Predavanje 2 Sunčevo i zvjezdano vrijeme - gimpoz.hr · fiktivnog Sunčeva diska kroz mjesni (ili zonski) meridijan - interval od 24 sata. 8 Astronomija i astrofizika 2005 PRAVO

1

Astronomija i astrofizika 2005

Astronomija i astrofizika

Predavanje 2

Sunčevo i zvjezdano vrijeme


2



Nebeski koordinatni sustavi

3


Mjesni ekvatorski sustav


Nebeski ekvatorski sustav

4


Ekliptički sustav


Galaktički koordinatni sustav

5



6


Vremenske skale u astronomijiZvjezdano vrijeme (sideričko vrijeme)

Sunčevo vrijeme

Atomsko vrijeme

Dinamičko vrijeme

Vlastito vrijeme

Koordinatno vrijeme

Periodički procesi koji određuju vremenski sustav:

Zemljina rotacija (UT; GST), Zemljina revolucija (ET; TDT, TT, BDT, TCG, TCB), atomski radijativni procesi(TAI, UTC, GPST, GLONASST)


Prividno dnevno i godišnje gibanje Sunca Sunčev ili sinodički dan, tropska ili Sunčeva godina, Sunčevo vrijeme

Prividno dnevno i godišnje gibanje zvijezda

Zvjezdani ili siderički dan, zvjezdana ili siderička godina, zvjezdano vrijeme

7


PRAVI SUNČEV DAN

- vrijeme jednog Zemljinog okreta s obzirom na Sunce

- vrijeme između dva uzastopna prolaska središta Sunčeva diska najvišom točkom iznad obzora, ili vrijeme između dvije uzastopne iste kulminacije središta pravog Sunčeva diska

PRAVO SUNČEVO VRIJEME

- mjera vremena temeljna na prividnom gibanju Sunca

- nejednolikog je toka zbog priklona ekliptike i ekscentriciteta Zemljine putanje, te zbog nejednolike Zemljine rotacije

-Određeno je satnim kutom središta Sunčeva diska, koje se nejednoliko giba po ekliptici


SREDNJE SUNČEVO VRIJEME

-mjera jednolikog toka vremena temeljena na gibanju zamišljenog (fiktivnog) srednjeg Sunca, uz pretpos-tavku da je Zemljina rotacija stalna

- određeno je satnim kutom središta fiktivnog Sunčeva diska, koji se jednoliko giba po nebeskom ekvatoru u smjeru istoka

SREDNJI SUNČEV DAN

-vrijeme jednog Zemljinog okreta s obzirom na zamišljeno srednje Sunce

- vrijeme između dva uzastopna prolaska središta fiktivnog Sunčeva diska kroz mjesni (ili zonski) meridijan

- interval od 24 sata

8


PRAVO SUNCE GIBA SE PO EKLIPTICI

FIKTIVNO SREDNJE SUNCE GIBA SE PO NEBESKOM EKVATORU

OPHOD (UZASTOPNI PROLAZ PROLJETNOM TOČKOM) NAPRAVE U JEDNAKOM VREMENU = TROPSKA GODINA

Veza pravog i srednjeg Sunčevog vremena iskazana je jednadžbom vremena

Jednadžba vremena = mjesno pravo Sunčevo vrijeme – mjesno srednje Sunčevo vrijeme


9


Nejednoliko gibanje

Zemlje oko Sunca

perihel

afel

2. siječanj 2005.

5. srpanj 2005.


Trajanje godišnjih doba na sjevernoj polukugliDoba d h

Proljeće 92 20.2

Ljeto 93 14.4

Jesen 89 18.7

Zima 89 0.5

10


Top na kuli Lotršćak označuje podne

Primjer: 24. ožujka

JV = PSV – MSV

JV = -8 min

PSV = MSV + JV

PSV = 12 h – 8m = 11h 52m

Zagreb je 16o E od Greenwicha Sunce je mjesni meridijan

prošlo prije 4 minute

PSV = 11h 52m – 4m = 11h 48m


11


Razlika pravog i srednjeg Sunčeva vremena uvjetovana je eliptičnom Zemljinom putanjom oko Sunca i nagibom Zemljine osi rotacije prema ravnini ekliptike (odnosno priklonu ravnine putanje prema nebeskom ekvatoru).

Jednadžbu vremena možemo raščlaniti na dvije komponente:

komponenta zbog ekscentriciteta Zemljine putanje

komponenta zbog priklona ekliptike na ravninu nebeskog ekvatora


SIDERIČKI ILI ZVJEZDANI DAN

-vrijeme jednog Zemljinog okreta s obzirom na zvijezde, odnosno mjera Zemljine rotacije u odnosu na zvijezde

- zvjezdani dan jednako traje jer zvijezde ne mijenjaju položaj na nebeskoj sferi – svejedno koju zvijezdu odaberemo zvjezdani dan jednako traje, i jednak je vremenu Zemljine rotacije

- iz praktičnih razloga mjerimo: vrijeme između dvije uzastopne gornje ili donje kulminacije proljetne točke

