Біз бірінші бөлімде астрономияда нүктенің кеңістіктегі орнын анықтауда қолданылатын координат жүйелерін қарастырғанбыз
Жұлдыздық, нақты және орташа күндік тәуліктер
жүктеу/скачать 195,96 Kb.
|
3-дәріс. Уақыт ЖӘНЕ ОНы өлшеу
| Жұлдыздық, нақты және орташа күндік тәуліктер
Уақыт теңдеуі Жұлдыздық тәулік көктемгі күн мен түннің теңелу нүктелерінің екі аттас қатар жоғарғы кульминацияларының арасындағы уақыт интервалы ретінде анықталады. Жұлдызды уақыттың біркелкілігі Жердің бірқалыпты айналуымен ғана анықталады. Бірақ күнделікті өмірде жұлдызды уақыт жарамсыз, өйткені Күннің эклиптика бойымен жылжуына байланысты көктемгі күн мен түннің теңелу нүктесінің жоғарғы кульминациясының болу уақыты бір жыл ішінде Күннің жоғарғы кульминациясының болу уақытымен салыстырғанда жылжып отырады және ол тәуліктің әртүрлі уақытында болады, ал жұлдыздық тәулік күндік тәуліктен 3м56с,55 (, төменгі жақты қара) шамаға қысқа. Уақыттың аз аралықтырын беру үшін жұлдыздық тәулікті 24 сағатқа, ал сағатты – 60 жұлдыздық минутқа, минутты – 60 жұлдыздық секундқа бөледі. Аспан сферасы бір тәулікте толық бір айналыс жасағандықтан, ол 1 жұлдыздық сағатта 15о-қа, бір минутта - 15′-қа, бір секундта - 15′′-қа бұрылады. Шырақтың шарықтауы мен сағаттық бұрышы жұлдыздық уақытпен қарапайым қатынаспен байланысқан: . Күндік уақыт жұлдыздық уақытқа қарағанда күнделікті өмір қажеттілігіне сәйкес келеді, бірақ оны анықтау өте қиын. Нақты күндік тәулік Күн дискісінің ортасының екі аттас қатар жоғарғы кульминацияларының, немесе екі қатар талтүстің арасындағы уақыт интервалы екені белгілі. Жер эллипс тәріздес болғандықтан, перигелийге жақындағанда (қаңтардың басында) Жердің жылдамдығы жоғары (максимал) мәнге ие болады және нақты күндік тәулік ішінде ол Күнге қарай 61,1 минутқа, ал афелийге жақындағанда (шілденің басында) – 57,2 минутқа жылжиды. Сондықтан нақты күндік тәулік қыста ұзағырақ та, ал жазда – қысқа болады. Жердің Күнді айнала эллипс бойымен қозғалуына байланысты нақты күндік тәуліктің біркелкі болмауын амплитудасы 7,6 минут болатын бастапқы фазасы 4 қаңтарда перигелийге сәйкес келетін периоды 1 жыл синусоида арқылы беруге болады: . Сонымен бірге эклиптиканың экваторға көлбеулігіне байланысты эклиптиканың бірдей кесінділерінің экваторға проекциялары бірдей болмайды. Нақты күндік тәулік пен жұлдыздық тәулік арасындағы бұл айырмашылық периоды жарты жыл болатын, амплитудасы 9,8 минутқа тең, бастапқы фазасы көктемгі күн мен түннің теңелу күнінен басталатын синусоида арқылы анықталады: (көктемгі күн мен түннің теңелуі жыл басынан 81-тәулік). Біркелкі күндік уақыт алу мақсатында «орташа күн» ұғымы енгізілген болатын, ол - Күн центрі ретінде алынған және аспан экваторымен нақты күн бағытымен 1 жыл периодымен (~365, 2422 тәулік) бірқалыпты қозғалатын жалған нүкте. Жұлдыздық уақыт сияқты «орташа күннің» сағаттық бұрышы орташа күндік уақытты анықтайды, ал «орташа күннің» екі жоғарғы кульминациясының арасындағы уақыт – орташа күндік тәулік деп аталады. 1925 жылға дейін «орташа күннің» жоғарғы кульминациясы орташа күндік тәуліктің басы деп саналды, ал 1925 жылдың 1 қаңтарынан бастап халықаралық келісім бойынша 12 сағатқа тең деп есептелді. Сондықтан календарлық тәуліктің басы түнге келеді. Орта күндік тәуліктің ұзақтығы тұрақты. Орташа күннің шарықтауын есептеу қиын емес, ол бір тәулікте шамаға өседі. Сондықтан күндік тәулік жұлдыздық тәуліктен дәл осы шамаға ұзақ. Егер орташа күннің сағаттық бұрышын арқылы белгілейтін болсақ, онда орташа күндік уақытты былай анықтауға болады: . (5.1) Нақты және орташа күндік уақыттарды байланыстыру үшін уақыттың бір моменті үшін жұлдыздық уақытты нақты күннің сағаттық бұрышы мен шарықтауы арқылы және орташа күннің сағаттық бұрышы мен шарықтауы арқылы өрнектейміз. Екі өрнекті