A. 時間是怎樣計量
從古代起,人們就以太陽高度最高的時刻作為正午。太陽從正午開始向西移動,下山後,經過1個黑夜,又從東方升起來,再到正午,這么1圈所經過的時間間隔,就叫做1個真太陽日。真太陽日分為24小時,就是真太陽時。古時用日晷(音:軌)記的時間,就是真太陽時。
後來發現,1年內真太陽日的長度逐日不同,最長與最短時可相差51秒。原因就在於前面所說的兩點:一是太陽視運動速度不均勻,二是黃赤交角。我們計量時間是以地球自轉為標準的,也可以說是以天赤道為標準的。可是太陽是在黃道上運動,即使太陽視運動是均勻的,但它們在赤道上的投影是不均勻的。因此,黃赤交角的存在,增加了計量時間的復雜性。既然真太陽走得有快有慢,那麼,要做1個鍾表機械跟著太陽走,有時快,有時慢,這是做不到的(鍾表機械只能是做比較均勻的旋轉)。所以,1820年法國科學院會議決定,將1年內各個真太陽日的平均值,作為1個「平均太陽日」或「平太陽日」,以平太陽日來定的時間就叫做「平太陽時」或「平時」。後來世界各國都採用這種計時辦法。現在,我們鍾表上的時間都是按平太陽時來計算的。
為了測量時間,人們就設想天上有1個「平太陽」,它在天赤道上走,並且每天走的速度都一樣;也是1年走1圈。這樣,平太陽時也可以跟真太陽時一樣來定義了。比如,當平太陽在南方最高位置時是正午。平太陽由正午到下一次正午所經歷的時間間隔就是1個平太陽日。1個平太陽日分為24小時,1小時分為印分,1分分為60秒。這樣,一秒的長度就是平太陽日的1/86400。
1個回歸年長為365日5時48分46秒,或365.2422平太陽日。習慣上省去「平太陽」,也就是365.2422日。但應理解,這「日」就是平太陽日。
上面講過,真太陽在黃道上1年走1周,平太陽在赤道上1年走1周;真太陽的運行速度是不均勻的,平太陽運動的速度是均勻的。所以在任何一天,平太陽與真太陽並不會在同一個方向上,或者說;平太陽正午時,真太陽不一定是正午。因而兩者所表示的時刻就會不一致。也就是說,真太陽時與平太陽時不一致,它們的差別就叫做「時差」。用公式表示就是:
真太陽時-平太陽時=時差。
或:視時-平時=時差。
時差的數值已按天體力學的方法預先計算出來了,它刊登在「中國天文年歷」中。1年當中,每天的時差都是不相同的,最大的時差可達16分,最小的是零。1年有4次為零,約在4月15日,6月14日,9月1日,12月24日。每年同一天的時差值並不完全相同,而有微小的變化。
如果我們應用經緯儀或其他儀器觀測了太陽,定出真太陽時,然後查出時差值,就知道當時的平太陽時了。
B. 沒有表怎麼測定時間
在鍾、表等現代的計時工具還沒誕生之前,古人最主要計時工具就是「日晷」(Sundial)和「刻漏」。「日」指太陽,「晷」表示影子,「日晷」的意思是「太陽的影子」。日晷是根據太陽在天空中的實際位置測定時間的一種儀器或器具,利用地球繞太陽公轉和自轉的運動規律測定時間。
日晷一般由晷面和晷針兩部分組成,太陽光將晷針的影子投影在標有刻度的晷面上,用以指示時間。而古代的科學發明經過藝術家對晷面和晷針進行藝術加工,就製成了形態各異的日晷。
在歷史進程中,我們的祖先在不同的時期發明和製造了各種適應當時社會經濟發展和人們生活需求的計時器。其中主要有圭表、日晷、漏刻、機械計時器等。
圭表
圭表是我國最古老的一種計時器,古代典籍《周禮》中就有關於使用土圭的記載,可見圭表的歷史相當久遠。圭表是利用太陽射影的長短來判斷時間的。它由兩部分組成,一是直立於平地上的測日影的標桿或石柱,叫做表;一為正南正北方向平放的測定表影長度的刻板,叫做圭。既然日影可以用長度單位計量,那麼光陰之「陰」,及時間的長短,,用「分」、「寸」表達就順理成章了。
日晷
日晷也是通過觀測日影計時的儀器,主要是根據日影的位置以確定當時的時辰或刻數。從出土文物來看,漢以前已使用日晷,在機械鍾表傳入中國之前,日晷一直是通常使用的計時器。日晷的主要部件是由一根晷針和刻有刻線的晷面組成,隨著太陽在天空運行,晷針的投影像鍾表的指針一樣在晷面上移動,就可以指示時辰。
漏刻
