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9月22日晚上7点后在科研行政楼 16楼如果天气允许, 有利用望远镜赏月的活动欢迎感兴趣的同学参加 也可电话3601396咨询刘凯上节课主要内容回顾天体和太阳的周日视运动天体永不升,永不落的条件存在极昼和极夜的条件太阳的周年视运动 太阳周年视运动的方向与地球公转的真实方向是一致的,也与地球的 真实方向是一致的。但是在天球上看到的太阳周日视运动的方向与地 球的周日视运动方向刚好相反,也就是说在天球上看到的太阳周年视 运动的方向与周日视运动的方向刚好相反。太阳参与周日视运动,是 东升西落,自东向西;同时太阳相对于星空背景的周年视运动,是自 西向东。 太阳运动的不均匀性 太阳运动所经过的途径,在(3月21号-9月22 号)中间走过了180度,恰好和(9月23日-3 月21日)走过的度数一样。可是我们可以 计算一下,春季和夏季一共经过了186天, 而秋季和冬季只经过了179天。这就是说, 秋季和冬季,太阳在天球上运动得较快, 而春季和夏季运动得较慢。在1月4日附近 太阳移动得最快(每天11),而在7月4日 附近移动得最慢(每天57)。这主要是 由地球绕太阳公转不均匀引起的。作业1:根据球面三角的公式,推导已知天体高度h,方位 角A和地方纬度,计算它的赤纬和时角t的方程?作业2:南京一对夫妇看中了南京市某小区一栋小高层楼二楼 中部一套房,小区环境优美,交通方便,他们看中的这套房 朝向正南方,面积适中。缺陷是正南不远处正好有一栋东西 方向上的小高层挡住了阳光,冬季阳光明显不足。经实地测 量,南边那栋楼二楼(与他们拟购的那套房处于同一水平面 上)以上的高度和到他们那套房的南北向楼距比例为1:1.1。 请粗略估算下,他们这套房从秋分到次年春分(约180天)有 多少天见不到太阳?(南京的纬度为3203)时间的含义时间要用物质的运动来度量。选择不同的物质运动形式来 表达或计量时间的过程中,选择的物质需要: (1)具有固定的周期-周期性; (2)均匀等速运动-稳定性; (3)大多数人都能观测到-可测性。测量时间的原理真太阳时:真太阳日就是太阳中心连续两次上中天的时 间间隔。平太阳时:我们设想有一个点,它不是在黄道上移动, 而是在赤道上移动:它在赤道上运动是均匀的;这个点 在赤道上滑动一周(即连续两次在赤道上经过春分点) 所需的时间,和真太阳在黄道上滑动的那个一周(即真 太阳连续两次经过春分点)所需的时间相等。这个假设 的点,定义为平太阳。平太阳在天球上绕行一圈的时间恒星时:天球上春分点连续两次上中天的时间间隔,定 义为“恒星日”。地方时: 以本地子午面作起算平面,根据任意量时天体所确 定的时间,均称该地的地方时。如量时天体分别为春分点、 真太阳、平太阳所测量的地方时分别为:地方恒星时、地方 真太阳时、地方平太阳时。区时:以经线为界,把全球分为24个区,每区跨经度15, 各区把中央经线的地方时作为本区统一使用的标准时。这样 的区,称为时区;这样的时间,称为区时。日期如何变更呢?从图可以看出,日界线的东侧是西12区,日 界线的西侧是东12区。国际上规定,东12区比西12区早1日。 所以,从西12区进入东12区,日期要加1日;从东12区进入西 12区,要减1日。但东12区和西12区这两个半时区,在方向上 ,东12区在西,西12区在东,所以,自东向西越过日界线(相 当于从西12区进入东12区)要加1日;自西向东越过日界线( 相当于从东12区进入西12区)要减1日。第三章 时间和历法3.2 历法基础知识介绍计算长的时间间隔的系统称为历。编历是天文学的一个任务。 天象的周期变化,给我们提供了时间的单位。但时间单位有长有短 ,短的只便量度不太长的时间,长的就不变量度短的时间。“年”、“ 月”、“日”是根据地球公转、月球公转和地球自转来决定的。这三种 单位都是彼此独立的,它们并不可以通约。换一句话讲,年和月都 不能用任何比例系数来完全精确的规划到日。