На спостереженнях добового обертання небесного склепіння та річного руху Сонця, тобто. на обертанні Землі навколо осі та на зверненні Землі навколо Сонця, засновано вимір часу.

Обертання Землі навколо осі відбувається майже рівномірно, з періодом, рівним періоду обертання небесного склепіння, який досить точно може бути визначений зі спостережень. Тому по кутку повороту Землі від деякого початкового положення можна судити про час, що пройшов. За початкове положення Землі приймається момент проходження площини земного меридіана місця спостереження через обрану точку на небі, або, що те саме, момент верхньої (або нижньої) кульмінації цієї точки на даному меридіані.

Тривалість основної одиниці часу, яка називається цілодобово, залежить від обраної точки на небі. В астрономії за такі точки приймаються: а) точка весняного рівнодення; б) центр видимого диска Сонця (справжнє Сонце); в) «середнє сонце» – фіктивна точка, Положення якої на небі може бути обчислено теоретично для будь-якого моменту часу.

Три різні одиниці часу, що визначаються цими точками, називаються відповідно зоряною, справжньою сонячною та середньою сонячною добою, а час, що ними вимірюється, - зоряним, справжнім сонячним та середнім сонячним часом.

Тропічним рокомназивається проміжок часу між двома послідовними проходженнями центру Сонця через точку весняного рівнодення.

3.2. Зоряна доба. Зірковий час

Проміжок часу між двома послідовними однойменними кульмінаціями точки весняного рівнодення на тому самому географічному меридіані називається зоряною добою.

За початок зоряної доби на даному меридіані приймається момент верхньої кульмінації точки весняного рівнодення.

Кут, на який Земля повернеться від моменту верхньої кульмінації точки весняного рівнодення до якогось іншого моменту, дорівнює кутку точки весняного рівнодення в цей момент. Отже, зоряний час s цьому меридіані будь-якої миті чисельно дорівнює годинниковому куті точки весняного рівнодення t , вираженому в часовій мірі, тобто.

s = t . (1.14)

Крапку весняного рівнодення на небі нічим не відзначено. Безпосередньо виміряти її годинник або помітити момент проходження її через меридіан не можна. Тому практично для встановлення початку зоряної доби або зоряного часу в якийсь момент треба виміряти годинник t будь-якого світила М, пряме сходження якого відомо (рис. 12).

Тоді, оскільки t = Qm =m, а годинний кут точки весняного рівнодення t = Q і, за визначенням, дорівнює зоряному часу s,

s = t = +t, (1.15)

тобто. зірковий час у будь-який момент дорівнює прямому сходженню будь-якого світила плюс його годинниковий кут.

У момент верхньої кульмінації світила його кут t = 0, і тоді

s = . (1.16)

У момент нижньої кульмінації світила його годинник t = 12h, і зоряний час

s = +12h. (1.17)

Вимірювання часу зоряною добою та її частками найпростіше і тому дуже вигідно під час вирішення багатьох астрономічних завдань. Але у повсякденному житті користуватися зоряним часом украй незручно. Повсякденний розпорядок життя людини пов'язані з видимим становищем Сонця над горизонтом, з його сходом, кульмінацією і заходом, а чи не з становищем фіктивної точки весняного рівнодення. Оскільки взаємне розташування Сонця і точки весняного рівнодення протягом року безперервно змінюється, то, наприклад, верхня кульмінація Сонця (полудні) у різні дні року відбувається у різні моменти зіркової доби. Справді, лише щорічно, коли Сонце проходить через точку весняного рівнодення, тобто. коли його пряме сходження = 0h, воно кульмінуватиме разом із точкою весняного рівнодення опівдні, в 0h зоряного часу. Через одну зіркову добу точка весняного рівнодення знову перебуватиме у верхній кульмінації, а Сонце прийде на меридіан приблизно лише через 4 хвилини, оскільки за одну зіркову добу воно зміститься на схід щодо точки весняного рівнодення майже на 1°, і його пряме сходження буде вже одно =0h4m. Ще через одну зіркову добу пряме сходження Сонця знову збільшиться на 4m, тобто. опівдні настане вже приблизно 0h8m за зоряним часом і т.д. Таким чином, зоряний час кульмінації Сонця безперервно зростає, і опівдні настає у різні моменти зіркової доби. Незручність цілком очевидна.

Рух нашої планети навколо Сонця, що повторюється щорічно, називається річним рухом Землі; його наслідком і є зміна пір року.

Так, наприклад, у північній півкулі астрономічне літо настає 21 або 22 червня - у день літнього сонцестояння, коли схід і захід Сонця на горизонті та його висота опівдні майже не змінюються протягом кількох днів, близьких до цієї дати; у цей час тривалість дня найбільша на рік. Астрономічна зима настає 22 чи 23 грудня; тривалість дня найменша на рік. У південній півкулі – навпаки: 21–22 червня настає астрономічна зима, а 22–23 грудня – літо.

При вирішенні астрономічних завдань користуються зірковою добою. Зоряна доба - це проміжок часу між двома послідовними верхніми кульмінаціями на тому самому географічному меридіані однієї і тієї ж зірки або точки весняного рівнодення. Зоряна доба поділяється на 24 зіркові години, щогодини - на 60 зіркових хвилин, а кожна хвилина - на 60 зіркових секунд. Із зіркової доби складається зірковий рік. Тропічний рік коротший за зоряний - істинний період обертання Землі навколо Сонця - на 1224 секунди, або на 20,4 хвилини. За початок зоряної доби для точок кожного меридіана приймають момент верхньої кульмінації точки весняного рівнодення.

Найближчою зіркою до північного полюса світу є порівняно яскрава Полярна зірка з сузір'я Малої Ведмедиці, яка для неозброєного ока здається, що завжди знаходиться на одному місці і майже точно над точкою півночі, а всі інші зірки описують навколо Полярної (точніше, навколо полюса світу) кола різного радіусу. Чим далі віддалена зірка від полюса світу, тим більше коло, що нею описується. Зірки, що знаходяться на небесному екваторі, описують найбільші кола. Для виміру зоряного часукористуються зоряним годинником, що знаходяться в астрономічних обсерваторіях і відрегульованих так, що вони щодобово йдуть вперед проти звичайних годинників і 3 хвилини 56 секунд (див. с. 18).

Проміжок часу між двома послідовними однойменними (верхніми або нижніми) - кульмінаціями центру сонячного диска називається справжньою сонячною добою. Користуватися цією одиницею часу незручно з двох причин. Видимий рух Сонця відбувається не за небесним екватором, а за екліптикою, нахиленою до нього на 23°27′, і цей рух нерівномірний, тому що орбіта Землі має еліптичну форму, через що швидкість її руху в різні пори року неоднакова. Тому тривалість справжньої сонячної доби з кожним днем ​​дещо змінюється.

У практичному житті (у науці, техніці та виробництві) за основну одиницю виміру часу приймають середня сонячна доба.

При встановленні тривалості середньої сонячної доби замість центру Сонця користуються точкою, яка рівномірно переміщається по небесному екватору, здійснюючи повний оборот протягом року. Таку уявну точку називають середнім сонцем. За середню сонячну добу приймають проміжок часу між двома послідовними однойменними кульмінаціями середнього сонця; їх довжина завжди однакова і дорівнює 24 середнім годинам, становлячи приблизно 1/365,24 частину року. Сонце - одна з найпростіших зірок, що становлять нашу Галактику. Її відмінність від решти зірок у тому, що вона вимірно ближче до нас. Тому через рух Землі за одну добу Сонце зміщується на тлі інших, «нерухомих» зірок, і Землі потрібно ще довернутися, щоб Сонце «прийшло» на той самий меридіан. Внаслідок цього середня сонячна доба довша за зіркові на 3 хвилини 56 секунд! (зірка повертається на той же меридіан раніше Сонця). Так само, як і в зоряній добі, щогодини середньої сонячної доби ділиться на 60 хвилин, а хвилина - на 60 секунд.

До 1956 значення секунди приймалося рівним 1:86 400 частини середньої сонячної доби, що визначаються по обертанню Землі навколо своєї осі. Для більш точного визначення секунди в 1960 р. XI Генеральна конференція з мір і ваг затвердила рекомендовану IX конгресом MAC в 1955 р. її значення як 1:315 569 25,9747 частина тропічного року, яким він був на початок 1900 р. Така секунда була названа ефемеридний; вона визначається з похибкою до (2–5) · 10 - 9 . За початок середньої сонячної доби приймають момент нижньої кульмінації середнього сонця. Такий рахунок часу називають громадянським часом.

У СРСР громадянським часом у народному господарстві користуються з 1919 р., а в астрономії - з 1925 р. Годинник, яким ми користуємося, відрегульований не за істинним, а за середнім сонячним часом. Так як швидкість середнього сонця однакова і через меридіан воно проходить раніше чи пізніше справжнього Сонця, то, отже, середня доба може наступати раніше чи пізніше істинної.

Рис. 4. Графік рівняння часу

Різниця між істиннимі середнім сонячним часом ηназивається рівнянням часу. Отже, будь-якої миті середній сонячний час T mдорівнює справжньому сонячному часу T oплюс рівняння часу η , тобто.

T m = T o + η ,

де η має позитивне значення, коли Сонце знаходиться на екліптиці попереду середнього, і негативне - коли середнє сонце знаходиться попереду істинного. (Знаком Θ в астрономії позначається Сонце.)

На рис. 4 наведено графік зміни рівняння часу протягом року через півмісяця. Рівняння часу буває рівне нулю близько 15 квітня, 14 червня, 31 серпня і 25 грудня, коли справжній сонячний час майже збігається із середнім сонячним; у ці дні годинник, встановлений за середнім сонячним часом, показуватиме опівдні 12 годин. Найбільше (за абсолютною величиною) негативне значення рівняння часу (див. рис. 4), η = - 16,5 хвилини, буває близько 4 листопада, а найбільше позитивне, η = + 14,3 хвилини, – 12 лютого.

З визначення середнього сонячного часу випливає, що воно відноситься до того місця, де проводяться спостереження. Отже, середній сонячний час має своє значення для кожного меридіана на Землі і тому його називають ще місцевим середнім часом .

Для будь-якої точки одного і того ж меридіана місцевий час зберігає постійне значення, але зі зміною довготи місця спостережень змінюється місцевий середній час. Коли в Москві опівдні, то на протилежному боці земної кулі, тобто на 180 ° на захід або на схід від Москви, в цей момент опівночі. Протягом однієї години небесна сфера у своєму видимому русі повертається на 1/24 частину повного обороту, що у кутових одиницях відповідає 360°: 24 = 15°. Тому два пункти на Землі, що мають різницю довгот 15°, матимуть місцевий час, що відрізняється на 1 годину. Якщо від початкового місця спостереження пересунутись по довготі, наприклад, на 30° (тобто на дві години) на схід або на захід, то в першому випадку Сонце, очевидно, пройде через меридіан нового місця спостереження на дві години раніше, а в другий випадок, навпаки, на дві години пізніше, ніж у первісному пункті. Отже, за різницею показань годинника, що йде за місцевим часом у різних пунктах Землі, можна судити про різницю довготи цих пунктів.

Відповідно до міжнародної угоди (Рим, 1883 р.) за початковий меридіан для рахунку географічних довгот на нашій планеті прийнято Грінвічський меридіан з довготою, що дорівнює 0°00′00″, а місцевий грінвічський час, що відраховується від півночі, умовилися називати всесвітнімабо світовим часом (T o). Тому, коли в Грінвічі (біля Лондона) настає опівночі, тобто 00 год 00 хв 00 із середнього місцевого часу, місцевий середній час будь-якого пункту на нашій планеті дорівнюватиме довготі цього пункту, вираженої в часовій мірі. Іншими словами, різниця довгот двох пунктів дорівнює різниці місцевих часів у цих пунктах в той самий момент. На цьому й ґрунтується вимір довготи.

Наявність у різних пунктах, що лежать на різних меридіанах, свого місцевого часу призводила до багатьох незручностей.

У 1878 р. канадський інженер С. Флемінг запропонував так званий поясний час ( Т п), яке у 1884 р. було прийнято на Міжнародному астрономічному конгресі. За ідеєю С. Флемінга вся поверхня земної кулі умовно поділяється меридіанами на 24 часових пояси довжиною кожен 15° (1 година) по довготі. В усіх точках кожного часового поясу встановлюється час, що відповідає середньому меридіану цього поясу.

Кожному з 24 часових поясів надається відповідний номер від 0 (нульового) до 23-го. За нульовий прийнято пояс, середнім меридіаном якого є Грінвічський, від якого нумерація поясів ведеться із заходу на схід. Середній меридіан першого поясу знаходиться на схід від Грінвічського меридіана на 15 °, або на 1:00 за часом; середній меридіан другого пояса має східну довготу, рівну 30°, а його місцевий час відрізняється від всесвітнього (гринвічського) на 2 години і т.д. випереджає його); при цьому хвилини та секунди у всіх поясах залишаються однаковими. Отже, поясний часпри переході з одного пояса до суміжного змінюється стрибком на 1 годину. Якщо позначити номер пояса через n, то поясний час дорівнює світовому T oплюс n, тобто.

