TIMPUL I MSURAREA LUI

Micrile principale ale Pmntului - de rotaie i de revoluie - ne dau i unitile de msur pentru msurarea timpului: ziua i anul.n vechime se presupunea uniformitatea micrii diurne aparente; n prezent se admite numai n prim aproximaie uniformitatea rotaiei Pmntului. Cauze geofizice i deplasri ale maselor de aer i ap pe suprafaa Pmntului i modific puin perioada de rotaie. Pe aceast baz vom considera unghiul orar al unui astru ca fiind o mrime proporional cu timpul, deci poate fi utilizat pentru msurarea timpului. n cele ce urmeaz se vor folosi diferite denumiri pentru timp, dup astrul a crui micare diurn o urmrim. n acelai timp trebuie precizat c timpul, ca form de existen a materiei, este unic(difer numai unitatea sau originea de msurare a timpului).Timpul sideral este timpul msurat prin unghiul orar al punctului vernal ((). Unitatea de timp este ziua sideral: timpul scurs ntre dou culminaii superioare consecutive ale punctului vernal ((). Submultiplii zilei siderale sunt ora, minutul i secunda sideral. nceputul zilei siderale coincide cu momentul culminaiei superioare a lui (. De precizat c, datorit fenomenului precesiei, ziua sideral difer cu 0s, 8 fa de perioada de rotaie a Pmntului. Punctul vernal , fiind un punct fictiv de pe bolta cereasc, trecerile sale la meridianul superior al locului nu pot fi observate iar unghiul su orar este imposibil de msurat direct. De aceea, din locul considerat se urmrete trecerea la meridianul superior al locului a unei stele cunoscute i apoi, ntr-un moment diurn oarecare, se determin unghiul orar t al stelei, a crei ascensie dreapt se cunoate, astfel nct avem: = +t. Msurarea timpului cu ajutorul zilelor siderale i al fraciunilor de zile siderale este foarte simpl i comod n rezolvarea problemelor de astronomie, dar este incomod pentru viaa cotidian a oamenilor, a cror activitate este legat de poziiile aparente diurne i anuale ale Soarelui pe sfera cereasc.Un alt timp legat de viaa practic, este timpul solar adevrat, msurat prin unghiul orar al centrului soarelui. Ca unitate se utilizeaz ziua solar adevrat, adic timpul scurs ntre dou culminaii superioare consecutive ale centrului Soarelui. Ziua solar adevrat ncepe n momentul culminaiei superioare a centrului Soarelui(la miezul zilei).

Datorit micrii sale anuale aparente, n micarea pe paralelul su diurn, Soarele rmne n urm n fiecare zi cu aproximativ un grad fa de stele, de unde rezult o decalare zilnic de 3m56s(uniti de timp sideral) a zilei siderale fa de ziua solar mijlocie. Rezult c, nceputul zilei siderale are loc n momente diferite ale zilei solare, fapt care face timpul sideral necorespunztor pentru viaa practic.Dar i micarea Soarelui are un neajuns pentru determinarea timpului, ntruct nu este uniform, din urmtoarele motive:

Soarele adevrat, n micarea sa anual aparent, descrie ecliptica i nu un cerc paralel cu ecuatorul; Micarea anual nu este uniform, ci vara mai nceat iar iarna este mai rapid.Din aceste motive se consider un Soare fictiv, care descrie ecliptica cu o micare uniform i trece prin perigeu i apogeu odat cu Soarele. Se numete Soare mijlociu un al doilea Soare fictiv, care, parcurgnd ecuatorul cu o micare uniform trece prin punctul vernal odat cu Soarele fictiv ecliptic. n opoziie cu aceast ficiune s-a dat Soarelui denumirea de adevrat. Definim timpul mijlociu ca fiind timpul msurat prin unghiul orar al Soarelui mijlociu. Unitatea de timp solar mijlociu este ziua solar mijlocie, adic intervalul de timp ntre dou culminaii inferioare consecutive ale Soarelui mijlociu la meridianul locului. S-a ales culminaia inferioar pentru ca nceputul zilei s aib loc n perioada de ntuneric.Soarele mijlociu, fiind o ficiune, nu se poate observa, dar poziia lui se poate calcula. Timpul mijlociu difer de timpul solar adevrat printr-o cantitate numit ecuaia timpului, sensul cuvntului ecuaie fiind acela de corecie.

