Apa perbedaan antara waktu sidereal dan waktu matahari. Berapa jam dalam sehari

Pergerakan tahunan planet kita mengelilingi Matahari disebut pergerakan tahunan Bumi; konsekuensinya adalah pergantian musim.

Jadi, misalnya, di belahan bumi utara, musim panas astronomi dimulai pada 21 atau 22 Juni titik balik matahari musim panas, ketika matahari terbit dan terbenam di ufuk dan ketinggiannya pada siang hari hampir tidak berubah selama beberapa hari mendekati tanggal tersebut; Saat ini, panjang hari adalah yang terpanjang dalam setahun. Musim dingin astronomi datang pada 22 atau 23 Desember; hari terpendek dalam setahun. Di belahan bumi selatan, kebalikannya benar: musim dingin astronomi terjadi pada 21-22 Juni, dan musim panas pada 22-23 Desember.

§ 5. Hari sidereal dan waktu sidereal

Saat memecahkan masalah astronomi, mereka menggunakan hari-hari sideris. Hari sidereal adalah interval waktu antara dua kulminasi atas yang berurutan pada meridian geografis yang sama dari bintang yang sama atau titik balik musim semi. Satu hari sidereal dibagi menjadi 24 jam sidereal, setiap jam menjadi 60 sidereal menit, dan setiap menit menjadi 60 sidereal detik. Hari sidereal terdiri dari tahun sideris. Tahun tropis lebih pendek dari tahun bintang - periode sebenarnya dari revolusi Bumi mengelilingi Matahari - sebesar 1224 detik, atau 20,4 menit. Untuk awal hari sidereal untuk titik-titik setiap meridian, diambil momen klimaks atas titik ekuinoks musim semi.

Bintang terdekat ke kutub utara dunia adalah Polaris yang relatif terang dari konstelasi Ursa Minor, yang dengan mata telanjang tampaknya selalu berada di tempat yang sama dan hampir persis di atas titik utara, dan semua bintang lainnya menggambarkan lingkaran di sekelilingnya. Kutub (lebih tepatnya, mengelilingi kutub dunia) dengan radius berbeda. Semakin jauh bintang dari kutub langit, semakin besar lingkaran yang digambarkannya. Bintang-bintang di ekuator langit menggambarkan lingkaran terbesar. Untuk mengukur waktu sideris gunakan jam sidereal yang terletak di observatorium astronomi dan disesuaikan sehingga bergerak maju setiap hari dibandingkan dengan jam dan 3 menit 56 detik biasa (lihat hal. 18).

§ 6. Waktu matahari (sipil) yang sebenarnya dan waktu matahari yang sebenarnya. Persamaan waktu

Interval waktu antara dua eponymous berturut-turut (atas atau bawah) - klimaks dari pusat piringan matahari disebut hari matahari yang sebenarnya. Tidak nyaman menggunakan satuan waktu ini karena dua alasan. Pergerakan semu Matahari tidak terjadi di sepanjang ekuator langit, tetapi di sepanjang ekliptika yang condong ke arahnya sebesar 23°27′, dan pergerakan ini tidak merata, karena orbit Bumi berbentuk elips, sehingga kecepatan pergerakannya pada waktu yang berbeda dalam setahun tidak sama. Oleh karena itu, lamanya hari matahari yang sebenarnya agak bervariasi dari hari ke hari.

Dalam kehidupan praktis (dalam sains, teknologi, dan produksi), satuan utama waktu diambil berarti hari matahari.

Saat menetapkan durasi hari matahari rata-rata, alih-alih pusat Matahari sebenarnya, digunakan titik yang bergerak seragam di sepanjang ekuator langit, membuat revolusi penuh sepanjang tahun. Titik imajiner ini disebut matahari tengah. Untuk hari matahari rata-rata, diambil interval waktu antara dua klimaks berturut-turut dengan nama yang sama dari matahari rata-rata; panjangnya selalu sama dan sama dengan 24 jam rata-rata, kira-kira 1/365,24 tahun. Matahari adalah salah satu bintang paling umum yang membentuk galaksi kita. Perbedaannya dari semua bintang lainnya adalah jaraknya yang terukur lebih dekat dengan kita. Oleh karena itu, akibat pergerakan Bumi dalam satu hari, Matahari bergeser dengan latar belakang bintang-bintang “tetap” lainnya, dan Bumi masih perlu berputar agar Matahari “datang” ke meridian yang sama. Akibatnya, hari matahari rata-rata lebih panjang dari hari bintang sebesar 3 menit 56 detik!(Bintang kembali ke meridian yang sama sebelum Matahari). Sama seperti pada hari sideris, setiap jam dari rata-rata hari matahari dibagi menjadi 60 menit, dan satu menit dibagi menjadi 60 detik.