T n = T o + n.

Поясному часу деяких часових поясів надано особливі назви. Так, наприклад, час нульового поясу називають західноєвропейським, першого поясу – середньоєвропейським, другого поясу – східноєвропейським.

Вперше поясний час було введено у 1883 р. у Канаді та у США; на початку XX ст. ним стали користуватися в деяких європейських державах.

У нашій країні на поясний час вперше перейшли з 1 липня 1919 р. відповідно до Декрету РНК РРФСР від 8 лютого 1918 р., і спочатку ним користувалися лише з метою судноплавства.

На територію СРСР припадає 11 часових поясів, з 2-го по 12-й; при цьому Москва віднесена до другого часового поясу, хоча тільки невелика західна частина міста розташована в другому поясі, а більша його частина лежить на схід від меридіана, що розділяє другий і третій пояси. Таким чином, вийшло, що місцевий час у Москві на півгодини попереду поясного – московського часу. Загалом межі часових поясів проводяться за межами адміністративних одиниць - областей, країв, республік.

У нашій країні спочатку часом другого поясу користувалися лише залізницях і телеграфі. Постановою РНК СРСР від 17 січня 1924 р. поясний час було запроваджено на всій території СРСР.

З метою кращого використання природного світла, тобто симетричного розташування робочого дня щодо півдня, і з деяких економічних міркувань влітку в багатьох країнах світу годинник переводять уперед щодо поясного часу на одну і більше годин, встановлюючи цим так зване літній час.

Так, наприклад, надійшли у Франції у квітні 1916 р., а потім зробили й деякі інші країни.

У нашій країні літній час також вводилося неодноразово. Востаннє це було 16 червня 1930 р., коли відповідно до Декрету РНК СРСР стрілки годинника у всіх поясах країни були пересунуті проти поясного часу вперед на одну годину. Однак згодом стрілки назад не переводилися, і з того часу такий час, який відрізняється від поясного на одну годину, у нас називається декретним часом, і воно діяло цілий рік до 1 квітня 1981 р. Однак за рішенням Державної комісії єдиного часу та еталонних частот СРСР частина областей СРСР не вводила у себе декретний час, залишаючись жити по одному часу з Москвою. В результаті цього автономні республіки Дагестанська, Кабардино-Балкарська, Калмицька, Комі, Марійська, Мордовська, Північно-Осетинська, Татарська, Чечено-Інгушська, Чуваська, Краснодарський і Ставропольський краї та області Архангельська, Володимирська, Вологодська, Воронезька, Горь , Липецька, Пензенська, Ростовська, Рязанська, Тамбовська, Тюменська, Ярославська, а також Ненецький та Евенкійський автономні округи та Хатанзький район Таймирського автономного округу продовжували жити за декретним часом 2-го поясу (за так званим московським часом) протягом усього року, хоча , наприклад, Комі АРСР розташована в 4-му часовому поясі, тобто відставала від свого місцевого часу на дві години.

Все це призводило до того, що в електромережу країни одночасно включалося кілька найбільших промислових районів, що призводило до колосального зростання навантажень на електросистему в години пік.

В останні роки відбулися значні зміни в економіці Півночі, Далекого Сходу, Сибіру та Казахстану. У цих регіонах дуже помітно збільшилося населення, з'явилися нові міста та потужні територіально-виробничі комплекси, що дозволило створити великі промислові центри, і якщо раніше на карті часових поясів, наприклад, кордон між шостим та сьомим часовими поясами (Східний Сибір) було проведено по прямій (за меридіаном) і ділила Евенкійський автономний округ на дві частини, це викликало багато незручностей. Для усунення цього недоліку з 1 жовтня 1981 р. на карті СРСР були встановлені нові межі часових поясів (рис. 5; різними лініями позначені: 1 – межі часових поясів, введені у 1981 р., 2 – кордони, що існували до 01.10.81 , 3 – меридіани). Крім того, відповідно до цього наприкінці доби 1 квітня 1981 р., після того як Кремлівські куранти, як і завжди, відрахували 12 ударів, по радіо пролунало оголошення, що в цей час у столиці нашої Батьківщини Москві година ночі. Після цього оголошення стрілки всіх годинників нашої країни були переведені рівно на одну годину вперед, і було здійснено перехід до літнього часу. Однак 1 жовтня 1981 р. стрілки годинника у зворотний бік були переведені не скрізь. Це дозволило впорядкувати час обчислення не більше всіх часових поясів і відновити рахунок поясного часу по всій території СРСР.

Зараз у СРСР щороку в останню неділю березня стрілки годинника переводяться на одну годину вперед, а в останню неділю вересня на одну годину тому, тобто регулярно здійснюється перехід від декретного (зимового) часу до літнього і навпаки.

Сенс введення літнього часу полягає в тому, щоб «викроїти» додаткову годину у світлий час доби і таким чином раціональніше використовувати ранкове світло. За підрахунками фахівців одна «літня» година в нашій величезній країні з її потужною промисловістю дає економію понад два мільярди кіловат-годин щорічно, що дозволить забезпечити електроенергією кілька мільйонів квартир. Декретний і літній час разом дозволяють заощадити приблизно 7 мільярдів кіловат-годин на рік.

За висновками лікарів, заснованого на спеціально проведених дослідженнях, переведення стрілки годинника вперед на самопочуття людей не впливає. Навпаки, зайва година денного світла скорочує так зване світлове голодування, зокрема менше навантажень випадає на зір. Перехід із літнього часу на зимове також жодних незручностей у повсякденне життя людей не вносить. Що ж до залізничного транспорту, міжміського телефонного та телеграфного зв'язків, то вони працюють за московським часом на всій території СРСР.

Рис. 5. Часові пояси біля СРСР

У кожній точці земної кулі нове календарне число, інакше календарна дата починається з півночі. Оскільки в різних місцях нашої планети опівночі настає у час, то у одних пунктах нова календарна дата настає раніше, а інших пізніше. Таке становище, особливо при навколосвітніх подорожах, раніше часто призводило до непорозумінь, що виражалися в «втраті» або «виграші» цілої доби.

Так, наприклад, моряки флотилії Фернандо Магеллана (бл. 1480-1521), повертаючись у 1522 р. з Навколишньої подорожі до Іспанії зі сходу і зупинившись у бухті Сантьяго, виявили розбіжність в один день між своїм рахунком днів, який вони ретельно вели в кору журналі) і тим рахунком, який вели місцеві жителі, і мали принести церковне покаяння за порушення дат релігійних свят. Секрет такої «втрати» полягає в тому, що вони робили кругосвітню подорож у напрямку, протилежному до обертання Землі навколо своєї осі. Рухаючись зі сходу на захід, при поверненні у вихідний пункт мандрівники пробули в дорозі на день менше (тобто побачили на один сонячний схід менше), ніж минуло днів у вихідному пункті. (Якщо здійснювати кругосвітню подорож із заходу на схід, то для мандрівників пройде на один день більше, ніж у вихідному пункті. Російські землепрохідці, які відкрили і освоїли західне узбережжя Північної Америки, зустрівшись із місцевими жителями, що заселяли країну зі сходу, відзначали неділю , коли місцеві жителі мали суботу.

Меридіан, довгота якого дорівнює 180°, або 12 год, є Землі кордоном між західним і східним півкулями. Якщо від Грінвічського меридіана одне судно вирушить на схід, а інше на захід, то на першому з них при перетині меридіана з довготою в 180° час опиниться на 12 годин попереду грінвічського, а на другому - на 12 годин за грінвічським.

Рис. 6. Лінія зміни дат

Щоб уникнути плутанини у числах місяця, за міжнародною угодою було встановлено лінія зміни дат, яка переважно проходить по меридіану з довготою 180° (12 годин). Тут і починається насамперед нова календарна дата (число місяця). На рис. 6 показано частину лінії зміни дат.

Команда судна, що перетинає лінію зміни дат із заходу на схід, повинна один і той же день вважати двічі, щоб не отримати виграшу в числі доби, і навпаки, при перетині цієї лінії зі сходу на захід необхідно пропускати один день, щоб не отримати при це втрати дня. З цим пов'язане завдання, сформульоване Я. І. Перельманом, «Скільки п'ятниць у лютому?» Для команди судна, що курсує, наприклад, між Чукоткою та Аляською, у лютому високосного року може виявитися десять п'ятниць, якщо воно проходить лінію зміни дат опівночі з п'ятниці на суботу із заходу на схід, і жодної п'ятниці, якщо судно проходить цю лінію в опівночі із четверга на п'ятницю курсом на захід.

Історія розвитку годинників - засобів для вимірювання часу - одна з найцікавіших сторінок боротьби людського генія за розуміння та оволодіння силами природи.

Першим годинником було Сонце. Чим вище воно піднімалося на небосхилі, тим ближче до полудня, а чим нижче спускалося до горизонту, тим ближче до вечора, і спочатку кожної доби люди визначали лише чотири «години»: ранок, опівдні, вечір і ніч.

Рис. 7. Гномон

Сонячний годинник.Першими приладами для вимірювання часу був сонячний годинник. Люди давно помітили, що найдовші тіні від предметів, освітлених Сонцем, бувають вранці, до полудня вони коротшають, а надвечір знову подовжуються. Помітили вони також, що тіні протягом дня змінюють не лише розміри, а й напрямки. Це явище і було використано для створення найпростішого сонячного годинника. гномона. Циферблатом такого годинника служить рівний горизонтальний майданчик, на якому вертикально укріплений жердину (стрижень, платівка), що відкидає тінь (рис. 7). Вранці тінь від гномона звернена на захід, опівдні в нашій північній півкулі - на північ, а ввечері - на схід. За положенням тіні і визначається справжній сонячний час. Однак тінь від гномона в таких годинниках описує протягом дня не коло, а складнішу криву, яка не залишається постійною не тільки в різні місяці року, але змінюється від дня до дня.

Для позбавлення сонячного годинника від цього недоліку циферблат їх почали робити з кількох ліній з поділами, кожна з яких призначалася для певного місяця року. Так, наприклад, давньогрецький астроном Аристарх Самоський (кінець IV - перша половина III ст. до н. е.) для свого сонячного годинника виконав циферблат у формі чаші з прокресленою на її внутрішній поверхні мережею ліній, а годинник давньогрецького астронома Евдокса (бл. 408) - близько 355 рр. до н.з.) мали на плоскому циферблаті дуже складну мережу ліній, що отримали назву "арахнеа", що означає "павук".

Рис. 8. Екваторіальний сонячний годинник

Надалі астрономи зрозуміли, що з підвищення точності сонячного годинника їх покажчик слід направити на полюс світу, т. е. до тієї точці небесного склепіння, яка при обертанні Землі здається нерухомою. Якщо при цьому площину циферблата розташувати паралельно площині небесного екватора, тобто перпендикулярно до стрижня, то кінець тіні стрижня описуватиме коло. Швидкість руху тіні буде рівномірною, і тому на такому циферблаті відстані по колу між мітками годинника (штрихами) виявляться рівними, і їх можна визначити з розрахунку 360° = 24 год. Так були створені екваторіальний сонячний годинник, в яких дошка з циферблатом встановлювалася похило до горизонту під кутом. α = 90 ° - φ , де φ - географічна широта місця встановлення годинника. На них поділки нанесені на обох сторонах циферблату (згори та знизу), а покажчик проткнуть наскрізь (рис. 8). Так, наприклад, при виготовленні екваторіального сонячного годинника для широти φ = 55°47′ кут нахилу циферблата має бути α = 34 ° 13 '. У такому годиннику протягом однієї частини року (у північній півкулі з березня по вересень) тінь від стрижня падає на циферблат зверху, а протягом іншої - знизу, і тому годинник придатний для всіх днів року. Проте відлік часу, коли тінь падає знизу, скрутний.

Для усунення цього недоліку сонячний годинник став робити з горизонтально розташованим циферблатом з поділками, нанесеними з розрахунку tg x= tg t sin φ , де x- кут при центрі циферблату між полуденною лінією(лінією «північ - південь») і даним поділом, t = T o- 12 год - годинний кутСонця, а φ - географічна широта місцезнаходження годинника. На такому циферблаті лінія, що проходить через штрихи, що відповідають 6 та 18 годин, буде перпендикулярна до полуденної лінії. Вказівником у таких годинниках служить трикутник (рис. 9) з гострим кутом, рівним широті даної місцевості φ .

Рис. 9. Сонячний годинник з горизонтальним циферблатом

Встановлювався він так, щоб його площина була перпендикулярна до площини циферблату і збігалася з напрямком північ - південь. У таких годинниках швидкість переміщення тіні від трикутника нерівномірна, а тому кути на циферблаті, що відповідають часовим проміжкам часу, є нерівними.

