A. 时间是怎样计量
从古代起,人们就以太阳高度最高的时刻作为正午。太阳从正午开始向西移动,下山后,经过1个黑夜,又从东方升起来,再到正午,这么1圈所经过的时间间隔,就叫做1个真太阳日。真太阳日分为24小时,就是真太阳时。古时用日晷(音:轨)记的时间,就是真太阳时。
后来发现,1年内真太阳日的长度逐日不同,最长与最短时可相差51秒。原因就在于前面所说的两点:一是太阳视运动速度不均匀,二是黄赤交角。我们计量时间是以地球自转为标准的,也可以说是以天赤道为标准的。可是太阳是在黄道上运动,即使太阳视运动是均匀的,但它们在赤道上的投影是不均匀的。因此,黄赤交角的存在,增加了计量时间的复杂性。既然真太阳走得有快有慢,那么,要做1个钟表机械跟着太阳走,有时快,有时慢,这是做不到的(钟表机械只能是做比较均匀的旋转)。所以,1820年法国科学院会议决定,将1年内各个真太阳日的平均值,作为1个“平均太阳日”或“平太阳日”,以平太阳日来定的时间就叫做“平太阳时”或“平时”。后来世界各国都采用这种计时办法。现在,我们钟表上的时间都是按平太阳时来计算的。
为了测量时间,人们就设想天上有1个“平太阳”,它在天赤道上走,并且每天走的速度都一样;也是1年走1圈。这样,平太阳时也可以跟真太阳时一样来定义了。比如,当平太阳在南方最高位置时是正午。平太阳由正午到下一次正午所经历的时间间隔就是1个平太阳日。1个平太阳日分为24小时,1小时分为印分,1分分为60秒。这样,一秒的长度就是平太阳日的1/86400。
1个回归年长为365日5时48分46秒,或365.2422平太阳日。习惯上省去“平太阳”,也就是365.2422日。但应理解,这“日”就是平太阳日。
上面讲过,真太阳在黄道上1年走1周,平太阳在赤道上1年走1周;真太阳的运行速度是不均匀的,平太阳运动的速度是均匀的。所以在任何一天,平太阳与真太阳并不会在同一个方向上,或者说;平太阳正午时,真太阳不一定是正午。因而两者所表示的时刻就会不一致。也就是说,真太阳时与平太阳时不一致,它们的差别就叫做“时差”。用公式表示就是:
真太阳时-平太阳时=时差。
或:视时-平时=时差。
时差的数值已按天体力学的方法预先计算出来了,它刊登在“中国天文年历”中。1年当中,每天的时差都是不相同的,最大的时差可达16分,最小的是零。1年有4次为零,约在4月15日,6月14日,9月1日,12月24日。每年同一天的时差值并不完全相同,而有微小的变化。
如果我们应用经纬仪或其他仪器观测了太阳,定出真太阳时,然后查出时差值,就知道当时的平太阳时了。
B. 没有表怎么测定时间
在钟、表等现代的计时工具还没诞生之前,古人最主要计时工具就是“日晷”(Sundial)和“刻漏”。“日”指太阳,“晷”表示影子,“日晷”的意思是“太阳的影子”。日晷是根据太阳在天空中的实际位置测定时间的一种仪器或器具,利用地球绕太阳公转和自转的运动规律测定时间。
日晷一般由晷面和晷针两部分组成,太阳光将晷针的影子投影在标有刻度的晷面上,用以指示时间。而古代的科学发明经过艺术家对晷面和晷针进行艺术加工,就制成了形态各异的日晷。
在历史进程中,我们的祖先在不同的时期发明和制造了各种适应当时社会经济发展和人们生活需求的计时器。其中主要有圭表、日晷、漏刻、机械计时器等。
圭表
圭表是我国最古老的一种计时器,古代典籍《周礼》中就有关于使用土圭的记载,可见圭表的历史相当久远。圭表是利用太阳射影的长短来判断时间的。它由两部分组成,一是直立于平地上的测日影的标杆或石柱,叫做表;一为正南正北方向平放的测定表影长度的刻板,叫做圭。既然日影可以用长度单位计量,那么光阴之“阴”,及时间的长短,,用“分”、“寸”表达就顺理成章了。
日晷
日晷也是通过观测日影计时的仪器,主要是根据日影的位置以确定当时的时辰或刻数。从出土文物来看,汉以前已使用日晷,在机械钟表传入中国之前,日晷一直是通常使用的计时器。日晷的主要部件是由一根晷针和刻有刻线的晷面组成,随着太阳在天空运行,晷针的投影像钟表的指针一样在晷面上移动,就可以指示时辰。
漏刻
