molecular"
Este posibilă crearea unui dispozitiv pentru măsurarea intervalelor de timp având o precizie mai mare decât pendulul și ceasul astronomic cuarț?
În căutarea unor metode adecvate pentru aceste metode, oamenii de știință au apelat la sisteme în care se efectuează oscilații moleculare. O astfel de alegere, desigur, nu a fost accidentală și a fost predeterminată succesului. "Ceasul molecular" a permis primelor mii și împrumutul și sute de mii de ori pentru a crește acuratețea măsurării timpului. Cu toate acestea, calea de la moleculă până la indicatorul de timp sa dovedit a fi complexă și foarte dificilă.
De ce nu a putut crește acuratețea orelor astronomice de pendul și cuarț? Cum rămâne cu măsurarea timpului moleculei a fost mai bună decât înregistrările de pendul și cuarț? Care sunt principiul funcționării și al dispozitivului de ore moleculare?
Amintiți-vă că orice ceas constă dintr-un bloc în care se efectuează oscilații periodice, mecanismul de numărare pentru calcularea numărului și dispozitivului în care este stocată energia necesară pentru a le menține. Cu toate acestea, acuratețea citirilor ceasului este în principal depinde de stabilitatea activității elementului lorcare suspină timpul.
Pentru a crește acuratețea ceasurilor astronomice pendulului, pendulul lor este fabricat dintr-un aliaj special cu un coeficient minim de expansiune termică, plasat într-un termostat, este special suspendat, situat în vasul din care aerul a fost lipit, etc. După cum știți , toate aceste activități au permis reducerea variațiilor orelor de pendul astronomice accident vascular cerebral la o mie de fracții de o secundă pe zi. Cu toate acestea, uzura treptată a părților în mișcare și de frecare, a modificărilor lentă și ireversibile în materialele constructive, în general, "îmbătrânirea" unor astfel de ore nu au permis îmbunătățirea în continuare a acurateței acestora.
În orele de cuart astronomic, mesele de timp alternatorul stabilizat de cuarț și precizia mărturiei acestor ore este determinată de constanța frecvenței oscilației plăcii de cuarț. În timp, schimbările ireversibile apar într-o placă de cuarț și conectate cu contactele sale electrice. Astfel, acest element definitoriu al ceasului cuarț "vârste". În acest caz, frecvența oscilațiilor plăcii de cuarț se modifică oarecum. Acesta este motivul instabilității unor astfel de ore și pune limita creșterii ulterioare a acurateței acestora.
Orele moleculare sunt aranjate astfel încât mărturia lor să fie în cele din urmă determinată de frecvența oscilațiilor electromagnetice absorbite și emise de molecule. Între timp, atomii și moleculele sunt absorbite și emise energia numai intermitent, numai cu anumite porțiuni, numite cantitate de energie. Aceste procese sunt în prezent depuse: când un atom se află într-o stare normală (neașteptată), electronii ei ocupă nivelurile mai scăzute de energie și sunt la cea mai apropiată distanță de kernel. Dacă atomii sunt absorbiți de energie, cum ar fi lumina, electronii lor se află în poziții noi și sunt situate puțin mai departe de nucleele lor.
Denumiți energia atomului care corespunde celei mai scăzute poziții a electronului, prin EI și energia corespunzătoare locației sale mai îndepărtate din nucleu - până la E 2. Când atomii, radiații oscilații electromagnetice (de exemplu, lumină), de la o stare excitată cu o transfer de energie E 2 la o energie neexpitată cu energie E 1, atunci porțiunea emisă a energiei electromagnetice este ε \u003d E 2 -e 1. Este ușor să vedem că raportul redus nu este altceva decât una dintre expresiile legii conservării energiei.
Între timp, se știe că viteza cuantului de lumină este proporțională cu frecvența sa: ε \u003d HV, în cazul în care ε-energia oscilațiilor electromagnetice, V este frecvența lor, H \u003d 6,62 * 10 -27 ERG * SEC - o plantă constantă . Dintre aceste două relații este ușor să găsiți frecvența luminii V emise de atom. Evident, V \u003d (E 2 - E 1) / H SEC -1
Fiecare atom de acest tip (de exemplu, un atom de hidrogen, oxigen etc.) are propriile niveluri de energie. Prin urmare, fiecare atom încântat în tranziția la starea inferioară emite oscilații electromagnetice cu un set complet definit de frecvențe, adică, dă o caracteristică numai pentru el. În același mod, cazul este V cu molecule, cu singura diferență că au o serie de niveluri suplimentare de energie asociate cu diferite aranjamente ale componentelor particulelor lor și cu mișcarea lor reciprocă,
Astfel, atomii și moleculele sunt capabile să toarne și să emită oscilații electromagnetice numai de frecvența limită. Stabilitatea cu care evatonii atomici o fac extrem de ridicată. Este de miliarde de ori mai mari decât stabilitatea oricăror dispozitive macroscopice care percep sau emit anumite tipuri de oscilații, de exemplu, șiruri de caractere, tuburi, microfoane etc. Se explică prin faptul că în orice dispozitive macroscopice, cum ar fi mașinile, măsurarea măsurii Instrumente etc., Forțele care asigură durabilitatea lor, majoritatea cazurilor doar zeci sau sute de ori mai multe forțe externe. Prin urmare, în timp și o modificare a condițiilor externe, proprietățile unor astfel de dispozitive se schimbă oarecum. Muzicienii se concluzionează că este atât de des de a-și adapta viori și pian. În schimb, în \u200b\u200bmicrosisteme, cum ar fi atomii și moleculele, între particule, componentele lor, există forțe atât de mari încât influențele externe obișnuite sunt mult mai mici decât ele. Prin urmare, modificările obișnuite în condițiile externe - temperatură, presiune etc., nu determină modificări vizibile în cadrul acestor microsisteme.
Aceasta explică o astfel de precizie ridicată a analizei spectrale și multe alte metode și dispozitive bazate pe utilizarea oscilațiilor atomice și moleculare. Acest lucru face ca o utilizare atât de atractivă a acestor sisteme cuantice ca element principal în ceasul astronomic. La urma urmei, astfel de microsisteme în timpul proprietăților lor nu se schimbă, adică nu "îmbătrânire".
Atunci când inginerii angajați în proiectarea orelor moleculare, metodele de excitație a oscilațiilor atomice și moleculare erau deja cunoscute. Unul dintre ele constă în faptul că oscilațiile electromagnetice de înaltă frecvență sunt rezumate în vasul umplut cu sete sau gaz. Dacă frecvența acestor oscilații corespunde energiei excitațiilor datelor de particule, atunci apare absorbția rezonantă a energiei electromagnetice. După o anumită perioadă de timp (mai puțin de cel de-al treia fracție dintr-o secundă), particulele excitate (atomii și moleculele) trec spontan de la celulele solenoidale în sine la normal și în același timp.
Se pare că următorul pas în designul unor astfel de ore ar trebui să fie în numărarea numărului acestor oscilații, deoarece numărul de leagăne ale pendulului se calculează în ceasul pendulului. Cu toate acestea, o astfel de linie dreaptă, calea "Lobova" a fost prea dificilă. Faptul este că frecvența oscilațiilor electromagnetice emise de molecule este foarte mare. De exemplu, în molecula de amoniac pentru una dintre principalele tranziții, este de 23.870.129.000 de perioade pe secundă. Frecvența oscilațiilor electromagnetice emise de diferiți atomi este aceeași ordine de mărime sau chiar mai mare. Nici un dispozitiv mecanic pentru numărarea numărului de astfel de oscilații de înaltă frecvență nu este adecvat. Mai mult, dispozitivele electronice convenționale s-au dovedit a fi necorespunzătoare.
Calea de ieșire din această dificultate a fost găsită utilizând manevra originală de by-pass. Gazul de amoniac a fost plasat într-un tub metalic lung (undă de undă). Pentru comoditate, acest tub este laminat în spirală. La un capăt al acestui tub, oscilațiile electromagnetice de înaltă frecvență au fost furnizate din generator, iar în celălalt capăt dispozitivul care măsoară intensitatea lor a fost instalat. Generatorul a permis unele limite pentru a schimba frecvența oscilațiilor electromagnetice excitate de ele.
Pentru a trece moleculele de amoniac de la o stare neexpitată într-o stare excitată, este necesară o energie complet definită și o frecvență complet definită de oscilații electromagnetice (ε \u003d HV, în cazul în care energia ε- cuantică, V este frecvența oscilațiilor electromagnetice, H este o curea constant). Atâta timp cât frecvența oscilațiilor electromagnetice generate de generator, mai mult sau mai puțin din această frecvență rezonantă, amoniacul moleculelor de energie nu sunt absorbite. La coincidența acestor frecvențe, un număr semnificativ de molecule de amoniac absoarbe energia electromagnetică și intră în starea excitată. Bineînțeles, în același timp (datorită legii conservării energiei) în acest scop al ghidului de undă, unde este instalat dispozitivul de măsurare, intensitatea oscilațiilor electromagnetice este mai mică. Dacă schimbați fără probleme frecvența generatorului și scrieți mărturia instrumentului de măsurare, atunci eșecul intensității oscilațiilor electromagnetice este detectat la frecvența rezonantă.
Următorul pas în designul ceasului molecular este tocmai utilizarea acestui efect. Pentru aceasta, a fost colectat un dispozitiv special (fig.23). În aceasta, generatorul de înaltă frecvență echipat cu o unitate de alimentare produce oscilații electromagnetice de înaltă frecvență. Pentru a crește coerența frecvenței acestor oscilații, generatorul este stabilizat cu. folosind un piezoker. În dispozitivele existente de acest tip, frecvența oscilațiilor generatorului de înaltă frecvență este selectată egală cu câteva sute de mii de perioade pe secundă, în conformitate cu frecvența proprie de oscilații de înregistrări de cuarț utilizate în ele.
Smochin. 23. Schema "Molecular Watch"
Deoarece această frecvență este prea mare pentru a controla direct orice dispozitiv mecanic, acesta este redus de o unitate de diviziune de frecvență la câteva sute de oscilații pe secundă și numai după aceea, alimentate la releul de semnal și electromotorul sincron, rotind săgețile de pointer situate pe ceasul ceasului. Astfel, această parte a ceasului molecular repetă schema ceasurilor cuarț descrise anterior.
Pentru a iniția moleculele de amoniac, o parte din oscilațiile electromagnetice produse de un generator de înaltă frecvență alimentat la multiplicatorul variabil de frecvență cu curent (vezi figura 23). Raportul de multiplicare a frecvenței din acesta este selectat astfel încât să îl aducă la rezonant. De la ieșirea frecvenței de frecvență, oscilațiile electromagnetice ajung la un ghid de undă cu gaz amoniac. Dispozitivul aflat la ieșirea lui Guided este un discriminator, - ia act de intensitatea oscilațiilor electromagnetice trecute printr-un ghid de undă și afectează generatorul de frecvență înaltă, schimbând frecvența oscilațiilor excitate de el. Discriminatorul este aranjat în așa fel încât, atunci când există fluctuații cu o frecvență sub ghidul de undă, acesta ajustează generatorul, mărind frecvența oscilațiilor sale. Dacă există vibrații cu o frecvență deasupra ghidului de undă, reduce frecvența generatorului. În același timp, setarea în rezonanță este cu atât mai exactă decât curba de absorbție merge. Astfel, este de dorit ca eșecul intensităților oscilațiilor electromagnetice să fie molecule datorită absorbției rezonante a energiei lor, era posibil mai îngustă și mai adâncă.
Toate aceste dispozitive conectate - un generator, un multiplicator, un ghid de undă de gaz amoniac și discriminator - sunt un circuit de feedback în care moleculele de amoniac sunt încântați de generator și, în același timp, le controlau, forțându-le să producă oscilațiile dorite frecvență. Astfel, în cele din urmă în ceasurile moleculare, moleculele de amoniac sunt utilizate ca un standard de frecvență și timp. În primele ore de amoniac molecular dezvoltate pe acest principiu al orașului Lyon în 1953, instabilitatea cursului a fost de aproximativ 10-7, adică schimbarea de frecvență nu a depășit cele zece milioane de dolari. În viitor, instabilitatea a fost redusă la 10-8, ceea ce corespunde unei erori în măsurarea intervalelor de timp timp de 1 secundă în câțiva ani.
În general, acest lucru este, desigur, o precizie excelentă. Cu toate acestea, sa dovedit că în dispozitivul construit, curba de absorbție a energiei electromagnetice era departe de a fi atât de ascuțită, așa cum sa presupus și mai multe "murdare". În consecință, acuratețea întregului dispozitiv sa dovedit a fi semnificativ mai mică decât cea așteptată. În anii următori, studii aprofundate ale acestor ore moleculare au făcut posibilă descoperirea că indicațiile lor sunt oarecum dependente de construcția guidelor, precum și de temperatura și presiunea gazului în el. Sa constatat că aceste efecte sunt surse de instabilitate a unor astfel de ore și limitează precizia acestora.
În viitor, aceste defecte de ore moleculare elimină complet și au eșuat. Cu toate acestea, au reușit să vină cu alte tipuri de contoare cuantum mai avansate.
Ore de cesiu atomice
Îmbunătățirea ulterioară a standardelor de frecvență și timp au reușit să realizeze pe baza unei înțelegeri clare a cauzelor deficiențelor orelor moleculare de amoniac. Amintiți-vă că principalele dezavantaje ale orelor moleculare de amoniac sunt unele "pliere" ale curbei de absorbție rezonantă și dependența de aceste ore pe temperatura și presiunea gazului în ghidul de undă.
Care sunt cauzele acestor defecte? Este posibil să le eliminați? Sa dovedit că impactul rezonanței are loc ca urmare a mișcării de căldură a particulelor de gaz care umple ghidul de undă. La urma urmei, unele dintre particulele de gaz se deplasează spre valul electromagnetic și, prin urmare, frecvența de oscilație este oarecum mai mare decât generatorul dă. Alte particule de gaz, dimpotrivă, se deplasează de la valul electromagnetic de intrare, ca și cum ar fi fugit de el; Pentru ei, frecvența oscilațiilor electromagnetice este puțin mai mică decât cea nominală. Numai pentru un număr relativ foarte mic de particule de gaz fixe percepute de ele, frecvența oscilațiilor electromagnetice este egală cu nominalul, adică. dată de generator.