回归年(365.2422 日)和朔望月(29.5306)都不是整数,都不能简单通约。如果 按年、月的实际长度作为历法中的年和月,那么年和月开始时刻在 一日中将是不固定的,这对人们的生产和生活都很不方便,因此, 历法中的年和月都是整日数,都是人为规定的。这种整日数的年和 月,称为历年和历月。既然历年不等于回归年,历月不等于朔 望月,它们之间存在着一定的差值。如果对差值置之不理, 积久了,积多了,将会造成历法的混乱。对差值的适当处理 ,在历法中叫做置闰。置闰的目的,就是使历法的起算点总 是接近所规定的日期。根据选定的天体的运动实况和认为定出的年、月的长 度,以及选取的不同的历元-起算点,而制定出太阴 历、太阳历和阴阳历三种大类型。几个问题: 1.为什么阳历中2月最短? 2.为什么8月要为31天? 3.为什么人在19岁的阴历和阳历生日为 同一天?太阴历太阴历简称阴历。阴历是把月看作首要成分,力求把朔望月作为历 月的长度,而历年的长度是人为规定,与回归年毫无关系的历法。 朔望月的长度是29.5306日,所以阴历的历月,规定单数的月为30 天,双数的月为29天,平均29.5天,并以新月始见为月首。12个 月为一年,共354天。然而12个朔望月的长度是354.3671天,比历 年长0.3671天,30年共长11.013天。因此,阴历以每30年为一个 置闰周期,安排在第2、5、7、10、13、16、18、21、24、26、 29各年12月底,有闰日的年称为闰年,计355天。经过闰日安插, 在30年内仍有0.013天的尾数没有处理,不过这要经过2400余年方 能积累一天,届时只要增加一个闰日就行了。阴历起始历元是回教 教主穆罕默德从麦加迁到麦地那的一天,即儒略历公元622年7月 16日(星期五)作为纪元和岁首。这种历法平年只有354日,闰年也只有355日,比回归年约少11天 左右,3年就要短1个月,约17年就会出现月序与季节倒置的现象, 比如原来1月份在冬天,17年后,1月份就在夏天了。当农业慢慢发 展以后,需要历法的月份和四季、农业与气候密切配合。然而,阴历 是满足不了这个需要的。为了解决阴历与农业生产上的矛盾,解决办法:一是放弃,即取缔 以朔望月为基本单位的阴历,采用以气候变化周期的回归年为基本单 位制定新的历法,这就是稍后要介绍的阳历。二是阴历和阳历两种并 行使用,如伊斯兰教的民族,在宗教节日上用阴历,在农业生产上用 阳历。三是协调,即仍以朔望月的长度作为一个月,而历年的平均长 度为回归年,经过恰当的调整后,使之基本符合寒暑变化的常规。也 就是说,根据月亮绕地球公转周期以定月,根据地球绕太阳公转周期 以定年,这样制定的历法,叫阴阳历。还有一种是阴阳历和阳历并行 使用,如我国的农历。太阳历-以公历为例太阳历简称阳历,它纯粹以回归年为基本单位,与朔望月毫无关 系。把年看作首要成份,力求把阳历历年的平均长度等于回归年, 月的日数和年的月数都是人为规定的。现今全世界通用公历,即格 里高利历,就是阳历,它是由儒略历发展而成的。儒略历 公元前46年,罗马的最高统治者儒略凯撒邀请天文学家 索西琴尼进行历法改革,制订新历,称为儒略历,又称旧太阳历。 儒略历把一个回归年定为365.25日,并规定每年设12月,单月31日 ,双月除2月29天(因二月份是当时罗马处决犯人的月份,二月份 减少1天,表示执政者的仁慈)外,其余是30天,共计365天,每隔 三年置一闰年,闰年时在二月内加一闰日,也是30天。闰年共计 366天。儒略凯撒儒略凯撒在改历后一年(即公元前45年)逝世,为了纪念他,他的旧臣 僚把他出生的7月(大月)改为儒略月。掌握权利的僧侣们把“每隔三年置 一闰年“规则,误解成“每三年置一闰年“。这样,自公元前42年置闰开始 到公元前9年短短33年中,竟置闰了12次,比恺撒规定多了三个闰年。当 时的最高统治者,恺撒的侄子奥古斯都对儒略历作了修正。