圭表和漏刻都是用太陽的影子計算時間的,然而遇到了陰雨天或黑夜便失去作用了,於是一種白天黑夜都能計時的水鍾便應運而生,這就是漏刻。漏,是指漏壺;刻,是指刻箭。箭,則是標有時間刻度的標尺。漏刻是以壺盛水,利用水均衡滴漏原理,觀測壺中刻箭上顯示的數據來計算時間。作為計時器,漏刻的使用比日晷更為普遍。我國古代諸多文人騷客留下了許多有關漏刻的富有詩情畫意的章句。如唐代詩人李賀:「似將海水添宮漏,共滴長門一夜長。」宋代蘇軾:「缺月掛疏桐,漏斷人初靜。」在機械鍾表傳入中國之前,漏刻是我國使用最普遍的一種計時器。
機械計時器
單純利用水的流動來計時有許多不便,人們逐漸發明了利用水做動力,以驅動機械結構來計時。公元前117年,東漢的張衡製造了大型天文計時儀器——水運渾天儀,初步具備了機械性計時器的作用。隨後歷代都相繼製作了附設有計時裝置的儀器,其中宋代蘇頌製造的水運儀象台,把機械計時裝置的發展推倒了一個新的高峰,水運儀象台的計時機械部分可以按時刻使木偶出來擊鼓報刻,搖鈴報時,示牌報告子、丑、寅、卯十二個時辰等。
這類計時器尚不能算是獨立的計時器,還是天文儀器與計時儀器的混合體,至十四世紀六十年代,我國的機械計時器已脫離了天文儀器而獨立,不但具有傳動系統-齒輪系,而且還有擒縱器,如果再進一步,就可能出現完全現代意義上的鍾表。但遺憾的是,功虧一簣,中國沒能做到這一點,最終機械鍾表還是從西方引進。
除上述幾種主要的計時器外,還有其他一些計時方法。如,香篆、沙鍾、油燈鍾、蠟燭鍾等。
考察古人的時間觀念,可以從兩個方面加以觀查:一是古人對時間科學劃分後制定的計時制;二是古人把時間、計時儀器和國家法制、政權興衰相聯系。
我國古代制定、沿用自成體系的計時法。百刻計時法最古老,使用的時間也最長。大約西周之前(公元前十一世紀),古人就把一晝夜均分為一百刻(一刻等於14.4分)。漢代(前206-公元220)除使用百克制外,還應用以太陽方位計時的方法,到隋唐(公元581-907)時,太陽方位計時衍生為十二時辰計時,百克制與十二時辰計時法並用。直到明末清初(十七世紀),西方機械鍾表傳入後,我國才改用一天二十四小時的計時法,但十二時辰仍沿用,每個時辰兩小時。為和二十四小時計時法相一致,我國古老的百克制演變為九十六克制,一個時辰內分為八刻、一小時內分為四刻,這樣一晝夜就為九十六刻,與世界通用的計時法相一致。
此外,我國古代還使用獨特的夜間計時方法,這就是「更」。「更」是計時單位,一夜分五更,每更時間長短依夜的長短而定。
C. 古人怎麼測量時間
1.計時的漏壺、漏刻
很早之前,用來記錄時間的工具是漏壺。一隻裝滿水的陶壺,底部流失的水就像流逝的時間,漏的水越多,代表流逝的時間越長。公元前1千多年,古埃及人就會用漏水的容器計量時間。
中國古代則用漏刻來測量時間,漏刻是由漏壺箭刻組成,漏壺里頭盛水,箭刻上的刻度用來表示時間。但漏壺漏水的速度並不穩定,滿水時,漏水較快,水快流盡時,漏水較慢。為了穩定水流速度,得多加漏壺,讓原先漏壺的水位固定。
於是東漢出現了二級漏壺,晉代出現了三級漏壺,唐代出現了四級漏壺。
2.立竿見影的日晷
日晷則是白天記錄時間的工具,用的是立竿見影的原理。太陽隨著時間在天空中運行,不同時間會有不同的日影,利用日影位置的變化,就可以來測量當下的時刻。
日晷由一平台晷面和一根晷針構成。若晷面和地球的赤道面一致,和地平面成一固定角度(此一角度和日晷擺放緯度的總和是90度,例如北緯30度的晷面和水平面呈60度),這種日晷稱為赤道日晷。另外還有地平日晷和垂直日晷。地平日晷是將晷面平放在地面,而垂直日晷則是掛在垂直牆面上。不同的日晷,在晷面上的時間刻度不盡相同,赤道日晷的時間刻度比較像手錶,有均勻的時間刻度,其他日晷時間刻度則不均勻,不均勻程度和日晷放置的緯度有關。
3.確定時令的圭表
圭表是另一種利用日影的計時工具,它被用來記錄一年的日變化。圭表是由兩根互相垂直、呈L形的石柱所構成,以正南正北方向平放在地面的稱做圭,垂直地面的稱做表。