Fenomenul descris este un efect longitudinal bine cunoscut al Dopplerului. Cel care conduce la faptul că curba rezonantă este compactată și dependența curentului curentului la ieșirea ghidului de undă pe viteza particulelor de gaz este detectată, adică. De la temperatura gazului.
Grupul de oameni de știință din Biroul American de standarde a reușit să facă față acestor dificultăți. Cu toate acestea, ceea ce au făcut, în general, sa dovedit a fi un standard nou și semnificativ mai precis de frecvență și timp, deși au fost folosite unele lucruri deja cunoscute.
În acest dispozitiv, nu este utilizată nici o moleculă, ci atomi. Acești atomi nu umple doar vasul, dar mutarea unui fascicul. Mai mult, astfel încât direcția mișcării lor să fie perpendiculară pe direcția de propagare a unui val electromagnetic. Este ușor de înțeles că în acest caz nu există nici un efect longitudinal al Dopplerului. Dispozitivul a folosit atomii de cesiu, a cărei excitație are loc la frecvența oscilațiilor electromagnetice, egală cu 9 192 631,831 pe secundă.
Dispozitivul corespunzător este montat în tub, la un capăt care este amplasat cuptorul electric 1, încălzirea cesiuului metalic până la evaporare și în celălalt detector 6, care constă din numărul de atomi de cesiu care curgând la acesta (figura 24 ). Între ele sunt: \u200b\u200bprimul magnet 2, ghidul de undă 3, care furnizează oscilații electromagnetice de înaltă frecvență, colimator 4 și cel de-al doilea magnet 5. Când cuptorul este pornit, atunci perechile metalice prin fantă sunt coapte în tub și în îngust pachetul de atomi de cesiu zboară de-a lungul axei sale, expus la efectul câmpurilor magnetice create de magneți permanenți și un câmp electromagnetic de înaltă frecvență, care a fost furnizat cu un ghid de undă de la generator la tub, astfel încât direcția de propagare a valurilor perpendicular pe direcția spanului particulelor.
Un astfel de dispozitiv vă permite să rezolvați prima parte a problemei: să inițieți atomii, adică să le traducă dintr-o stare la alta și, în același timp, evitați efectul longitudinal al Dopplerului. Dacă cercetătorii s-au limitat doar la această îmbunătățire, acuratețea dispozitivului ar crește, dar nu prea mult. Într-adevăr, în fascicul de atomi care zboară din sursa opusă, există întotdeauna atomi neexpitani și excitați. Astfel, când atomii care zboară din sursă zboară prin câmpul electromagnetic și sunt încântați, atunci un anumit număr de entuziasmați este adăugat la atomii excitați existenți. Prin urmare, schimbarea numărului de atomi excitați este relativ foarte mare și, în consecință, efectul acțiunii undelor electromagnetice pe fasciculul de particule nu este foarte ascuțită. Este clar că, dacă atomii inițial excitați nu erau deloc, și apoi au apărut, atunci efectul general ar fi mult mai contrast.
Deci, apare o sarcină suplimentară: pe site de la sursă la câmpul electromagnetic pentru a sări peste atomii în starea normală și pentru a se retrage excitat. Pentru ao rezolva, nimic altceva nu trebuia inventat, deoarece în cele patruzeci ale rabinului secolului nostru și apoi au fost elaborate metodele relevante pentru studiile spectroscopice. Aceste metode se bazează pe faptul că toți atomii și moleculele au anumite proprietăți electrice și magnetice și aceste proprietăți sunt diferite în particule excitate și neexplicate. Prin urmare, în câmpurile electrice și magnetice, atomii și moleculele excitate și neexplicate sunt deviate în moduri diferite.
În particulele, un fascicul între sursă și câmpul electromagnetic de înaltă frecvență dintre sursă și câmpul electromagnetic de înaltă frecvență dintre sursă și câmpul electromagnetic de înaltă frecvență (vezi figura 24), particulele neexplicate se concentrează pe slotul colimatorului , și excitat era din fascicul. Cel de-al doilea magnet 5, în picioare între câmpul electromagnetic de înaltă frecvență și detector, dimpotrivă, a fost stabilit astfel încât particulele neexplicate să fie afișate de la fascicul și doar excitat s-au concentrat asupra detectorului. O astfel de separare dublă duce la faptul că detectorul atinge numai acele particule care, înainte de a intra în câmpul electromagnetic, au fost neașteptate și apoi în acest câmp au trecut într-o stare excitată. În acest caz, dependența mărturiei detectorului de la frecvența oscilațiilor electromagnetice este foarte ascuțită și, în consecință, curba rezonantă de absorbție a energiei electromagnetice este obținută foarte îngustă și abruptă.
Ca urmare a măsurilor descrise, unitatea de definire a ceasurilor de cesiu atomice sa dovedit a fi capabilă să răspundă chiar și pe o mică deconectare a generatorului de înaltă frecvență și, astfel, a fost realizată o precizie de stabilizare foarte mare.
Restul dispozitivului, în general, repetă conceptul de ore moleculare: generatorul de înaltă frecvență controlează ceasul electric și simultan prin intermediul circuitelor de multiplicare a frecvenței excită particule. Discriminatorul asociat cu tubul de cesiu și generatorul de frecvență de înaltă frecvență răspunde la funcționarea tubului și ajustează generatorul astfel încât frecvența oscilațiilor produse de ele să coincide cu frecvența la care particulele sunt excitate.
Toate acest dispozitiv ca întreg se numește ceasuri de cesiu atomice.
În primele modele de ceasuri de cesiu (de exemplu, ceasul cesiu al laboratorului fizic național al Angliei) a fost de numai 1 -9. În instrumentele de acest tip dezvoltate și construite în ultimii ani, instabilitatea a reușit să reducă la 10 -12 -10 -13.
Anterior, sa spus deja că chiar și cel mai bun ceas astronomic mecanic datorită uzurii părților lor în timp, oarecum schimbându-și mișcarea. Chiar și ceasul astronomic cuarț nu este lipsit de acest deficit, deoarece devierea lentă a mărturiei lor durează datorită cuarțului de îmbătrânire. În ceasul atomic de cesiu, a fost găsită dritul de frecvență.
La compararea unor cazuri diferite din aceste ore, a existat o coincidență a frecvenței oscilațiilor lor în valoare de ± 3 * 10 -12, ceea ce corespunde unei erori numai la 1 secundă timp de 10.000 de ani.
Cu toate acestea, acest dispozitiv nu este lipsit de deficiențe: distorsionarea formei câmpului electromagnetic și impactul relativ pe termen scurt asupra atomilor de fascicule limitează creșterea suplimentară a acurateței intervalelor de timp de măsurare utilizând astfel de sisteme.
Ceas astronomic cu generator cuantic
Încă o dată cu privire la creșterea acurateței intervalelor de măsurare a timpului a fost făcută utilizând generatoare moleculare- dispozitive care folosesc radiația moleculelor de unde electromagnetice.
Această descoperire a fost neașteptată și naturală. Neașteptat - pentru că se părea că posibilitățile de metode vechi au fost epuizate și nu există alții. Regular - deoarece un număr de efecte bine cunoscute au făcut deja aproape toate părțile din noua metodă și au rămas numai în mod corespunzător aceste piese combinate. Cu toate acestea, o nouă combinație de lucruri bine-cunoscute este esența multor descoperiri. Aveți întotdeauna nevoie de un mare curaj de gândire pentru a veni cu. Destul de des după ce se face acest lucru, totul pare foarte simplu.
Dispozitive în care radiația moleculelor sunt utilizate pentru a obține standardul de frecvență; Acest cuvânt este format din literele de expresie inițială: amplificarea cu microunde prin emisia stimulată de radiații, adică sporirea filtrului radio al intervalului de centimetru utilizând radiații induse. În prezent, instrumentele de acest tip sunt cel mai adesea numite amplificatoare cuantice sau generatoare cuantice.
Ce a pregătit deschiderea generatorului cuantic? Care este principiul său de funcționare și dispozitiv?
Cercetătorii au știut că atunci când moleculele excitate, cum ar fi moleculele de amoniac, se deplasează la niveluri mai scăzute de energie și emite radiații electromagnetice, lățimea naturală a acestor linii de emisie este extrem de micăÎn orice caz, de multe ori mai mică decât lățimea liniei de absorbție utilizată în ceasul molecular. Între timp, atunci când se compară frecvența a două oscilații de la lățimea liniilor spectrale, claritatea curbei rezonante depinde și pe claritatea curbei rezonante - realizarea acurateței stabilizării.
Este clar că cercetătorii sunt extrem de interesați de posibilitatea de a obține o precizie mai mare a intervalelor de timp de măsurare atunci când se utilizează nu numai absorbția, ci și radiațiile pe molecule de unde electromagnetice. Se pare că există deja totul pentru asta. Într-adevăr, în ghidul de undă de ore moleculare, moleculele de amoniac excitat sunt spontan ridicate, adică sunt transferate la niveluri mai scăzute de energie și, în același timp, emit radiații electromagnetice cu o frecvență de 23.870 129.000 de perioade pe secundă. Lățimea acestei linii spectrale de emisie este într-adevăr foarte mică. În plus, deoarece ghidul de undă de ceas molecular este umplut cu oscilații electromagnetice, furnizate din generator și frecvența acestor oscilații este egală cu frecvența cuantului de energie emise de moleculele de amoniac, apare ghidul de undă induseradiația moleculelor de amoniac excitat a căror probabilitate este mult mai mare decât spontană. Astfel, acest proces crește numărul total de acte de emisie.
Cu toate acestea, să observăm și să folosiți radiații moleculare, sistemul de tip de ceas molecular de undă sa dovedit a fi complet nepotrivit. Într-adevăr, într-o astfel de ghid de unghi de particule de amoniac neexplicate, mult mai mult decât excitat și chiar ținând cont de radiația indusă, actele de absorbție a energiei electromagnetice apar semnificativ mai des decât actele de emisie. În plus, nu este clar cum într-o astfel de ghid de undă pentru a evidenția cantitații de energie emise de molecule, atunci când același volum este umplut cu radiații electromagnetice din generator, iar această radiație are aceeași frecvență și o intensitate semnificativ mai mare.
Nu este adevărat, toate procesele se dovedesc a fi atât de amestecate încât la prima vedere, pare imposibilă la prima vedere? Cu toate acestea, nu este. La urma urmei, se știe că, în funcție de proprietățile sale electrice și magnetice, moleculele excitate diferă de neexplicație, iar acest lucru face posibilă separarea lor.
În 1954-1955. Această sarcină a fost rezolvată în mod strălucit de N. G. Basov și A. M. Prokhorov în URSS și Gordon, Tayger și orașele din SUA *. Acești autori au profitat de faptul că starea electrică a moleculelor de amoniac excitat și neexplicate este oarecum diferită și, fluturând printr-un câmp electric neomogene, ei deflectă în moduri diferite.
* (J. Zinger, Maseners, Il, M., 1961; Basov N. G., V. Solokov, standarde de frecvență optică, UFN, vol. 96, voi. 4, 1968.)
Amintiți-vă că între două plăci paralele încărcate electric, cum ar fi condensatorul, se creează un câmp electric omogen; Între înregistrarea încărcată și marginea sau două episoade încărcate sunt eterogene. Dacă câmpurile electrice sunt descrise utilizând liniile electrice, atunci câmpurile omogene sunt reprezentate de linii de aceeași densitate și linii neuniforme cu ochi inectori, de exemplu, mai puțin la plan și mai mare la vârf, unde liniile converg . Metodele de producere a câmpurilor electrice neomogene ale uneia sau alte formulare au fost cunoscute de mult timp.
Generatorul molecular este o combinație a unei surse de molecule, un separator electric și un rezonator asamblat în tubul din care să blocheze aerul. Pentru răcire profundă, acest tub este plasat în azot lichid. Acest lucru realizează o stabilitate ridicată a întregului dispozitiv. Sursa de particule din generatorul molecular este un balon cu o gaură îngustă umplută cu gaz de amoniac. Prin această gaură, fasciculul îngust de particule la o anumită viteză intră în tub (figura 25, a).
În fascicul există întotdeauna molecule de amoniac neexpitate și excitate. Cu toate acestea, de obicei neașteptat mult mai mult decât entuziasmat. În tubul de pe calea acestor particule, un condensator format din patru tije este încărcat cu energie electrică, este așa-numitul condensator cvadrupal. În el, câmpul electric este neomogen și are o astfel de formă (figura 25, b), care, care, trecând prin ea, moleculele de amoniac neexplicate sunt disipate pe părți, iar cei excitați ai axei tubului și Astfel, focalizați. Prin urmare, într-un astfel de condensator, separarea particulelor și celălalt capăt al tubului ajunge numai la molecule de amoniac excitat.
În acest alta, capătul tubului este un vas de dimensiuni și forme -sule numite rezonator. Găsirea în ea, moleculele de amoniac excitat, după o perioadă scurtă de timp, comutați spontan de la starea excitată într-o valoare neexpitată și, în același timp, emitând valuri electromagnetice de o anumită frecvență. Despre acest proces spune că moleculele sunt evidențiate. Astfel, este posibil ca nu numai să se obțină radiații moleculare, ci și să o evidențieze.
Luați în considerare dezvoltarea ulterioară a acestor idei. Radiația electromagnetică a frecvenței rezonante, interacționând cu molecule neexplicate, traduce starea lor excitată. Aceeași radiație, interacționând cu molecule excitate, le traduce într-o stare neexpitată, stimulând astfel radiația lor. În funcție de care moleculele sunt mai mult, neexpuse sau excitate, predomină procesul de absorbție sau emisie indusă de energie electromagnetică.