Sampai tahun 1956, nilai satu detik dianggap sama dengan 1:86.400 hari matahari rata-rata, ditentukan oleh rotasi Bumi di sekitar porosnya. Untuk definisi detik yang lebih akurat pada tahun 1960, Konferensi Umum XI tentang Berat dan Ukuran menyetujui nilainya yang direkomendasikan oleh Kongres IX MAC pada tahun 1955 sebagai 1:315 569 25,9747 bagian dari tahun tropis, seperti pada awal tahun 1900 . Sedetik seperti itu dinamai ephemeris; ditentukan dengan kesalahan hingga (2–5) 10 - 9 . Permulaan hari matahari rata-rata diambil sebagai momen klimaks bawah matahari rata-rata. Hitungan waktu ini disebut waktu sipil.

Di Uni Soviet, waktu sipil telah digunakan dalam ekonomi nasional sejak 1919, dan dalam astronomi sejak 1925. Jam yang kami gunakan tidak disesuaikan dengan yang sebenarnya, tetapi menurut waktu matahari rata-rata. Karena kecepatan matahari rata-rata sama dan melewati meridian lebih awal atau lebih lambat dari Matahari yang sebenarnya, maka rata-rata hari bisa datang lebih awal atau lebih lambat dari yang sebenarnya.

Beras. 4. Grafik persamaan waktu

Perbedaan antara BENAR dan waktu matahari rata-rata η ditelepon persamaan waktu. Oleh karena itu, setiap saat berarti waktu matahari Tm sama dengan waktu matahari sebenarnya Ke ditambah persamaan waktu η , yaitu

Tm = Ke + η ,

di mana η bernilai positif ketika matahari sebenarnya berada di depan rata-rata di ekliptika, dan negatif ketika rata-ratanya berada di depan matahari sebenarnya. (Tanda Θ dalam astronomi menunjukkan Matahari.)

Pada ara. 4 menunjukkan grafik perubahan persamaan waktu selama setahun dalam setengah bulan. Persamaan waktu adalah nol sekitar 15 April, 14 Juni, 31 Agustus, dan 25 Desember, ketika waktu matahari sebenarnya hampir bersamaan dengan waktu matahari rata-rata; pada hari-hari ini, jam yang disetel ke waktu matahari akan menunjukkan pukul 12 siang. Nilai negatif terbesar (dalam nilai absolut) dari persamaan waktu (lihat Gambar 4), η = - 16,5 menit, terjadi sekitar tanggal 4 November, dan positif terbesar, η = + 14,3 menit, - 12 Februari.

§ 7. Waktu lokal dan universal

Dari definisi waktu matahari rata-rata, dapat disimpulkan bahwa itu mengacu pada tempat di mana pengamatan dilakukan. Oleh karena itu, waktu matahari rata-rata memiliki nilai tersendiri untuk setiap meridian di Bumi dan oleh karena itu disebut juga waktu rata-rata lokal .

Untuk setiap titik meridian yang sama, waktu setempat tetap konstan, tetapi dengan perubahan bujur tempat pengamatan, waktu rata-rata setempat juga berubah. Saat tengah hari di Moskow, maka di belahan bumi yang berlawanan, yaitu 180 ° barat atau timur Moskow, saat itu tengah malam. Selama satu jam, bola langit dalam gerakan semunya berputar 1/24 dari revolusi penuhnya, yang dalam satuan sudut sesuai dengan 360 °: 24 \u003d 15 °. Oleh karena itu, dua titik di Bumi dengan perbedaan garis bujur 15° akan memiliki perbedaan waktu setempat sebesar 1 jam. Jika kita berpindah dari tempat pengamatan semula dalam garis bujur, misalnya 30 ° (yaitu, dua jam) ke timur atau barat, maka dalam kasus pertama Matahari jelas akan melewati meridian titik pengamatan baru dua jam sebelumnya, dan dalam kasus kedua, sebaliknya, dua jam lebih lambat dari titik semula. Akibatnya, dengan perbedaan pembacaan jam yang berjalan menurut waktu setempat di berbagai titik di Bumi, orang dapat menilai perbedaan garis bujur titik-titik ini.

Sesuai dengan kesepakatan internasional (Roma, 1883), meridian Greenwich dengan bujur sama dengan 0 ° 00'00 ″ diambil sebagai meridian awal untuk menghitung bujur geografis di planet kita, dan waktu Greenwich setempat, dihitung dari tengah malam, disepakati untuk dipanggil dunia atau waktu dunia (Ke). Oleh karena itu, saat tengah malam di Greenwich (dekat London), yaitu 00:00:00 dari waktu rata-rata lokal, waktu rata-rata lokal titik mana pun di planet kita akan sama dengan garis bujur titik ini, dinyatakan dalam jam. Dengan kata lain, perbedaan garis bujur dua titik sama dengan perbedaan waktu setempat pada titik-titik tersebut pada waktu yang sama. Ini adalah dasar untuk mengukur garis bujur.

§ 8. Waktu standar. Waktu musim panas

Kehadiran di berbagai titik yang terletak di meridian yang berbeda pada waktu setempat menyebabkan banyak ketidaknyamanan.