Timpul mijlociu= timpul adevrat+ ecuaia timpului.

Ecuaia timpului este o cantitate variabil, a crei valoare este dat pentru fiecare zi de anuarele astronomice. Mrimea ei poate s ajung la . Ziua solar mijlocie, la fel ca cea sideral, se divide n 24 de ore, ora n 60 de minute i minutul n 60 de secunde(de timp mijlociu). Ziua are 86400 secunde. Perioada de rotaie a Pmntului este mai mic dect o zi solar medie i are 86164 secunde. Cu ale cuvinte este mai mic tocmai cu 3m56s.

Toate aceste timpuri definite pn aici sunt timpuri locale, deoarece sunt raportate la meridianul locului. Ele se determin uor: timpul sideral prin observaii asupra stelelor, timpul solar adevrat prin observaii asupra Soarelui. Prezint ns inconvenientul c, prin diferenele de la o localitate la alta, utilizarea lor ar stingheri mult desfurarea, de exemplu n cadrul unei ri, a activitilor de producie.Pentru evitarea acestui inconvenient s-a adoptat noiunea de timp legal. Timpul legal este timpul adecvat pentru legturile interne i externe ale unei ri. A fost stabilit n felul urmtor: aparent, Soarele descrie 360o n jurul Pmntului n 24 de ore, deci pe or se deplaseaz cu 15o. De aceea s-a mprit ntregul glob terestru n 24 de fuse orare(un fus orar fiind suprafaa cuprins ntre dou meridiane care difer cu 15o). S-a considerat pentru toate localitile dintr-un fus orar c au aceeai or legal, egal cu timpul mijlociu al meridianului mijlociu al fusului. Avantajul timpului legal este: Pe o regiune ntins toate localitile au acelai timp;

La trecerea de la un fus la altul se schimb timpul numai cu un numr ntreg de ore, n timp ce minutele i secundele sunt aceleai pentru toate localitile globului.

Timpul universal este timpul mijlociu al meridianului origine(meridianul Observatorului de la Greenwich din Anglia). Timpul universal este utilizat n astronomie la ntocmirea anuarelor astronomice i a efemeridelor(tabele care indic poziiile corpurilor cereti la momente date, care formeaz o progresie aritmetic), pentru a evita confuziile n prevederea i observarea fenomenelor.Timpul universal = timpul mijlociu longitudinea; se ia semnul + pentru longitudinea vestic i semnul pentru longitudinea estic. Relaia dintre timpul legal i cel universal este:

Timpul legal = timpul universal n ore, unde n este numrul de ordine al fusului orar, iar semnul + se aplic la est i semnul la vest de primul meridian. Fusul care are ca meridian mijlociu meridianul de la Grenwich este fusul 0(ntre longitudinile -7o30 i +7o30). Ora legal a acestui fus este ora Europei Occidentale. Europa Central are ora fusului 1(ntre 7o30 i 22o30 est). Europa oriental are ora fusului 2(ntre longitudinile 22o30 i 37o30). ara noastr se afl n acest fus deci la noi timpul legal este:Timpul legal = timpul universal 2 ore. Este ora dat la posturile de radioemisie. n cazul n care o ar este aezat pe dou fuse orare vecine, timpul su legal este timpul legal al capitalei sale. n unele ri, s-a introdus de asemenea, ora de var, care este n avans cu o or fa de ora fusului. n ara noastr ora oficial de var s-a introdus n 1979.Dac o ar, datorit marii sale ntinderi, este aezat pe mai multe fuse orare- de exemplu Rusia, Statele Unite ale Americii- ea respect orele legale date de mprirea pe fuse orare.Datorit sistemului de fuse orare, la meridianul 180o exist o decalare de 24 de ore ntre dou puncte vecine de o parte i de alta a acestui meridian i anume la est de acest de meridian avem o dat iar la vest avem aceeai or dar data este cu o zi mai mic. Deci este necesar o schimbare de dat ori de cte ori traversm acest meridian. Pentru evitarea confuziilor, aceast linie a schimbrii de dat, care coincide cu meridianul de 180o a fost convenional deviat, astfel nct s se evite orice insul locuit din Oceanul Pacific. Cnd se traverseaz aceast linie, mergnd spre est, se scade o zi din dat iar cnd se traverseaz mergnd spre vest, se adaug o zi la dat.Calendarul. O unitate mai mare de timp ne este dat de micarea de revoluie a Pmntului. Numim an intervalul de timp ntre dou treceri consecutive ale Soarelui la punctul vernal. Datorit fenomenului de precesie a echinociilor punctul vernal retrogradeaz cu 50 pe an. Deci, n timp de un an, Soarele descrie 360o-50. Acest an se numete an tropic i are aproximativ 365z05h48m46s(solare mijlocii)=365, 2422 de zile mijlocii.Timpul n care Soarele descrie 360o se numete an sideral i are 365z06h09m09s(solare mijlocii), adic depete anul tropic cu 20m23s.

Anul tropic, fiind perioada de repetare a anotimpurilor i a muncilor agricole, st la baza calculului practic al timpului. Acest an este ns incomod, din cauza fraciunii de zile mijlocii. De aceea se ia anul calendaristic, care are un numr ntreg de zile, 365 sau 366 de zile, astfel ca echinociile i solstiiile s cad pe aceleai date ale anului(adic s nu se decaleze fa de anul tropic).Calendarul iulian ntocmit de Sosigene i decretat de Iulius Caesar(anul 45 .e.n.) are trei ani consecutivi de 365 de zile(ani comuni), iar al patrulea de 366 zile(an bisect). Dar anul iulian este mai lung dect anul tropic, astfel c la 400 de ani rmne n urm cu aproximativ 3 zile.n 1582, ntrzierea calendarului iulian era de 10 zile, pentru care s-a introdus calendarul gregorian(decretat de papa Grigore al XIII-lea), care: Recupereaz ntrzierea, decretnd ca dup 4 octombrie 1582 s urmeze ziua de 15 octombrie;

Elimin ntrzierea, hotrnd ca dintre anii seculari s fie biseci numai anii la care numrul secolelor este divizibil cu 4. Astfel, dintre anii 1700, 1800, 1900 i 2000 rmne bisect numai anul 2000, ntruct are numrul secolelor divizibil cu 4; Rmne nc n urm cu 1,2 zile la 4000 de ani, diferen care n prezent se poate neglija.

Acest calendar este n uz n zilele noastre. La noi a fost introdus la 14 octombrie 1924.

Calendarele considerate au ca unitate de baz anul tropic, adic perioada micrii anuale aparente a Soarelui(minus precesia), de aceea se numesc calendare solare.Exist calendare care au la baz perioada fazelor lunare, numit perioada sinodic=29,5036 zile mijlocii. Acestea sunt calendarele lunare(cum este cel musulman).

Alte calendare, numite lunisolare, au la baz att anul tropic, ct i perioada sinodic.Oricare ar fi tipul de calendar, fiecare are ca uniti:

Anul, apropiat de cel tropic;

Luna, apropiat de cea sinodic;

Ziua mijlocie.

La acestea se mai adaug o alt unitate, sptmna, care, spre deosebire de unitile anterioare, nu reprezint o perioad a micrii unui corp ceresc, ci o grupare de 7 zile mijlocii, fiecare din ele fiind nchinat n vechime cte uneia din cele 7 planete cunoscute atunci(Soarele i Luna fiind considerate tot planete).Neajunsul acestor uniti este incomensurabilitatea lor:

Anul nu are un numr ntreg de luni dect cu sacrificarea constanei acesteia(luna avnd ntre 28 i 31 de zile mijlocii);

Anul i luna nu au un numr ntreg de sptmni.

