Күн уақыты: әр түрлі түрлері, өзара байланысы, ғылымда қолданылуы және күнделікті өмір 1 Шынайы күн уақыты

Шынайы күн уақытын өлшеу күннің көрінетін тәуліктік қозғалысына негізделген; бұл ретте өзінің қозғалысымен шынайы күн уақытының ағынын анықтайтын нүктеде күн дискісінің орталығы қабылданады. Күн дискінің ортасының жоғарғы және төменгі шарықтау сәттері тиісінше шынайы жарты "шынайы толқу" деп аталады. Күн дискінің ортасындағы екі тізбекті бір аттас шарықтау арасындағы уақыт аралығы шынайы күн сәулесі деп аталады. Осы меридианда шынайы күн тәуліктерінің басында күн дискінің ортасының төменгі шарықтау сәті, яғни шынайы түн. Шынайы түн мезгілінен тәуліктің кез келген басқа кез келген сәтіне дейін өткен уақыт шынайы күн тәуліктерінің үлесінде көрсетілген шынайы күн уақыты деп аталады tʘ белгіленеді Тʘ.

Осы меридиандағы шынайы күн уақыты кез келген сәтте шынайы күннің сағат бұрышына тең Tʘ= tʘ + 12^h

Шынайы күн уақыты практикалық мақсаттарға жарамсыз. Мұның себебі-күннің көрінбейтін қозғалысы эклиптика бойынша, "" жер біркелкі емес қозғалады

Бірақ күн айналасында өз орбитасы. Бірқалыпты емес сағат бұрыштары, шынайы күн уақыт өзгереді.

2 Орташа күн уақыты

Біркелкі күн уақытын алу үшін орта экваторлық күн енгізілді. Бұл экватор бойынша бірқалыпты қозғалатын, сол етороиу-да тропикалық жылға тең болатын математикалық нүкте, эклиптика бойынша шынайы күн сияқты тропикалық жыл ішінде орташа күннің тікелей көтерілуі 24^h-ке өзгереді, ал бір орташа күн тәулігінде оның өзгеруі _m = 3^m 56^s, 555,ал бір орта шай үшін орташа күн өзгерісі болады.

_m = 9^s, 856 Жоғарғы осы меридианадағы орташа күннің теңдеулері орта жарты толқынды деп атайды, ал төменгі кульминация сәті - орта толқынды деп атайды. Орта күннің екі тізбекті төменгі шарықтау арасындағы уақыт аралығы " және бұл меридиан орта күн сәулесі деп аталады. Орташа күн сәулесінің басында бұл меридиан орта күннің төменгі шарықтау сәтін қабылдайды (яғни орташа түн).

Орта экваторлық күннің кез келгеніне дейінгі төменгі шарықтау мезетінен өткен уақыт орташа күндердің үлесінде , орташа күн уақыты деп аталады. Орташа күн уақыты және осы меридианның кез келген сәтте мынаған тең:

T_m=t_m+12^h

мұндағы t_m — орта күннің сағат бұрышы.

Орта күн уақыты астрономияда да, күнделікті өмірде де негізгі уақыт болып табылады. Оның барысы жоғары дәлдіктегі уақыт эталонымен орындалады,

3 Уақыт теңдеуі

Шынайы және орташа жарты жылдықтың сәттері әдетте сәйкес келмейді,себебі бұл сәттерге шынайы н орта күннің тікелей өрлеуі әртүрлі. Жұлдызды уақыттың S-сәті болсын, онда сіз жазуға болады: S=t_m+_m, және, екінші жағынан, жұлдызды уақыттың сол сәті:S=tʘ+ʘ Демек,

tʘ -t_m=_m, -ʘ

Орташа және шынайы күннің сағаттық бұрыштарының айырмашылығы уақыт теңдеуі деп аталады және  білдіреді, себебі орташа күн уақыты орташа күннің сағаттық бұрышына тең, 0^h ұлғайтылған, ал шынайы күн уақыты - 12 ^h - ге ұлғайтылған шынайы күннің сағаттық бұрышына тең.

tʘ -t_m= Tʘ- T_m, =

Осылайша, уақыт теңдеуі орта күн уақытынан ақиқатқа көшуге мүмкіндік береді тура және керісінше. Уақыт теңдеуінің мәні жыл сайын астрономиялық"күн" кестесіндегі жылнамада "жер динамикалық уақыты 0^h. Уақыт теңдеуі- үздіксіз өзгереді, өйткені үздіксіз және әртүрлі жылдамдықтармен тікелей өзгереді шынайы және орташа күннің шыңдары мен сағат бұрыштары, сонымен қатар, уақыт теңдеуі ретінде оң және теріс бола алады.