теңестіріп мынаны аламыз: , немесе (5.2) Мұндағы айырымы уақыт теңдеуі деп аталады. Жердің белгілі қозғалыс заңдылықтары арқылы бұл шаманы алдын-ала кез келген уақыт моменті үшін есептеуге болады. Сондықтан да орташа уақытты нақты күннің сағаттық бұрышын өлшеп, оған -ның сәйкес мәнін және 12 сағатты қосу арқылы алуға болады: . (5.3) 2000 жылға арналған уақыт теңдеуінің графигі 5.1-суретте көрсетілген. Басқа жылдар үшін де график өзгермейді, тек қана горизонталь ось бойынша 1-2 тәулікке ауытқулар болуы мүмкін, себебі күндік жыл тәулікке бүтіндей бөлінбейді. Бір жылдағы n-нөмірлі күнге сәйкес уақыт теңдеуінің жуық мәнін жоғарыда келтірілген нақты күндік тәулігінің 2 түрлі ауытқуларының айырмасы деп алуға болады: (5.4) Бірінші қосынды орбита бойымен Жер қозғалысының біркелкі еместігін ескереді (4 – перигелийден өткен күннің реттік нөмірі, жуық шамамен 4 қаңтарға сәйкес келеді), ал екінші қосынды – эклиптика бойымен Күн қозғалысының экваторға проекциясы (көбейткіш екі еселенген, өйткені период жарты жылды құрайды, ал 81 – көктемгі күн мен түннің теңелу күнінің нөмірі). Бір жыл ішінде төрт рет нөлге ұмтылады (шамамен 15 сәуірде, 14 маусымда, 1 қыркүйекте және 25 желтоқсанда) және 4 рет ең үлкен мәнге ие болады (11 ақпанда, 15 мамырда, 26 маусымда және 3 қарашада, олардың сәйкес мәндері мынандай: +14,3 мин, -3,7 мин, +6,4 мин және -16,4 мин). Көбінесе уақыт теңдеуі желтоқсан айында өзгереді (тәулігіне 30 секунд), бұл өте қызықты құбылыс болып табылады. Жылдағы ең қысқа күн (солтүстік жарты шарда) қысқы тоқырау күні екені белгілі, 22 және 23 желтоқсан. Бірақ Күннің эфемеридаларынан мынаны табуға болады: күннің ең ерте батуы желтоқсанның ортасына, ал ең кеш шығуы – желтоқсанның аяғына келеді. Ол былай түсіндіріледі. Күн тоқырауға дейін Күннің ұзақтығы ақырындап қысқарған кезде бұл қысқару таңертең Күннің шығуының кешігуі арқылы және кешке Күн ұясына ерте батуы арқылы болады. Шығу және бату кезеңдері нақты талтүспен салыстырғанда симметриялы, бірақ күн сайын орта уақыттан кешігіп отырады. Сондықтан қысқы күн тоқырау алдында Күннің шығуының кешігуі нақты кешігудің арқасында (Күннің ауысуының азаюынан) болады және нақты талтүстің кешігуіне байланысты болады. Кешке нақты талтүстің ауысуының кешігуі Күннің ерте батуына қарсы әсер етеді де, Күннің батуы кешігеді. Нәтижесінде Күннің шығуы күн тоқырауынан кейін орташа уақыттан бірнеше күнге кешігеді, ал күннің жалпы ұзаруы кешкі Күннің батуының кешігуі салдарынан болады. Орта күннің жоғарғы кульминациясы (орта талтүс) Жердің бір меридианында жатқан барлық нүктелерге бір уақытта болады. Жердің айналуына байланысты бұл зона шығыстан батысқа қарай сағатына жылдамдықпен жылжиды. Соның нәтижесінде әрбір меридианда өзінің орташа күндік уақыты болады, ол оның ұзақтығына байланысты. Бұл уақытты жергілікті орташа уақыт деп атайды. Нөлдік меридианның жергілікті орташа уақыты, яғни Гринвич обсерваториясы арқылы өтетін (Лондонның шығыс аймағында) уақыт дүниежүзілік уақыт деп аталады және ол UT немесе ДУ деп белгіленеді. Бойлығы -ға тең жергілікті орташа уақыт дүниежүзілік уақыттан Гринвичтен шығысқа қарай -ға көп болады:
Енді жұлдыздық уақытты жергілікті орташа уақытпен және дүниежүзілік уақытпен байланыстыруға болады: , (5.6) , (5.7) мұндағы - Гринвичтегі дүниежүзілік уақыт 0-ге тең болғандағы (түн ортасындағы) жұлдыздық уақыт, - бойлықтағы жергілікті жұлдыздық уақыт. (5.6) және (5.7) өрнектердегі коэффициенті – орташа күндік уақыттың 1 сағатындағы жұлдыздық уақыттың өзгерісін білдіреді, сондықтан мен ()-ның мәндерін сағат, минут, секундпен беру керек. Әр тәуліктегі -дің мәндері астрономиялық жылнамаларды, мысалы, астрономиялық күнтізбелерде беріледі. жүктеу/скачать 195,96 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|