12


MJESNO ZVJEZDANO VRIJEME

-za vrijeme jednog zvjezdanog dana proljetna točka, zbog Zemljine rotacije, opiše po nebeskoj sferi puni krug, a satni sekut proljetne točke promjeni za 24 h (360o), te kažemo da je proteklo 24 sata zvjezdanog vremena

- zvjezdano je vrijeme satni kut proljetne točke a kako satni kut određujemo od mjesnog (stajališnog) meridijana zvjezdano vrijeme ovisi o astronomskoj (geografskoj) duljini stajališta; zato je ispravo upotrebljavati naziv mjesno zvjezdano vrijeme

- proljetnu točku kao zamišljenu točku na nebeskoj sferi ne možemo neposredno opažati

- opažanjem neke zvijezde u meridijanu u gornjoj kulminaciji mjesno je zvjezdano vrijeme jedanko rektascenziji opažane zvijezde


VEZA MJESNOG ZVJEZDANOG VREMENA I MJESNOG SREDNJEG SUNČEVOG VREMENA

- satni kut fiktivnog srednjeg Sunca možemo izraziti kao razliku satnog kuta proljetne točke (koji odgovara mjesnom zvjezdanog vremenu LST) i rektascenzije fiktivnog srednjeg Sunca

- fiktivno srednje Sunce i pravo Sunce naprave jedan ophod u jednakom vremenu od 365.2422 dana

- međutim tropksa godina ima 366.2422 zvjezdana dana

13


-zbog dnevne Zemljine vrtnje u toku jednog zvjezdanog dana mjesni meridijan opiše 360o, istodobno se fiktivno Sunce, zbog svog godišnjeg gibanja (revolucije), pomakne u istom smjeru za luk:

smho

inatropskagod6.563

2422.36524

1360

≈≈

- da bi fiktivno srednje Sunce ponovno kulminiralo u mjesnom meridijanu (da bi protekao jedan Sunčev dan) Zemlja mora napraviti dodatni dio okreta, koji odgovara pomaku Zemlje zbog revolucije.


Srednji Sunčev dan (dvostruka uzastopna dnevna kulminacija Sunca) dulji je od zvjezdanog dana (dvostruka uzastopna dnevna kulminacija proljetne točke) za 3 minute 56.6 sekundi.

Tropksa godina = 365.2422 srednja Sunčeva dana = = 366.2422 zvjezdana dana

1 srednji Sunčev dan = (1 + 1/365.2422) zvjezdana dana = 1.00273791 zvjezdana dana

1 zvjezdani dan = (1 – 1/366.2422) srednja Sunčeva dana = 0.99726957 srednja Sunčeva dana24 h srednjeg Sunčevog vremena = 24h 03m 56.6s zvjezdanog vremena

24 h zvjezdanog vremena = 23h 56m 04.1s srednjeg Sunčevog vremena

14


TROPSKA ILI SUNČEVA GODINA

Vrijeme između dva prividna uzastopna prolaska Sunca proljetnom točkom

1 tropska godina = 365.2422 srednja Sunčeva dana

Prolaz Sunca kroz proljetnu točku ne pada svake godine u isti dan i sat, već kasni za 5h 48m 46s (0.2422 dana)


SIDERIČKA ILI ZVJEZDANA GODINA

Vrijeme obilaska Zemlje oko Sunca s obzirom na zvijezde, odnosno vrijeme dvaju uzastopnih prolazaka Zemlje kroz smjer iste zvijezde

1 zvjezdana godina = 365.2564 srednja Sunčeva dana

Razlika između zvjezdane (sideričke) i tropske godine nastaje zbog pojave precesije – proljetna se točka pomiče po ekliptici za 50.2 lučne sekunde/godina u smjeru prema Suncu. Zbog toga Sunce dolazi u proljetnu točku prije no što se vrati istoj zvijezdi.

15


MJESNO I ZONSKO (POJASNO) VRIJEME

Zvjezdano, pravo i srednje Sunčevo vrijeme odnose se na opažačko mjesto, mjesni (stajališni) meridijan i samo ona mjesta koja se nalaze na istom meridijanu imat će u istom trenutku jednako mjesno vrijeme.

Prema tome razlika mjesnih vremena na dva različita stajališta jednaka je razlici duljina stajališta.

Nemoguća je primjena mjesnog vremena u javnom životu.

Fleming 1879. Godine predlaže podjelu Zemlje na 24 vremenske zone. Usvojeno na međunarodnoj konferenciji 1884. Godine te uvedeno pojasno (zonsko) vrijeme.


16


Vremenske zone u Evropi


Svjetske vremenske zone

17



18



19

Mehanički satovi

Kvarcni satovi

Atomski satovi

Dnevno odstupanje u sekundama

Vrijeme u godinama potrebno da bi odstupanje bilo 1 sekunda

20

NIST-F1: Cezijeva fontana

demo pokus

Slijedeće predavanje:Sva Zemljina gibanja

Documents

Predavanje 2 Sunčevo i zvjezdano vrijeme - gimpoz.hr · fiktivnog Sunčeva diska kroz mjesni (ili zonski) meridijan - interval od 24 sata. 8 Astronomija i astrofizika 2005 PRAVO