圭表和漏刻都是用太阳的影子计算时间的,然而遇到了阴雨天或黑夜便失去作用了,于是一种白天黑夜都能计时的水钟便应运而生,这就是漏刻。漏,是指漏壶;刻,是指刻箭。箭,则是标有时间刻度的标尺。漏刻是以壶盛水,利用水均衡滴漏原理,观测壶中刻箭上显示的数据来计算时间。作为计时器,漏刻的使用比日晷更为普遍。我国古代诸多文人骚客留下了许多有关漏刻的富有诗情画意的章句。如唐代诗人李贺:“似将海水添宫漏,共滴长门一夜长。”宋代苏轼:“缺月挂疏桐,漏断人初静。”在机械钟表传入中国之前,漏刻是我国使用最普遍的一种计时器。
机械计时器
单纯利用水的流动来计时有许多不便,人们逐渐发明了利用水做动力,以驱动机械结构来计时。公元前117年,东汉的张衡制造了大型天文计时仪器——水运浑天仪,初步具备了机械性计时器的作用。随后历代都相继制作了附设有计时装置的仪器,其中宋代苏颂制造的水运仪象台,把机械计时装置的发展推倒了一个新的高峰,水运仪象台的计时机械部分可以按时刻使木偶出来击鼓报刻,摇铃报时,示牌报告子、丑、寅、卯十二个时辰等。
这类计时器尚不能算是独立的计时器,还是天文仪器与计时仪器的混合体,至十四世纪六十年代,我国的机械计时器已脱离了天文仪器而独立,不但具有传动系统-齿轮系,而且还有擒纵器,如果再进一步,就可能出现完全现代意义上的钟表。但遗憾的是,功亏一篑,中国没能做到这一点,最终机械钟表还是从西方引进。
除上述几种主要的计时器外,还有其他一些计时方法。如,香篆、沙钟、油灯钟、蜡烛钟等。
考察古人的时间观念,可以从两个方面加以观查:一是古人对时间科学划分后制定的计时制;二是古人把时间、计时仪器和国家法制、政权兴衰相联系。
我国古代制定、沿用自成体系的计时法。百刻计时法最古老,使用的时间也最长。大约西周之前(公元前十一世纪),古人就把一昼夜均分为一百刻(一刻等于14.4分)。汉代(前206-公元220)除使用百克制外,还应用以太阳方位计时的方法,到隋唐(公元581-907)时,太阳方位计时衍生为十二时辰计时,百克制与十二时辰计时法并用。直到明末清初(十七世纪),西方机械钟表传入后,我国才改用一天二十四小时的计时法,但十二时辰仍沿用,每个时辰两小时。为和二十四小时计时法相一致,我国古老的百克制演变为九十六克制,一个时辰内分为八刻、一小时内分为四刻,这样一昼夜就为九十六刻,与世界通用的计时法相一致。
此外,我国古代还使用独特的夜间计时方法,这就是“更”。“更”是计时单位,一夜分五更,每更时间长短依夜的长短而定。
C. 古人怎么测量时间
1.计时的漏壶、漏刻
很早之前,用来记录时间的工具是漏壶。一只装满水的陶壶,底部流失的水就像流逝的时间,漏的水越多,代表流逝的时间越长。公元前1千多年,古埃及人就会用漏水的容器计量时间。
中国古代则用漏刻来测量时间,漏刻是由漏壶箭刻组成,漏壶里头盛水,箭刻上的刻度用来表示时间。但漏壶漏水的速度并不稳定,满水时,漏水较快,水快流尽时,漏水较慢。为了稳定水流速度,得多加漏壶,让原先漏壶的水位固定。
于是东汉出现了二级漏壶,晋代出现了三级漏壶,唐代出现了四级漏壶。
2.立竿见影的日晷
日晷则是白天记录时间的工具,用的是立竿见影的原理。太阳随着时间在天空中运行,不同时间会有不同的日影,利用日影位置的变化,就可以来测量当下的时刻。
日晷由一平台晷面和一根晷针构成。若晷面和地球的赤道面一致,和地平面成一固定角度(此一角度和日晷摆放纬度的总和是90度,例如北纬30度的晷面和水平面呈60度),这种日晷称为赤道日晷。另外还有地平日晷和垂直日晷。地平日晷是将晷面平放在地面,而垂直日晷则是挂在垂直墙面上。不同的日晷,在晷面上的时间刻度不尽相同,赤道日晷的时间刻度比较像手表,有均匀的时间刻度,其他日晷时间刻度则不均匀,不均匀程度和日晷放置的纬度有关。
3.确定时令的圭表
圭表是另一种利用日影的计时工具,它被用来记录一年的日变化。圭表是由两根互相垂直、呈L形的石柱所构成,以正南正北方向平放在地面的称做圭,垂直地面的称做表。