У давнину сонячний годинник мав широке поширення. У Єгипті за гномон сонячного годинника приймали високі обеліски. Паломники Індії користувалися палицями з вробленим в них мініатюрним сонячним годинником.

У 10 р. до зв. е. за розпорядженням імператора Августа (63 р. до н. е. - 14 р. н. е.) на честь перемоги над Єгиптом було створено в Римі великий сонячний годинник, гномоном для якого був гранітний обеліск висотою близько 22 м і масою 250 т. На циферблаті цього годинника розміром 170 на 80 м тінь обеліска падала на 12 секторів. знаками зодіаку(Рис. 10); щогодини такого типу визначали не лише час доби, а й дату та сезон року.

Зодіаком у Стародавній Греції називали пояс на небосхилі, що включає 12 сузір'їв, розташованих уздовж екліптики. У давнину пояс зодіаку ділили на частини по 30°; вони мали назви тих сузір'їв, якими проходила екліптика. У кожній такій частині – знаку зодіаку – Сонце при своєму річному русі знаходилося протягом одного місяця: у знаку Водолія – у січні – лютому, у знаку Риб – у лютому – березні, у знаку Овна – у березні – квітні, у знаку Тельця – у квітні – травні, у знаку Близнюків – у травні – червні, у знаку Рака – у червні – липні, у знаку Лева – у липні – серпні, у знаку Діви – у серпні – вересні, у знаку Терезів – у вересні – жовтні, у знаку Скорпіона – у жовтні – листопаді, у знаку Стрільця – у листопаді – грудні, у знаку Козерога – у грудні – січні. За час з початку нашої ери точка весняного рівнодення внаслідок прецесії змістилася майже на 30°, і Сонце у грудні – січні проходить сузір'ям Стрільця, у січні – лютому – сузір'ям Козерога тощо, але знаки зодіаку залишаються колишніми. Нині вони практичного значення немає, у давнину ж застосовувалися упорядкування гороскопів.

Рис. 20. Знаки зодіаку

У 1278 китайський імператор Кошу-Кінг, прагнучи підвищити точність сонячного годинника, побудував у Пекіні гномон, покажчик якого за висотою дорівнював 40 сходинкам. У Самарканді узбецький астроном Улугбек (1394-1449), онук відомого завойовника Тамерлана (1336-1405), прагнучи збільшити точність визначення часу за сонячним годинником, спорудив в 1430 г. гномон, стрижень якого досягав висоти в 17.

Відомий сонячний годинник, у якого опівдні відзначався дзвоном. В іншому годиннику за допомогою відповідно встановленого та спрямованого запального скла сонячний промінь керував гарматою, змушуючи її стріляти у певний час.

Сонячний годинник не вимагав заводу, він не зупинявся і навіть «йшов» правильніше, ніж деякі теперішній годинник, але з двома суттєвими застереженнями: тільки вдень і в безхмарну погоду. Їх продовжували будувати до XVII і навіть XVIII в.

Сонячний годинник, як стаціонарний, і переносний, тривалий час широко використовувалися у суспільній практиці різними народами нашої країни. Стаціонарний годинник виготовлявся з каменю (переважно), рідше з металу і дерева і, як правило, великих розмірів, що дозволяло підвищити їх точність і бачити їх на значній відстані. Чимало їх ми збереглися у музеях, а й у місці початкової їх установки.

Переносний сонячний годинник, що відрізняється порівняно невеликими розмірами, найчастіше виготовлявся з металу (латуні, бронзи, срібла), дорогих сортів дерева і навіть зі слонової кістки або черепашого панцира. Для орієнтування з боків світла їх, як правило, постачали магнітною стрілкою.

Донедавна поява на Русі першого сонячного годинника відносили до XV ст. Однак при ремонті в м. Чернігові Спасо-Преображенського собору, збудованого в 1031–1036 рр., було виявлено декор, неглибокі ніші якого зі своєрідним орнаментом представляли, як встановив історик Г. І. Петраш, елементи унікального сонячного годинника циліндричної форми.

З документів, що збереглися, відомо, що в 1614 р. цар Михайло Федорович придбав у московського купця сонячний годинник, а пізніше в XVII ст. «годинник сонячний писаний фарбами» було встановлено палацовому комплексі Ізмайлово (під Москвою). Зберігся сонячний годинник і в селі Коломенському (підмосковна садиба російських царів), встановлений приблизно в той же час. На початку XVIII ст. користувалися сонячним годинником, укріпленим на дзвіниці собору Святогірського монастиря, але час їх встановлення не відомий.

Наші співвітчизники, що ходили північними морями, використовували так звані «матки», що являють собою подібність переносного сонячного годинника, з компасом, що дозволяло орієнтуватися на море. Свідченням широкого використання нашими моряками сонячного годинника різного устрою є знайдені радянськими вченими у 1940 р. на північному березі Таймирського півострова шість сонячних годинників, залишених там у 1617 р. російською торгово-промисловою експедицією.

У Ленінградському музеї Арктики та Антарктики зберігаються три сонячні години, виявлені при розкопках у місті Мангазеї в Сибіру. У документі, вперше опублікованому М. І. Бєляєвим в 1952 р., наголошується, що в «розписі товарів», що перевозилися «вниз по Льоні та морем на Індигірку річку та на Колиму та в інші сторонні річки», згадані «тринадцять маток у кістках» ».

Серед майна, залишеного відомим діячем освіти Феофаном Прокоповичем (1681–1736), виявлено кілька сонячних годинників, якими він користувався на своїй обсерваторії неподалік Петергофа (нині Петродворець), і на обсерваторії Л. Д. Меньшикова (1673–17) спостереження.

Велику увагу сонячному годині приділяли Петро I (1672-1725) та державний діяч Я. В. Брюс (1670-1735); вони особисто виготовили кілька годин, якими користувалися в астрономічній обсерваторії, що перебувала між Петергофом і Оранієнбаумом (нині Ломоносов), і в обсерваторії князя А. Д. Меньшикова вони ж організували підготовку годинникових майстрів. Нещодавно реставровано сонячний годинник, встановлений свого часу на будівлі колишнього кадетського корпусу (на Василівському острові в Ленінграді), побудованому в 1738–1753 роках. Збереглися до нашого часу і два мармурових верстових стовпи (колишніх Царськосельської та Петергофської доріг) з сонячним годинником, що представляє квадратні мармурові плити з годинниковими шкалами і гномоном, а в Пушкіні (під Ленінградом) знаходяться і тепер обеліски з сонячним годинником. Більш досконалий сонячний годинник, що враховує зміну висоти Сонця протягом дня, демонструвався в 1879 р. на Раді Московського університету відомим етнографом Є. І. Якушиним (1826–1905), отриманий ним з Ярославської губернії (див. книгу «Сонячний годинник та календарні системи»). народів СРСР»). До 40-х років ХХ століття зберігалося кілька сонячних годин, встановлених у час у парках Ленінграда та її околиць. Чимало сонячного годинника було споруджено в XVII–XVIII ст. у різних містах, селах, селах нашої країни, особливо у Сибіру та північних районах. Оригінальний сонячний годинник на тумбі був побудований в 1833 р. в м, Таганрозі перед сходами, що ведуть до моря; вони збереглися донині. Багато їх було в Москві та її околицях. Так, наприклад, годинник зберігся на будинках Історико-архівного інституту, Новодівичого монастиря (побудований в 1525 р.), в музеї-садибі Архангельське ... На території будинку-музею батька російської авіації Н. Є. Жуковського (1847-1921) в селі Глухово Володимирській області збереглася кам'яна тумба із сонячним годинником, яким він користувався до 1919 р.

У 1795 р. князь Г. А. Потьомкін (1739-1791) заснував у містечку Дубровці в Білорусії фабрику з виготовлення сонячного годинника, переведену того ж року в село Купавна під Москвою; у ній з кріпаків готувалися майстри сонячного годинника.

Останній сонячний годинник у нашій країні був побудований в 1947 р. до 800-річчя Москви на майданчику Московського планетарію. Годинник показує московський час з травня по вересень.

У зв'язку з 750-річчям міста Шяуляй (ЛітРСР) у ньому створюється архітектурно-скульптурний ансамбль – тріада «Час – Сонце – Стрілок», відзначений Золотою медаллю Академії мистецтв СРСР, розроблений А. Черняускасом, Р. Юрелою, А. Вишню. Кузмою. Центральна частина ансамблю - площа, вимощена бруківкою і є циферблатом сонячного годинника з числами, 12, 3 і 6, що символізують рік заснування міста (1236). Стрілкою годинника служить залізобетонна 18-метрова колона з позолоченою фігурою стрілка.

Інтерес до сонячного годинника проявляється у різних країнах і в наш час. Так, наприклад, у НДР налічується 1150 сонячних годин; їх близько 500 таких «хронометрів» використовуються і тепер, інші зберігаються як культурно-історичні пам'ятки. У Чехословацькій Соціалістичній Республіці збереглося кілька десятків годин-пам'ятників; вони несли свою службу до кінця XVI ст., а деякі використовуються й досі. До останніх належать годинник на фасаді Шварценберзького палацу, в саду колишнього Страгівського монастиря.

Через відсутність електроенергії під час блокади Ленінграда у 1941–1944 роках. з ініціативи В. І. Прянішнікова було встановлено сонячний годинник на краю газону біля Великого проспекту та Дев'ятої лінії на Василівському острові. Ними користувалися до закінчення Великої Великої Вітчизняної війни.

Опівдні сонячного дня і тепер у Ленінграді можна перевірити годинник на ділянці вулиці Герцена від арки Головного Штабу до Невського проспекту, оскільки ця ділянка вулиці розташована точно по полуденній лінії (див. у книзі «Сонячний годинник…»).

Рис. 11. Пісочний годинник

Пісочний годинник.Надалі був винайдений пісочний годинник. Ними можна було користуватися в будь-який час і незалежно від стану погоди. Їх частіше робили у вигляді двох воронкоподібних скляних судин, поставлених одна на одну (рис. 11). Верхній заповнювався піском до певного рівня. Тривалість висипання піску в нижній посуд і служила мірою часу. Такий годинник робили не лише з двох, а й з більшої кількості судин. Так, наприклад, в одному годиннику, що складалися з чотирьох судин, перший посудину випорожнювався за 15, другий - за 30, третій - за 45 хвилин, а четвертий - за 1 годину. Потім судини поверталися спеціально приставленою до них людиною і знову відраховували час, а особа, яка їх обслуговувала, відзначала минулий годинник.

Пісочний годинник широко використовувався на кораблях - так звані «корабельні склянки», які служили морякам для встановлення часу зміни вахт та відпочинку. У XIII ст. сипучу масу для пісочного годинника готували з суміші піску і мармурового пилу, прокип'яченої з вином і лимонним соком, повторюючи цю операцію до десяти разів і знімаючи при цьому накип, що з'являється. Така суміш сипучого матеріалу дозволяла дещо збільшити точність визначення часу. Тепер пісочний годинник широко використовується переважно в медичній практиці.

Рис. 12. Вогняний годинник

Вогняний годинник.Більш зручними і не потребують постійного нагляду був вогняний годинник, що мав широке поширення.

Один з вогняних годинників, якими користувалися рудокопи стародавнього світу, являли собою глиняний посуд з такою кількістю масла, якого вистачало на 10 годин горіння світильника. З вигорянням олії у посудині рудокоп закінчував свою роботу в шахті.

У Китаї для вогняного годинника зі спеціальних сортів дерева, розтертого в порошок, разом із пахощами готували тісто, з якого робили палички різної форми або частіше довгі, кілька метрів спіралі (рис. 12). Такі палички (спіралі) могли горіти місяцями, не вимагаючи персоналу.

Відомий вогняний годинник, що представляє одночасно і будильник (рис. 13). Для таких годинників, а вони вперше з'явилися в Китаї, до спіралі чи паличок у певних місцях підвішувалися металеві кульки, які при згорянні спіралі палички падали у фарфорову вазу, виробляючи гучний дзвін.

Європейський варіант вогняного годинника, яким особливо часто користувалися в монастирях, був свічки, на яких наносилися мітки. Згоряння відрізка свічки між мітками відповідало певному проміжку часу.

Однак точність вогняного годинника, незалежно від їхньої конструкції, була дуже низька і багато в чому залежала від стану навколишнього середовища - доступу свіжого повітря, вітру та інших факторів.

Рис. 13. Вогняний годинник-будильник

Водяний годинник.Більш досконалими були водяний годинник, які на відміну вогненних не вимагали систематичного відновлення. Водяний годинник був відомий і широко використовувався в Древньому Єгипті, Юдеї, Вавилоні, Китаї. У Греції їх називали «клепсідрами» («злодійками води»).

Перший водяний годинник представляв посудину з отвором, з якого вода випливала за певний проміжок часу. Так, наприклад, в Африці, де відчувалася нестача води, людина, яка знала її розподілом («укіль-ель-ма»), пускаючи воду на поле селянина, одночасно заповнювала і посудину. Після закінчення води з судини припинялася подача води на полі селянина; її пускали на поля іншого землероба.