下令改历:一是规定从公元前8年到公元3年不再闰年,等把多闰的3年 扣回后再按4年1闰的办法实行;二是他把自己出生的8月改为大月,并称“ 奥古斯都月“,8月以后大小月颠倒,结果多了一个大月,就再从2月份中 扣除1日,平年的2月份就剩28日。后人把此称为奥古斯都历(其实本质 上还是儒略历)。这样没有规律的月的日数(1、3、5、7、8、10、12是 大月,2、4、6、9、11是小月),仍然在现行的公历中沿用着。奥古斯都国际通用的公历(格里历) 儒略历在当时可以说是最好的历法。欧 洲一些基督教国家于公元325年在尼斯会议决定共同采用,并根据当时 的天文观测规定春分日必须在3月21日,然而,儒略年(365.25日) 比回归年(365.2422日)长0.0078日,即11分14秒。这个小小的差值 ,从公元325年到1582年的1257年间积累了约10天的差误。 在公元 1582年测得太阳于3月11日便通过了春分点,春分日比规定的3月21日 提早10天来临。历日与天象不符合,必须对历法进行修订。罗马教皇格里高利十三世采纳了意大利医生利里奥的建议,并于公 元1582年3月1日颁布了命令:一是把当年10月4日后的一天作为10月 15日,即把10月5日至14日的10天勾销(历史上空白了10天);二是 把4年1闰改为400年97闰,置闰的办法是:凡世纪年份(为100的倍数 )能被400除尽者才是闰年,其余年份能被4除尽者为闰年。当然,这 样闰法,比起儒略历经过128年就相差一日要精确得多。但每400年还 是多闰0.12日,4000年就多闰1.2日 ,因此,如果这一历法继续使用 下去,公元4000年和8000年亦不应作闰年。因为,在几千年中,回归 年的长度也会改变的。我国从1912年明国政府成立时宣布采用公历。阴阳合历以夏历为例我们自有史以来常用夏历,夏历是一种阴阳合历。夏历把回归年和朔望 月这两个独立的时间长度调和起来,同时考虑这两个周期,使其能协调 起来。阴阳合历中,有的月有30天,称为大月,有的月29天,称为小月。一年 又12各月,共计354或者355天。这和回归年相差11天左右,为了使平均 年里接近回归年,约每隔3年设置一个闰月。中国早已发现(公元前6世 纪春秋时代,而古希腊在公元前433年发现了这个周期),19各阴历年中 加入7个润月,就和19个回归年的长度几乎相等了。这是因为:19个回归年=19365.2422=6939.6018日 1219+7个朔望月=23529.5306=6939.6910日由于闰月的安插,阴阳历的一年长度相差很大,平年是353 355天,闰年383384天。如何安插闰月,这跟二十四 气中的中气有关。在阴阳历中,每个月都有它固定的中气 ,如含有雨水的月份为正月,含有春分的月份为二月 大寒则是腊月(十二月)的中气。在十九个回归年中,有 228个节气和228个中气,而阴阳历十九年中有235个朔望 月,显然有七个月会没有节气和七个月没有中气。在西汉 天文学家邓平和落下闳制定太初历时,规定以没有“中 气“的月份,作为这一年的闰月,它用上月的名称,并在前 面加上一个“闰“字,这种置闰办法,被后来历法家一直采用 着.夏历中,把一个回归年分成24个节气。太阳在黄道上每运行15度称为一 个节气,每个节气都配以适当的气象和天文名称。由于夏历和农业生产的 关系十分密切,所以夏历也称为农历。春 季立春 2月35日雨水 2月18-20日惊蛰 3月5-7日 春分 3月20-22日清明 4月4-6日谷雨 4月19-21日 夏 季立夏 5月5-7日小满 5月20-22日芒种 6月5-7日 夏至 6月21-22日小暑 7月6-8日大暑 7月22日-24日 秋 季立秋 8月7-9日处暑 8月22-24日白露 9月7-9日 秋分 9月22-24日寒露 10月8-9日霜降 10月23-24日 冬 季立冬 11月7-8日小雪 11月22-23日大雪 12月6-8日 冬至 12月21-23小寒 1月5-7日大寒 1月20-
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