După ce au fost create într-un anumit volum, de exemplu, un rezonator, o predominanță semnificativă a moleculelor de amoniac excitat și de a trimite oscilații electromagnetice ale frecvenței rezonante la acesta, o amplificare a frecvenței ultrahigh poate fi întărit. Este clar că această amplificare apare din cauza pagingului continuu în rezonatorul moleculelor de amoniac excitat.
Rolul rezonatorului nu se limitează la faptul că este un vas în care sunt protejate moleculele excitate. Deoarece radiația electromagnetică a frecvenței rezonante stimulează radiația moleculelor excitate, cu atât este mai mare densitatea acestei radiații, cu atât mai activă în acest proces de radiație indusă.
Prin selectarea dimensiunilor rezonatorului în conformitate cu lungimea de undă a datelor de oscilație electromagnetică, aceasta creează astfel condiții în el pentru apariția undelor în picioare (similare cu selecția mărimii țevilor de organe care să apară în ele unde în picioare oscilații de sunet elastic corespunzător). După ce a făcut pereții rezonatori din materialul corespunzător, se poate realiza că reflectă oscilațiile electromagnetice cu cea mai mică pierdere. Ambele evenimente fac posibilă crearea unei densități mari de energie electromagnetică în rezonator și, astfel, creșterea eficienței întregului dispozitiv ca întreg.
Realizarea condițiilor egale, câștigul din acest dispozitiv se dovedește a fi mai mare, cu atât este mai mare densitatea fluxului moleculelor excitate. Este remarcabil de faptul că, cu o densitate suficient de mare a fluxului moleculelor excitate și parametrii adecvați ai rezonatorului, intensitatea moleculelor devine destul de mare pentru a suprapune diferite pierderi de energie, iar amplificatorul se transformă într-un generator molecular de super-frecvență oscilații - așa-numitul generator cuantic. În acest caz, energia electromagnetică de înaltă frecvență nu mai este necesară pentru a conduce la rezonator. Procesul de emisie indusă de particule excitate este menținut datorită emisiei celorlalți. În plus, în condițiile corespunzătoare, procesul de generare a energiei electromagnetice nu eșuează și în cazul în care partea sa este atribuită laterală.
Un generator cuantic cu o stabilitate foarte mare oferă o oscilații electromagnetice de înaltă frecvență ale unei frecvențe strict definite și pot fi utilizate pentru a măsura intervalele de timp. În același timp, nu este nevoie să funcționeze continuu. Este suficient de periodic după anumite intervale de timp pentru a compara frecvența generatorului electric al ceasului astronomic cu acest standard molecular de frecvență și, dacă este necesar, introduceți corecția.
Ceasul astronomic cu o corecție generator de amoniu moleculară a fost construit la sfârșitul anilor cincizeci. Instabilitatea lor pe termen scurt nu a depășit 10-12 la 1 minut, iar instabilitatea a fost pe termen lung a fost de aproximativ 10-10, ceea ce corespunde distorsiunilor în numărătoarea inversă a intervalelor de timp de numai 1 secundă timp de câteva sute de ani.
Îmbunătățirea în continuare a standardelor de frecvență și timp a fost realizată pe baza acelorași idei și utilizarea ca un fluid de lucru al altor particule, cum ar fi tallliamentul și hidrogenul. În același timp, un generator cuantic care funcționează pe un pachet de atomi de hidrogen dezvoltat și construit la începutul anilor șaizeci, Kledenberg, Klepner și Ramzem, sa dovedit a fi deosebit de promițător. Acest generator constă, de asemenea, dintr-o sursă de particule, separator și un rezonator montat în tub (figura 26) scufundate în agentul frigorific adecvat. Sursa emite un pachet de atomi de hidrogen. În acest fascicul, există atomi de hidrogen neexpitacați și excitați, iar cei neexpitani semnificativ mai mult decât excitați.
Deoarece atomii de hidrogen excitați diferă de la o stare magnetică neexpitată (moment magnetic), nu este un câmp electric, ci un câmp magnetic creat de o pereche de magneți, pentru separarea lor. Rezonantul generatorului de hidrogen are, de asemenea, caracteristici substanțiale. Se face sub forma unui balon din cuarț topit, al cărui pereții interiori sunt acoperiți cu parafină. Datorită multiplă (aproximativ 10.000), reflexiile elastice ale atomilor de hidrogen din stratul de parafină lungimea intervalului de particule și, în consecință, timpul șederii lor în rezonator, comparativ cu generatorul molecular, crește de mii de ori. Astfel, este posibil să se obțină linii spectrale foarte înguste de radiație a atomilor de hidrogen și comparativ cu generatorul molecular reduc instabilitatea întregului dispozitiv în mii de ori.
Proiectele moderne ale ceasului astronomic cu un generator cuantic cu hidrogen în indicatorii lor au depășit standardul de radiații atomice de cesiu. Drifgele sistematice nu a detectat. Instabilitatea lor pe termen scurt este de numai 6 * 10 -14 pe minut, iar pe termen lung - 2 * 10 -14 pe zi, care este de zece ori mai mică decât cea a standardului de cesiu. Reproductibilitatea citirilor ceasurilor cu un generator cuantic cu hidrogen este de ± 5 * 10 -13, în timp ce reproductibilitatea standard de cesiu este de ± 3 * 10-12. În consecință, în conformitate cu acest indicator, generatorul de hidrogen este de aproximativ zece ori mai bun. Astfel, cu ajutorul ceasului astronomic hidrogen, puteți asigura acuratețea măsurării timpului de aproximativ 1 secundă pe interval de aproximativ o sută de mii de ani.
Între timp, o serie de studii din ultimii ani au arătat că această astfel de precizie mare de măsurare a intervalelor de timp realizate pe baza generatoarelor de radiații atomice nu este încă limitată și poate fi mărită.
Transmiterea timpului exact
Obținerea și stocarea timpului exact sarcina serviciului de timp nu este limitată. O parte la fel de importantă a acesteia este o astfel de organizație a transmiterii timpului exact la care această precizie nu ar fi pierdută.
În vremurile vechi, transmiterea semnalelor de timp a fost efectuată utilizând dispozitive mecanice, de sunet sau de iluminat. În St. Petersburg, arma a împușcat exact la prânz; De asemenea, a fost posibilă testarea ceasului pe ceasul turnului Institutului de Metrologie, acum numele D. I. Mendeleev. În porturile de pe litoral, o minge de cădere a fost utilizată ca semnal. De la navele care stau în port, a fost posibil să vezi cât de exact la prânz, mingea a izbucnit de la vârful unui catarg special și a căzut la piciorul ei.
Pentru cursul normal al vieții intensive moderne, o sarcină foarte importantă este de a oferi acuzarea timpului exact al căilor ferate, poștă, telegraf și orașelor mari. Nu necesită o astfel de precizie ridicată ca și în munca astronomică și geografică, dar este necesar până la un minut în toate părțile orașului, în toate cele ale țării noastre uriașe, toate orele au arătat timpul în mod egal. Această sarcină este de obicei rezolvată cu ajutorul ceasului electric.
În agricultura de urmărire a căilor ferate și a instituțiilor de comunicații, în agricultura de vizionare a orașului modern, ceasurile electrice joacă un rol important. Dispozitivul este foarte simplu, și totuși cu o precizie de un minut în toate punctele orașului, ele arată în același timp.
Ceasul electric este primar și secundar. Ceasurile electrice primare au pendul, roți, coborâre și sunt contoare în timp real. Ceasurile electrice secundare sunt doar pointeri: nu există mecanisme de timp în ele și există doar un dispozitiv relativ simplu, săgeți în mișcare o dată pe minut (fig.27). Cu fiecare deschidere a curentului, electromagnetul eliberează o ancoră și atașată la ancora "Doggy", odihnindu-se într-o roată de sforăit, îl transformă pe un dinte. Semnalele curente electrice sunt hrănite pe ceasul secundar sau de la instalarea centrală sau de la ceasul electric primar. În ultimii ani, orele de vorbire, construite pe principiul cinematografului sonor, care nu numai că arată, ci și timpul de raportare.
Pentru transmisie timpul exactacum servesc în principal semnale electrice trimise prin telefon, telegraf și radio. În ultimele decenii, tehnica transferului lor a fost îmbunătățită, iar precizia a crescut respectiv. În 1904, Bigurdan a înmânat semnalele de timp ritmice de la Observatorul de la Paris, care au fost adoptate de Observatorul Monozouri cu o precizie de 0,02-0,03 secunde. În 1905, transmiterea regulată a semnalelor de timp a început Observatorul Marin Washington, din 1908 a început să transmită semnale de timp ritmice de la Turnul Eiffel și din 1912 și de la Observatorul Greenwich.
În prezent, transmiterea semnalelor de timp exact se desfășoară în multe țări. În URSS, astfel de programe conduc Institutul Astronomic de Stat. P. K. Sternberg, precum și o serie de alte organizații. În același timp, o serie de programe diferite sunt folosite pentru a transmite citirile radio ale timpului solar mediu. De exemplu, programul de emisie de semnale de timp este transmis la sfârșitul fiecărei ore și constă din șase impulsuri scurte. Începutul ultimului dintre ele corespunde timpului acestei ore sau acelei ore și 00 min. În navigația marină și aeriană, se utilizează un program de cinci serii de 60 de impulsuri și trei serii de șase semnale scurte separate prin semnale mai lungi. În plus, există o serie de semnale speciale de timp. Detalii despre diferitele programe speciale ale semnalelor de timp exact sunt publicate în publicații speciale.
Eroarea transmiterii semnalelor de timp prin programele de difuzare este de aproximativ ± 0,01 - 0,001 secunde și, în conformitate cu unele speciale ± 10 -4 și chiar ± 10 -5 sec. Astfel, metodele și dispozitivele dezvoltate în prezent care vă permit să primiți, să depozitați și să transmiteți timp cu un grad foarte ridicat de precizie.
Recent, au fost implementate idei substanțial noi în domeniul depozitării și transmiterii unui timp precis. Să presupunem că este necesar ca într-o serie de elemente de orice teritoriu, precizia mărturiei ceasului nu a existat mai rău decât ± 30 de secunde, sub rezerva funcționării continue a tuturor acestor ore în cursul anului. Astfel de cerințe sunt prezentate, de exemplu, la orele urbane și feroviare. Cerințele nu sunt foarte dure, totuși, pentru a le îndeplini cu ajutorul orelor autonome, este necesar ca cursul zilnic al fiecărei ore de ore să fie mai bună de ± 0,1 secunde, iar pentru aceasta necesită cronometre de cuarț de precizie.
Între timp, dacă este folosit pentru a rezolva această problemă sistem de o singură datăconstând din ceasuri primare și un număr mare de ore secundare asociate cu acestea, atunci numai acuratețea primară ar trebui să aibă o precizie ridicată. În consecință, chiar și la costuri ridicate pentru ceasurile primare și, în consecință, mici pe secundar, este posibil ca în sistem să asigure o bună precizie la un cost total relativ mic.
Desigur, trebuie făcut ca orele secundare în sine să nu facă greșeli. Orele secundare descrise cu o roată cu clichet și un câine, în care săgeata se mișcă o dată pe minut, uneori dă defecțiuni. Mai mult decât atât, în timp, eroarea mărturiei lor se acumulează. În orele secundare moderne, se aplică diferite tipuri de testare și corectare a citirilor. O precizie și mai mare este furnizată de orele secundare, în care se utilizează un curent alternativ al frecvenței industriale (50 Hz), frecvența cărora este stabilizată strict. Partea principală a acestor ore este un motor sincron, condus de curentul alternativ. Astfel, în aceste ore, curentul alternativ este un semnal de timp continuu cu o perioadă de repetare de 0,02 secunde.
În prezent, a fost creat un sistem cu un singur timp la nivel mondial (WOSAC; numele este alcătuit din primele litere de cuvinte: sinchronizarea la nivel mondial a ceasurilor atomice). Principalele ceasuri primare ale acestui sistem sunt situate la Roma, New York, SUA și constau din trei atomichroni (ore de cesium atomice), care sunt medii. Acest lucru asigură acuratețea numărului de timp egal cu (1-3) * 10 -11. Aceste ceasuri primare sunt asociate cu o rețea secundară la nivel mondial.
Verificarea a arătat că atunci când transmitem semnalele de timp exact de către un cuplu din statul New York (SUA) la Insula Oahu (Insulele Hawaiiene), adică aproximativ 30.000 km, coordonarea citirilor de timp a fost prevăzută cu o precizie de până la 3 microsecunde .
Precizia înaltă a stocării și transferul etichetelor de stocare a timpului, realizate astăzi, vă permite să rezolvați probleme complexe și noi de navigație spațială pe termen lung, precum și întrebările vechi, dar încă importante și interesante despre mișcarea crustei Pământului.
Unde sunt continentele?
Acum ne putem întoarce la sarcina mișcării continentului descris în capitolul precedent. Acest lucru este mai interesant că, timp de o jumătate de secol, care au trecut de la apariția lucrării Vegegenului, la timpul nostru, litigiile științifice în jurul acestor idei nu au scăzut încă. De exemplu, W. Mank și McDonald a scris în 1960: "Unele dintre datele Veneman sunt incontestabile, dar majoritatea argumentelor sale se bazează în întregime pe ipoteze arbitrare". Mai mult: "Schimbările mari ale continentelor au avut loc înainte de inventarea telegrafului, schimbările medii - până când invenția radioului și după aceea, aproape nici o schimbare nu s-au observat."
Aceste comentarii ulceroase nu sunt lipsite de fundații cel puțin în prima parte. Într-adevăr, măsurătorile pe termen lung făcute în timpul lor de vizibilitate și angajații săi în expedițiile lor în Groenlanda (într-unul din care au murit tragic, au fost efectuate cu acuratețe suficientă pentru soluții stricte la sarcină. Acest lucru a fost remarcat de contemporanii săi.
