时间和历法(上)

1、北京天文馆北京天文馆 王玉民博士王玉民博士 时间的本质：时间的本质： 物质运动变化的序列和持续的性质物质运动变化的序列和持续的性质。时间有时间有“时段时段”、“时刻时刻”两个两个含义含义20052006200720082004地球、月球的运动给出三种天然的地球、月球的运动给出三种天然的时间单位：日、月和年。时间单位：日、月和年。时间的单位：时间的单位：年年 月月 日日 时时 分分 秒秒 盛盛年年不重来，不重来，一一日日难再晨，难再晨，及及时时当勉励，当勉励，岁岁月月不待人。不待人。 陶渊明陶渊明先民日出而作，日入而息，先民日出而作，日入而息，太阳是天然的钟表。太阳是天然的钟表。日晷日晷西汉漏壶

2、西汉漏壶沉箭漏沉箭漏浮箭漏浮箭漏多级漏壶多级漏壶水运仪象台水运仪象台 惠更斯摆钟惠更斯摆钟 天文钟天文钟 布拉格市政厅天文钟布拉格市政厅天文钟 石英钟石英钟 电波钟电波钟：在石英钟内增加了接收信号、数据处理、自动校正的功能。它可接收地面发射站以长波发送的标准时间信号来自动校正石英钟的走时误差。 用户用户时刻准确度时刻准确度频率稳定度频率稳定度 电视校频电视校频510-12 电力传输网电力传输网1微秒110-11高速数字通信网高速数字通信网0.5微秒510-12长河二号导航台长河二号导航台100纳秒310-12卫星测轨卫星测轨50纳秒110-12 巡航导弹巡航导弹50纳秒510 -13卫星导航卫

3、星导航20纳秒210-13电子侦察卫星电子侦察卫星10纳秒510-13时间的台阶时间的台阶测时测时 守时守时地球地球电台用户授时授时 恒星日恒星日 真太阳日真太阳日 平太阳日平太阳日 子午线子午线 真太阳日长度不等，最长与最短的一真太阳日长度不等，最长与最短的一 天相差达天相差达51秒。秒。赤道黄道春分点19世纪末，天文学家纽康设计了一个假想天体世纪末，天文学家纽康设计了一个假想天体平太阳平太阳1个个“平太阳日平太阳日”等分为等分为24个个“平太阳小时平太阳小时”，1个个“平太阳小时平太阳小时”再等分为再等分为60个个“平太阳分平太阳分”，1个个“平太阳分平太阳分”又等分为又等分为60个个“平

4、太阳秒平太阳秒”。这就是我们日常生活中所使用的时间。这就是我们日常生活中所使用的时间。 平太阳时与真太阳时的换算是严格平太阳时与真太阳时的换算是严格固定的，称固定的，称 “时差时差”。时时差差曲曲线线地方时地方时区区 时时世界时世界时1211109813141516北京北京伦敦伦敦巴格达巴格达东经东经120 时间的换算：时间的换算：两地的地方（平）时差等于经度差。两地的地方（平）时差等于经度差。15度度1小时小时世界时：世界时：0经线（本初子午经线（本初子午线）所在地方的标准时。线）所在地方的标准时。 UT （Universal Time）本初子午线本初子午线国际日期变更线国际日期变更线（4）

5、 新的世界时计量系统新的世界时计量系统20世纪，随着测时精度的提高，世纪，随着测时精度的提高，人们发现地球自转并不是绝对均人们发现地球自转并不是绝对均匀的。一年中有快有慢，并有长匀的。一年中有快有慢，并有长期减慢现象。期减慢现象。 1960 年世界度量衡标准会议定义年世界度量衡标准会议定义公元公元1900年为年为“平均太阳年平均太阳年”。秒定。秒定义更改为：一秒为平均太阳年之义更改为：一秒为平均太阳年之 31556925.9747 分之分之 一，称一，称1历书秒。历书秒。 历书时的特点：历书时的特点： 1.时间均匀；时间均匀； 2.不易获得，精度低。不易获得，精度低。世界第一台原子钟（世界第一

6、台原子钟（1000年误差年误差1秒）秒）9192631770 秒的新定义：秒的新定义： 1967 年举行的第十三届国际年举行的第十三届国际计量大会决定以铯原子的跃迁做为秒的新计量大会决定以铯原子的跃迁做为秒的新定义，即铯原子同位素定义，即铯原子同位素 Cs133基态超精细基态超精细能阶跃迁的能阶跃迁的 9,192,631,770 个周期所持续个周期所持续的时间定为的时间定为 1 秒，称作原子秒。秒，称作原子秒。 原子时（原子时（AT，Atomic Time）：）： 由原子钟按原子秒导出的时间。由原子钟按原子秒导出的时间。 老的时间定义：基本单位是日、回归年，老的时间定义：基本单位是日、回归年，再划分时、分、秒。再划分时、分、秒。 新的时间定义：新的时间定义： 基本单位是秒，基本单位是秒，分、时、日、年由秒累加得出。分、时、日、年由秒累加得出。 原子钟不仅用来计量时间，它本身原子钟不仅用来计量时间，它本身就是时间标度产生器。就是时间标度产生器。 1967年起，原子时取代历书时，年起，原子时取代历书时，从从1958年年1