Астрономияда жергілікті уақыт осы географиялық меридианның уақыты деп аталады. Жергілікті уақыт жұлдызды және күн - орташа немесе шынайы болу. Орын айырымы-бір физикалық сәтте екі меридианның көбеюімен тең:

m₂ - m₁= ₂ - ₁

Бұрын көрсетілгендей, әрбір меридиану тіркелген физикалық сәтте сәйкес-

жергілікті уақыт' бірақ жер шарында мұндай уақыт шексіз. Сондықтан жерде түрлі аймақтар үшін белгілі бір дискретті уақыт енгізілді. Бұл уақыт Т_N белдік уақыты. Оны енгізу үшін жер шарын сағаттық белдікке бөлінген, онда N-өлшеммен осы сағаттық белдіктің негізгі немесе осьтік меридианның орташа уақыты ғана пайдаланылады. Нөлдік Гринвич меридианның орташа күн уақыты Дүниежүзілік немесе әлемдік (UТ) деп аталады - сонда кез келген басқа меридианның жергілікті уақыты болады:

m_ =UT+^h

UТ = 0^h 00^m мәні бастапқы меридиандағы орта күннің төменгі шарықтау сәтіне сәйкес келеді. Негізгі меридиандардың ұзақтығы 15° еселенеді: _N=15° *N

Т _N = UT + N = m_ -^h +N

Маңызды, уақыт белдеуінің бойлығы мен нөмірі кезінде белгіні есепке алу туралы-Гринвич меридиандардың шығысына қатысты Бойлықтар мен сағат белдеулері оң, батыстар үшін-сағат белдеуінің нөмірі және бойлық мәні теріс болып саналады.

Әдетте сағат белдеуі шегінде, өйткені осьтік меридиан оның ортасында орналасқан,

жергілікті уақыт (осы меридиандағы уақыт) және белдік уақыт арасындағы айырмашылық, яғни

осьтік меридианның орташа уақыты жарты сағаттан аспайды. Бірақ жиі шекара немесе өзге де сағаттық белдеу мемлекеттердің шекарасын ескере отырып өтеді, ТББ әрдайым сақталмайды. Cол себепті нақты меридианның бойлық мәні бойынша уақыт белдеуінің нөмірін анықтауда қателіктер болуы мүмкін.

Белдік уақыттың тағы бір түрі-Еңбек күнін ауыстыру үшін солтүстік ендік бар елдерде енгізілген декреттік, тәуліктің неғұрлым жарық уақыты. Декретное время ретінде анықталады:

Т_Д=T_N+1^h

Сонымен қатар, 2011 жылдың күзіне дейін Ресейде белдіктен екі сағатқа ерекшеленетін жазғы декрет уақыты қолданылды.

Т_Д=T_N+2^h

Бірақ декреттік уақыт алып тасталмады, сондықтан енді Ресей аумағында сағаттардың көрсетулерінің айырмашылығы 2^h белдіктен айырмашылығы.

5 Эфемеридтік уақыт Күн жүйесі объектілерінің орналасуын анықтау үшін дәлел ретінде. Жер уақыты

Тарихи астрономияда уақыт есебінің келесі жүйелері қалыптасты:

• 
  жердің жұлдызды уақыты және күн дәл (осьтік) айналу жүйелері;
  

-аспан механикасының тәуелсіз айнымалы дифференциалдық теңдеулерін анықтайтын эфемерцщюго уақыт жүйесі, "Ньютон динамикасы шеңберінде Күн жүйесі денелерінің гелио-центрикалық қозғалысының таза гравитациялық теориялары негізделген; эфе - меридтік уақыт өлшемі гелиоцентрикалық орбитада Жер қозғалысының кезеңімен анықталған.;

-Күн жүйесі денелерінің барицентриялық (масса орталығына жатқызылған) қозғалысының реляти-вистік теорияларымен анықталған барицентрикалық және жер динамикалық уақыт жүйелері;

- электромагниттік тербелістерді генерациялау процесіне негізделген атомдық уақыт жүйесі

атомдар мен молекулалардағы кванттық ауысулар кезінде; атом уақытының өлшемі жиілікпен байланысты

осы тербелістердің белгілі бір атомах және молекулах ауысқан арасындағы белгілі бір кванттық механикалық (энергетикалық) деңгейлер. Жұлдыз және Күн жүйесі жоғарыда қарастырылған.