Unul dintre cei mai convinși susținători ai teoriei mișcării continentale în versiunea sa modernă este P. N. Kropotkin. În 1962, el a scris: "Dovezile paleomagnetice și geologice sugerează că, în timpul mezozoic și cenozoei, leitmotiful mișcării crustei Pământului a fost fragmentarea a două continente antice - Las și Gondwans și răspândirea părților lor spre Oceanul Pacific și centura geosinclininală a lui Tet. " Reamintim că lauri au acoperit America de Nord, Groenlanda, Europa și întreaga jumătate de nord a Asiei, Gondwan - acele sudice și India. Teturile Oceanului a fost scos din Marea Mediterană prin Alpi, Caucazul și Himalaya din Indonezia.
Același autor a scris: "Unitatea Gondvana este acum urmărită acum din Precambria până la mijlocul cretei, iar fragmentarea ei arată acum ca un proces lung care a început în Paleozoa și a atins o scară deosebit de mare de la mijlocul perioadei cretacice. Din acel moment 80 de milioane au trecut de data aceasta. În consecință, distanța dintre Africa și America de Sud a crescut cu o viteză de 6 cm pe an. Aceeași viteză este obținută prin date paleomagnetice pentru a deplasa indusanța din emisfera sudică la nord. După efectuarea datelor paleomagnetice pentru a reconstrui locația continentelor în trecut, P. N. Kropotkin a ajuns la concluzia că "Continentele au fost într-adevăr împușcate împreună într-un astfel de bloc, care au reamintit contururile platformei principale principale Vegenener".
Deci, cantitatea de date obținute prin diferite metode arată că locația modernă a continentelor și contururile lor au fost formate în trecutul îndepărtat ca urmare a unui număr de defecțiuni și o mișcare semnificativă a loviturilor continente.
Problema circulației actuale a continentelor este rezolvată pe baza rezultatelor cercetărilor pe termen lung efectuate cu o precizie suficientă. În acest caz, înseamnă o precizie suficientă, poate fi văzută din faptul că, de exemplu, la latitudinea Washingtonului, o schimbare de longitudine pentru o jumătate de mie de secunde corespunde unei deplasări cu 0,3 cm. De la viteza estimată a lui mișcarea este de aproximativ 1 m pe an, iar serviciile de timp moderne sunt deja disponibile, definirea timpului, depozitarea și transmiterea timpului exact cu o precizie de mii și zece mii de secundă, apoi pentru a obține rezultate convingătoare, este suficient să efectuați corespunzătoare măsurători cu un interval de câțiva ani sau mai multe decenii.
În acest scop, în 1926, a fost creată o rețea de 32 de puncte de observare și au fost efectuate lectori astronomici. În 1933 au fost efectuate studii juridice astronomice repetate, iar 71 de observatori au inclus lucrări. Aceste măsurători, efectuate la un nivel bun modern, deși pentru un interval de timp foarte îndelungat (7 ani), au arătat, în special, că America nu este eliminată din Europa la 1 m pe an, așa cum sa gândit Voegener și aproximativ viteza abordată 60 de ani cm pe an.
Astfel, cu ajutorul unor măsurători foarte precise pe termen lung, a fost confirmată prezența mișcării moderne a bolovanilor continenți mari. Mai mult, a fost posibil să aflați că părțile individuale ale acestor lovituri continente au mai multe mișcări diferite.
Serviciul de timp curent
Sarcinile serviciului de timp precis sunt de a determina timpul exact, pot să-l salveze și să transmită consumatorului. Dacă vă imaginați că săgeata ceasului este o axă optică a unui telescop îndreptat vertical în cer, atunci cadranul este stelele, unul după altul căderea în câmpul de vedere al acestui telescop. Înregistrarea momentelor de stele printr-un Vizier Telescope este un astfel de principiu general al definiției clasice a timpului astronomic. Judecând de către monumentele megalitice care au venit la noi, cele mai faimoase din care este Stonehenge în Anglia, această metodă de site-uri de vizitatori a fost utilizată cu succes în epoca bronzului. Numele serviciului de servicii astronomice este acum depășit. Din 1988, acest serviciu este numit Serviciul Internațional de Rotație al Pământului (Serviciul Internațional de Rotație a Pământului http://hpiers.obspm.fr/eop-pc/).
Un mod astronomic clasic de a determina timpul exact (timpul mondial, UT) este asociat cu măsurarea unghiului de rotație a oricărui meridian ales al pământului în ceea ce privește "sfera stelelor fixe". Favorite, ca rezultat, sa dovedit a fi meridianul Greenwich. Cu toate acestea, în Rusia, de exemplu, Pulkovsky Meridian a fost acceptat pentru o lungă perioadă de timp pentru zero. De fapt, orice meridian, care este instalat specializat pentru a înregistra momentele de trecere a Star a telescopului (instrument de trecere, țeavă anti-aeronavă, astrolabe), este potrivit pentru rezolvarea primei sarcini a serviciului de timp precis. Dar nu orice latitudine este optimă pentru acest lucru, ceea ce este evident, de exemplu, având în vedere convergența tuturor meridianelor din poli geografice.
Din metoda de determinare a timpului astronomic, conexiunea sa este evidentă cu definirea longitudinii pe pământ și, în general, cu măsurători de coordonate. În esență, aceasta este o singură sarcină de sprijin temporar (CVO). Complexitatea acestei sarcini este clară, soluția a durat o mulțime de secole și continuă să rămână sarcina urgentă de geodezie, astronomie și geodinamică.
La determinarea metodelor astronomice UT, este necesar să se ia în considerare:
- că "stelele fixe" nu există, adică coordonatele stelelor ("Dial" orele stelare, care determină acuratețea acestor ore) trebuie să fie actualizate în mod constant din observații,
- că axa de rotație a pământului sub influența forțelor gravitaționale ale soarelui, Luna și alte planete face mișcări periodice complexe (precesie și nutre) descrise de rânduri de sute de armonici,
- că observațiile apar de la suprafață dificil de a se deplasa în spațiul Pământului și, prin urmare, este necesar să se țină seama de efectele paralectuale și de aberație,
- aceste telescoape pe care se produc observații UT au propriile erori nepermanente, dependente, în special din condiții climatice și determinate din aceleași observații,
- aceste observații apar "În partea de jos a Oceanului Atmosferic, distorsionarea coordonatelor adevărate ale stelelor (refracție) este adesea dificil de luat în considerare,
- că axa de rotație "se blochează" în corpul Pământului și acest fenomen, precum și o serie de efecte și efecte de maree cauzate de influențele atmosferice asupra rotației pământului sunt determinate de observarea ei,
- că rotirea pământului în jurul axei sale, până în 1956, care a servit drept standard de timp, apare inegal, care este, de asemenea, determinată de observarea ei înșiși.
Este necesar un cont de timp precis. Standardul selectat este perioada de rotație a Pământului - sa dovedit a fi destul de fiabilă. Ziua însorită este una dintre principalele unități de timp, aleasă de mult timp. Dar viteza de rotație a Pământului se schimbă pe tot parcursul anului, de aceea este folosită ziua însorită este folosită, diferită de adevărată până la 11 minute. Datorită neuniformității mișcării eliptice eliptice, a fost luată o zi însorită la ora 24 mai mult de un an pentru o zi de stele, constituind 23 de ore 56 min, 091 secunde, la acel timp mediu solar 24 ore 3 min 56, 5554 sec.
În anii 1930, a fost înființată rotația neuniformă a pământului în jurul axei sale. Inventitudinea este conectată în special: cu încetinirea vechii de vârstă a rotației pământului datorită frecării de pe Lună și a soarelui; Procese nonstationare în interiorul pământului. Ziua medie a starului datorită procesiunii axei Pământului cu 0,0084 cu o perioadă mai scurtă de o perioadă reală de rotație a Pământului. Efectul mare al Lunii încetinește rotația Pământului cu 0,0023C timp de 100 de ani. Prin urmare, este clar că definiția unei secunde ca o unitate de timp care constituie 1/86400 parte a zilei, a cerut clarificări.
1900 a fost adoptat pe unitate de măsurare a anului tropical (durata dintre două treceri consecutive a centrului soarelui prin echinocșul de primăvară) egal cu 365.242196 zile sau 365 de zile 58 minute 48.08 secunde. Acesta definește durata unui al doilea \u003d 1 / 31556925,9747 tropical 1900.
În octombrie 1967, la Paris 13, Conferința Generală a Comitetului Internațional de Măsuri și Cîntar determină durata celui de-al doilea atomic - o perioadă de timp pentru care se fac 9 192.631.770 oscilații din frecvența de vindecare corespunzătoare (absorbția) a atomului de cesiu - 133 Cu o tranziție rezonantă între cele două niveluri de energie ultra-subțiri ale atomului principal de stare în absența perturbațiilor din câmpurile magnetice externe și este fixată ca emisie radio cu o lungime de undă de aproximativ 3,26 cm.
Acuratețea ceasului atomic - eroare 1C timp de 10.000 de ani. Eroare 10-14C.
Din 1 ianuarie 1972, URSS și multe țări ale lumii s-au mutat la standardul atomic de timp.
Transmisiile exacte de timp sunt transmise de către ceasul atomic pentru a determina cu exactitate timpul local (adică longitudinea geografică este locația punctelor de sprijin, găsirea momentelor de climax de stele), precum și pentru aviație și navigație.
Primele provocări ale timpului exact la radio au început să transfere stația G. Boston (SUA) în 1904, din 1907 în Germania, din 1910 în Paris (postul de radio al Turnului Eiffel). În țara noastră, din 1 decembrie 1920, Observatorul Pulkovo a început transferurile semnalului ritmic prin postul de radio petrograd "New Holland" și, de la 25 mai 1921, prin stația de radio Moscova octombrie de la Haynke. Nikolai Ivanovich Dneprovsky (1887-1944), Alexander Pavlovich Konstantinov (1895-1937) și Pavel Andreevich Azbuin (1882-1970) au fost organizatorii din țară.
Prin decizia Sovnarkom în 1924, Observatorul Pulkovo a fost organizat de Comitetul Indiant al Comitetului pentru Serviciul de timp, care din 1928 a început să publice buletine de vot de puncte de rezumat. În 1931, au fost organizate două noi servicii de timp în Gaish și Tsniigik și au început o muncă regulată a observatorului Tashkent.
În martie 1932, prima conferință astrometrică a avut loc la Observatorul Pulkovo pe care a fost luată decizia: crearea unui serviciu de timp în URSS. În perioada de război înainte, 7 servicii de timp au funcționat, iar în Pulkovo, Gaish și Tașkent, sa efectuat transferul de semnale de timp ritmic la radio.
Cel mai precis ceas utilizat de serviciu (este stocat în subsol la presiune constantă, temperatură etc.), au fost pantaloni scurți de două perioade (precizie ± 0,001c / zi), F.M. Fedchenko (± 0,0003C / zi), apoi a început să folosească cuarț (cu ajutorul lor rotirea neuniformă a Pământului) înainte de introducerea ceasurilor atomice, care sunt acum utilizate de serviciul de timp. Lewis Essen (Anglia) Experimentatorul fizician, creatorul ceasurilor de cuarț și atomic, în 1955 a creat primul standard atomic de frecvență (timp) pe fasciculul de atomi de cesiu, ca rezultat al unui serviciu bazat pe timp bazat pe atomic Standardul de frecvență a apărut în trei ani.
Conform referinței nucleare a Statelor Unite, Canada și Germania, aceasta este înființată din 1 ianuarie 1972 Tai - valoarea medie a timpului atomic, pe baza căreia a fost creată scara UTC (timp universal de coordonate la nivel mondial), care diferă de la solar mediu până la cel mult 1 sec (precizie ± 0,90 s). În fiecare an, UTC introduce un amendament pentru o secundă la 31 decembrie sau 30 iunie.
În ultimul trimestru al secolului al XX-lea, siturile astronomice extragalactice au fost utilizate în scopul determinării timpului lumii - Quasars. În același timp, semnalul radio în bandă largă este înregistrat pe două piese radio separate de mii (interferometre radio cu o bază super-lungă - RSDB) într-o scară sincronizată de standarde atomice de timp și frecvență. În plus, se utilizează sisteme bazate pe observații prin satelit (GPS - sistem global de poziționare, GLONASS - Sistem de navigație globală de navigație și locații de satelit LLS - Laser) și reflectoarele de colț instalate pe Lună (locații laser LVL LVL).
Concepte astronomice
Timp astronomic. Până în 1925, în practica astronomică, la începutul zilei puternice însorite a luat momentul climaxului superior (prânz) Soarelui de mijloc. Acest timp a fost numit mediu astronomic sau pur și simplu astronomic. Ca unitate de măsurare, a fost utilizată o secundă solară medie. De la 1 ianuarie 1925, înlocuit de timpul mondial (UT)
Timpul atomic (ora atomică) introdus de la 1 ianuarie 1964. Unitatea de timp adoptată a doua oară, egală cu perioada de timp, în care se efectuează 9 192.631.770 oscilații, corespunzătoare frecvenței de radiație dintre cele două nivele ale structurii hiperfine a stării principale a atomului de cesiu-133 în absența câmpuri magnetice externe. La purtători sunt mai mult de 200 de standarde atomice de timp și frecvență situate în mai mult de 30 de țări din întreaga lume. Aceste standarde (ore) sunt în mod constant fuzionate cu un sistem de satelit GPS / GLONASS, cu care este derivată scala de timp atomică internațională (TAI). Pe baza comparației, se crede că scara TAI nu se deosebește cu un ceas imaginar absolut precis pentru mai mult de 0,1 microsecunde pe an. AT nu este asociată cu o metodă astronomică pentru determinarea timpului bazată pe măsurarea vitezei de rotație a Pământului, prin urmare, în timp, scara AT și UT \u200b\u200bpoate dispensa cu o cantitate semnificativă. Pentru a exclude acest lucru, de la 1 ianuarie 1972, a fost introdus un timp coordonat la nivel mondial (UTC).