Pada tahun 1878, insinyur Kanada S. Fleming mengusulkan apa yang disebut waktu standar ( T hal), yang diadopsi pada tahun 1884 di Kongres Astronomi Internasional. Menurut gagasan S. Fleming, seluruh permukaan dunia secara kondisional dibagi oleh meridian menjadi 24 zona waktu, masing-masing 15 ° (1 jam) dalam garis bujur. Di semua titik di setiap zona waktu, waktu yang sesuai dengan meridian rata-rata zona ini ditetapkan.

Masing-masing dari 24 zona waktu diberi nomor yang sesuai dari 0 (nol) hingga 23. Sabuk nol diambil sebagai meridian tengah yang merupakan Greenwich, dari mana sabuk diberi nomor dari barat ke timur. Meridian tengah sabuk pertama adalah 15° timur meridian Greenwich, atau 1 jam dalam waktu; meridian tengah zona kedua memiliki bujur timur 30 °, dan waktu lokalnya berbeda dari waktu universal (Greenwich) sebesar 2 jam, dll. Dengan demikian, jumlah setiap zona waktu menunjukkan berapa jam penuh waktu ini zona berbeda dari dunia ( di depannya) pada saat yang sama, menit dan detik di semua zona tetap sama. Akibatnya, waktu standar saat berpindah dari satu sabuk ke sabuk yang berdekatan, itu berubah secara tiba-tiba selama 1 jam. Jika kami menunjuk nomor sabuk melalui n, maka waktu standar sama dengan waktu dunia Ke sebuah tambahan n, yaitu

T n = T o + n.

Waktu standar dari beberapa zona waktu diberi nama khusus. Jadi, misalnya waktu zona nol disebut Eropa Barat, zona pertama disebut Eropa Tengah, zona kedua disebut Eropa Timur.

Waktu standar pertama kali diperkenalkan pada tahun 1883 di Kanada dan Amerika Serikat; pada awal abad ke-20. itu mulai digunakan di beberapa negara Eropa.

Di negara kita, waktu standar pertama kali dialihkan dari 1 Juli 1919 sesuai dengan Keputusan Dewan Komisaris Rakyat RSFSR tanggal 8 Februari 1918, dan pada awalnya hanya digunakan untuk keperluan pelayaran.

Ada 11 zona waktu di wilayah Uni Soviet, dari tanggal 2 hingga tanggal 12; sedangkan Moskow ditetapkan ke zona waktu kedua, meskipun hanya sebagian kecil bagian barat kota yang terletak di zona kedua, dan sebagian besar terletak di timur meridian yang memisahkan zona kedua dan ketiga. Jadi, ternyata waktu setempat di Moskow setengah jam lebih awal dari waktu standar - waktu Moskow. Secara umum, batas zona waktu digambar di sepanjang batas unit administratif - wilayah, teritori, republik.

Di negara kita, pada awalnya waktu sabuk kedua hanya digunakan di rel kereta api dan telegraf. Dengan keputusan Dewan Komisaris Rakyat Uni Soviet tanggal 17 Januari 1924, waktu standar diperkenalkan di mana-mana di seluruh wilayah Uni Soviet.

Untuk memanfaatkan cahaya alami dengan lebih baik, yaitu pengaturan simetris hari kerja relatif terhadap setengah hari, dan untuk beberapa alasan ekonomi, di musim panas di banyak negara di dunia, jam dimajukan relatif terhadap waktu standar dengan satu atau lebih jam, sehingga pengaturan yang disebut waktu musim panas.

Jadi, misalnya, mereka beraksi di Prancis pada April 1916, dan kemudian beberapa negara lain mengikutinya.

Di negara kita, waktu musim panas juga telah diperkenalkan berulang kali. Terakhir kali pada 16 Juni 1930, sesuai dengan Keputusan Dewan Komisaris Rakyat Uni Soviet, jarum jam di semua zona negara dimajukan satu jam dari waktu standar. Namun, selanjutnya panah tidak diterjemahkan kembali, dan sejak itu waktu seperti itu, yang berbeda satu jam dari waktu standar, disebut waktu bersalin, dan itu berlaku sepanjang tahun hingga 1 April 1981. Namun, dengan keputusan Komisi Negara untuk Waktu Bersama dan Frekuensi Referensi Uni Soviet, beberapa wilayah Uni Soviet tidak memperkenalkan waktu bersalin, tetap hidup pada waktu yang sama sebagai Moskow. Akibatnya, republik otonom Dagestan, Kabardino-Balkaria, Kalmyk, Komi, Mari, Mordovia, Ossetia Utara, Tatar, Chechnya-Ingush, Chuvash, Krasnodar dan Wilayah Stavropol dan wilayah Arkhangelsk, Vladimir, Vologda, Voronezh, Gorky , Ivanovo, Kostroma , Lipetsk, Penza, Rostov, Ryazan, Tambov, Tyumen, Yaroslavl, serta Okrug Otonomi Nenets dan Evenk dan Distrik Khatangsky dari Okrug Otonomi Taimyr terus hidup sesuai dengan waktu bersalin zona ke-2 (menurut yang disebut waktu Moskow) sepanjang tahun, meskipun , misalnya, Komi ASSR terletak di zona waktu ke-4, yaitu dua jam lebih lambat dari waktu setempat.