当正午时分,太阳经过子午线的时候,会落影在圭上,日影的长短随着一年四季有所变化,北半球夏至的时候,日影最短,冬至最长,南半球正好相反。圭表不仅可以用来制定节令,而且还可以用来在历书中排出未来的节令,作为指导农事活动的重要依据。
4.圭与子午线
《达·芬奇密码》一书中有一段描述,西拉跑到巴黎圣许毕斯教堂挖取拱心石,根据盟主和三大长老的口供,拱心石是藏在通过圣许毕斯教堂的玫瑰线下。玫瑰线就是通过巴黎天文台的子午线。1884年以前的本初子午线是这条子午线,之后才改成通过格林威治天文台的子午线。但圣许毕斯教堂地上刻画的线并不是玫瑰线,而是圭,玫瑰线并没有通过教堂。
5.源于吊灯的钟表
钟表的雏形应属单摆钟。意大利天文学家伽利略从教堂摆荡的吊灯上发现了单摆原理,即吊灯摆荡的幅度和摆动的周期无关,也就是说摆荡幅度大与小所花的时间是一样的,这种稳定的周期特性正好可以用来计时。几十年前挂在墙上的时钟,很多都是利用摆垂来计时。
钟表除了计时的功用外,还可以用来确定地球的经纬。14世纪,欧洲进入航海探索的时代。要在茫茫大海当中找到船只的位置,光靠太阳或夜晚星座是不够的。从开始航海活动的400多年后,船长要在船上量出经纬度,还是件非常困难的任务,甚至因为迷航,造成18世纪初英国四艘船舰触礁,大约2000名水手沦为波臣。
地球的纬度是和所在位置对应的北极星高度有关,而地球经度是和当地时间有关。若有精确的钟表,就可以换算出当时的经度。1770年,英国钟表匠哈理逊制造出哈氏5号航海钟,精确度可达每日误差仅1/3秒。在哈理逊长达30多年的研发下,航海钟成为助力英国成为海上强国的神器之一。
D. 标准时间是怎么测量出来的
我国采用北京所在的东八时区的区时作为标准时间,称为北京时间。北京时间是东经120度经线的平太阳时,不是北京的当地平太阳时。北京的地理位置为东经116度21′,因而它的地方平太阳时比北京时间晚约14分半钟。北京时间比世界标准时间早8小时。
地球一周被分成24等份,每一等份为一个时区。这样一个时区是经度15度。一天24小时,所以相差一个时区就相差一个小时。经度零度即本初子午线的时间为世界标准时间。由于子午线穿越伦敦附近的格林威治市,故称格林威治时间,这也是英国的标准时间。北京的经度是116度21分,所以在子午线往东第八个时区内。即东八时区。8×15=120,所以东八时区的区时为东经120度的时间,就是北京时间。
那么北京时间是在哪里进行计算和发布的呢?是来自陕西省蒲城县境内的国家授时中心(详细地址:陕西省西安市临潼区书院东路3号)。之所以选择这里,是考虑:陕西地处大陆腹地,离中国大地原点仅100公里,发射的时间信号便于覆盖全国;当地地质构造稳定,授时中心因地震等自然灾难被毁坏的系数极小;由于其重要性,建立在内陆地区比较安全。
如今我们所说的1秒,其实就是铯原子跃迁振荡9192631770周经历的时间,这是1967年10月召开的第十三届国际计时大会正式定义的。国际上规定,取1958年1月1日世界时零时零分零秒的瞬间作为原子时的起点。
E. 时间是怎么测定的呢
有多种方法哦,其中最简单的就是目测,先用起泡液体摇晃一下,然后直接滴加广州玉恒消泡剂,按一定添加量测试,加了消泡剂后用秒表看时间,一般消泡时间都是1~5秒左右的,这是最简单测试方法
F. 过去人们都怎么测量时间
圭表是古代计时工具,利用太阳射影的长短来判断时间。
G. 北京时间是怎样测定的
中国采用北京所在的东八时区的区时作为标准时间,称为北京时间,或称中原标准时间。北京时间并不是北京(东经116.4°)地方的时间,而是东经120°地方的地方时间。因东经120°正好穿过杭州,所以杭州当地时间与北京时间的误差最小。
H. 北京时间怎么测出来的 在哪里测得
北京时间是中国采用国际时区东八时区的区时作为标准时间。北京时间并不是北京(东经116.4°)的地方时间,而是东经120°(东八区)的地方时间,故东经120度地方时比北京的地方时间早约14分半钟。
因为北京处于国际时区划分中的东八区,同格林威治时间(世界时)整整相差8小时(即北京时间=世界时+8小时),故命名为“北京时间”。