Timpul Mondial (UT - Universal Time) este utilizat de la 1 ianuarie 1925 în loc de timp astronomic. Este numărat din culminarea inferioară a soarelui Midw pe Meridianul Greenwich. Din 1 ianuarie 1956 au fost identificate trei scale de timp mondial:
UT0 - Timpul mondial definit pe baza observațiilor astronomice directe, adică. Timpul Meridianului Instant Greenwich, poziția planului care se caracterizează prin poziția instantanee a poliilor pământului;
UT1 este momentul Meridianului Greenwich din mijloc, determinat de poziția de mijloc a poliilor pământului. Diferă de amendamentele UT0 la deplasarea polului geografic datorită deplasării corpului pământului față de axa rotației sale;
UT2 este "netezită" Time UT1 cu modificări pentru schimbările sezoniere în viteza unghiulară a rotației Pământului.
Timpul coordonat la nivel mondial (UTC). UTC se bazează pe scară la scară, care, după caz, dar numai 1 ianuarie sau 1 iulie, poate fi corectată prin introducerea unui al doilea negativ sau pozitiv suplimentar, astfel încât diferența dintre UTC și UT1 să nu depășească 0,8 secunde. Scara de timp a Federației Ruse UTC (SU) este reprodusă de standardul de stat al timpului și frecvenței și este convenită cu amploarea Biroului Time Time UTC. În prezent (începutul anului 2005) Tai - UTC \u003d 32 secunde. Există multe site-uri în care puteți obține timpul exact, de exemplu, pe serverul Biroului Internațional de Măsuri și Greutăți (BIPM) http://www.bipm.fr/en/scientific/tai/time_server.html.
Zilele Star - o perioadă de timp între două climax consecutivi de un singur nume al punctului Equinox de primăvară pe același meridian. Pentru începutul zilei de stele, momentul climaxului superior este luat. Există un timp real și mediu de foame, în funcție de punctul selectat al echinocțiului de primăvară. Nopțile de la mijlocul stelelor sunt ora 23.56 minute 04.0905 secunde din ziua de mijloc.
Timpul de timp solar este un timp inegal, determinat de mișcarea adevăratului soare și exprimat în acțiunile adevăratei zile însorite. Inventitudinea timpului solar adevărat (ecuația timpului) se datorează unei înclinări a eclipticului la ecuator și 2) neuniformitatea mișcării solare prin ecliptic datorită excentricității orbitelor Pământului.
Adevărata zi însorită - o perioadă de timp între cele două culminarea sinică consecutivă a adevăratului soare pe același meridian. Pentru începutul unei zile însorite adevărate, se ia momentul culmei inferior (miezul nopții) al Soarelui adevărat.
Timpul mediu solar este un timp uniform determinat de mișcarea Soarelui de mijloc. Folosit ca un standard de timp uniform cu o scară într-o medie Sunny Side (1/86400 pondere a zilei medii însorite) până în 1956.
Ziua medie însorită - o perioadă de timp între cele două culme consecutive de dimensiuni simple la același meridian. Pentru începutul zilei medii a zilei, se ia momentul culmei inferior (miezul nopții) al soarelui mijlociu.
Soarele mediu (Ecuatorial) este un punct fictiv în sfera cerească, deplasându-se uniform de-a lungul ecuatorului cu o viteză anuală medie a adevăratului soare prin Ecliptic.
Soarele ecliptic mediu este un punct fictiv în sfera cerească, mișcându-se uniform de-a lungul eclipticului cu viteza medie anuală a soarelui adevărat. Mișcarea soarelui ecliptic de pe ecuator este inegal.
Punctul Equinoxului de primăvară este acela al celor două puncte de trecere a ecuatorului și a eclipticului asupra sferei celeste, pe care centrul soarelui îl conduce în primăvară. Există adevărate (deplasarea datorată precessionării și națiunii) și media (deplasarea numai ca rezultat al precesiei) punctelor de echinocți de primăvară.
Anul tropical este intervalul de timp dintre cele două treceri consecutive ale soarelui mijlociu prin punctul de mijloc al echinocțiului de primăvară, este egal cu 365.24219879 din ziua de mijloc sau 366.24219879.
Ecuația de timp este diferența dintre timpul înalt însorit și timpul însorit mediu. Acesta ajunge la + 16 de minute la începutul lunii noiembrie și -14 de minute la mijlocul lunii februarie. Publicat în Anuarurile Astronomice.
Efemeride Timp (Ephemeris Time) este o variabilă independentă (argument) în mecanica cerească (Newtonian Teoria mișcării corpurilor celeste). A intrat din 1 ianuarie 1960 în anuarele astronomice ca fiind mai uniformă decât timpul mondial, împovărat de neuniformitatea pe termen lung în rotația Pământului. Determinată de observarea corpurilor sistemului solar (cea mai mare parte a lunii). Ca o unitate de măsurare, o secundă de ephemeridă a fost adoptată ca 1 / 31556925,9747 Ponderea anului tropical pentru moment 1900 01 ianuarie, 12 ore sau, altfel, ca 1/86400 împărtășesc durata zilei medii însorite pentru același moment.
Determinarea timpului exact, depozitarea și transmiterea pe radio la întreaga populație este sarcina serviciului de timp precis care există în multe țări.
Semnalele de timp exigente la radio sunt luate de navigația a flotei de mare și a aerului, multe organizații științifice și de producție care trebuie să cunoască timpul exact. Cunosc timpul exact necesar, în special și pentru a determina geografia
longitudinile lor de diferite puncte ale suprafeței pământului.
Contul de timp. Determinarea longitudinii geografice. Calendarul
Din cursul geografiei fizice a URSS, știți conceptele unui cont local, de talie și de maternitate și că diferența dintre longitudinea geografică a două elemente este determinată de diferența în timpul local al acestor elemente. Această sarcină este rezolvată prin metode astronomice folosind observarea stelelor. Pe baza definiției coordonatelor exacte ale elementelor individuale, se face cartografiere a suprafeței Pământului.
Pentru contul unor perioade mari de timp, oamenii de la porii antice au folosit durata lunii lunare sau a unui an însorit, adică. Durata de afaceri a soarelui de către Ecliptic. Anul determină frecvența schimbărilor sezoniere. Anul însorit durează 365 Ziua însorită 5 ore 48 minute 46 de secunde. Este practic incomensurabilă cu zile și cu o lungă lună lungă - o perioadă de schimbare a fazelor lunare (aproximativ 29,5 zile). Aceasta este dificultatea de a crea un calendar simplu și convenabil. Pentru istoria veche a omenirii, au fost create și utilizate multe sisteme de calendar diferite. Dar toate pot fi împărțite în trei tipuri: solar, lunar și lunar solar. Covoarele de sud au folosit de obicei luni lunare. Anul constând din 12 luni lunare conținea 355 zi însorită. Pentru a se potrivi cu contul de timp din Lună, iar Soarele a trebuit să instaleze anul 12, apoi 13 luni și introduceți zile suplimentare pe an. Era mai ușor și mai convenabil a fost calendarul solar, folosit în Egiptul antic. În prezent, în majoritatea țărilor lumii, calendarul solar este, de asemenea, adoptat, dar un dispozitiv mai avansat numit Gregorian, care este menționat în continuare. AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA.
La elaborarea unui calendar, trebuie să se țină cont de faptul că durata anului calendaristic ar trebui să fie cât mai aproape posibil de durata cifrei de afaceri de către Ecliptic și că anul calendaristic ar trebui să conțină un număr întreg de zi însorită, așa cum este este incomod pentru a începe un an în momente diferite ale zilei.
Aceste condiții îndeplinite calendarul dezvoltat de astronomul Alexandrian a constat și introdus în 46 î.Hr. În Roma, Julia Caesar. Ulterior, după cum știți, de la cursul geografiei fizice, el a primit numele de stil Julian sau vechi. În acest calendar, ani sunt considerați de trei ori la rând la 365 de zile și sunt numiți simpli, anul viitor pentru ei este de 366 de zile. Se numește salt. Anii licitați în calendarul Julian sunt acei ani ale căror numere sunt împărțite la 4.
Durata medie a anului în acest calendar este de 365 de zile 6 ore, adică Este de aproximativ 11 minute mai mult decât adevărat. Din acest motiv, vechiul stil a rămas de la fluxul real de timp timp de aproximativ 3 zile pentru fiecare 400 de ani.
În calendarul gregorian (noul stil) introdus în URSS în 1918 și anii anteriori adoptați în majoritatea țărilor, anticipând la două zero, cu excepția celor 1600, 2000, 2400 etc. (adică, aceia al căror număr de sute este împărțit în 4 fără un reziduu) nu este considerat salturi. Acest lucru este corectat de o greșeală de 3 zile acumularea în 400 de ani. Astfel, durata medie a anului într-un stil nou este foarte aproape de perioada de apel al Pământului în jurul Soarelui.
De secolul XX Diferența dintre noul stil și vechiul (Julian) a ajuns la 13 zile. Întrucât în \u200b\u200bțara noastră un stil nou a fost introdus numai în 1918, apoi Revoluția din octombrie, comisă în 1917 pe 25 octombrie (conform stilului vechi), este sărbătorită pe 7 noiembrie (conform unui stil nou).
Diferența dintre stilurile vechi și cele noi la 13 zile va continua în secolul al XXI-lea, iar în secolul al XXII-lea. Va crește la 14 zile.
Un stil nou, desigur, nu este complet corect, dar o greșeală în 1 zi va fi acumulată pe ea numai după 3300 de ani.
Timpul exact
Pentru a măsura intervalele scurte în astronomie, unitatea principală este durata medie a zilei însorite, adică. Perioada medie de timp între două climax superioare (sau inferioare) a centrului Soarelui. Valoarea medie trebuie utilizată, deoarece în cursul anului, durata zilei însorite ușor fluctuează. Acest lucru se datorează faptului că Pământul se întoarce în jurul soarelui într-un cerc, dar prin elipsă și viteza mișcării se schimbă ușor. Acest lucru provoacă neuniformitate mică în mișcarea vizibilă a soarelui pe ecliptic în cursul anului.
Momentul punctului culminant superior al centrului soarelui, așa cum am spus, este numit o jumătate adevărată. Dar pentru a testa ceasul, pentru a determina timpul exact, nu este nevoie să le rețineți exact momentul climaxului soarelui. Este mai convenabil și mai precis pentru a sărbători momentele climaxului de stele, deoarece diferența în momentele climaxului oricărei stele și soarele este cunoscută pentru oricând. Prin urmare, pentru a determina timpul exact cu ajutorul dispozitivelor optice speciale, sunt observate momentele punctului de cultivare a stelelor și este testat corectitudinea ceasului ceasului "stocat". Timpul determinat în acest mod ar fi absolut precis dacă rotirea observată a cerului a apărut cu o viteză unghiulară strict constantă. Cu toate acestea, sa dovedit că viteza de rotație a pământului în jurul axei și, în consecință, rotația vizibilă a sferei cerești, se confruntă cu schimbări foarte mici în timp. Prin urmare, pentru "depozitarea" timpului exact, este acum utilizată ceasul atomic special, cursul căruia este controlat de procesele oscilante în atomii care apar la o frecvență neschimbată. Ceasul observatorilor individuali sunt verificate prin semnale de timp atomice. O comparație a timpului determinat de ceasul atomic și în funcție de mișcarea vizibilă a stelelor, face posibilă investigarea neuniformității rotației Pământului.
Determinarea timpului exact, depozitarea și transmiterea pe radio la întreaga populație este sarcina serviciului de timp precis care există în multe țări.
Semnalele de timp exigente la radio sunt luate de navigația a flotei de mare și a aerului, multe organizații științifice și de producție care trebuie să cunoască timpul exact. Este necesar să cunoașteți exact timpul, în special și să determinați longitudinile geografice ale diferitelor puncte ale suprafeței Pământului.
Contul de timp. Determinarea longitudinii geografice. Calendarul
Din cursul geografiei fizice a URSS, știți conceptele unui cont local, de talie și de maternitate și că diferența dintre longitudinea geografică a două elemente este determinată de diferența în timpul local al acestor elemente. Această sarcină este rezolvată prin metode astronomice folosind observarea stelelor. Pe baza definiției coordonatelor exacte ale elementelor individuale, se face cartografiere a suprafeței Pământului.
Pentru contul unor perioade mari de timp, oamenii de la porii antice au folosit durata lunii lunare sau a unui an însorit, adică. Durata de afaceri a soarelui de către Ecliptic. Anul determină frecvența schimbărilor sezoniere. Anul însorit durează 365 Ziua însorită 5 ore 48 minute 46 de secunde. Este practic incomensurabilă cu zile și cu o lungă lună lungă - o perioadă de schimbare a fazelor lunare (aproximativ 29,5 zile). Aceasta este dificultatea de a crea un calendar simplu și convenabil. Pentru istoria veche a omenirii, au fost create și utilizate multe sisteme de calendar diferite. Dar toate pot fi împărțite în trei tipuri: solar, lunar și lunar solar. Covoarele de sud au folosit de obicei luni lunare. Anul constând din 12 luni lunare conținea 355 zi însorită. Pentru a se potrivi cu contul de timp din Lună, iar Soarele a trebuit să instaleze anul 12, apoi 13 luni și introduceți zile suplimentare pe an. Era mai ușor și mai convenabil a fost calendarul solar, folosit în Egiptul antic. În prezent, în majoritatea țărilor lumii, calendarul solar este, de asemenea, adoptat, dar un dispozitiv mai avansat numit Gregorian, care este menționat în continuare.
La elaborarea unui calendar, trebuie să se țină cont de faptul că durata anului calendaristic ar trebui să fie cât mai aproape posibil de durata cifrei de afaceri de către Ecliptic și că anul calendaristic ar trebui să conțină un număr întreg de zi însorită, așa cum este este incomod pentru a începe un an în momente diferite ale zilei.
Aceste condiții îndeplinite calendarul dezvoltat de astronomul Alexandrian a constat și introdus în 46 î.Hr. În Roma, Julia Caesar. Ulterior, după cum știți, de la cursul geografiei fizice, el a primit numele de stil Julian sau vechi. În acest calendar, ani sunt considerați de trei ori la rând la 365 de zile și sunt numiți simpli, anul viitor pentru ei este de 366 de zile. Se numește salt. Anii licitați în calendarul Julian sunt acei ani ale căror numere sunt împărțite la 4.