Semua ini mengarah pada fakta bahwa beberapa kawasan industri terbesar secara bersamaan dimasukkan ke dalam jaringan listrik negara, yang menyebabkan peningkatan beban yang sangat besar pada sistem kelistrikan selama jam sibuk.

Dalam beberapa tahun terakhir, telah terjadi perubahan signifikan dalam perekonomian di Utara, Timur Jauh, Siberia, dan Kazakhstan. Di wilayah ini, populasi meningkat sangat nyata, kota-kota baru dan kompleks produksi teritorial yang kuat muncul, yang memungkinkan terciptanya pusat-pusat industri besar, dan jika sebelumnya di peta zona waktu, misalnya, perbatasan antara waktu keenam dan ketujuh zona (Siberia Timur) digambar dalam garis lurus (sepanjang meridian) dan membagi Okrug Otonomi Evenk menjadi dua bagian, ini menyebabkan banyak ketidaknyamanan. Untuk menghilangkan kekurangan ini, mulai 1 Oktober 1981, batas zona waktu baru ditetapkan pada peta Uni Soviet (Gbr. 5; garis yang berbeda menunjukkan: 1 - batas zona waktu diperkenalkan pada tahun 1981, 2 - batas yang ada sebelum 10/01 /81 , 3 - meridian). Selain itu, sesuai dengan hal tersebut, pada penghujung hari tanggal 1 April 1981, setelah lonceng Kremlin, seperti biasa, dihitung 12 pukulan, terdengar pengumuman di radio bahwa pada saat itu di ibu kota Tanah Air kita, Moskow, jam satu pagi. Setelah pengumuman ini, jarum jam dari semua jam di negara kami dipindahkan tepat satu jam ke depan, dan peralihan ke waktu musim panas dilakukan. Namun, pada tanggal 1 Oktober 1981, jarum jam tidak diputar mundur kemana-mana. Hal ini memungkinkan untuk merampingkan perhitungan waktu dalam semua zona waktu dan memulihkan akun waktu standar di seluruh Uni Soviet.

Sekarang di Uni Soviet, setiap tahun pada hari Minggu terakhir bulan Maret, jarum jam dimajukan satu jam, dan pada hari Minggu terakhir bulan September, satu jam mundur, yaitu peralihan dari waktu bersalin (musim dingin) ke waktu musim panas dan sebaliknya sebaliknya rutin dilakukan.

Inti dari memperkenalkan waktu musim panas adalah untuk "mengukir" satu jam ekstra selama siang hari dan dengan demikian memanfaatkan cahaya pagi dengan lebih baik. Menurut para ahli, satu jam "musim panas" di negara kita yang luas dengan industrinya yang kuat menghemat lebih dari dua miliar kilowatt-jam per tahun, yang akan menyediakan listrik bagi beberapa juta apartemen. Daylight Saving Time dan Daylight Saving Time memungkinkan penghematan sekitar 7 miliar kilowatt-jam per tahun.

Menurut kesimpulan para dokter, berdasarkan penelitian yang dilakukan secara khusus, memajukan jam tidak memengaruhi kesejahteraan manusia. Sebaliknya, "jam ekstra" siang hari mengurangi apa yang disebut "kelaparan ringan", khususnya, lebih sedikit tekanan pada penglihatan. Peralihan dari musim panas ke musim dingin juga tidak membawa ketidaknyamanan bagi kehidupan sehari-hari masyarakat. Adapun transportasi kereta api, komunikasi telepon dan telegraf antarkota, mereka beroperasi menurut waktu Moskow di seluruh wilayah Uni Soviet.

Beras. 5. Zona waktu di wilayah Uni Soviet

§ 9. Garis tanggal

Di setiap titik di dunia, nomor kalender baru, jika tidak, tanggal kalender, dimulai pada tengah malam. Dan karena di tempat yang berbeda di planet kita tengah malam datang pada waktu yang berbeda, di beberapa tempat tanggal kalender baru datang lebih awal, dan di tempat lain lebih lambat. Situasi ini, terutama saat bepergian keliling dunia, seringkali menimbulkan kesalahpahaman, yang diekspresikan dalam "kerugian" atau "keuntungan" sepanjang hari.

Jadi, misalnya, para pelaut armada Fernando Magellan (c. 1480–1521), kembali pada tahun 1522 dari perjalanan keliling dunia ke Spanyol dari timur dan berhenti di Teluk Santiago, menemukan perbedaan satu hari antara catatan hari mereka, yang mereka simpan dengan hati-hati di majalah kapal) dan catatan yang disimpan oleh penduduk setempat, dan harus membawa pertobatan gereja karena melanggar tanggal hari raya keagamaan. Rahasia dari "kehilangan" semacam itu adalah bahwa mereka melakukan perjalanan keliling dunia dengan arah yang berlawanan dengan rotasi Bumi di sekitar porosnya. Bergerak dari timur ke barat, ketika kembali ke titik awal, para pengelana menghabiskan satu hari lebih sedikit di jalan (yaitu, mereka melihat matahari terbit lebih sedikit) daripada hari-hari yang berlalu di titik awal. (Jika Anda melakukan perjalanan keliling dunia dari barat ke timur, maka perjalanan akan memakan waktu satu hari lebih lama dari pada titik awal. Penjelajah Rusia yang menemukan dan menguasai pantai barat Amerika Utara, setelah bertemu dengan penduduk lokal yang menetap negara dari timur, merayakan hari Minggu hari ketika penduduk setempat memiliki hari Sabtu.