У подальшому створювалися водяний годинник найрізноманітнішої конструкції, і визначення часу за такими годинами проводилося за швидкістю витікання води з однієї судини в іншу. Посудини мали мітки, якими користувалися для відліку проміжків часу. Клепсидри використовували не тільки в побуті (особливо вночі), але й для регламентації часу виступу ораторів у громадських зборах та судах, при розлученні варти та в інших випадках.

Точність визначення часу за сонячними, пісочними, вогненними та водяними годинами не перевищувала кількох хвилин і навіть десятків хвилин на добу, чого, втім, було достатньо для економічних та суспільних запитів того часу.

Своєрідний ручний «водяний» годинник з високою точністю ходу створений у наш час у Техаському університеті (США). Джерелом енергії їм є підсолена вода. Один раз на тиждень кілька крапель води пускаються у спеціальний отвір. Рекламується безвідмовна робота годинника протягом десяти років, якщо вода буде в годиннику постійно.

У міру розвитку продуктивних сил, зростання міст підвищувалися вимоги до приладів для вимірювання часу, за допомогою яких можна було б регулювати господарську, культурну та наукову діяльністьяк міст, а й цілих країн. Для вирішення цього завдання наприкінці XI - початку XIIст. був винайдений механічний годинник з колесами і гирями, що ознаменували собою цілу епоху. К. Маркс писав Ф. Енгельсу 26 січня 1863: «Годинник - це перший автомат, вжитий для практичних цілей. На їх основі розвинулася вся теорія виробництва рівномірного руху». На створення механічного годинника в сучасному розумінні було витрачено величезну кількість енергії, знань, дотепності та мистецтва.

Винахід чисто механічного годинника, перша згадка про який відноситься до візантійських джерел кінця VI ст. н. е., деякі автори приписують Пацифікусу з Верони (IX ст.), а інші - папі Сильвестру II (X ст.) (у минулому ченцю Герберту), який нібито зробив баштовий годинник з гирями для Магдебурга (нині в НДР). Лише через чотири століття з'явився годинник, у якому обертання коліс здійснювалося за допомогою шпинделя - валика, що обертається під дією підвішеного до нього вантажу. Цей годинник до XVI ст. мали лише годинникову стрілку, а точність їхнього ходу не перевищувала чверті години на добу. Вони вже мали в основному всі вузли сучасного настінного годинника.

Оригінальні гирьові шпиндельні годинники-куранти з фігурами, що рухаються, були встановлені в 1354 р. в Страсбурзі (Франція) на будівлі собору. Вони мали вказівники середнього сонячного та зоряного часу, вічний календар зі святами, показували час сходу та заходу Сонця, фази Лупи та затемнення. Відомі годинники, встановлені в XII ст. на 97-метровій дзвіниці собору святого Ромбо у Брюсселі. Вони пов'язані автоматично із системою знаменитих 49 дзвонів із «малиновим» дзвоном. У Стокгольмі кожен район міста має своїх курантів.

Однак досить помітний крок уперед у створенні механічного годинника зробив Галілео Галілей (1564–1642), який відкрив явище ізохронності маятника при малих коливаннях, тобто незалежності періоду коливань від амплітуди. Це послужило йому основою пропозиції в 1640 р. конструкції маятникових годин, у яких коливання маятника та його рахунок вироблялися автоматично. Ця конструкція здійснена не була.

Винахідником сучасного маятникового годинника прийнято вважати фізика Християна Гюйгенса (1629–1695), який запропонував їх у 1657 р. і вдосконалив у 1673 та в 1675 рр. . Гюйгенс застосував замість шпиндельного пристрою баланс, що дозволило значно збільшити точність ходу годинника.

Великою популярністю користуються годинники, встановлені на вежі ратуші на Староміській площі в Празі. Два їхні циферблати, розписані видатним чеським художником І. Манесом, прикрашені знаками зодіаку і фігурами, що рухаються. Їх створив, як стверджує легенда, знаменитий астроном та математик Ганус із Ружі. Щоб ніде не було годинника красивішого за цей чудовий витвір, їх творця нібито засліпили.

Дуже оригінальний баштовий годинник у м. Шумені (Болгарія) з молоточками та двома дзвонами, що видають бій 144 рази на добу (кожні 10 хвилин!). На мармуровій плиті біля основи вежі частина стародавньої турецької написи говорить: «На цьому годиннику Венера буде маятником, Всесвіт - колесом, а сонечко - дзвінком…».

Баштовий годинник у м. Бернбурзі (НДР), встановлений в 1875 р. на місцевій ратуші, має 23 циферблати, за якими і тепер можна визначити точний час багатьох столиць світу, розташування планет Сонячної системи, а одна зі стрілок, що вказує дату, здійснює повний оборот за чотири роки.

На одній із веж поблизу Сан-Франциско встановлено годинник, який щогодини видає звук, що нагадує мукання корови, а опівдні й опівночі чується мукання цілого стада. Один із найбільших годинників у Європі нещодавно встановлений у Франції на будівлі одного із залізничних вокзалів у м. Сен-Крістоф; діаметр їх циферблату дорівнює 10 м. Відомий унікальний годинник вагою 16 т, що знаходиться на площі Александерплац у столиці НДР і показує всесвітній час.

Португалець Аманду Жозе Рібейру створив механічний годинник вагою 150 кг розміром з телефонну будку, в якому використано поєднання 16 тис. літер і цифр, що дозволяють визначати також день тижня і дату Великодня; вони вказують фази Місяця, містять термометр і барометр і можуть бути будильником.

У Росії першим механічним годинником також були баштові, створювані руками своїх годинникових майстрів і набули поширення в XV-XVII ст. Перші були зроблені в 1404 р. для Московського Кремля ченцем Лазарем Сербіним. За припущенням істориків, перші куранти на Спаській вежі було встановлено приблизно 1491 р., невдовзі після її побудови. У літописах XVI ст. вже згадуються і годинникових справ майстра, які обслуговували цей годинник. У 1624 р. механік Галоуей встановив на Спаській вежі механічний годинник-курант замість колишніх, а наприкінці XVII ст. такий годинник з'явився ще на трьох вежах Московського Кремля.

У 1706 р. на Спаській вежі було встановлено новий годинник, зроблений на замовлення Петра I в Голландії, з циферблатом з 12 чисел. У тому ж році циферблат був перероблений російськими майстрами, але цей годинник з невідомої причини з часом прийшов у повну непридатність. Замість них встановили великі куранти, виявлені 1763 р. у Грановитій палаті. Після відступу армії Наполеона з Москви годинник був відновлений Я. Лебедєвим, за що йому присудили почесне звання Майстра Спаського годинника. У 1851–1852 pp. були проведені ремонт та модернізація годинників, виконані відомими майстрами, вихідцями з Голландії, братами Іваном та Миколою Бутенопами.

Механізм годинника Московського Кремля - ​​головного годинника нашої країни - розміщений на трьох поверхах вежі; вони мають один основний дзвін, що відбиває повний годинник, і десять четвертих дзвонів. Механізм цього годинника до нашого часу тричі оновлювався. Два рази на день годинник заводять і перевіряють точність їх ходу по сигналах, що передаються.

Під час Семирічної війни Петро розпорядився всі дзвони перелити на гармати, але за легендою, що збереглася, не зачепив дзвони курантів на дзвіниці Софійського собору в Вологді, тому що йому сподобалося майстерне виконання на них дзвонарем мелодії «Камаринської». Нині ці куранти, будучи окрасою міста, є стандартом часу. Гирі курантів підтягуються спеціальним коміром.

Більше 100 років тому було споруджено баштовий годинник у монастирі у Верколі, перевезений у 30-х роках у Карпогори (Архангельська обл.) та встановлений на дерев'яній будівлі. Ось уже понад 20 років вони видають мелодійний передзвон і вказують достатній точний час; вони відремонтовані шофером З. Кокоріним, який здійснює постійний контроль за ними.

На вежі залізничного вокзалу в м. Ризі встановлені куранти вагою 4 т, а в м. Іжевську знаходяться мініатюрні куранти з «малиновим» дзвоном, виготовлені механіком П. Лучинкіним за зразком курантів, зроблених ним свого часу для старовинної вежі заводу «Іжмаш» , доглядачем якого він був.

У Ленінграді на вежі однієї з будівель Всесоюзного науково-дослідного інституту ім. Д. І. Менделєєва (у минулому Палата заходів і терезів) встановлено найточніший механічний годинник міста. Це єдиний годинник, який за весь період блокади не зупинявся ні на хвилину. Вони щодня наводяться в рух багатопудовою гирею, що піднімається спеціальним коміром, що самовіддано виконував найстаріший робітник інституту І. Ф. Федотов, який працював ще з Д. І. Менделєєвим.

У жовтні 1917 р. В. Д. Бонч-Бруєвич "(1873-1955), бажаючи точно зафіксувати час взяття Зимового палацу революційними масами, звернувся зі Смольного по телефону в Палату заходів і ваг до матроса, що чергував там, який зі слів вченого - зберігача Палати повідомив: «Одна година сорок хвилин двадцять дві секунди.» Показання годинника на вежі були звірені зі свідченнями годин служби часу, що знаходилися в Палаті.

Наймолодшими курантами в нашій країні є створений В. Струковим та його сином електронно-механічний годинник-гібрид, встановлений у Воронежі на вежі готелю «Вороніж» до чотириста років міста (1977 р.). Їхні циферблати, звернені на три сторони, показують не тільки години та хвилини, а й секунди. Вони відрізняються високою точністю ходу: будь-якої пори року за місяць вони йдуть вперед або відстають не більше ніж на шість секунд; кожні півгодини вони видають мелодійний дзвін, що нагадує передзвін, а в нічний час їх гучний бій автоматично відключається спеціальним електронним пристроєм. Оригінальний годинник встановлений на вежі «Кариллон» у місті Зальцбурзі (Австрія): години доби на них показує велика стрілка, а хвилини - маленька, що вводить в оману туристів.

Наймолодші електронні куранти оригінальної конструкції встановлені на даху висотного готелю Йошкар-Ола в столиці Марійської АРСР. Вони зроблені студентами Марійського політехнічного інституту під керівництвом завідувача кафедри П. Лаврентьєва. Кожні 15 хвилин над містом пливе одна із 18 мелодій, закладених у пам'яті годинника.

Але найоригінальніший годинник - диво-куранти конструкції В. М. Кальмансона - встановлений над входом до Державного ордена Трудового Червоного Прапора Центрального театру ляльок у Москві. Над циферблатом годинника поміщено великий півень, навколо якого розташовані дванадцять будиночків. Кожен півень, що відбивається, супроводжує гучним співом, повертаючись і ляскаючи крилами. Одночасно з цим відкривається один із будиночків, з якого виходить лялька. Коли ж годинник відбиває дванадцять годин, відчиняються двері всіх будиночків, з них виходять ведмідь, козел, сова, ворона, заєць, лисиця, мавпа, кіт, баран, порося, коза і вовк і танцюють під музику.

У 90-ті роки XVIII в. російський механік-самоучка, винахідник І. П. Кулібін (1735-1818), який увійшов в історію також як майстер годинникових справ, створив оригінальну конструкцію кишенькового годинника розміром трохи менше гусячого яйця, що містить більше 1000 деталей. У них вмонтовано механізм, що виконує опівдні гімн, написаний самим Кулібіним. Він же створив і «планетний» кишеньковий годинник, який крім часу в секундах показує пори року, місяці і дні тижня, фази Місяця, схід і захід Сонця. Відомі і настінний годинник І. П. Кулібіна, яким він користувався.

Японська фірма «Кесіо» випустила настільний електронний годинник трьох модифікацій з картинками. На панелі цього годинника, де висвічується час, через кожну годину з'являється зображення дельфіна, що грає м'ячем, сови з миготливими очима і вітряка. Інша японська фірма «Сітезен» випускає годинник, який у відповідь на запитання господаря показує не тільки час, але й по команді голосом виконує 31 операцію, наприклад показують дату і час у пунктах, розташованих у двох різних часових поясах.

У другій половині 80-х років на галявині токійського парку «Хібія» було встановлено «вічний» годинник, циферблатом якого служить горизонтальна плита, а механізм приводиться в дію енергією сонячних батарей. Великий інтерес викликають настільні «Години населення», виготовлені фірмою «Сейко інструментс». Крім часу доби, днів тижня, місяців та року вони показують загальну чисельність населення на Землі та у країнах - членах ООН. Годинник створений у зв'язку з народженням п'ятимільярдного жителя планети і відображає зміну кількості жителів щохвилини відповідно до прогнозів експертів ООН. У 1987 р. директор Фонду ООН для діяльності населення вручив годинник генеральному секретарю ООН Пересу де Куельяру.