當正午時分,太陽經過子午線的時候,會落影在圭上,日影的長短隨著一年四季有所變化,北半球夏至的時候,日影最短,冬至最長,南半球正好相反。圭表不僅可以用來制定節令,而且還可以用來在歷書中排出未來的節令,作為指導農事活動的重要依據。
4.圭與子午線
《達·芬奇密碼》一書中有一段描述,西拉跑到巴黎聖許畢斯教堂挖取拱心石,根據盟主和三大長老的口供,拱心石是藏在通過聖許畢斯教堂的玫瑰線下。玫瑰線就是通過巴黎天文台的子午線。1884年以前的本初子午線是這條子午線,之後才改成通過格林威治天文台的子午線。但聖許畢斯教堂地上刻畫的線並不是玫瑰線,而是圭,玫瑰線並沒有通過教堂。
5.源於吊燈的鍾表
鍾表的雛形應屬單擺鍾。義大利天文學家伽利略從教堂擺盪的吊燈上發現了單擺原理,即吊燈擺盪的幅度和擺動的周期無關,也就是說擺盪幅度大與小所花的時間是一樣的,這種穩定的周期特性正好可以用來計時。幾十年前掛在牆上的時鍾,很多都是利用擺垂來計時。
鍾表除了計時的功用外,還可以用來確定地球的經緯。14世紀,歐洲進入航海探索的時代。要在茫茫大海當中找到船隻的位置,光靠太陽或夜晚星座是不夠的。從開始航海活動的400多年後,船長要在船上量出經緯度,還是件非常困難的任務,甚至因為迷航,造成18世紀初英國四艘船艦觸礁,大約2000名水手淪為波臣。
地球的緯度是和所在位置對應的北極星高度有關,而地球經度是和當地時間有關。若有精確的鍾表,就可以換算出當時的經度。1770年,英國鍾表匠哈理遜製造出哈氏5號航海鍾,精確度可達每日誤差僅1/3秒。在哈理遜長達30多年的研發下,航海鍾成為助力英國成為海上強國的神器之一。
D. 標准時間是怎麼測量出來的
我國採用北京所在的東八時區的區時作為標准時間,稱為北京時間。北京時間是東經120度經線的平太陽時,不是北京的當地平太陽時。北京的地理位置為東經116度21′,因而它的地方平太陽時比北京時間晚約14分半鍾。北京時間比世界標准時間早8小時。
地球一周被分成24等份,每一等份為一個時區。這樣一個時區是經度15度。一天24小時,所以相差一個時區就相差一個小時。經度零度即本初子午線的時間為世界標准時間。由於子午線穿越倫敦附近的格林威治市,故稱格林威治時間,這也是英國的標准時間。北京的經度是116度21分,所以在子午線往東第八個時區內。即東八時區。8×15=120,所以東八時區的區時為東經120度的時間,就是北京時間。
那麼北京時間是在哪裡進行計算和發布的呢?是來自陝西省蒲城縣境內的國家授時中心(詳細地址:陝西省西安市臨潼區書院東路3號)。之所以選擇這里,是考慮:陝西地處大陸腹地,離中國大地原點僅100公里,發射的時間信號便於覆蓋全國;當地地質構造穩定,授時中心因地震等自然災難被毀壞的系數極小;由於其重要性,建立在內陸地區比較安全。
如今我們所說的1秒,其實就是銫原子躍遷振盪9192631770周經歷的時間,這是1967年10月召開的第十三屆國際計時大會正式定義的。國際上規定,取1958年1月1日世界時零時零分零秒的瞬間作為原子時的起點。
E. 時間是怎麼測定的呢
有多種方法哦,其中最簡單的就是目測,先用起泡液體搖晃一下,然後直接滴加廣州玉恆消泡劑,按一定添加量測試,加了消泡劑後用秒錶看時間,一般消泡時間都是1~5秒左右的,這是最簡單測試方法
F. 過去人們都怎麼測量時間
圭表是古代計時工具,利用太陽射影的長短來判斷時間。
G. 北京時間是怎樣測定的
中國採用北京所在的東八時區的區時作為標准時間,稱為北京時間,或稱中原標准時間。北京時間並不是北京(東經116.4°)地方的時間,而是東經120°地方的地方時間。因東經120°正好穿過杭州,所以杭州當地時間與北京時間的誤差最小。
H. 北京時間怎麼測出來的 在哪裡測得
北京時間是中國採用國際時區東八時區的區時作為標准時間。北京時間並不是北京(東經116.4°)的地方時間,而是東經120°(東八區)的地方時間,故東經120度地方時比北京的地方時間早約14分半鍾。
因為北京處於國際時區劃分中的東八區,同格林威治時間(世界時)整整相差8小時(即北京時間=世界時+8小時),故命名為「北京時間」。