Meridian, yang bujurnya 180 °, atau 12 jam, di Bumi adalah batas antara belahan barat dan timur. Jika dari meridian Greenwich satu kapal pergi ke timur dan yang lainnya ke barat, maka pada yang pertama, saat melintasi meridian dengan garis bujur 180 °, waktunya akan menjadi 12 jam lebih cepat dari Greenwich, dan pada yang kedua - 12 jam di belakang Greenwich.

Beras. 6. Batas waktu

Untuk menghindari kebingungan tentang tanggal bulan, perjanjian internasional telah ditetapkan garis tanggal internasional, yang sebagian besar membentang di sepanjang meridian dengan garis bujur 180 ° (12 jam). Di sini tanggal kalender baru (hari dalam sebulan) dimulai paling awal. Pada ara. 6 menunjukkan bagian dari garis tanggal.

Awak kapal yang melintasi garis penanggalan dari barat ke timur harus menghitung hari yang sama dua kali agar tidak menambah jumlah hari, begitu pula sebaliknya, saat melintasi garis penanggalan ini dari timur ke barat, perlu dilakukan lewati satu hari agar tidak menerima pemborosan hari ini. Terkait dengan hal tersebut adalah tugas yang dirumuskan oleh Ya.I. Perelman, “Ada berapa hari Jumat di bulan Februari?” Untuk awak kapal yang berlayar, misalnya, antara Chukotka dan Alaska, mungkin ada sepuluh hari Jumat di bulan Februari tahun kabisat jika melewati garis penanggalan pada tengah malam dari Jumat hingga Sabtu dari barat ke timur, dan tidak ada satu pun Jumat jika kapal melewati jalur ini pada tengah malam dari Kamis hingga Jumat menuju ke barat.

§ 10. Pengukuran waktu pada zaman kuno

Sejarah perkembangan jam tangan - alat pengukur waktu - adalah salah satu halaman paling menarik dalam perjuangan manusia jenius untuk memahami dan menguasai kekuatan alam.

Jam pertama adalah Matahari. Semakin tinggi ia naik di langit, semakin dekat ke tengah hari, dan semakin rendah ia turun ke cakrawala, semakin dekat ke malam, dan pada awalnya setiap hari orang hanya menentukan empat "jam": pagi, siang, sore dan malam.

Beras. 7. Gnomon

Jam bayangan matahari. Instrumen pertama untuk mengukur waktu adalah jam matahari. Orang-orang telah lama memperhatikan bahwa bayangan terpanjang dari benda-benda yang diterangi oleh Matahari adalah pada pagi hari, pada siang hari mereka memendek, dan pada malam hari mereka memanjang lagi. Mereka juga memperhatikan bahwa bayangan pada siang hari tidak hanya mengubah ukuran, tetapi juga arah. Fenomena ini digunakan untuk membuat jam matahari paling sederhana - gnomon. Dial jam tangan semacam itu adalah platform horizontal datar di mana tiang (batang, pelat) dipasang secara vertikal, menghasilkan bayangan (Gbr. 7). Di pagi hari, bayangan gnomon menghadap ke barat, pada siang hari di belahan bumi utara kita - ke utara, dan di malam hari - ke timur. Posisi bayangan menentukan waktu matahari sebenarnya. Namun, bayangan dari gnomon dalam arloji semacam itu menggambarkan pada siang hari bukan lingkaran, tetapi kurva yang lebih kompleks, yang tidak tetap konstan tidak hanya di bulan yang berbeda dalam setahun, tetapi juga berubah dari hari ke hari.

Untuk menghilangkan kekurangan ini, mereka mulai membuat jam matahari dari beberapa baris dengan divisi, yang masing-masing dimaksudkan untuk bulan tertentu dalam setahun. Jadi, misalnya, astronom Yunani kuno Aristarchus dari Samos (akhir abad ke-4 - paruh pertama abad ke-3 SM) untuk jam matahari membuat dial berbentuk mangkuk dengan jaringan garis yang digambar di permukaan dalamnya, dan jam dari astronom Yunani kuno Eudoxus (c. 408 - c.355 SM) memiliki jaringan garis yang sangat kompleks pada pelat jam datar, yang disebut "arachnea", yang berarti "laba-laba".