Інтерес до колекціонування унікального годинника не припиняється. Так, наприклад, за винятково високу ціну в 1,87 мільйона швейцарських франків на аукціоні в Женеві в 1983 р. був придбаний годинник, зроблений в 1650 р. чудовим годинникарем Ж. Кремсдорфом. Їхній корпус і циферблат покриті емаллю, а цифри прикрашені діамантами. У 1987 р. на торговому ярмарку в м. Базелі (Швейцарія) демонструвалися три наручні механічні годинники, всі деталі яких зроблені вручну англійцем Д. Даніела; найдешевші з них оцінені у 160 000 доларів. На Тайвані велику увагу відвідувачів ярмарку 1987 р. привернули годинник гігантських розмірів з дерева, призначений для прикраси інтер'єру будинку. У тому ж 1987 р. у Турині (Італія) проходив цікавий ярмарок-виставка під девізом «Честь годинника», в якому взяли участь 65 італійських організацій та приватних осіб, які представили «Синьйорів часу» - так в Італії називають годинник. Такі «годинні зустрічі» передбачається проводити регулярно та зробити їх міжнародними.

В останні роки швейцарські годинники вишукують незвичайні матеріали: наприклад, у годинника моделі «Рокуог» корпус зроблений з граніту, а у моделі «Метеорит» циферблат - з справжнього метеоритного заліза. Нещодавно в цій же країні з'явився годинник без циферблату та стрілок; їх механізм укладено в герметичну трубку, і вони показують час натискання кнопки. Нещодавно тут же був випущений годинник спеціально для жінок, механізм яких можна вставляти в гудзики, брошки, сережки. Незважаючи на незручність користування годинник має великий попит.

У приватній колекції годинникаря Ф. Фельдмана (Дрезден, НДР) зібрано 500 годин переважно німецьких, швейцарських та французьких майстрів; найстарішими з них є кишенькові годинники 1780 р., а найновішими - механічний хронометр, зроблений у НДР у 80-х роках ХХ століття. У Віденському музеї годинника демонструється понад тисяча різних за конструкцією та призначенням зберігачів часу. Серед них привертає увагу відвідувачів унікальний механічний астрономічний календар, зроблений в Австрії в 1815 р. Відомістю користується приватна колекція римського тележурналіста Алессандро ді Паоло, в якій зібрані екземпляри всіх відомих у XVIII–XX ст. годин.

Але найпопулярнішим механічним годинником і тепер є годинник з зозулею. Вони, як свідчить легенда, були винайдені в 1720 р. (за іншими даними - у середині XVI ст. німецьким механіком А. Кеттером) у Німеччині, щоб розвеселити принцесу сумної вдачі. Один з перших годинників з зозулею знаходиться в приватній колекції в м. Циттау (ГДР), де зібрано понад 500 механічних годинників і серед них годинник, виготовлений у 1470 р. російськими майстрами з дерева, а також різні «ходики» та спеціальні годинники для кур'єрів . Останнім часом у США з'явився механічний годинник, у якому зозуля не просто висовується, а виходить із дверцят назовні.

У Центральному військово-історичному музеї (Ленінград) експонується годинник двометрової висоти, зроблений кріпосним селянином Ярославської губернії Л. С. Нечаєвим у 1837–1851 рр. Вони привертають увагу масивним незвичайної конструкції маятником і безліччю циферблатів, за якими можна визначати не тільки час, а й рік, місяць, число, день тижня, тривалість дня і ночі, збільшення та зменшення дня (у хвилинах та секундах), схід та захід Сонця та Місяця, а також дізнатися, простий рік або високосний. У верхньому дугоподібному вирізі основного циферблата зі сходом Сонця з'являється металевий диск-світило, що рухається по цьому вирізу, який ховається із заходом Сонця. Його схід та захід супроводжуються мелодіями російських народних пісень.

У 1848 р. пролунав мелодійний дзвін годинників-курантів з півметровим циферблатом, встановлених на міському соборі в м. Чермоз (Пермська обл.), З покажчиком чисел місяця та фаз Місяця. Цей годинник створено умільцем Єгоркою Єпішкіним, робітником листопрокатного Чермозського заводу - сином приписаного до заводу кріпака.

У 1851 р. кріпак Василь Рисов зробив годинник-курант, встановлений на 66-метровій дзвіниці в м. Слобідському (Кіровська обл.), якими жителі користуються і тепер. У краєзнавчому музеї цього міста зібрана найцікавіша і дуже багата колекція механічних годинників, і серед них особливу увагу привертають годинники талановитих в'ятських умільців.

Велике здивування викликають годинники, зроблені вятським червонодеревником Семеном Бронніковим з дерева і відрізняються витонченістю і точністю ходу. Їх корпус і футляр зроблені з капа, стрілки – з жимолості, волосок та пружини – із загартованого бамбука, а весь механізм та циферблат – з пальми. Такого годинника було зроблено кілька екземплярів, і вони зберігаються в музеях різних міст нашої країни та в Збройній палаті Московського Кремля. У музеї експонуються також годинник-календар, що показує не тільки час, а й назви місяців, днів тижня, число місяця та фази Місяця. Руками російських майстрів створювалися механічні годинники різних видів і призначень. Наприклад, відомий настільний годинник, зроблений М. Перхіним. Вони є золотою вазою з букетом лілій, вирізаних з матового білого оніксу. У них циферблатом служить емалеве кільце з римськими цифрами, що рівномірно рухається, а стрілка закріплена нерухомо перед ним.

У Державному Об'єднаному історико-революційному музеї м. Іванова експонується єдиний у світі універсальний астрономічний годинник, що є мистецтвом рук паризького механіка Альберта Білете, зроблений у 1873 р. Вони показують одночасно близько ста різних змінних величин, індексів та найменувань: рух Землі та інших планет Сонця, видимий добовий рух Сонця, Місяця та зірок північної півкулі. Інша частина годинника складається з механічних календарів, що показують літочислення за григоріанським, юліанським, єврейським і магометанським календарями (див. гл. 3). У третій їх частині на 37 циферблатах прораховується поясний час для різних міст Європи, Азії, Південної та Північної Америки, Африки та Австралії, час сходу та заходу Сонця, тривалість дня та ночі, дати рівнодення та деякі інші астрономічні величини. Після відновлення їх у 1943 р. доцентом Іванівського педагогічного інституту А. В. Потоцьким вони продовжують іти досі.

У Музеї етнографії та художнього промислу АН УРСР (м. Львів) на виставці, відкритій у 1974 р., експонується понад 300 баштових, камінних, настільних, настінних, кишенькових та ручних годинників, створених у різних країнах. Тут особливу увагу відвідувачів привертає бронзовий годинник, виготовлений чотири століття тому. На їхньому корпусі п'ять циферблатів, за якими, крім часу доби, можна визначити фази Місяця, місяць і дні тижня та інші дані.

У Музеї м. Клайпеди (ЛітССР) зібрано різноманітні пісочні, сонячні та механічні годинники всіляких розмірів та призначень, різних часів та народів, починаючи з створених у XV–XVII ст. тульськими майстрами та кінчаючи годинами вітчизняних заводів нашого часу. Серед них особливо примітний годинник XVI ст., на циферблаті яких нанесена шкала з фазами Місяця, знаками зодіаку; ними користувалися мореплавці на той час.

З 1967 р. в Ангарську відкрито постійну виставку, що містить понад 150 старовинних механічних годинників, виготовлених російськими майстрами, і всі вони діють. Тут експонується і годинник, який побував у космосі на борту станції «Салют-6» разом із льотчиком-космонавтом, двічі Героєм Радянського Союзу Г. М. Гречком.

Багата приватна колекція, що містить 500 механічних годинників різних марок та видів - німецьких, французьких, італійських, англійських, швейцарських та інших фірм, зібрана В. А. Чубатовим у м. Колчинську (Омська обл.).

Цікава колекція старовинного годинника корабельного механіка з Таллінна А. Прокопчука, що налічує близько 150 екземплярів; серед них особливо примітний настільний годинник англійського майстра Єлефа Дейтона і оригінальний кишеньковий годинник XVII ст.

Ярославський музей-заповідник в останні роки поповнився оригінальним настільним механічним годинником, виготовленим на початку XVIII ст. і такими, що представляють рідкісний зразок декоративного прикладного мистецтва. При їх оформленні використано лиття, різьблення, карбування та інкрустація міддю по черепаховому панцирю. Там же знаходяться довго мовчали, але тепер діючий годинник середини XVIII ст., нещодавно відремонтований лікарем Р. Фоміним і доповнений ним декоративною маятниковою стрілкою.

У 1986 р. у Володимиро-Суздальському музеї-заповіднику відкрито колекцію зберігачів часу під девізом «Tempus fugit» (час біжить), що включає понад 500 діючих годин.

В одному із залів Політехнічного музею в Москві розміщена найбільш повна в СРСР колекція найрізноманітніших годинників, представлена ​​в їхньому історичному розвитку. У неї включені «вартові часу» від перших примітивних до найскладніших сучасних автоматичних механізмів, створених у час. Серед її експонатів особливої ​​уваги заслуговують різні годинники російських майстрів. Так, наприклад, унікальний годинник з річним заводом, що має 14 циферблатів, що показують крім часу дня місяці, числа та дні тижня, час заходу та сходу Сонця, фази Місяця. На створення цього годинника знадобилося 25 років. Дуже оригінальний годинник, зроблений в 1885 р. селянином Ф. Т. Скородубовим з дерева, дроту і цвяхів з гирями з чотирипудових каменів. Визначним свідченням розвитку науки і техніки є годинник знаменитого українського майстра М. С. Сядристого, який представляє бабку в натуральну величину, зроблену зі скла і золота, в одне око якої вмонтовано наймініатюрніший у світі електронний годинник. У 1985 р. колекція музею поповнилася оригінальним підлоговим годинником, окремі деталі ходових частин яких представляють копію кремлівських курантів. Для підвищення точності цього годинника майстер І. ​​Бутеноп, про який ми вже говорили, використав досягнення техніки хронометрії середини XIX ст. та вніс власні удосконалення.

У Росії перший астрономічний годинник був створений механіком Т. І. Волосковим (1712-1806), сином ржевського (колишня Тверська губ.) купця, що відрізнялися високою для свого часу точністю ходу. Годинник містив, за словами автора, «у сукупності все те, що з'єднане у природі безперервним зв'язком». Годинник представляв складний і дуже дотепний механізм, що дивував сучасників конструкцією та точністю ходу. У них одне колесо оберталося навколо осі лише один раз за чотири роки. Вони мали кілька циферблатів і показували з точністю до секунд не лише місцевий час, а й час у всіх точках земної кулі, місяці року, положення Сонця, Місяця та зірок. Ними довгий час користувалися астрономи, наприклад, під час обчислення координат зірок. На циферблаті годинника були написи: «Місяць по небу летить», «Земна куля світить», «Ржевський купець Терентій Іванович Волосков». Годинник Т. І. Волоскова був ніби складений з раніше сконструйованих ним годинників, на одних з яких показувалося положення Сонця на небосхилі, на інших, крім годин і хвилин, - число місяця (з 28 днями в лютому простого і 29 днями в лютому високосного років), але в третіх - зміна фаз Місяця. До 1941 р. астрономічний годинник Волоскова експонувався в Ржевському краєзнавчому музеї; у період окупації вони зникли.

На початку XX ст. в Росії широке поширення на астрономічних обсерваторіях отримали одномаятникові механічні годинники Ріфлера, запропоновані ним наприкінці XIX ст., і двомаятникові годинники Шорта, створені у Великобританії в 1920 р. Один з маятників, званий «вільним» або «первинним», укладений у мідний циліндр з відкачаним із нього повітрям. Випадкові похибки в добовому ході такого годинника не перевищували кількох тисячних часток секунди.

Годинник аналогічної конструкції був зроблений за проектом Ф. М. Федченка на ленінградському заводі «Еталон» зі «вільним» маятником, виготовленим з інвару (сплаву сталі та нікелю), який майже не реагує на зміни температури, тиску повітря та різні вібрації. Годинник тривалий час використовувався на астрономічних обсерваторіях і був досить точним; їхня добова варіація ходу не перевищувала ± (0,003–0,004) секунди.

У 1952–1955 pp. Ф. М. Федченко сконструював високоточний астрономічний маятниковий годинник АУФ-1. Ще більш точним став годинник АУФ-2 і, нарешті, зразковий годинник АУФ-3 із середньоквадратичною варіацією добового ходу 0,2–0,3 с, або у відносному вираженні (2–3)·10 -9 ; це був найточніший маятниковий годинник у світі. Точність ходу забезпечувалась спеціальною системою термокомпепсації маятника. Харчування забезпечувалося окисно-ртутним елементом, розрахованим на безперервну роботу протягом трьох-чотирьох років. Зберігаються вони під ковпаком барокамери, в якій витримується тиск 3–5 мм ртутного стовпа (400–670 Паскалів).