Durata medie a anului în acest calendar este de 365 de zile 6 ore, adică Este de aproximativ 11 minute mai mult decât adevărat. Din acest motiv, vechiul stil a rămas de la fluxul real de timp timp de aproximativ 3 zile pentru fiecare 400 de ani.
În calendarul gregorian (noul stil) introdus în URSS în 1918 și anii anteriori adoptați în majoritatea țărilor, anticipând la două zero, cu excepția celor 1600, 2000, 2400 etc. (adică, aceia al căror număr de sute este împărțit în 4 fără un reziduu) nu este considerat salturi. Acest lucru este corectat de o greșeală de 3 zile acumularea în 400 de ani. Astfel, durata medie a anului într-un stil nou este foarte aproape de perioada de apel al Pământului în jurul Soarelui.
De secolul XX Diferența dintre noul stil și vechiul (Julian) a ajuns la 13 zile. Întrucât în \u200b\u200bțara noastră un stil nou a fost introdus numai în 1918, apoi Revoluția din octombrie, comisă în 1917 pe 25 octombrie (conform stilului vechi), este sărbătorită pe 7 noiembrie (conform unui stil nou).
Diferența dintre stilurile vechi și cele noi la 13 zile va continua în secolul al XXI-lea, iar în secolul al XXII-lea. Va crește la 14 zile.
Un stil nou, desigur, nu este complet corect, dar o greșeală în 1 zi va fi acumulată pe ea numai după 3300 de ani.
Metode de 5 lecție
"Timp și calendar"
Scopul lecției: formarea unui sistem de concepte de astrometrie practică privind metodele și instrumentele de măsurare, cont și depozitare a timpului.
Sarcini de învățare:
Educatie generala: Formarea de concepte:
Astrometrie practică O: 1) Metode astronomice, unelte și unități de măsură, facturare și depozitare, calendare și vară; 2) determinarea coordonatelor geografice (longitudine) a zonei în conformitate cu observațiile astrometrice;
Despre fenomene cosmice: Apelul Pământului în jurul Soarelui, recursul Lunii în jurul Pământului și rotația pământului în jurul axei sale și despre consecințele lor - fenomenele cerești: răsăritul soarelui, mișcarea vizibilă zilnică și anuală și punctul culminant Luminării (soare, lună și stele), schimbând fazele lunii.
EDUCAȚIONAL: Formarea viziunii asupra lumii științifice și a educației ateiste în ceea ce privește întâlnirile cu istoria cunoașterii umane, cu principalele tipuri de calendare și sisteme de vară; Superstiția descoperită legată de conceptele de "Anul LEAP" și traducerea datelor calendarelor Julian și Gregorian; Educația politehnică și de muncă în prezentarea materialelor privind instrumentele de măsurare și depozitare a timpului (ceasuri), calendare și sisteme de vară și pe metodele practice de aplicare a cunoștințelor astrometrice.
Dezvoltarea: formarea de competențe: rezolvarea problemelor pentru calcularea timpului și datele de vară și transferul timpului de la un sistem de stocare și cont la altul; Efectuați exerciții pentru a aplica formulele de bază ale astrometriei practice; Aplicați o cartelă în mișcare a cerului înstelat, a cărților de referință și a unui calendar astronomic pentru a determina poziția și condițiile vizibilității luminarilor cerești și a fluxului de fenomene cerești; Determinați coordonatele geografice (longitudine) ale zonei în funcție de observațiile astronomice.
Elevii trebuie știți:
1) Cauzele fenomenelor celeste zilnice observate generate de apelul Lunii din jurul Pământului (trecerea fazelor Lunii, mișcarea vizibilă a Lunii în sfera cerească);
2) conectarea duratei spațiului individual și a fenomenelor cerești cu unități și metode de măsurare, contabilitate și depozitare și depozitare a timpului și calendarelor;
3) Unități de măsurare a timpului: Echemeride secundare; zi (stea, solar adevărat și mediu); o săptămână; lună (sinodică și siderială); an (stea și tropical);
4) Formule care exprimă conexiunea de ori: lume, maternitate, locală, vară;
5) instrumente și metode de măsurare a timpului: principalele tipuri de ore (solare, apă, foc, mecanică, cuarț, electronică) și regulile de utilizare a acestora pentru măsurarea și depozitarea timpului;
6) principalele tipuri de calendare: lunar, lunar însorit, însorit (Julian și Gregorian) și bazele de vară;
7) Conceptele de bază ale astrometriei practice: principiile pentru determinarea timpului și coordonatelor geografice ale zonei în funcție de observațiile astronomice.
8) Valori astronomice: coordonatele geografice ale orașului nativ; Unități de măsurare a timpului: Ephemericoid al doilea; zi (stea și mediu solar); lună (sinodică și siderială); an (tropical) și durata anului în principalele tipuri de calendare (lunar, moon-însorit, sunny julian și gregorian); Camerele fusului orar din Moscova și orașul natal.
Elevii trebuie a fi capabil să:
1) Utilizați un plan generalizat pentru studierea fenomenelor spațiale și celeste.
2) Navigați localitatea din Lună.
3) rezolvarea problemelor asociate cu traducerea unităților de măsurare a timpului de la un sistem de cont la altul prin formule care exprimă: a) între star și timpul mediu însorit; b) lumea, maternitatea, ora locală și de vară și utilizarea unei cărți de zonă de ceas; c) între diferite sisteme de vară.
4) Rezolvați sarcinile pentru determinarea coordonatelor geografice ale locului și a timpului de observare.
Manuale vizuale și demonstrații:
Fragmente ale filmului "Aplicații practice ale astronomiei".
Fragmente ale diametrelor "mișcarea vizibilă a strălucirii cerești"; "Dezvoltarea ideilor despre univers"; "Cum astronomia a negat ideile religioase despre univers."
Instrumente și instrumente: Globe geografice; Harta zonelor de timp; Gnomon și sundial ecuatorial, clepsidră, ceas de apă (cu o scară uniformă și neuniformă); Lumânare cu diviziuni ca model de ore de foc, ceas mecanic, cuarț și ceas electronic.
Imagini, scheme, fotografii: Schimbările de fază ale lunii, dispozitivul intern și principiul funcționării mecanice (pendul și arc), cuarț și orele electronice, standardul atomic de timp.
Sarcina casei:
1. Examinați materialul manualelor:
B.A. Vorontsov-Veljaminov.: §§ 6 (1), 7.
E.p. Levitan.: § 6; Sarcini 1, 4, 7
A.V. CASTOV, E.V. Kononovich.: §§ 4 (1); 6; Exercițiul 6.6 (2,3)
2. Sarcini complete din colecția de sarcini Vorontsova-Veliamnova B.a. : 113; 115; 124; 125.
Planul lecției
|
Etape lecție |
Metode de prezentare |
Timp, min. |
|
|
Verificarea cunoștințelor și actualizării |
Ancheta frontală, conversație |
||
|
Formarea de concepte despre timp, unități de măsură și de timp bazate pe durata fenomenelor spațiale, relațiile dintre diferitele "ori" și zonele de timp |
Lectura |
7-10 |
|
|
Cunoașterea studenților cu metode de determinare a longitudinii geografice a zonei în funcție de observațiile astronomice |
Conversație, prelegere |
10-12 |
|
|
Formarea de concepte privind instrumentele de măsurare, factură și depozitare - ceasuri de referință atomice |
Lectura |
7-10 |
|
|
Formarea de concepte despre principalele tipuri de calendare și sisteme ale verii |
Prelegere, conversație |
7-10 |
|
|
Rezolvarea sarcinilor |
Lucrați la bord, o soluție independentă de sarcini în notebook |
||
|
Generalizarea materialului a trecut, însumând lecția, temele |
|||
Metodologie spunând materialul
La începutul lecției, ar trebui verificată un test de cunoștințe achiziționate pe cele trei lecții anterioare, actualizând materialul care urmează să fie studiat prin întrebări și sarcini în timpul sondajului și conversațiilor cu studenții. O parte din studenți efectuează sarcini programate, rezolvând problemele asociate cu utilizarea unui card în mișcare al cerului înstelat (sarcini similare ale sarcinilor 1-3).
O serie de întrebări despre cauzele fenomenelor cerești, principalele linii și punctele din sfera cerească, constelațiile, condițiile de vizibilitate strălucitoare etc. Coincide cu întrebările adresate la începutul lecțiilor anterioare. Acestea sunt completate de întrebări:
1. Determinați conceptul de "strălucire a strălucirii" și "stele de magnitudine". Ce știi despre magnitudinile stea? De ce depind stelele strălucitoare? Notați pe bord Formula Pickson.
2. Ce știți despre sistemul de coordonate orizontale cerești? Pentru ce este folosit? Ce planuri și linii sunt principalele în acest sistem? Ce este: înălțimea strălucirii? Distanța anti-aeronavă Shining? Azimuth Shining? Care sunt avantajele și dezavantajele acestui sistem de coordonate cerești?
3. Ce știți despre sistemul ecuatorial al coordonatelor cerești? Pentru ce este folosit? Ce planuri și linii sunt principalele în acest sistem? Ce este: Declinarea Shone? Distanța polară? Un unghi de oră de strălucire? Care sunt avantajele și dezavantajele acestui sistem de coordonate cerești?
4. Ce știți despre sistemul ecuatorial al coordonatelor cerești? Pentru ce este folosit? Ce planuri și linii sunt principalele în acest sistem? Ce este o urcare directă de strălucire? Care sunt avantajele și dezavantajele acestui sistem de coordonate cerești?
1) Cum să navigați pe teren pe soare? Potrivit Steaua Polar?
2) Cum să determinați latitudinea geografică a terenului din observațiile astronomice?
Sarcini programabile relevante:
1) Colectarea sarcinilor G.P. Subbotin, sarcini NN 46-47; 54-56; 71-72.
2) colectarea de sarcini de exemplu Rupt, sarcinile NN 4-1; 5-1; 5-6; 5-7.
3) Strated EK : Lucrări de verificare NN 1-2 Teme "Fundamentele practice ale astronomiei" (transformate în programabile ca rezultat al lucrării profesorului).
În prima etapă a lecției sub forma unei prelegeri, conceptele de timp, unitățile de măsură și un cont de timp pe baza duratei fenomenelor spațiale (rotația pământului în jurul axei sale, circulația lunii în jurul valorii de Pământul și recursul Lunii în jurul Soarelui), relația dintre diferitele "ori" și centurile de sentiere. Considerăm că este necesar să oferim studenților un concept general de timp de state.
Trebuie să atragem atenția asupra studenților:
1. Durata zilei și anului depinde de ce sistem de referință este considerat mișcarea pământului (fie că este legată de stele fixe, soarele etc.). Selectarea sistemului de referință este reflectată în numele unității de facturare a timpului.
2. Durata unităților de cont de timp este asociată cu condițiile de vizibilitate (punctul culminant) a strălucirii cerești.
3. Introducerea standardului atomic de timp în știință sa datorat rotației neuniforme a pământului detectată prin creșterea acurateței ceasului.
4. Introducerea centurii se datorează necesității de a coordona activitățile economice pe teritoriul determinat de limitele zonelor de timp. O eroare de uz casnic pe scară largă este identificarea timpului local cu timpul de maternitate.
1 timp. Unități de măsură și cont de timp
Timpul este principala cantitate fizică care caracterizează schimbarea consistentă a fenomenelor și stărilor de materie, durata existenței lor.
Din punct de vedere istoric, toți unitățile majore și derivate ale unităților de măsurare sunt determinate pe baza observațiilor astronomice ale fenomenelor de schi, datorită: rotirii pământului în jurul axei sale, rotirea lunii în jurul pământului și rotația pământului în jurul lui Soare. Pentru a măsura și a număra timpul în astrometrie, folosim diferite sisteme de referință asociate cu cele sau alte corpuri de iluminat celeste sau anumite puncte ale sferei cerești. A primit cea mai mare distribuție:
1. "Înstelat"Timpul asociat cu mișcarea stelelor în sfera cerească. Se măsoară cu un unghi de oră al punctului de echinocți de primăvară: S \u003d t ^; t \u003d s - a
2. "Solar"Timpul asociat: cu mișcarea vizibilă a centrului discului de soare pe eclipticul (True Solar Time) sau mișcarea" Mid-Sun "- un punct imaginar, mișcându-se uniform de-a lungul ecuatorului ceresc pentru aceeași perioadă de timp ca soarele adevărat (timpul mediu solar).
Odată cu introducerea unui al doilea atomic în 1967, un al doilea atomic este folosit în fizică în fizică.
În al doilea rând - o cantitate fizică, numerică egală cu 9192631770 de perioade de radiație corespunzătoare tranziției dintre nivelurile ultra-subțiri ale stării principale a atomului de cesiu-133.
Toate "Times" descrise mai sus sunt consecvente între ele prin calcule speciale. În viața de zi cu zi, se folosește timpul însorit mediu.
Determinarea timpului exact, depozitarea și transmiterea radioului constituie activitatea serviciului de timp care există în toate țările dezvoltate ale lumii, inclusiv în Rusia.
Unitatea principală a timpului solar stelar, adevărat și mediu este ziua. Star, Solar mediu și alte secunde Obținem divizarea zilei corespunzătoare la 86400 (24 H'60 M'60 S).
Ziua a devenit prima unitate de măsurare a timpului cu peste 50.000 de ani în urmă.
O zi este o perioadă de timp în care pământul face ca o întoarcere completă în jurul axei sale în raport cu orice punct de referință.
Zilele Star - Perioada de rotație a Pământului în jurul axei sale Stelele relativ fixe este definită ca o perioadă de timp între două puncte culminate superioare consecutive a punctului Equinox de primăvară.
Adevărata zi însorită - perioada de rotație a pământului în jurul axei sale în raport cu centrul de discul de soare, definit ca o perioadă de timp între două culminarea consecutivă a centrului de soare.