Beras. 8 Jam Matahari Khatulistiwa

Belakangan, para astronom menyadari bahwa untuk meningkatkan keakuratan jam matahari, penunjuk mereka harus diarahkan ke kutub dunia, yaitu ke titik di cakrawala yang tampak tidak bergerak selama rotasi Bumi. Jika dalam hal ini bidang dial ditempatkan sejajar dengan bidang ekuator langit, yaitu tegak lurus dengan batang, maka ujung bayangan batang akan mulai menggambarkan lingkaran. Kecepatan gerakan bayangan akan seragam, dan oleh karena itu, pada dial seperti itu, jarak keliling antara tanda jam (goresan) akan sama, dan dapat ditentukan dari perhitungan 360 ° = 24 jam. jam matahari khatulistiwa, di mana papan dengan dial dipasang miring ke cakrawala pada suatu sudut α = 90° - φ , di mana φ - garis lintang geografis tempat jam diatur. Mereka memiliki pembagian di kedua sisi dial (atas dan bawah), dan penunjuknya menembus (Gbr. 8). Jadi, misalnya dalam pembuatan jam matahari ekuator untuk garis lintang φ = 55°47′ sudut dial harus α = 34°13′. Dalam jam tangan seperti itu, selama satu bagian tahun (di belahan bumi utara dari Maret hingga September), bayangan dari batang jatuh pada dial dari atas, dan pada bagian lain - dari bawah, dan oleh karena itu jam tangan ini cocok untuk semua hari. di tahun ini. Namun, pengaturan waktu saat bayangan jatuh dari bawah sulit dilakukan.

Untuk menghilangkan kekurangan ini, jam matahari mulai dibuat dengan dial yang terletak secara horizontal dengan pembagian yang diplot berdasarkan tg x=tg t dosa φ , di mana x- sudut di tengah dial antara garis tengah hari(baris "utara - selatan") dan pembagian ini, t = Ke- 12 jam - sudut jam matahari, dan φ - garis lintang geografis lokasi jam tangan. Pada dial seperti itu, garis yang melewati guratan yang sesuai dengan 6 dan 18 jam akan tegak lurus dengan garis tengah hari. Penunjuk pada jam tangan tersebut adalah segitiga (Gbr. 9) dengan sudut lancip yang sama dengan garis lintang area tersebut φ .

Beras. 9. Jam matahari dengan dial horizontal

Itu dipasang sedemikian rupa sehingga bidangnya tegak lurus dengan bidang dial dan bertepatan dengan arah utara-selatan Pada jam tangan seperti itu, kecepatan bayangan dari segitiga tidak merata, dan oleh karena itu sudut pada dial sesuai dengan interval per jam tidak sama.

Pada zaman kuno, jam matahari banyak digunakan. Di Mesir, obelisk tinggi diambil untuk gnomon jam matahari. Peziarah India menggunakan tongkat dengan miniatur jam matahari tertanam di dalamnya.

Pada 10 SM. e. Atas perintah Kaisar Augustus (63 SM - 14 M), untuk menghormati kemenangan atas Mesir, sebuah jam matahari besar dibuat di Roma, gnomon yang merupakan obelisk granit setinggi sekitar 22 m dan berat 250 ton. arloji ini, berukuran 170 kali 80 m, bayangan obelisk jatuh pada 12 sektor dari lambang Zodiak(Gbr. 10); jenis jam tangan ini tidak hanya menentukan waktu, tetapi juga tanggal dan musim dalam setahun.

Zodiak di Yunani kuno disebut sabuk di langit, yang mencakup 12 rasi bintang yang terletak di sepanjang ekliptika. Pada zaman kuno, sabuk zodiak dibagi menjadi 30 ° bagian; mereka memiliki nama konstelasi yang dilalui ekliptika. Di setiap bagian tersebut - tanda zodiak - Matahari selama pergerakan tahunannya berada dalam waktu satu bulan: di tanda Aquarius - di bulan Januari - Februari, di tanda Pisces - di bulan Februari - Maret, di tanda Aries - pada bulan Maret - April, pada tanda Taurus - pada bulan April - Mei, pada tanda Gemini - pada bulan Mei - Juni, pada tanda Kanker - pada bulan Juni - Juli, pada tanda Leo - pada bulan Juli - Agustus, pada tanda Virgo - di bulan Agustus - September, di tanda Libra - di bulan September - Oktober, di tanda Scorpio - di bulan Oktober - November, di tanda Sagitarius - di bulan November - Desember, di tanda Capricorn - di Desember Januari. Sejak awal era kita, titik balik musim semi telah bergeser hampir 30 ° karena presesi, dan Matahari pada bulan Desember - Januari melewati konstelasi Sagitarius, pada Januari - Februari - melalui konstelasi Capricorn, dll., Tetapi tanda-tanda zodiak tetap sama. Sekarang mereka tidak memiliki arti praktis, tetapi pada zaman kuno mereka digunakan untuk menyusun horoskop.

Beras. 20. Tanda-tanda zodiak

Pada tahun 1278, kaisar Cina Koshu-King, yang berusaha meningkatkan keakuratan jam matahari, membangun gnomon di Beijing, yang indeksnya setinggi 40 langkah. Di Samarkand, astronom Uzbekistan Ulugbek (1394–1449), cucu penakluk terkenal Tamerlane (1336–1405), dalam upaya untuk meningkatkan keakuratan penentuan waktu dengan jam matahari, mendirikan gnomon pada tahun 1430, yang tongkatnya mencapai ketinggian 175 anak tangga (sekitar 50 m).