У 1986 р. годинникар X. Пеклі (ФРН) створив оригінальний годинник-комбайн з астрономічним хронометром: вони показують час будь-якого часового поясу, схід і захід Сонця, фази Місяця і ведуть рахунок днів і тижнів.

Спостереження Сонця, планет та зірок дають можливість визначати вікові коливання періоду обертання Землі. Проте астрономів цікавлять і короткоперіодичні коливання.

За нинішнього розвитку науки і техніки необхідна точність виміру часу до тисячних і навіть мільйонних і мільярдних часток секунди.

Підвищення вимог до точності визначення часу необхідне, наприклад, у системах автоматичного управління виробничими та технологічними процесами в промисловості та на всіх видах транспорту, при вивченні надшвидких процесів, що відбуваються в атомному ядрі, при встановленні ефективності технічних засобів зв'язку між континентами, при запусках космічних апаратів та космічних польотів. За надточним часом звіряються результати на станціях оптичного спостереження за штучними супутниками Землі та у багатьох інших випадках. Навіть такий далеко не повний перелік підтверджує широкі та різнобічні сфери застосування приладів для визначення точного часу та показує, наскільки широке коло завдань, що виконуються з їх допомогою. Вирішення таких завдань потребує і більш точного годинника, ніж завод, що випускається для цих цілей, «Еталон».

Точнішим годинником, що прийшов на зміну маятниковим у 30-ті роки, був кварцовий годинник. Вони замість маятника використовувалися пружні пьезоэлектрические коливання пластинок кварцу, т. е. деформації цих пластин при підведенні до межам змінного електричного струму. Такі коливання кварцу мають за певних умов абсолютної стабільністю, яка залежить від сили земного тяжіння, землетрусів та інших явищ природи.

Для кварцового годинника, який протягом декількох місяців зберігає час з точністю до 10 -10 секунди, варіація їх добового ходу стабільна (до декількох мільйонних часток секунди) і вона в тисячу разів менша, ніж у маятникових. Але кварцова пластинка порівняно швидко «старіє», тому різниця у показаннях двох кварцових годинників може протягом кількох років досягти десяти секунд. Проте за допомогою кварцового годинника, який входив до складу першого в СРСР Державного зразка часу і частоти, були виявлені зміни в швидкості обертання Землі - природного зразка часу, що виявився нестабільним.

Кварцові годинники, похибка ходу яких не перевищує мікросекунди за день, застосовуються як первинні для електронної станції в Гамбурзі, що гарантує синхронну роботу всіх електронних годинників, включених в систему; станція може керувати мережею, що складається приблизно з 20 000 вторинних електронних годинників.

Завод мистецького годинника в Москві почав випуск кварцового настінного годинника з зозулею, що відрізняється високою точністю ходу.

Годинна промисловість СРСР освоїла випуск наручного електронно-кварцового годинника, що відрізняється високою точністю ходу; за добу вони можуть відстати або піти вперед не більше, ніж на дві секунди.

Після розробки академіками Н. Г. Басовим і Л. М. Прохоровим в 1954 р. генераторів високостабільних коливань були створені годинники, маятником в яких служать коливання молекул аміаку. Такий годинник називають «квантовим» або «атомним», а іноді «молекулярним». Вони дозволяють отримувати "атомні секунди". Час, що відраховується таким годинником, називають атомним. 24 атомні години складають атомну добу, що містить 86 400 атомних секунд, які не пов'язані ні з обертанням Землі, ні з часом, що визначається астрономічно.

Дослідження показали можливість досягнення точності ходу атомного годинника до мільйонної частки секунди на добу, тобто вони можуть відстати на одну секунду від часу, що визначається астрономічно, лише за 500 000 років. Роботу такого годинника, що представляє комплекс складних приладів, контролює квантовий генератор. Атомний годинник зберігається у Всесоюзному Ордені Трудового Червоного Прапора НДІ фізико-технічних та радіотехнічних вимірювань (ВНДІФТРІ) під Москвою. Вони є центром часу і частоти СРСР; їхня офіційна назва «Державний первинний еталон часу та частоти». Для таких годинників - зберігачів точного часу, встановлених у глибокому підвалі, забезпечується спеціальний режим; їм потрібен абсолютний спокій. Їх оберігають від коливань температури, вологості, тиску, від вібрації та інших зовнішніх впливів; навіть незначні коливання гасяться спеціальною конструкцією їхнього фундаменту. Це від них йдуть шість коротких сигналів, що передаються в нашій країні щогодини по радіо: інформація про точний час, який щодня чують мільйони людей.

Висока точність атомного годинника дозволила по різниці всесвітнього та атомного часу визначити сезонні нерівномірності обертання Землі, що є причиною нестабільності в тривалості доби, у річному та піврічному періодах, що становлять відповідно 0,0005 та 0,0003 секунди. Встановлено, що, наприклад, у липні доба коротша за квітневу та листопадову приблизно на 0,001 секунди. Однак, незважаючи на високу точність атомного рахунку часу, необхідність у часі, що визначається астрономічно, зберігається при вирішенні низки завдань астрономії, геодезії та інших наук.

На XIII Міжнародній конференції з мір і ваг, що відбулася в 1967 р., було рекомендовано за одиницю часу - секунду прийняти «тривалість 9 192 631 770 коливань випромінювання, що відповідає резонансній частоті переходу між двома рівнями надтонкої структури основного стану атома цезій від зовнішніх полів». Після цього в СРСР і в усіх розвинених країнах за зразок часу прийняли "атомну секунду". Вона, як показали дослідження, збігається з секундою середнього сонячного часу, що становить 1/86 400 частину середньої сонячної доби, з точністю близько 10 -8 . Атомна секунда, що викликала справжню революцію у питаннях визначення точного часу в проміжках між астрономічними визначеннями, була до 1983 еталоном часу в СРСР.

Однак розвиток науково-технічної революції зажадав визначення часу з ще більшою точністю, стимулюючи цим роботи щодо вдосконалення Державного первинного зразка часу та частоти. Тому з 1983 р. в СРСР користуються новим первинним еталоном часу, основу якого складають два метрологічні цезієві репери частоти, з яких кожен відтворює «розмір» секунди в системі СІ. Цей стандарт за своїми метрологічним характеристикам значно перевищує стандарт 1967 р., а, по точності - всі відомі стандарти частоти; він входить до трьох кращих первинних еталонів часу і частоти світу.

В останні роки вченими Інституту теплофізики Сибірського відділення АН СРСР створено ще точніший годинник. Вони «маятник» замінений єдиним у світі стабільним лазером. Він виробляє мільйон мільярдів коливань - ритмічних світлових спалахів в одну секунду часу, а годинник з таким "маятником" - оптичний годинник- характеризуються похибкою ходу в одну секунду за 10 мільйонів років. На основі такого лазера можна створити єдиний еталон часу - частоти - довжини, розуміючи під останнім метр як «довжину шляху, що проходить плоскою електромагнітною хвилею у вакуумі за 1/299 792 485 секунди». Таке визначення метра було рекомендовано 1983 р. Консультативним комітетом Міжнародного бюро заходів та ваг. Хоча такий зразок, такі годинники перебувають ще на стадії вдосконалення, але «…все-таки вони вже живуть над мріях, над планах, а реальності, «в залізі» .

У Франції в портовому місті Гаврі встановлено новий годинник гігантських розмірів, що показують, як вважають жителі міста, найточніший час на Землі та аналога яким немає у світі, або, принаймні, у Франції. Вони допускають відставання на секунду за 250 000 років, що досягається завдяки «атомному синхронізатору». Їх спеціальний пристрій приймає, за допомогою супутникового зв'язку, постійні сигнали однієї з обсерваторій Швейцарії, що має атомний годинник.

На будівлі ж великого культурного центру («Центру Помпіду») у Парижі встановлений кілька років тому електронний годинник безперервно відраховує секунди, що залишилися до 2000 року. На індикаторі цього годинника, призначеного відзначити початок XXI століття, 0 секунд буде в ніч з 31 грудня 1999 р. на 1 січня 2000 р., тоді як це має бути на рік пізніше, оскільки XXI століття починається 1 січня 2001 р.

Японська фірма «Сейко інструменте» створила оригінальний «годинник-магнітофон» на рідких кристалах із двома блоками пам'яті, що відтворюють голос людини протягом 8 секунд.

В даний час на світовому ринку спостерігається значне надвиробництво наручного годинника. Тому конкуруючі фірми створюють годинник, який не тільки відрізняється розмірами та матеріалами, з яких виготовлений корпус, але містять і додаткові, крім годинникового механізму, пристрої - калькулятори, пульсомери, вологоміри та ін.

Розв'язання низки наукових та технічних завдань потребує знання точного часу. Так, наприклад, багаторічні ретельні виміри відстані між одними й тими ж пунктами, що у Європі та Північній Америці, дозволили встановити зміну цієї відстані. Виявилося, що материки зближуються, і швидкість цього зближення на широті 45 ° становить близько 65 см на рік. Такому зсуву материків відповідає зміна місцевого часу на 0,002 секунди, що підтверджує необхідність вимірювання часу в окремих випадках (наприклад, визначення довготи місця) з дуже високою точністю.

Точне визначення довгот точок, розташованих на нашій планеті, вимагає вирішення двох допоміжних завдань: проведення спеціальних астрономічних спостережень Сонця або зірок та прийому передачі точного часу (без втрати при цьому точності) з тих місць, де його отримують та зберігають за допомогою високоточного годинника.

Отримання моментів точного часу проводилося донедавна в астрономічних обсерваторія їх службами часу. Винахід радіо докорінно змінило характер та методи робіт служб часу. Вже перші досліди передачі сигналів точного часу по радіо, зроблені на початку XX ст., показали необхідність створення міжнародної організації для координації подачі радіосигналів часу і визначення їх похибок. У 1912 р. на пропозицію Бюро довгот у Парижі відбулася міжнародна конференція представників 16 країн, де було обрано спеціальний комітет під головуванням академіка О. А. Баклунда (1846–1916), тоді директора Пулковської обсерваторії, але світова війна 1914 р. перервала роботу цього комітету. І лише 1919 р. на конференції у Брюсселі було створено Міжнародний астрономічний союз - MAC , і з перших рішень Спеціальної комісії цього союзу було заснування у Парижі постійно діючого Міжнародного Бюро часу (МБВ), діяльність якого розпочалася з січня 1920 р.; у його завдання входить координація робіт та узагальнення результатів усіх служб часу світу.

Тепер точний час дізнаються здебільшого по радіо. Коли радіо не було, годинник вивіряв у годинникарів, які звіряли час на телеграфі.

У 1863 р. вперше точний час, визначений у Пулковської обсерваторії з астрономічних спостережень, було передано проводами до Головної петербурзької телеграфної контори, з годинами якої звірявся час у всіх телеграфних установах Росії.

У нашій країні забезпечення потреб народного господарства високоточним часом та еталонними частотами здійснює Державна служба часу та частоти СРСР, еталонна база якої включає первинний еталон, що зберігається у ВНІІФТРІ, та ряд вторинних еталонів, що знаходяться у різних містах СРСР.

У нашій країні організація служб часу, яка тепер представляється Державною комісією єдиного часу та еталонних частот СРСР, по суті розпочалася лише після Великої Жовтневої соціалістичної революції. Початком її організації треба вважати регулярні, починаючи з 1 грудня 1920 р., щоденні трансляції радіосигналів точного часу через Петроградську радіостанцію «Нова Голландія» спочатку о 19 годині 30 хвилин, а з липня 1921 р. - о 19 годині за всесвітнім часом, що надходять від астрономічного годинника Пулковської обсерваторії. З травня 1921 р. сигнали точного часу передавалися через Жовтневу радіостанцію м. Москви щодня о 22 годині за всесвітнім часом.

У 1924 р. був створений Міжвідомчий комітет служби часу при Пулковській обсерваторії, що розпочала з 1925 р. випуск бюлетенів з розкладом передач сигналів точного часу як вітчизняними, і зарубіжними радіостанціями з точністю приблизно кілька сотих часток секунди.

З 1952 передачі сигналів часу і частоти здійснюються через цілу мережу короткохвильових і довгохвильових радіостанцій від високоточних годин через спеціальну апаратуру, що значно підвищило точність таких передач.

У СРСР служби часу були створені в Ташкентській астрономічній обсерваторії (1928), в Державному астрономічному інституті ім. П. К. Штернберга в Москві (1929 р.), а потім у Харкові (1935 р.), Миколаєві (1938 р.), Ленінграді (1947 р.), Ризі (1951 р.), Іркутську (1953 р.) , Новосибірську (1957 р.) та інших місцях. Нині у СРСР діють 12 служб часу.

На початку Великої Вітчизняної війни деякі служби часу (Пулківська, Харківська та ін.) припинили свою роботу, а служби часу Державного астрономічного інституту ім. П. К. Штернберга (ДАІШ) та при Центральному науково-дослідному інституті геодезії, аерозйомки та картографії (ЦНІІДАіК) були евакуйовані - перша до Свердловська, а друга до Джамбулу КазРСР і разом з Ташкентською службою часу, що не припиняла свою діяльність, щодо забезпечення точним часом усіх запитів країни.