Datorită faptului că eclipticul este înclinat la ecuatorul ceresc la un unghi de 232 26 ¢, iar pământul se rotește în jurul soarelui de-a lungul orbitei eliptice (ușor alungite), viteza mișcării vizibile a soarelui pe sfera cerească Și, prin urmare, durata zilei adevărate însorite va fi schimbată în mod constant pe tot parcursul anului: cea mai rapidă în apropiere de echinocxpine (martie, septembrie), cea mai lentă în apropierea punctelor solstițiului (iunie, ianuarie).
Pentru a simplifica calculele timpului în astronomie, este introdusă conceptul de zi însorită este introdusă - perioada de rotație a pământului în jurul axei sale în raport cu "midunitul".
Ziua medie a soarelui este definită ca o perioadă de timp între două culminarea consecutivă a "miduiților".
Ziua medie însorită cu 3 m 55,009 s mai scurtă decât Ziua Star.
24 H 00 m 00 s state este egal cu 23 h 56 m 4.09 s timpul solar mediu.
Pentru certitudinea de calcule teoretice adoptate efemerida (tabulară) În al doilea rând, egal cu cel de-al doilea însorit mediu pe 0 ianuarie 1900 la ora 12 în timp echitabil, care nu este legată de rotirea Pământului. Aproximativ 35.000 de ani în urmă, oamenii au atras atenția asupra schimbării periodice în perspectiva Lunii - schimbarea fazelor lunare. Fază F. Heavenly luminos (Lună, planete etc.) este determinat de raportul dintre cea mai mare lățime a părții iluminate a discului d ¢.la diametrul său D.:. Linia terminator. Părți partea întunecată și ușoară a discului shone.
 |
| Smochin. 32. Schimbarea fazelor Lunii |
Luna se mișcă în jurul pământului în aceeași parte, care teren se rotește în jurul axei sale: de la vest la est. Afișarea acestei mișcări este mișcarea vizibilă a Lunii pe fundalul stelelor spre rotația cerului. Fiecare zi a lunii se schimbă spre est de 13њ în raport cu stelele și în 27,3 zile comite un cerc complet. A doua oară a timpului a fost instalat - lună (Fig.32).
Sideric (stea) lunar lunar - Perioada de timp în care luna face ca o întoarcere completă în jurul pământului Stele relativ fixe. Egal cu 27 d 07 h 43 m 11,47 s.
Luna lunară sinodică (calendar) este o perioadă de timp între cele două faze secvențiale ale aceluiași nume (de obicei novici) ale Lunii. Egal cu 29 d 12 h 44 m 2.78 s.
 |
|
Smochin. 33. Metode de orientare pe |
Combinația dintre fenomenele mișcării vizibile a Lunii pe fundalul stelelor și schimbările din fazele Lunii vă permite să navigați pe Lună pe pământ (fig.33). Luna apare mai îngustă cântând în Occident și dispare în razele de dimineață în aceleași seceri înguste din est. Mental stick la stânga la linia Lunar Sickle Direct. Putem citi pe cer sau litera "R" - "Cultivarea", "coarnele" lunii este stânjenită - o lună este vizibilă în Occident; Fie litera "C" - "Olde", "coarnele" se transformă spre dreapta - luna este vizibilă în est. Luna Lunii pline la miezul nopții este vizibilă în sud.
Ca urmare a observațiilor de schimbare a poziției soarelui peste orizont timp de mai multe luni, a treia oară a timpului originare - an.
Anul este o perioadă de timp în care terenul face ca o întoarcere completă în jurul soarelui în raport cu orice punct de referință (punct).
Anul de înscriere a anului - Siderician (stea) Perioada de circulație a pământului în jurul Soarelui, egală cu 365.256320 ... a Zilei Media Sunny.
Anul anomalist - o perioadă de timp între două treceri consecutive prin Soarele de mijloc prin punctul de orbită (de obicei, perieliu) este egală cu 365.259641 ... a Zilei Sunny Media.
Anul tropical este intervalul de timp dintre cele două treceri consecutive ale soarelui mijlociu prin echinocțiul de primăvară, egal cu 365.2422 ... al zilei medii însorite sau 365 d 05 H 48 M 46,1 S.
Timpul mondial este definit ca o medie solară medie locală la Meridian zero (Greenwich).
Suprafața Pământului este împărțită în 24 de secțiuni limitate de meridiane - fusuri orare. Zero Zero este situat simetric față de zero (Greenwich) Meridian. Numerotarea curelelor este dată de la 0 la 23 de la vest la est. Frontierele reale ale curelelor sunt combinate cu granițele administrative ale zonelor, regiunilor sau stărilor. Meridienii centrali ai zonelor de timp sunt separate unul de celălalt exact 15њ (1 oră), astfel încât atunci când comutați dintr-o singură fusă, se schimbă într-un ceas întreg, iar numărul de minute și secunde nu se schimbă. Noi zile calendaristice (și Anul Nou) încep modificarea datelor(linia de demarcare), în principal în meridianul de 180 ° C. Longitudinea estică lângă granița de nord-est a Federației Ruse. Occidentul datelor va schimba numărul de luni întotdeauna pe unitate mai mult decât estul acesteia. La trecerea acestei linii de la vest la est, numărul calendarului scade cu unul și când traversează linia de la est la vest, numărul calendar crește cu unul, ceea ce elimină eroarea în contul de timp cu- Mondială călătorește și mișcări ale oamenilor de la est la emisfera vestică a Pământului.
Timpul analist este determinat prin formula:
T n \u003d t 0 + n
Unde T. 0
- timpul mondial; n. - Numărul fusului orar.
Timpul de maternitate este un timp de contur, schimbat de un număr întreg de ore de ordinul guvernamental. Pentru Rusia este egală cu centura, plus o oră.
Timpul Moscovei - timpul de maternitate al celui de-al doilea fus orar (plus 1 oră):
Tm \u003d t 0 + 3
(ora).
Timp de vară - Zona de maternitate, variabilă suplimentară la plus 1 oră prin ordin guvernamental pentru perioada de vară pentru a economisi resurse energetice.
Datorită rotirii Pământului, diferența dintre momentele de apariție a jumătății unei zile sau punctul culminant a stelelor cu coordonatele ecuatoriale cunoscute în 2 puncte este egală cu diferența dintre longitudinea geografică a articolelor, ceea ce face posibilă Determinați longitudinea acestui articol din observațiile astronomice ale soarelui și al altor luminari și, dimpotrivă, ora locală în orice moment cu o longitudonă bine cunoscută.
Longitudinea geografică a zonei este numărată la est de meridianul "zero" (Greenwich) și este numeric egal cu perioada de timp dintre punctul culminant al aceluiași și același strălucitor în Meridianul Greenwich și în elementul de observație: unde S.- Timpul de gunoi la un punct cu această latitudine geografică, S. 0 - Timpul de înstanători la zero meridian. Acesta este exprimat în grade sau ore, minute și secunde.
Pentru a determina longitudinea geografică a terenului, este necesar să se determine momentul climaxului oricărei străluciri (de obicei soarele) cu coordonatele ecuatoriale cunoscute. Traducerea cu ajutorul tabelelor speciale sau a calculatorului Timpul observațiilor de la mijlocul solarului la înstelat și cunoașterea momentului punctului culminant al acestui strălucitor al acestui strălucitor în meridianul Greenwich, putem determina cu ușurință longitudinea zonei. Singura complexitate a calculelor este traducerea exactă a unităților de timp de la un sistem la altul. Momentul Climax nu poate fi "cutie": este suficient pentru a determina înălțimea (distanța anti-aeronavă) a strălucirii în orice punct exact fix în timp, dar calculele vor fi destul de complexe.
În a doua etapă a lecției, elevii se familiarizează cu instrumentele de măsurare, stocare și contul de timp - timp de ore. Citirile ceasului servesc ca un punct de referință cu care puteți compara intervalele de timp. Rezultă atenția elevilor la faptul că necesitatea de a determina cu exactitate momentele și intervalele de timp a stimulat dezvoltarea astronomiei și fizicii: până la mijlocul secolului al XX-lea, metodele astronomice de măsurare, depozitarea timpului și standardele de timp au fost inima serviciului de timp mondial. Precizia ceasului a fost controlată de observații astronomice. În prezent, dezvoltarea fizică a condus la crearea unor metode mai precise pentru determinarea și standardele de timp, care au început să fie utilizate de către astronomi pentru a studia fenomenele care stau la baza acelorași metode de măsurare.
Materialul este prezentat sub forma unei prelegeri, însoțită de demonstrații ale principiului operațiunii și de un dispozitiv intern de ore de diferite tipuri.
2. Instrumente de măsurare și depozitare
În Babilonul vechi, ziua însorită a fost împărțită în 24 de ore (360 °: 24 \u003d 15њ). Mai târziu, fiecare oră a fost împărțită timp de 60 de minute și fiecare minut timp de 60 de secunde.
Primele instrumente de măsurare a timpului au fost sundiale. Cel mai simplu sundial - gnomon. - sunt un pol vertical în centrul platformei orizontale cu diviziuni (fig.34). Umbra de la gnomon descrie o curbă complexă, în funcție de înălțimea soarelui și ziua în schimbare a zilei, în funcție de poziția soarelui pe ecliptic, viteza de mișcare a umbra se schimbă. Sundials nu necesită plante, nu se opresc și întotdeauna merg corect. Înclinând platforma astfel încât polul de la gnomon să vizeze polul lumii, vom primi sundiali ecuatoriali în care debitul este uniform (figura 35).
Smochin. 34. Sundial orizontal. Unghiurile corespunzătoare fiecărei ore au o valoare diferită și se calculează cu formula: 
, unde A este unghiul dintre linia de dimineață (proiecția meridianului ceresc pe suprafața orizontală) și direcția din numărul 6, 8, 10 ..., indicând ceasul; j - plasează latitudine; H - un unghi de oră al soarelui (15њ, 30њ, 45њ)
Smochin. 35. Sundial Ecuatorial. Fiecare oră de pe cadran corespunde unui unghi în 15њ
Pentru măsurarea timpului pe timp de noapte și în condiții meteorologice nefavorabile, nisipul, ceasurile de foc și de apă sunt inventate.
Hoyglass se caracterizează prin simplitatea designului și preciziei, dar greoaie și "rasă" numai pentru o perioadă scurtă de timp.
Ceasul de foc este o spirală sau o bopstick flanșă cu diviziuni provocate. În China antică, sunt create amestecuri, arzând fără supraveghere constantă. Dezavantajele acestor ceasuri: precizia scăzută a accidentului vascular cerebral (dependența ratei de ardere din compoziția substanței și a vremii) și complexitatea fabricării (figura 36).
Ceasul de apă (Klepsidra) a fost utilizat în toate țările din lumea antică (Fig.37 A, B).
Ceasuri mecanice Greutățile și roțile au fost inventate în secolele X-XI. În Rusia, au fost instalate primele ore mecanice ale Turnului în Moscova Kremlin în 1404 de către Monk Lazar Sorbin. Ceasuri de pendul A inventat în 1657, fizicianul olandez și astronomul H. Guigenges. Ceasul mecanic cu arc a fost inventat în secolul al XVIII-lea. În anii 30 ai secolului nostru, a fost inventat un ceas de cuarț. În 1954, ideea creației a apărut în URSS ceasuri atomice - "Primaria primară de stat a timpului și frecvenței." Acestea au fost instalate în Institutul de Cercetare din apropierea Moscovei și au dat o eroare aleatorie la o secundă la fiecare 500.000 de ani.
În URSS a fost creat un standard atomic mai precis (optic) de timp atomic (optic) în 1978. Eroare în 1 secundă se întâmplă o dată la 10.000.000 de ani!
Cu aceste și multe alte instrumente fizice moderne, era posibil să se determine valorile principalelor și derivatele unităților de măsurare a timpului. Multe caracteristici ale mișcării vizibile și adevărate ale corpurilor cosmice au fost clarificate, au fost deschise fenomene spațiale noi, inclusiv schimbări ale vitezei de rotație a Pământului în jurul axei lor cu 0,01-1 secunde în cursul anului.
3. Calendare. Soulustee.
Calendarul este un sistem continuu de supraveghere a perioadelor mari, pe baza frecvenței fenomenelor naturale, în special în mod clar manifestată în fenomenele cerești (mișcarea șumelor cerești). Întreaga istoria veche a culturii umane este legată în mod inextricabil de calendar.
Nevoia de calendare a apărut într-o astfel de antichitate profundă atunci când o persoană nu știa cum să citească și să scrie. Calendarele au determinat ofensiva de primăvară, vara, toamna și iarna, perioadele de plante înfloritoare, de maturare a fructelor, colectarea plantelor medicinale, schimbări în comportamentul și viața animalelor, schimbările în vreme, timpul muncii agricole și multe altele. Calendare Răspunde la întrebări: "Care este numărul de astăzi?", "Ce zi a săptămânii?", "Când sa întâmplat acest lucru sau acest eveniment?" și să vă permită să reglementați și să planificați viața și activitățile economice ale oamenilor.
Evidențiați trei tipuri principale de calendare:
1. Lunar calendarulPe baza cărora luna lunară sinodică este o durată de 29,5 zi însorită. A fost peste 30.000 de ani în urmă. Anul Lunar al calendarului conține 354 (355) zile (cu 11,25 zile mai scurte decât însorit) și este împărțit la 12 luni la 30 (ciudat) și 29 (chiar) în fiecare (în calendarul musulman sunt numiți: Muharram, Safar , Rabi Al- Avval, Rabi As-Sani, Jumada Al-Ulya, Jumada Al-Ahira, Rajab, Sharaban, Ramadan, Shavwal, Zul Kaada, Zul-Hijzhra). Deoarece luna calendaristică de 0,0306 zile este mai scurtă decât sinodică și în 30 de ani, diferența dintre ele atinge 11 zile, în arabiccalendarul lunar din fiecare ciclu de 30 de ani există 19 ani "simpli" până la 354 de zile și 11 "salturi" 355 de zile (a 2-a, al 5-lea, 10, 13, 16, 18, 21, 24, 26, 29 ani de fiecare ciclu). turccalendarul lunar este mai puțin precis: în ciclul său de 8 ani 5 "simplu" și 3 "salturi". Data de Anul Nou nu este fixată (s-a mutat încet din an la an): Deci, 1421 Hijzhra a început la 6 aprilie 2000 și sa încheiat la 25 martie 2001. Calendarul lunar este adoptat ca un religios și deținut de stat în stările musulmane din Afganistan, Irak, Iran, Pakistan, Oar și alții. Calendarele solare solare și lunare sunt utilizate pentru planificarea și reglementarea activității economice în paralel.