中国科学院国家授时中心台本部位于陕西西安临潼区。中国科学院国家授时中心授时部(二部)位于陕西省渭南市蒲城县,两地虽处于东七区,但全国统一使用北京时间,负责发布北京时间,而非当地的地方时间。
(8)怎样测定时间扩展阅读
北京时间为国防试验、空间技术、测绘、地震、交通、通信、气象、地质等多个行业和部门提供可靠、高精度的授时服务。特别是对以卫星发射和火箭试验为代表的我国空间技术发展做出了巨大贡献。系统建成以来,为国家卫星发射和战略武器试验提供了准确可靠的时频信号,确保了100多项重大任务的顺利完成。
随着中国科学院国家知识创新体系试点工作的开展,陕西天文台作为国家授时中心,得到了国家和科学院的重视和肯定。作为首批试点单位,已进入科学院知识创新试点,并于2003年正式启动。经中央批准设立月经中心后,中国科学院国家时间服务中心正式更名。
I. 怎样测量时间
时间测量用钟表。
钟表的形式多种多样:普通用的是手表(或者怀表);家庭用的是钟(石英钟、电子钟、机械钟)等;运动场上用的是秒表或者有与起跑器、发令枪、终点监测机构连接的计时器;科学实验中有更精确的时间测量仪器。另外,通过全球定位系统也能授时和测量时间。
J. 时间是怎样测得的
建议你买一本《天文。时间。历法》一书看看。
宇宙是由物质构成的,而物质与运动又是不可分的。可以说,宇宙的两大要素——时间和空间,正是建立在物质和运动的基础之上。相对空间而言,时间这个概念要抽象得多。不过,无论任何时候,我们提到“时间”这一词,几乎没有人不明白它的含义。
人们研究“时间”这个概念,不过是为了解决两类问题:一、两个事件发生的时间间隔有多长?或某一具体事件经历了多长时间?二、某一事件是在什么具体时间发生的?严格地说,第一个问题属于“时间”的概念,而第二个问题则应属于“时刻”的概念。
事实上,人类正是为了解决这两个问题,才通过数千年的观测、实践,逐步确定了“年”、“月”、“日”、“时”、“分”、“秒”等长短不一的计时单位。现在世界各国通行的“世界时”计时系统,是人类数千年努力的结果。
地方时、区时和世界时
平常,我们在钟表上所看到的“几点几分”,习惯上就称为“时间”,但严格说来应当称为“时刻”。某一地区具体时刻的规定,与该地区的地理纬度存在一定关系。例如,世界各地的人都习惯于把太阳处于正南方(即太阳上中天)的时刻定为中午12点,但此时正好背对着太阳的另一地点(在地球的另一侧),其时刻必然应当是午夜12点。如果整个世界统一使用一个时刻,则只能满足在同一条经线上的某几个地点的生活习惯。所以,整个世界的时刻不可能完全统一。这种在地球上某个特定地点,根据太阳的具体位置所确定的时刻,称为“地方时”。所以,真太阳时又叫做“地方真太阳时”(地方真时),平太阳时又叫做“地方平太阳时”(地方平时)。地方真时和地方平时都属于地方时。
1879年,加拿大铁路工程师伏列明提出了“区时”的概念,这个建议在1884年的一次国际会议上得到认同,由此正式建立了统一世界计量时刻的“区时系统”。“区时系统”规定,地球上每15°经度范围作为一个时区(即太阳1个小时内走过的经度)。 这样,整个地球的表面就被划分为24个时区。 各时区的“中央经线”规定为0°(即“本初子午线”)、东西经15°、东西经30°、东西经45°……直到180°经线,在每条中央经线东西两侧各7.5°范围内的所有地点,一律使用该中央经线的地方时作为标准时刻。“区时系统”在很大程度上解决了各地时刻的混乱现象,使得世界上只有24种不同时刻存在, 而且由于相邻时区间的时差恰好为1个小时,这样各不同时区间的时刻换算变得极为简单。因此,一百年来,世界各地仍沿用这种区时系统。
规定了区时系统,还存在一个问题:假如你由西向东周游世界,每跨越一个时区,就会把你的表向前拨一个小时,这样当你跨越24个时区回到原地后,你的表也刚好向前拨了24小时,也就是第二天的同一钟点了;相反,当你由东向西周游世界一圈后,你的表指示的就是前一天的同一钟点。 为了避免这种“日期错乱”现象,国际上统一规定180°经线为“国际日期变更线”。当你由西向东跨越国际日期变更线时,必须在你的计时系统中减去一天;反之,由东向西跨越国际日期变更线,就必须加上一天。