З 1964 р. служби часу ДАІШ і ЦНИИГАиК було перетворено на одну об'єднану Службу часу у Москві.

У 1948 р. функції Міжвідомчого комітету перейшли до Міжвідомчої комісії єдиної служби часу при Комітеті у справах заходів та вимірювальних приладів при Раді Міністрів СРСР, перетвореній на Державну комісію єдиного часу та еталонних частот СРСР та Центральне науково-дослідне бюро єдиної служби часу, в завдання яких входять вирішення питань, які стосуються передачі сигналів точного часу, координація робіт різних відомств у сфері служб часу і вирішення питань, що стосуються поясної системи рахунку часу - меж часових поясів біля СРСР. На черзі вирішення питання, пов'язаного з єдиним часом як для земних, так і для космічних приладів, а для цього зразком часу, як припускають фахівці, можуть стати сигнали нейтронних зірок - пульсарів, якими повинні перевірятися надточні земні годинники.

Надсилання послугою часу сигналів часу на будь-які відстані з високою точністю дозволяють легко порівняти отримані результати кожної з них з аналогічними результатами інших служб часу.

Примітки:

Ленін В. І.Повн. зібр. тв. - Т. 18. - С. 181.

Енгельс Ф. Анті-Дюрінг.- М.: Госполитиздат, 1948. - З. 49.

Маркс До., Енгельс Ф.Соч. - 2-ге вид. – Т. 23. – С. 522; підстрочн. прямуючи. 5.

Дні рівнодення іноді зміщуються на сусідні дати (наприклад, весняне рівнодення буває 20 березня). Тому тривалість літнього «півріччя» може становити 187, а зижнього – 178 днів.

В астрономічних щорічниках наводиться рівняння часу для кожного дня року.

Для полегшення відліку місцевого часу в 1967 р. в англійському журналі «Нью саєнтист» було запропоновано замість поділу доби на 24 години рахувати в них 10 годин, ділячи кожну таку годину на 100 хвилин, а хвилину - на 100 секунд. У зв'язку з цим запропоновано і дугу земного екватора ділити не так на 360°, але в 1000 градусів; при цьому виконувалися б співвідношення 1 год = 100 °, 1 ° = 1 хв.

З них дев'ять припадає на територію Сибіру та Далекого Сходу.

Перельман Я. І.Цікава астрономія. - Вид. 6-те. - М.: Фізматгіз, 1961, - С. 56.

Власне гномоном називається вертикально встановлений стрижень. Перший сонячний годинник в Індії, Китаї та Єгипті використовувався вже близько 3000 років тому (див. книгу «Сонячний годинник і календарні системи народів СРСР», вказану в списку літератури).

Гномон, незважаючи на простоту його конструкції, використовувався в давнину та для визначення широти місця його встановлення, нахилу екліптики до екватора; порівнюючи довжину тіні від жердини з його довжиною, визначали висоту Сонця над горизонтом та вирішували інші завдання.

При розкопках античних поселень в Шалесі (Албанія) виявлено сонячний годинник, що добре зберігся, вагою 2,5 кг, зроблений в IV ст. до зв. е. з алебастру. Циферблат їх поділено на 12 рівних частин.

Маркс До., Енгельс Ф.Соч. - 2-ге вид. – Т. 30. – С. 263.

Історія відзначає найцікавіший випадок, коли механічний годинник, встановлений у м. Герліце (НДР), врятував у 1253 р. від викрадення змовниками сенаторів при виході їх з міської ратуші. Задуманий план провалився, оскільки один із змовників, покаявшись в останній момент, перевів стрілку на сім хвилин уперед. Змовники, які «вчасно» зібралися перед ратушею, були схоплені. З того часу цей годинник на згадку про те, що сталося, незмінно йде на сім хвилин вперед.

За деякими відомостями, Бюрги з Касселя (нині у ФРН) створив маятниковий годинник ще раніше - у 1612 р.

На їхньому будинку в Москві були встановлені зроблені ім'я оригінальні годинники, які грали мелодію «Кіль славен…».

Зберігаються у ленінградському Ермітажі.

Вони були продані дружиною Кулібіна для організації похорону їхнього творця; згодом годинник придбав Політехнічний музей у Москві, де вони зберігаються досі.

Їхня робота відзначена Ленінською премією в 1959 р.

У 1970 р. на Всесвітній виставці в Осаці (Японія) «ЗКСПО-70» демонструвалася система відліку точного часу, центром якої був атомний годинник, встановлений на вежі висотою 19 м; їхня похибка у відліку часу, як рекламували фахівці, становить одну секунду в тисячу років.

У 1978 р. творцям такого лазера, члену-кореспонденту АН СРСР В. П. Чеботаєву та професору В. С. Летохову, які працювали незалежно один від одного, присуджено Ленінську премію.

Радянський Союз вступив у члени Міжнародного астрономічного союзу 1935 р.

У цій книзі заховано 99 секретів астрономії. Відкрийте її і дізнайтеся про те, як улаштований Всесвіт, з чого складається космічний пил і звідки беруться чорні дірки.

Смішні та прості тексти розкажуть про найцікавіші астрономічні явища та закони.

Хай живе наука БЕЗ занудства та незрозумілих термінів!

Книга:

№ 1 І довше року триває день… Зоряна та сонячна доба

І довше року триває день… Зоряна та сонячна доба

Такі звичайні поняття, як годинник, хвилини, доба і календар, мають пряме відношення до астрономії. Вони пов'язані з рухом Землі навколо Сонця та з обертанням нашої планети навколо своєї осі. Отже, що таке день чи добу? З астрономічної точки зору доба – це час, за який планета здійснює один оберт навколо своєї осі. Земля робить це приблизно за 23 години 56 хвилин та 4 секунди. Але в нашій звичній добі рівно 24 години! Давайте розберемося чому.

Визначити, що Земля зробила повний оберт навколо осі, можна за зірками. Протягом доби зірки рухаються щодо земного спостерігача, і проміжок часу між двома однаковими положеннями зірки називають зірковою добою. Наша головна зірка - Сонце, за нею і визначається наша доба. За точку відліку прийняли положення Сонця опівдні, у зеніті. Це початок і кінець сонячної доби.

Слід зазначити, що Земля рухається навколо Сонця нерівномірно; коли вона знаходиться у найвіддаленішій точці орбіти, її рух сповільнюється. Інша причина нерівномірного руху планети – нахил земної осі щодо орбіти. І це далеко не всі фактори, що впливають на тривалість доби. У побуті ці поправки значення не мають, вони тільки всіх заплутали, тому астрономи прийняли за сонячну добу стандартну величину - 24 години.

Земля обертається не тільки навколо своєї осі, а й навколо Сонця, і цей оберт займає у неї 365 діб, або один рік.

На інших планетах все інакше. Наприклад, на Венері рік триває 224 земні дні, а доба - 243. Тобто венеріанський день довший за венеріанський рік! Рік на Меркурії всього в півтора рази довший за добу, навколо Сонця ця маленька планета обертається за 88 днів, навколо своєї осі - за 58.

В основу визначення одиниці часу покладено періодичне явище в природі. доба- Проміжок часу, протягом якого Земля робить повний оберт навколо своєї осі. Добове обертання Землі, визначаючи закономірність зміни дня і ночі, циклічність багатьох процесів на Землі, розпорядок життя і діяльності людей, є найбільш доцільною та зручною основою для вимірювання часу, даної самою природою, і яким здавна користується людство. Тривалість доби можна визначити за допомогою світила або точки, фіксуючи моменти двох послідовних кульмінацій, якщо відомі їхні положення на зоряному небі.

Проте визначення доби пов'язані з практичними труднощами, викликані суперечливістю вимог щодо вибору одиниці часу. Для визначення добинашого часу користуються трьома допоміжними точками, саме: точкою весняного рівнодення, центром істинного Сонця, точкою середнього Сонця. Тривалість доби, що визначена допомогою кожної з трьох точок, — різна, і тому доводиться вживати всі три одиниці часу — зоряну добу, справжню сонячну добу та середню сонячну добу. Вимірюваний ними час називається відповідно зірковим, справжнім сонячнимі середнім сонячнимчасом. Сукупність цих способів визначення доби ускладнює деякі обчислювальні роботи, але забезпечує повну відповідність обчислення часу на практиці життя людства і більшу точність виміру часу астрономічними методами.

Доба та її частини служать для виміру коротких проміжків часу, а для тривалих проміжків часу використовують поняття року. Проміжок часу між двома послідовними проходженнями істинного Сонця через точку весняного рівнодення (^) називається тропічним роком. Т ^ = 365 d, 2422 с.с.с. ( середньої сонячної доби).

Внаслідок прецесії земної осі точка весняного рівнодення повільно рухається назустріч Сонцю, тому Сонце приходить в ту саму ділянку неба не через тропічний рік, а через зірковий рік (сидеричний період).

Проміжок часу за який Земля зробить один повний оберт навколо Сонця щодо нерухомих зір називається зірковим роком. Т = 365 d, 2568 с.д.д.

За останні три десятиліття точність визначеннятривалість доби з астрономічних спостережень зір підвищена на цілий порядок і досягає 0, s 001 за добу; так само підвищена точність астрономічних маятникових і кварцових годинників. Створено годинник нових типів. молекулярні та атомні, які зберігають час із точністю до 5·10 -8 з на добу, задовольняючи найскладніші вимоги деяких наукових установ.

ЗІРКОВІ ДОБИ І ЗІРКОВИЙ ЧАС

Визначення зоряної доби випливає із видимого обертання навколо Землі точки весняного рівнодення. Верхня кульмінація цієї точки береться початку доби. Проміжок часу між двома послідовними верхніми кульмінаціями точки весняного рівнодення на тому самому меридіані називається зіркової доби.

Зіркова доба поділяється на 24 зіркові години, зіркова година — на 60 зіркових хвилин, зіркова хвилина — на 60 зіркових секунд. Час, який минає від моменту верхньої кульмінації точки весняного рівнодення до її положення у певний момент, виражений у частках зіркової доби, називається зірковою годиною. Позначається латинською літерою s.

Часовий кут точки весняного рівнодення, виражений у часовій мірі, чисельно дорівнює зоряному часу на даний момент. Час, що минув від початку доби, дорівнює вартовомукутку точки весняного рівнодення. Для його визначення користуються зірками з певними координатами.

Якщо визначено кутовий годинник будь-якої зірки М ( рис.1), то зоряний час ( дуга Q1Q) дорівнює сумі двох дуг: дуги Q1D ( пряме сходження зірки) та дуги DQ ( годинний кут зірки). Отже,

де α – пряме сходження, а t – годинний кут. При спостереженні зірки в момент верхньої кульмінації кутовий час дорівнює нулю і тоді:

Цією залежністю користуються визначення зоряного часу зі спостережень моментів кульмінації зірок з допомогою пасажного інструменту. Зірковим часом зручно користуватися в наукових та деяких інженерних роботах, але повсякденне життя ет'пов'язане із сонячною добою, яка більша за зіркову, тому введено сонячний час.

СПРАВЖНІЙ СОНЯЧНІ ДОБИ І СПРАВЖНІЙ СОНЯЧНИЙ ЧАС

Справжню сонячну добу визначають за допомогою центру Сонця. Проміжок часу між двома послідовними нижніми кульмінаціями центру сонячного диска на тому самому меридіані називається справжньою сонячною добою.

Отже, початок сонячної доби, на відміну від зіркових, віднесено на ніч, тому весь день відноситься до однієї календарної дати.

Час, що минув від нижньої кульмінації центру Сонця до його положення в даний момент, виражений у частках цієї сонячної доби, називається справжнім сонячним часом. Позначають його літерою Т. Вимірюють його вартовим кутом центру Сонця.

Годинний кут t відраховується від південної точки екватора, а тому його збільшують на 12 h, що пройшли від нижньої до верхньої кульмінацій. Отже,

Т = t + 12 h (2)

Сонце завжди кульмінує ( у верхній кульмінації) о 12 h теперішнього часу, тому t = 0. Тривалість цієї сонячної доби непостійна, тому введені середня сонячна доба.

СЕРЕДНІ СОНЯЧНІ ДОБИ І СЕРЕДНІЙ СОНЯЧНИЙ ЧАС

Нерівномірність теперішнього часу обумовлено нерівномірністю видимого річного руху Сонця з екліптики та нахилу екліптики до площини небесного екватора. Першапричина обумовлена ​​тим, що Земля рухається навколо Сонця еліптичною орбітою, а такий рух, за другим законом Кеплера, відбувається з різними швидкостями. З 21 березня до 23 вересня Сонце переміщається повільніше, ніж у період з 23 вересня до 21 березня. Другапричина - нахил екліптики. На малюнку дуги АВ і ПС зображують по екліптиці поблизу точок рівнодення.