Diketahui jam matahari, di mana tengah hari ditandai dengan lonceng. Di jam lain, dengan kaca api yang diatur dan diarahkan dengan tepat, sinar matahari mengendalikan meriam, menyebabkannya menyala pada waktu tertentu.

Jam matahari tidak memerlukan putaran, tidak berhenti dan bahkan "berjalan" lebih tepat daripada beberapa jam saat ini, tetapi dengan dua syarat penting: hanya pada siang hari dan cuaca tidak berawan. Mereka terus dibangun hingga abad ke-17 dan bahkan ke-18.

Jam matahari, baik stasioner maupun portabel, telah lama digunakan secara luas dalam praktik publik oleh berbagai orang di negara kita. Jam stasioner terbuat dari batu (terutama), lebih jarang dari logam dan kayu, dan, biasanya, berukuran besar, yang memungkinkan untuk meningkatkan keakuratannya dan melihatnya pada jarak yang cukup jauh. Banyak dari mereka telah dilestarikan tidak hanya di museum, tetapi juga di lokasi pemasangan aslinya.

Jam matahari portabel, yang ukurannya relatif kecil, paling sering dibuat dari logam (kuningan, perunggu, perak), kayu mahal, dan bahkan gading atau cangkang kura-kura. Untuk orientasi ke titik mata angin, biasanya dilengkapi dengan jarum magnet.

Sampai saat ini, kemunculan jam matahari pertama di Rusia dikaitkan dengan abad ke-15. Namun, selama perbaikan Katedral Transfigurasi di Chernigov, yang dibangun pada 1031-1036, dekorasi ditemukan, relung dangkal yang, dengan ornamen aneh, diwakili, seperti yang dibuat oleh sejarawan G. I. Petrash, elemen jam matahari silinder yang unik.

Diketahui dari dokumen yang masih ada bahwa pada tahun 1614 Tsar Mikhail Fedorovich membeli jam matahari dari seorang pedagang Moskow, dan kemudian pada abad ke-17. "jam matahari dicat dengan warna" dipasang di kompleks istana Izmailovo (dekat Moskow). Jam matahari juga telah diawetkan di desa Kolomenskoye (perkebunan tsar Rusia dekat Moskow), dipasang pada waktu yang hampir bersamaan. Di awal abad XVIII. menggunakan jam matahari yang dipasang di menara lonceng katedral biara Svyatogorsky, tetapi waktu pemasangannya tidak diketahui.

Rekan kami, yang mengarungi laut utara, menggunakan apa yang disebut "rahim", yang seperti jam matahari portabel yang dilengkapi dengan kompas, yang memungkinkan untuk menavigasi laut. Bukti penggunaan jam matahari secara luas dari berbagai perangkat oleh para pelaut kami adalah enam jam matahari yang ditemukan oleh ilmuwan Soviet pada tahun 1940 di pantai utara Semenanjung Taimyr, ditinggalkan di sana pada tahun 1617 oleh ekspedisi komersial dan industri Rusia.

Museum Arktik dan Antartika Leningrad memiliki tiga jam matahari yang ditemukan selama penggalian di kota Mangazeya di Siberia. Dalam dokumen yang pertama kali diterbitkan oleh M. I. Belyaev pada tahun 1952, disebutkan bahwa “tiga belas ratu dalam tulang".

Di antara harta peninggalan tokoh pendidikan terkenal Feofan Prokopovich (1681–1736), beberapa jam matahari ditemukan, yang dia gunakan di observatoriumnya dekat Peterhof (sekarang Petrodvorets), dan di observatorium L. D. Menshikov (1673–1729), menghasilkan pengamatan astronomi.

Peter I (1672–1725) dan negarawan Ya.V. Bruce (1670–1735) menaruh perhatian besar pada jam matahari; mereka secara pribadi membuat beberapa jam tangan yang digunakan di observatorium astronomi yang terletak di antara Peterhof dan Oranienbaum (sekarang Lomonosov), dan di observatorium Pangeran AD Menshikov mereka juga menyelenggarakan pelatihan pembuat jam. Jam matahari baru-baru ini dipulihkan. Dua tonggak marmer (bekas jalan Tsarskoye Selo dan Peterhof) dengan jam matahari, mewakili lempengan marmer persegi dengan skala jam dan gnomon, bertahan hingga zaman kita, dan di kota Pushkin (dekat Leningrad) sekarang ada obelisk dengan jam matahari. Jam matahari yang lebih canggih, dengan mempertimbangkan perubahan ketinggian Matahari pada siang hari, didemonstrasikan pada tahun 1879 di Dewan Universitas Moskow oleh ahli etnografi terkenal E.I. Yakushin (1826–1905), diterima olehnya dari provinsi Yaroslavl ( lihat buku “Sistem jam matahari dan kalender masyarakat Uni Soviet). Hingga 40-an abad kita, beberapa jam matahari dipertahankan, dipasang pada waktu yang berbeda di taman Leningrad dan sekitarnya. Banyak jam matahari dibangun pada abad XVII-XVIII. di berbagai kota, desa, desa di negara kita, terutama di Siberia dan wilayah utara. Jam matahari asli di atas alas dibangun pada tahun 1833 di Taganrog di depan tangga menuju ke laut; mereka bertahan hingga hari ini. Ada banyak dari mereka di Moskow dan sekitarnya. Jadi, misalnya, jam telah disimpan di gedung Institut Sejarah dan Arsip, Biara Novodevichy (dibangun tahun 1525), di museum perkebunan Arkhangelskoye ... Di wilayah museum rumah bapak penerbangan Rusia N. E. Zhukovsky (1847–1921) di desa Glukhovo Di wilayah Vladimir, alas batu dengan jam matahari telah diawetkan, yang digunakan hingga tahun 1919.