中國科學院國家授時中心台本部位於陝西西安臨潼區。中國科學院國家授時中心授時部(二部)位於陝西省渭南市蒲城縣,兩地雖處於東七區,但全國統一使用北京時間,負責發布北京時間,而非當地的地方時間。
(8)怎樣測定時間擴展閱讀
北京時間為國防試驗、空間技術、測繪、地震、交通、通信、氣象、地質等多個行業和部門提供可靠、高精度的授時服務。特別是對以衛星發射和火箭試驗為代表的我國空間技術發展做出了巨大貢獻。系統建成以來,為國家衛星發射和戰略武器試驗提供了准確可靠的時頻信號,確保了100多項重大任務的順利完成。
隨著中國科學院國家知識創新體系試點工作的開展,陝西天文台作為國家授時中心,得到了國家和科學院的重視和肯定。作為首批試點單位,已進入科學院知識創新試點,並於2003年正式啟動。經中央批准設立月經中心後,中國科學院國家時間服務中心正式更名。
I. 怎樣測量時間
時間測量用鍾表。
鍾表的形式多種多樣:普通用的是手錶(或者懷表);家庭用的是鍾(石英鍾、電子鍾、機械鍾)等;運動場上用的是秒錶或者有與起跑器、發令槍、終點監測機構連接的計時器;科學實驗中有更精確的時間測量儀器。另外,通過全球定位系統也能授時和測量時間。
J. 時間是怎樣測得的
建議你買一本《天文。時間。歷法》一書看看。
宇宙是由物質構成的,而物質與運動又是不可分的。可以說,宇宙的兩大要素——時間和空間,正是建立在物質和運動的基礎之上。相對空間而言,時間這個概念要抽象得多。不過,無論任何時候,我們提到「時間」這一詞,幾乎沒有人不明白它的含義。
人們研究「時間」這個概念,不過是為了解決兩類問題:一、兩個事件發生的時間間隔有多長?或某一具體事件經歷了多長時間?二、某一事件是在什麼具體時間發生的?嚴格地說,第一個問題屬於「時間」的概念,而第二個問題則應屬於「時刻」的概念。
事實上,人類正是為了解決這兩個問題,才通過數千年的觀測、實踐,逐步確定了「年」、「月」、「日」、「時」、「分」、「秒」等長短不一的計時單位。現在世界各國通行的「世界時」計時系統,是人類數千年努力的結果。
地方時、區時和世界時
平常,我們在鍾表上所看到的「幾點幾分」,習慣上就稱為「時間」,但嚴格說來應當稱為「時刻」。某一地區具體時刻的規定,與該地區的地理緯度存在一定關系。例如,世界各地的人都習慣於把太陽處於正南方(即太陽上中天)的時刻定為中午12點,但此時正好背對著太陽的另一地點(在地球的另一側),其時刻必然應當是午夜12點。如果整個世界統一使用一個時刻,則只能滿足在同一條經線上的某幾個地點的生活習慣。所以,整個世界的時刻不可能完全統一。這種在地球上某個特定地點,根據太陽的具體位置所確定的時刻,稱為「地方時」。所以,真太陽時又叫做「地方真太陽時」(地方真時),平太陽時又叫做「地方平太陽時」(地方平時)。地方真時和地方平時都屬於地方時。
1879年,加拿大鐵路工程師伏列明提出了「區時」的概念,這個建議在1884年的一次國際會議上得到認同,由此正式建立了統一世界計量時刻的「區時系統」。「區時系統」規定,地球上每15°經度范圍作為一個時區(即太陽1個小時內走過的經度)。 這樣,整個地球的表面就被劃分為24個時區。 各時區的「中央經線」規定為0°(即「本初子午線」)、東西經15°、東西經30°、東西經45°……直到180°經線,在每條中央經線東西兩側各7.5°范圍內的所有地點,一律使用該中央經線的地方時作為標准時刻。「區時系統」在很大程度上解決了各地時刻的混亂現象,使得世界上只有24種不同時刻存在, 而且由於相鄰時區間的時差恰好為1個小時,這樣各不同時區間的時刻換算變得極為簡單。因此,一百年來,世界各地仍沿用這種區時系統。
規定了區時系統,還存在一個問題:假如你由西向東周遊世界,每跨越一個時區,就會把你的表向前撥一個小時,這樣當你跨越24個時區回到原地後,你的表也剛好向前撥了24小時,也就是第二天的同一鍾點了;相反,當你由東向西周遊世界一圈後,你的表指示的就是前一天的同一鍾點。 為了避免這種「日期錯亂」現象,國際上統一規定180°經線為「國際日期變更線」。當你由西向東跨越國際日期變更線時,必須在你的計時系統中減去一天;反之,由東向西跨越國際日期變更線,就必須加上一天。