А їх проекції ab, bc на екваторі визначають зміну прямих сходжень Сонця. Ці проекції менші за відповідні відрізки екліптики, тобто ab< AB и bс < ВС. Вблизи точек солнцестояний (частина б) проекції добових відрізків екліптики на екватор, навпаки, довші самі відрізки, тобто de > DE та ef > EF. Отже, положення Сонця на екліптиці не може бути мірою часу тому, що екліптика нахилена до екватора.

Внаслідок обох причин справжня доба взимку довша, ніж улітку. Найдовшіцієї доби 23 грудня - 24 h 0 m 30 s ; короткі 16 вересня — 23 h 59 m 39 s . Максимальна різниця в їх тривалості 51 s.

Середню сонячну добу визначають за допомогою фіктивної точки, що рівномірно рухається екватором. Середнє екліптичне Сонце— фіктивна точка, яка рівномірно рухається по екліптиці зі швидкістю, що дорівнює середній швидкості руху справжнього руху Сонця та зустрічається з ним 3 січня та 4 липня. Середнє екваторіальне Сонце— фіктивна точка, яка рівномірно рухається екватором і одночасно із середнім еліптичним Сонцем проходить точку весняного рівнодення. Середнє екваторіальне Сонце називають середнім Сонцем. Проміжок часу між двома послідовними, нижніми кульмінаціями середнього Сонця на тому самому меридіані називається середньою сонячною добою. Цю добу ділять на 24 середні сонячні години, годину — на 60 хвилин, хвилина — на 60 секунд, ця доба протягом року постійна.

Час, що минає від нижньої кульмінації середнього Сонця до його положення в цей момент, виражений у середніх одиницях часу, називається середнім сонячним часом, або просто середнім часом. Позначають його літерою T m.

Середнє Сонце спостерігати неможливо, тому, зі спостережень визначають годинний кут справжнього Сонця, додають η — до рівняння часу й отримують середній сонячний час:

T m = 12h + t ¤ + η (3)

Середній сонячний час на даному меридіані дорівнює годинниковому куту справжнього Сонця плюс 12 ч і плюс рівняння часу з його знаком.

Зірковий час протягом тропічного року випередитьсередній час на 24 h, тобто на цілу зіркову добу. Іншими словами, протягом тропічного року - за 365,2422 середньої або справжньої сонячної доби - Земля зробить 366,2422 обертів навколо осі.

КАЛЕНДАР

Система відліку великих проміжків часу ( літочислення) з поділом на окремі періоди - року, місяця та доби - називається календар. За основу календарних одиниць рахунку часу взято природні одиниці часу: сонячний рік, синодичний місяць ( проміжок часу від одного молодика до іншого, що дорівнює 29 дн. 12 год. 44 м. Може змінюватись в межах 13 годин через ексцентриситет місячної орбіти.) та сонячну добу.

Ці одиниці часу між собою непорівнянні, тому узгодження їх ускладнювало побудову календарів і породжувало плутанину в літочисленні різних народів, усунення якої астрономи приділяли велику увагу.

Незалежність основних одиниць часу визначала існування трьох типівкалендарів: сонячний, місячний та місячно-сонячний. У сонячнийкалендар основною одиницею часу є тривалість тропічного року ( 365,2422 діб середньої доби). Сучасний календар відноситься до сонячного. В основі місячногокалендаря лежить тривалість синодичного місяця ( 29,5 діб). Рік у ньому дорівнює 354 або 355 середньої сонячної доби, тобто 12 місяців по 29,5 діб. Місячно-сонячнийкалендар – це комбінація сонячного та місячного календаря.

Порядкові номери років у календарях ведуться від умовного початку, що називається ера. Відомо понад 200 різних ер. Єгиптяни вважали епохи за роками початку правління фараонів, китайці - початку правління імператорів, римляни, наприклад, вважали спочатку за іменами консулів, далі - " від заснування Риму" (відповідає 753 р. до зв. е.). У християнській релігії запроваджено початок від " створення світу" (5508 р. до н. е.),але у VI ст. прийнято нову еру — від народження Христа, якою користуються у багатьох країнах.

СучаснийКалендар складається з основних елементів сонячного римського календаря, який був розроблений олександрійським астрономом Созігеном і введений у 45 р. до н. е. Юлієм Цезарем. Рік у ньому становив 365,25 сонячної доби, причому для зручності рахунку запропоновано рахувати три роки по 365 діб, а кожен четвертий рік 366 діб. Року із 365 дібами названо простим, а з 366 - високосними. Усі роки, номери яких діляться на 4, вважалися високосними.

Рік складався з 12 місяців, тривалість та назви яких зберігалися в європейському та російському календарях; у тому числі і назви - " липня"і" СерпеньНа честь Юлія Цезаря та імператора Августа. Дійшла до нашого часу і вавилонська семиденна тиждень.

У юліанському календарі різниця між календарним та тропічним роком становить 0,0078 діб або 11м 14с; за 128 років вона зростає до 1 доби. На кінець XVI століття відставання становило вже 10 діб. Італійський професор математики Луїджі Ліліо Гараллі запропонував проект нового календаря, який і був затверджений папою римським Григорієм XIII у 1582p.

Новий календар став називатися григоріанською, або " новим стилем", на відміну від юліанськоїкалендаря, або " старого стилюУ папській буллі наказувалося вважати наступний після 4 жовтня 1582 р. день не 5, а 15 жовтня. Так було ліквідовано 10 днів відставання. Щоб надалі не допускати відставання, домовилися з кожних 400 років вважати високосними не 100, як у юліанському календарі , а 97 років і вважати простими ті вікові роки, у яких число сотень не ділиться на 4 без залишку, наприклад 1700, 1800, 1900. У Радянській Росії ліквідувати відставання в 13 діб, день після 31 січня 1918 стали вважати не 1, а 14 лютого.

СВІТОВИЙ КАЛЕНДАР

На думку деяких вчених, Григоріанський календар має ряд недоліків: неоднакова тривалість місяців, різна кількість робочих днів на місяць, дні тижня припадають з року в рік на різні числа місяця.

Новий проект під назвою Світового календарябуло прийнято лише у 1954 p. Економічною та Соціальною радою ООН. Структура Всесвітнього календаря така: у році 12 місяців із тими самими назвами; тиждень залишається семиденним; рік поділено на 4 квартали по 91 дню; кожен квартал складається із трьох місяців; перший місяць має 31 день, два – по 30 днів; 1 січня завжди припадає на неділю; квартали починаються з неділі та закінчуються суботами. Кількість робочих днів на місяць - 26.

Отже, 4 квартали у Світовому календарі мають 364 днітобто на один день менше простого року в григоріанському календарі. Цей день рекомендовано вважати міжнародним святом – Днем миру та дружби народів, або днем ​​Нового року. Встановлюється він між 30 грудня та 1 січня. У високосному році слід додати ще один неробочий день між датами місяця. 30 червня) - День високосного року.

АТОМНИЙ ЧАС

Швидкий розвиток науки та техніки із середини XX століття. призвів до створення нових методів обчислення часу. З цією метою створені прилади, в яких проходять автономні коливальні процеси високої стабільності. У всіх приладах, що часто називають стандарти частоти, Вимірювання часу засноване на підрахунку числа коливань, що виникають в системі приладу.

Так, у кварцовихгодинниках відбуваються високочастотні коливання кварцової пластинки під дією змінного електричного струму, що забезпечує обчислення часу з точністю до 10 -6 сек. У ст атомнихгодинник використовується строго певна частота електромагнітних коливань, які випромінює атом при квантовому переході між енергетичними рівнями, причому точність часу підвищена до 10 -11 - 10 -12 секунди.

Застосування цих приладів дало змогу помітити невелике відхилення у рівномірності обертання Землі, яке відбувається через:

1. в гравітаційногодії Місяця та Сонця ( період обертання Землі повільно збільшується на 0,0014с за 100 років);

2. сезонногоперерозподілу повітряних та водних мас на Землі ( змінюється тривалість доби на ±0,001с);

3. несподіваних та нерегулярних порушеньрівномірності обертання Землі, причини яких ще не встановлені ( змінюється тривалість доби на ±0,004с).

І хоча нерівномірність обертання Землі дуже мала, все ж таки тривалість сонячної доби не суворо стала, і ця одиниця часу з її похідними вже не може служити еталоном у тих наукових дослідженнях, де необхідно знати час з точністю не нижче 0,000001с.

Тому була розроблена система вимірювання часу, заснована на надстабільному еталоні частоти, де використовуються електромагнітні коливання, які випромінюють атоми ізотопу металу цезію-133 (Сs-133). Час, виміряний у цій системі, отримав назву атомного часу. За одиницю часу прийнято атомну секунду, яка дорівнює тривалості 9192631770 коливань, що відповідає резонансній частоті квантового переходу надтонкої структури основного стану атома Сs-133. Атомну секунду прийнято за одиницю часу в Міжнародній системі одиниць вимірювань.

Невеликі аперіодичні нерівномірності у обертанні Землі призводять до незначних розбіжностей між середнім астрономічним часом та атомним часом. Тому регулярно 31 грудня наприкінці доби вноситься поправка, яку додають до закінчення року, або виключають.

Суворіше це проміжок часу між двома однойменними (верхніми або нижніми) кульмінаціями (проходженнями через меридіан) центру Сонця в цій точці Землі (або іншого небесного тіла).

Енциклопедичний YouTube

1 / 3

Проблеми високосного року та зіркової доби

Детальніше про час

Субтитри

Сонячна доба на Землі

Коливання тривалості сонячної доби

Середня сонячна доба не схильна періодичнимзмін, як справжня сонячна доба, але їх тривалість монотонно змінюється у зв'язку зі зміною періоду осьового обертання Землі та (меншою мірою) зі зміною тривалості тропічного року, збільшуючись приблизно на 0,0017 секунди у сторіччя. Так, тривалість середньої сонячної доби на початку 2000-року дорівнювала 86400,002 секунди СІ. Слід зазначити, що тут як одиниця виміру вказана саме секунда СІ, визначена з використанням внутрішньоатомного періодичного процесу, а не середня сонячна секунда, яка за визначенням дорівнює 1/86 400 частини середньої сонячної доби і, отже, також не є постійною.

Введення поправок

Хоча середня сонячна доба не є, строго кажучи, незмінною одиницею часу, але повсякденне життя людей пов'язане саме з нею. У зв'язку з накопиченням поправки до тривалості доби в середньому сонячному часі по відношенню до рівномірного атомного часу, іноді доводиться до атомної шкали UTC так звану високосну секунду, щоб відновити прив'язку цієї шкали до сонячної шкали часу. Теоретично можливе і віднімання високосної секунди, оскільки обертання Землі у принципі має постійно сповільнюватися.

Сонячна доба на інших планетах та супутниках

Місяць

Середня сонячна доба на Місяці дорівнює середньому синодичному місяця (середньому проміжку між двома однаковими фазами Місяця, наприклад, повнолуннями) - 29 діб 12 годин 44 хвилини 2,82 секунди. Справжня сонячна доба може відхилятися від середньої на 13 годин в обидві сторони, що пов'язано як з нерівномірністю руху Землі по орбіті, так і з нахилом орбіти Місяця до екліптики, з еліптичності її орбіти і з нахилом осі обертання Місяця до площини орбіти (див. Лібрація).

Інші На газових гігантах, які не мають твердої поверхні, сонячна доба залежить від широти - атмосфера обертається з різними швидкостями на різних широтах.

Меркурій обходить навколо Сонця за 87,97 дня, а навколо своєї осі робить повний оберт за 58,65 дня (ці періоди відносяться як 3:2). Середній проміжок часу між двома верхніми кульмінаціями Сонця на цій планеті дорівнює 176 дням, що дорівнює двом її рокам. Цікаво, що коли він знаходиться поблизу перигелію, Сонце для спостерігача на поверхні планети може протягом 8 днів рухатися у зворотному напрямку, тому, строго кажучи, прив'язка визначення сонячної доби до кульмінації в цьому випадку не є коректною.

На Венері, чий сидеричний період обертання навколо своєї осі дорівнює 243 дням - більше, ніж орбітальний період (224,7 дня), середня сонячна доба дорівнює приблизно 116,7 дня (через обертання у зворотний бік)

На Марсі середня сонячна доба лише трохи більша, ніж земна. Вони дорівнюють 24 год 39 хв 35,244 с.

На Юпітері доба дорівнює 9 годин 55 хвилин 40 секунд, на Сатурні 10 годин 34 хвилин 13 секунд. Доба на Урані дорівнює 17 годин 14 хвилин 24 секунд, а на Нептуні 15 годин 57 хвилин 59 секунд.

У Плутона зважаючи на його крайню віддаленість від Сонця (і, отже, трохи кутової орбітальної швидкості) середня сонячна доба практично дорівнює періоду обертання: 6 днів 9 годин 17 хвилин 36 секунд.

Примітки