5.1 Эфемеридті уақыт ЕТ

Аспанның тәуліктік айналу құбылысымен байланысты зкздаого және Дүниежүзілік уақыт жүйелері-

оның осі айналасының біркелкі емес айналуын дәл көрсететін дәлме-дәл-

уақыт шкалалары; және жұлдызды секунд, және орташа секунд, тең 1/86400 паста сәйкес-

және негізгі уақыт бірліктері ретінде жарамсыз. Нерав-

жердің тәуліктік айналу жылдамдығының номерлілігі, негізінен, келесі құбылыстардан туындаған;

а) жер денесіндегі айналудың Жер осі орналасуының болжаусыз өзгеруі

еркін немесе Эйлерлік нутациямен және жер полюстерін жылжытуда көрінетін,

б) маусымдық вариациялармен

жердің тәуліктік айналуының бұрыштық жылдамдығы

теорологиялық себептер.

в) құйылу үйкелуінен жердің айналуының ғасырлық баяулауы. жер айналу энергиясының шашырауы

г) Күн активімен байланысты болуы мүмкін жердің бұрыштық жылдамдығында Флуктуациялармен- жауапкершілігі.

Сондықтан Күн жүйесі денелерінің гелиоцентрлік орбиталық қозғалыстарының Ньютон ди-намикасымен анықталатын жаңа уақыт шкаласын енгізу қажеттілігі туындады; осы аспан денелерінің қозғалыс гравитациялық теорияларының негізінде жатқан дифференциалдық теңдеулерде көрініс табатын тәуелсіз айнымалы шкаласы.

Жердің тәуліктік айналуының әркелкілігіне байланысты аспан денелерінің байқалатын жағдайлары біркелкі емес дүниежүзілік уақыттың функциялары болып табылады, ал ньютондық динамика шеңберіндегі қозғалыстың гра-витациялық теориялары негізіндегі есептеулер біркелкі эфемеридті уақыт функциясында теориялық ережелер береді. Сондықтан кез келген уақытта UТ Дүниежүзілік уақыт жүйесінде тіркелетін бақылаулар көктегі объектінің бақыланған координаттары теориялық координаттардан ерекшеленетін болады және осы объектінің тәуліктік қозғалысы тез болған сайын, ат жүйесіндегі бақылау сәті мен эфемеридтік уақыт жүйесіндегі теориялық координаталарды беретін эфемерид сәті арасындағы Т уақыты аралығындағы координаталардың өзгеруіне сәйкес көп болады. Т шамасы эфемеридтік уақытқа түзету деп аталады және әрқашан мағынасы бар:

Т = ЕТ-UT.

Бұл түзету практикада айдың бақылауы бойынша анықталады.

Жұлдыздардың астрономиялық бақылауларын өңдеу тәжірибесінде тікелей UТ0 белгіленетін Дүниежүзілік уақыт алынады. Обсерваторияларды бақылау, сондай-ақ жердің се-Верный полюсінің қозғалысын, яғни полюстің қабылданған орта жағдайына қатысты сәттік полюстің жылжу шамасы мен бағытын анықтайды. Бақыланған барлық-бейбіт уақытқа тиісті түзетуді енгізу ИТ0 және күнделікті өмірде уақытты өлшеудің негізін құрайтын UT (немесе UТ1) Дүниежүзілік уақыт жүйесін береді.

Кванттық радиофизика, радиоспектроскопия және кванттық электроника саласында қол жеткізілген Прогресс белгілі бір жағдайларда атомдар мен молекулалардың бір энергетикалық күйден екіншісіне резонанстық ауысуы кезінде болатын тербелмелі үдерістің үлкен дәлдігімен қайталанатын, табиғи жағдайға негізделген жаңа жиілік эталондарын жасау мүмкіндігіне себепші болды. Жоғары дәлдіктегі кварц сағаттарымен жоғары тұрақсыз Атомдық және молекулалық жиілік эталондарының үйлесімі АТ Атом уақытының шкаласын анықтайтын Атом сағаттарын береді. Атомдық уақыт жүйесі ұзақ уақыт аралығында біркелкіліктің жоғары дәрежесімен сипатталады және жердің тәуліктік айналуына да, Күн жүйесі денелерінің қозғалыс теориясына да байланысты емес. Осылайша, Атом уақыты жүйесінің әрбір шкаласы нақты кварц сағаттарының жиілігін тұрақтандыратын нақты атомдық (молекулалық) жиілік эталонымен, яғни атом сағаттарының нақты жиынтығымен анықталады.

АТ жүйесіндегі уақыт өлшем бірлігі үшін 9192631770 тербелістер жасалатын уақыт аралығы ретінде анықталатын атомдық секунд қабылданады.

цезий Сs¹³³ атомы жұтатын сәуле шығару жиілігінің энергетикалық деңгейлері арасындағы резонанстық ауысқанда сыртқы магнит өрістерінен ауытқулар болмаған кезде анықталған кванттық магнит сандары бар белгілі бір негізгі жай-күй құрылымының Аса жіңішке энергетикалық деңгейлері арасындағы резонанстық ауысқанда.