Timpul astronomic i timpul fizic

Pentru a evita neregularitile n micarea de rotaie a Pmntului, ncepnd cu 1 ianuarie 1960 s-a luat ca unitate de baz nu durata perioadei de rotaie ci aceea a perioadei de revoluie a Pmntului, adic anul tropic definit mai nainte.Trecerea Soarelui la punctul vernal are loc n momentul cnd declinaia lui se anuleaz, trecnd de la valori negative la pozitive. De aici determinarea precis a anului tropic: timpul scurs ntre dou momente consecutive, cnd declinaia Soarelui se anuleaz, trecnd de la valori negative la valori pozitive.1 an tropic=365,24219878 zile mijlocii=31 556 925,9747 secunde.

Timpul astfel definit se numete timpul efemeridelor i este dat de relaia:

Timpul efemeridelor= timpul universal+T,

unde T este o corecie ce se stabilete pe baza observrii Lunii i a planetelor.Timpurile definite pn aici bazate pe una din micrile Pmntului se numesc timpuri astronomice. Ele au o precizie limitat de aceea a observaiilor astronomice. O unitate mai precis dect cele definite mai sus este bazat pe o tranziie a atomului de Cesiu. Pe aceast baz se definete timpul fizic sau atomic.Odat cu instituirea n 1960 a Sistemului Internaional de Uniti(SI) s-a introdus ca unitate de timp secunda de timp al efemeridelor ca fraciunea 1/31556925,9747 din durata anului tropic. Ulterior, n 1967 n SI s-a introdus ca unitate secunda de timp atomic, cu durata a 9192631770 perioade ale radiaiei care corespunde tranziiei ntre cele dou nivele de energie hiperfine ale strii fundamentale a atomului de cesiu 133.Serviciul orei; determinarea orei exacte

Toat activitatea economic necesit o cunoatere ct mai precis a orei. n problemele de cercetare tiinific, fin fizic, chimie, astronomie, precizia cerut merge pn la fraciuni de secund.

Din aceste motive, n fiecare ar s-a organizat un servicu al orei exacte, a crui sarcin este:

Determinarea orei exacte;

Meninerea ei;

Transmiterea ei.

Determinarea orei exacte se face la observatoarele astronomice, observnd momentul trecerii unui astru la meridianul locului. Din formula: = , cnd t=0 avem timpul sideral care poate fi transformat n oricare alt timp local. Din diferena longitudinilor L1,2 a dou localiti oarecare: L2-L1= 2- 1= t2-t1 se poate obine orice timp local(deci i cel de la Greenwich) i de aici ora legal.Meninerea orei exacte se face cu ajutorul unor pendule pstrate la temperatur i presiune constante, al cror mers(naintare sau ntrziere n 24 ore) este proporional cu timpul. Aceste pendule se numesc pendule astronomice.

Pentru msurarea timpului poate fi utilizat orice micare cu perioad constant. Vibraia cristalului de cuar ntr-un cmp electric are o frecven constant timp ndelungat i este utilizat n ceasuri cu cuar pentru pstrarea orei exacte. Asociate cu etaloane de frecven atomice, formeaz ceasurile atomice, capabile s asigure timpul cu o precizie de 10-11 secunde.Transmiterea orei exacte se face cu ajutorul unor staii de radio automate, care transmit ora dat de pendule sincronizate cu pendula unui observator astronomic.

La noi n ar, Observatorul astronomic din Bucureti dispune de un modern serviciu al orei exacte. Pstrarea orei exacte se face cu ajutorul a dou orologii cu cuar i al unui orologiu atomic, putndu-se asigura timpul cu o precizie de miliardime de secund. Postul de radio naional, la anumite ore fixe, transmite ora exact prin ase semnale orare.Ora exact servete i la determinarea longitudinilor geografice precum i a ascensiilor drepte ale stelelor._1321109477.unknown

_1321464483.unknown