2. Sunny Calendar., care se bazează pe anul tropical. A fost peste 6.000 de ani în urmă. Adoptată în prezent ca un calendar global.
Julian Sunny Calendar "Vechi stil" conține 365,25 zile. Dezvoltat de Astronomerul Alexandrian a fost dezvoltat, introdus de împăratul Julia Caesar în Roma antică în 46 î.Hr. Și apoi răspândit în întreaga lume. În Rusia a fost adoptată în 988 d.Hr. În calendarul Julian, durata anului este determinată în 365,25 de zile; Trei ani "simpli" au 365 de zile, un salt - 366 de zile. În anul 12 luni până la 30 și 31 de zile fiecare (cu excepția februarie). Anul Julian se află în spatele tropicalului timp de 11 minute 13,9 secunde pe an. Timp de 1500 de ani de aplicare a acesteia, sa acumulat o eroare de 10 zile.
ÎN grigoriansunny Calendar "Noua stil" Durata anului este de 365, 242500 de zile. În 1582, calendarul Iulian, prin decret al Papei Gregory XIII, a fost reformat în conformitate cu proiectul de matematică italiană Liigi Lilio Garalli (1520-1576). Zilele zilelor s-au mutat la 10 zile înainte și au fost de acord cu fiecare secol, nu împărțite la 4 fără un reziduu: 1700, 1800, 1900, 2100, etc. Nu se iau salturi. Astfel, este corectată o greșeală de 3 zile pentru fiecare 400 de ani. Eroare în 1 zi "rulează" timp de 2735 de ani. Noi secole și milenii încep la 1 ianuarie, anul "primul" al acestui secol și mileniul: Deci, secolul XXI și mileniul III al ERA (AD) vor începe la 1 ianuarie 2001 în calendarul gregorian.
În țara noastră, calendarul Julian "vechi stil" a fost folosit înainte de revoluție, a cărui greșeală a fost de 13 zile. În 1918, calendarul gregorian "noul stil" a fost introdus în țară și toate datele au mutat 13 zile înainte.
Traducerea datelor calendarului Iulian către calendarul gregorian se efectuează prin formula: 
unde T. G. Si t. Yu. - date în calendarul gregorian și julian; n - o zi întregă DIN - numărul de secole complete, DIN 1 - cel mai apropiat număr de secole, mai multe din patru.
Alte soiuri de calendare solare sunt:
Calendarul persan care a determinat durata anului tropical în 365.24242 de zile; Ciclul de 33 de ani include 25 de ani "simpli" și 8 ani "Leapy". Semnificativ mai precis Gregoryan: o greșeală în 1 an "rulează" în 4500 de ani. Proiectat de Omar Highyam în 1079; A fost folosit pe teritoriul Persiei și pe un număr de alte state până la mijlocul secolului al XIX-lea.
Calendarul coptic arată ca Julian: în anul există 12 luni până la 30 de zile; După 12 luni în anul "simplu", 5 se adaugă, în "LEAP" - 6 zile suplimentare. Folosit în Etiopia și alte state (Egipt, Sudan, Turcia etc.) pe teritoriul profunzimilor copts.
3. Calendar solar lunarîn care mișcarea Lunii este convenită cu mișcarea anuală a soarelui. Anul este alcătuit din 12 luni lunare la 29 și 30 de zile fiecare, la care anii "salt" care conțin o lună suplimentară de 13 luni sunt periodic pentru a ține cont de mișcarea Soarelui. Ca rezultat, anii "simpli" continuă 353, 354, 355 de zile și "sali" - 383, 384 sau 385 de zile. A apărut la începutul i Millennium BC, folosit în China antică, India, Babilon, Iudeea, Grecia, Roma. În prezent, adoptat în Israel (începutul anului se încadrează în zile diferite între 6 septembrie și 5 octombrie) și se aplică, împreună cu statul, în țările din Asia de Sud-Est (Vietnam, China etc.).
În plus față de cele de mai sus, principalele tipuri de calendare au fost create și în unele regiuni ale Pământului, calendarele sunt încă aplicate, luând în considerare mișcarea vizibilă a planetelor din sfera cerească.
East Lună-Sunny planetar De 60 de ani calendarul Pe baza frecvenței soarelui, a lunii și a planetelor lui Jupiter și Saturn. Au originat la începutul mileniului II î.Hr. În Asia de Est și de Sud-Est. Utilizate în prezent în China, Coreea, Mongolia, Japonia și alte țări din această regiune.
În ciclul de 60 de ani al calendarului oriental modern, există 21912 de zile (în primii 12 ani există 4371 de zile; în al doilea și al patrulea - 4.400 și 4401ți; în a treia și a cincea - 4370 zile). În această perioadă de timp, două cicluri Saturn de 30 de ani sunt stivuite (perioade egale sistemice de recurs T. Saturn \u003d 29.46 "30 de ani), aproximativ trei cicluri de 6 ani de 19 ani, cinci cicluri de 12 ani de Jupiter (perioade egale sistemice de recurs T. Jupiter\u003d 11,86 "12 ani) și cinci cicluri de luna de 12 ani. Numărul de zile într-un an este incomod și poate fi în "simplu" ani 353, 354, 355 de zile, LEAP 383, 384, 385 de zile. Începutul anului în diferite state se situează la diferite date din 13 ianuarie și 24 februarie. Ciclul curent de 60 de ani a început în 1984. Datele privind combinația caracterelor calendaristice estice sunt prezentate în aplicație.
Calendarul american central al Calendarului Culturilor Indian Maja și Aztec a fost utilizat în perioada de aproximativ 300-1530. ANUNȚ Pe baza frecvenței soarelui, a lunii și a perioadelor sinodice de circulație a planetelor Venus (584 d) și Marte (780 d). Anul "lung" de durată de 360 \u200b\u200b(365) al zilei a constat din 18 luni la 20 de zile în fiecare și 5 sărbători. În paralel în scopuri culturale și religioase, un "an de scurtă durată" de la 260 de zile (1/3 din conducerea ciclodică sinodică a MARS) a fost împărțită la 13 luni la 20 de zile în fiecare; Săptămânile "numărul" au constat din 13 zile care aveau propriul număr și nume. Durata anului tropical a fost determinată cu cea mai mare precizie de 365.2420 d (eroarea în 1 zi se acumulează în 5000 de ani!); Luna sinodică lunară - 29.53059 d.
Până la începutul secolului al XX-lea, creșterea relațiilor științifice, tehnice și culturale internaționale a condus la necesitatea de a crea un calendar mondial simplu, simplu și precis. Calendarele existente au numeroase dezavantaje în forma: conformitatea insuficientă a duratei anului tropical și datele fenomenelor astronomice asociate cu mișcarea soarelui pe sfera cerească, durata inegală și nepermandă a lunilor, inconsecvența numărului de lună și zile ale săptămânii, inconsecvențele numelor lor în calendar etc. Inexactitățile din manifestarea modernă a calendarului
Ideal etern Calendarul are o structură neschimbată care vă permite să identificați rapid și fără echivoc zilele săptămânii pentru orice dată calendaristică a verii. Unul dintre cele mai bune proiecte ale calendarelor perpetue a fost recomandat pentru examinare de către Adunarea Generală a ONU în 1954: cu similitudinea cu calendarul gregorian, a fost mai ușor și mai convenabil. Anul tropical este împărțit la trimestrul 4 din 91 de zile (13 săptămâni). Fiecare trimestru începe cu duminica și se termină sâmbătă; Se compune din 3 luni, în prima lună de 31 de zile, în a doua și a treia - 30 de zile. În fiecare lună, 26 de zile lucrătoare. Prima zi a anului este întotdeauna învierea. Datele privind acest proiect sunt prezentate în anexă. Nu a fost implementat din motive religioase. Introducerea unui singur calendar veșnic veșnic rămâne una dintre problemele modernității.
Data inițială și sistemul de vară ulterior sunt numite eră. Punctul de plecare al epocii este numit epocă.
Din cele mai vechi timpuri, începutul unei anumite ere (mai mult de 1000 ER în diferite stări ale diferitelor regiuni ale Pământului, inclusiv 350 - în China și 250 în Japonia) și întregul parc al vară a contactat legendarul important, religios sau ( Mai puțin frecvent) Evenimente reale: Timpul de domnie al anumitor dinasties și împărații individuali, războaie, revoluții, concursuri, temelia orașelor și statelor, "nașterea" lui Dumnezeu (Profetul) sau "crearea lumii".
Pentru începutul epocii ciclului de 60 de ani, a fost adoptată data primului an de domnie a împăratului Huangy - 2697 î.Hr.
În Imperiul Roman, scorul a fost condus de la "Fundația Romei" din 21 aprilie 753 î.Hr. și de la prima dată a împăratului Diocletian pe 29 august, 284 d.Hr.
În imperiul bizantin și mai târziu, conform tradiției, în Rusia - cu adoptarea creștinismului de către prințul Vladimir Svyatoslavich (988 AD) la Decretul lui Petru I (1700 GE), contul a fost condus "de la crearea lumii": Pentru începutul referinței a fost luată până la data de 1 septembrie 5508 î.Hr. (primul an al "erei bizantină"). În vechea Israel (Palestina) "Crearea lumii" sa produs mai târziu: 7 octombrie 3761 î.Hr. (primul an al "erei evreiești"). Au existat și alte persoane diferite de cele mai comune "de la crearea lumii".
Creșterea relațiilor culturale și economice și diseminarea răspândită a religiei creștine pe teritoriul Europei de Vest și de Est au dat naștere nevoii de unificare a sistemelor de vară, unități de măsură și contul de timp.
Vara modernă - " era noastră", "nouă eră"(N.e.)," Era de la nașterea lui Hristos "( R.KH..), Anno Domeni ( Anunț. - "Anul Domnului") - se desfășoară de la o dată arbitrară a nașterii lui Isus Hristos. Deoarece nu este specificat în niciun document istoric, iar Evangheliile se contrazic reciproc, omul de știință Dionysius în 278, Dioclețian a decis "științific", pe baza datelor astronomice pentru a calcula data epocii. Calculul a fost bazat pe: un "cerc solar" de 28 de ani - o perioadă de timp pentru care numărul de luni este contabilizat exact în aceleași zile ale săptămânii, iar cercul lunar "de 19 ani este O perioadă de timp pentru care aceleași faze ale Lunii vin în aceleași zile ale lunii. Produsul ciclurilor de "Sunshine" și "Lunar", ajustarea la viața de 30 de ani a lui Hristos (28 '90 și 30 \u003d 572), a dat data inițială a verii moderne. Un cont de anii conform erei "de la nașterea lui Hristos" "a supraviețuit" foarte lent: până în secolul al XV-lea d.Hr. (adică chiar și 1000 de ani mai târziu) 2 date au fost indicate în documentele oficiale din Europa de Vest: de la crearea lumii și de la nașterea lui Hristos (A.d.).
În lumea musulmană, la începutul verii, a fost adoptată la 16 iulie 622 din epoca noastră - ziua "Hijzhra" (reinstalarea profetului Mohammed de la Mecca la Medina).
Traducere de date din sistemul de sunet "musulman" t M. în "creștin" (gregorian) t G. Pot fi implementate prin formula: 
(ani).
Pentru comoditatea calculelor astronomice și cronologice de la sfârșitul secolului al XVI-lea, presupusul ZH. SCALIGER este aplicat perioada Juliană(J. D.). Factura continuă a zilelor este efectuată de la 1 ianuarie 4713 î.Hr.
Ca și în lecțiile anterioare, ar trebui să fie încredințată ucenicilor să adauge la masă. 6 Informații despre spațiu și studenții ceresc studiați la lecție. Nu sunt date mai mult de 3 minute, apoi profesorul verifică și ajustează activitatea elevilor. Tabelul 6 este completat de informații:
Materialul este fixat la rezolvarea sarcinilor:
Exercițiul 4:
1. La 1 ianuarie, spectacolul Sundial 10 dimineața. La ce oră arată ceasul dvs. în acest moment?
2. Determinați diferența dintre citirile ceasului exact și cronometrul care vine în timpul Star, la 1 an după începerea lor simultană.
3. Determinați momentele de la începutul fazei de eclipsa lunară la 4 aprilie 1996 din Chelyabinsk și în Novosibirsk, dacă fenomenul a avut loc la 23 h 36 m pentru timpul mondial.
4. Determinați dacă este posibil să se observe eclipsa (stratul) a Lunii lui Jupiter din Vladivostok, dacă apare în 1 h 50 m pentru timpul mondial, iar luna va intra în Vladivostok la ora de vară locală 0 H 30 m.
5. Câte zile conțin 1918 în RSFSR?
6. Ce cel mai mare număr de învieri poate fi în februarie?
7. De câte ori crește soarele?
8. De ce luna este întotdeauna întoarcerea la pământ cu aceeași parte?
9. Căpitanul navei măsurată într-un amiază adevărat pe 22 decembrie o distanță anti-aeronavă a soarelui și a găsit-o egală cu 66њ 33 ". Chronometrul care trece prin Timpul Greenwich a arătat la momentul observării 11 h 54 m în dimineața. Determinați coordonatele navei și poziția sa pe harta lumii.
10. Care sunt coordonatele geografice ale locului în care înălțimea stearului polar 64 ° 12 "și punctul culminant al stelei o Lira apare la 4 ore mai târziu decât în \u200b\u200bObservatorul Greenwich?
11. Determinați coordonatele geografice ale locului în care punctul culminant superior al starului a - - Didactica - Lucrarea de testare - sarcina