Атом уақытының әртүрлі шкалалары өзінің нуль-пункттерімен ерекшеленеді; нуль-пунк-тердің әртүрлілігі жиіліктің тиісті эталондарының кездейсоқ және жүйелі қателіктері салдарынан тұрақты мәндерді сақтамайды. Өлшеу сенімділігін арттыру және уақытты сақтау үшін орташа немесе интеграцияланған уақыт шкалалары фор-мацияланады. Осындай шкалалардың бірі — ТАІ халықаралық атом уақыты — Халықаралық уақыт бюросы бүкіл әлемге орналастырылған Атом сағаттарының көрсеткіштері негізінде орнатылады. 2001 жылы ТАІ шкаласын қалыптастыруға шамамен 200 сағат қатысты.

5.3 UТС Дүниежүзілік үйлестірілген уақыты

1964 жылы UТС Дүниежүзілік келісілген уақыт (ҮЙЛЕСТІРІЛГЕН УАҚЫТ) жүйесі енгізілді, ол жердің тәуліктік айналуымен емес, ТАІ атомдық уақыт жүйесімен және Дүниежүзілік UТ уақыт жүйесіне өте жақын. КҚКО жүйесіндегі сағат көрсеткіштерінің және ТАІ жүйесіндегі бір мезгілде сағат көрсеткіштерінің айырмашылығы секундтың бүтін санымен ғана көрсетіледі. 2009 жылғы 1 қаңтардан бастап ТАІ-UТС айырмасының мәні +348 тең деп белгіленген. UТ1 Дүниежүзілік уақытының шкалаларының және ЦТС уақытының айырмасы 0 шегінде.Т 1972 жылға дейін уақыт сигналдарының жиіліктерінің сатылы жылжуымен қолдау тапты. 1972 жылдан кейін жиіліктік жылжулар тоқтатылды UТ1және UТС жүйесінде жұмыс істейтін сағат көрсеткіштерінің UТ1-UТС айырмасы 0.^s90 аспауы үшін ±1^s-ке өзгеруі енгізілді.

Кез келген динамикалық уақыт шкаласы Күн, Ай және Күн жүйесі ғаламшарының динамикалық теорияларының аргументі ретінде анықталады. 1991 жылдан бастап үш негізгі динамикалық уақыт шкаласы пайдалануға енгізілді:

а) ТСВ — барицентрикалық ҮЙЛЕСТІРІЛГЕН УАҚЫТ — Күн жүйесінің барицентрінде (масса ортасында) жүретін сағатты көрсететін уақыт.

б) ТСG — геоцентрикалық координаттық уақыт — геоцентрдегі сағаттарды көрсететін уақыт.

в) ТТ — жер уақыты — жердегі сағаттармен өндірілетін тірек уақыты; оның өлшем бірлігі геоидтағы атомдық секундпен белгілі бір қалыпты геопотенциалмен сәйкес келеді.

Эфемеридтік уақыт шкаласының қанағаттанбаушылығынан бұл жүйе 1979 жылы ТDТ жердегі динамикалық уақыт шкаласымен ауыстырылды. 1991 жылдан бастап ТТ жер уақытының шкаласы ТDТ шкаласының баламасы ретінде қарастырылады. Бұл уақыт жер бетінен жүргізілетін бақылауларды редукциялау кезінде қолданылады. Бұл жүйе эфемеридті уақыт шкаласымен үздіксіз сабақтастықты сақтайды. Жер уақыты қазір көзге көрінетін геоцентрикалық эфемеридтің негізгі дәлелі болып табылады.

5.5 әр түрлі уақыт шкалаларының байланысы

а) ДҮНИЕЖҮЗІЛІК ҮЙЛЕСТІРІЛГЕН UTC уақыты ТАІ халықаралық атом уақытынан T секундтың бүтін санына ерекшеленеді.

б) жердің орта осі айналасында айналуымен анықталатын ИТ1 (немесе ИТ) Дүниежүзілік уақыты UТС-дан UТ1 шамасына ерекшеленеді. яғни, UT1 = UТС + UТ1. Бұл айырмашылық ешқашан 0,^s9 аспайды.

в) жер динамикалық уақыты ТDТ немесе оған ұқсас ТТ жер уақыты ТАІ халықаралық атом уақытынан 327-ге дәл: ТТ = ТАІ + 32.s184

Сонда жер уақыты:

TDT = ТТ = UТС + (Т + 32.s184) = UТ1 + (Т + 32.s184 - UТ1)

Мұнда Т + 32.s184 - UТ1 Т (А) ретінде белгіленеді. Сонда