Pada 1795, Pangeran G. A. Potemkin (1739–1791) mendirikan pabrik jam matahari di kota Dubrovka di Belarusia, yang dipindahkan pada tahun yang sama ke desa Kupavna dekat Moskow; di dalamnya, master jam matahari dilatih dari para budak.

Jam matahari terbaru di negara kita dibangun pada tahun 1947 untuk peringatan 800 tahun Moskow di situs Planetarium Moskow. Jam menunjukkan waktu Moskow dari Mei hingga September.

Sehubungan dengan peringatan 750 tahun kota Siauliai (Lithuania SSR), ansambel arsitektur dan pahatan dibuat di dalamnya - triad "Waktu - Matahari - Penembak", dianugerahi Medali Emas Akademi Seni Uni Soviet, dirancang oleh A. Cherniauskas, R. Jurela, A. Vishnyunas dan S. Kuzma. Bagian tengah dari ansambel adalah bujur sangkar yang diaspal dengan batu paving dan merupakan jam matahari dengan angka 12, 3 dan 6, melambangkan tahun didirikannya kota (1236). Jarum jam adalah kolom beton bertulang setinggi 18 meter dengan gambar panah berlapis emas.

Ketertarikan pada jam matahari dimanifestasikan di berbagai negara dan di zaman kita. Misalnya, di GDR terdapat 1.150 jam matahari; Dari jumlah tersebut, sekitar 500 "kronometer" ini masih digunakan sampai sekarang, sementara yang lain dilestarikan sebagai monumen budaya dan sejarah. Di Republik Sosialis Cekoslowakia, beberapa lusin jam monumental telah dilestarikan; mereka melayani hingga akhir abad ke-16, dan beberapa masih digunakan sampai sekarang. Yang terakhir termasuk jam di fasad Istana Schwarzenberg, di taman bekas Biara Strahov.

Karena kekurangan listrik selama blokade Leningrad pada tahun 1941–1944. atas prakarsa V. I. Pryanishnikov, jam matahari dipasang di tepi halaman dekat Bolshoy Prospekt dan Jalur Kesembilan di Pulau Vasilyevsky. Mereka digunakan sampai akhir Perang Patriotik Hebat.

Pada siang hari yang cerah, dan sekarang di Leningrad, Anda dapat memeriksa jam di bagian Jalan Herzen dari lengkungan Staf Umum ke Nevsky Prospekt, karena bagian jalan ini terletak tepat di sepanjang garis tengah hari (lihat buku "Jam Matahari ...").

Beras. 11. Jam pasir

Jam pasir. Belakangan, jam pasir ditemukan. Mereka dapat digunakan kapan saja sepanjang hari dan terlepas dari cuaca. Mereka sering dibuat dalam bentuk dua bejana kaca berbentuk corong yang diletakkan satu di atas yang lain (Gbr. 11). Yang paling atas diisi pasir sampai batas tertentu. Durasi penuangan pasir ke bejana bawah berfungsi sebagai ukuran waktu. Jam tangan semacam itu dibuat tidak hanya dari dua, tetapi juga dari lebih banyak kapal. Jadi, misalnya, dalam satu arloji yang terdiri dari empat bejana, bejana pertama dikosongkan dalam 15, yang kedua - dalam 30, yang ketiga - dalam 45 menit, dan yang keempat - dalam 1 jam. Kemudian bejana diputar oleh orang yang ditugaskan khusus untuknya dan menghitung waktu lagi, dan orang yang melayani mereka mencatat jam yang telah berlalu.

Jam pasir banyak digunakan di kapal - yang disebut "termos kapal", yang berfungsi bagi para pelaut untuk mengatur waktu penggantian jam tangan dan istirahat. Di abad XIII. massa lepas untuk jam pasir dibuat dari campuran pasir dan debu marmer, direbus dengan anggur dan jus lemon, mengulangi operasi ini hingga sepuluh kali dan menghilangkan kerak yang dihasilkan. Campuran bahan curah seperti itu memungkinkan untuk sedikit meningkatkan keakuratan penentuan waktu. Sekarang jam pasir banyak digunakan terutama dalam praktik medis.

Beras. 12. Jam api

Jam api. Lebih nyaman dan tidak membutuhkan pengawasan konstan adalah jam api, yang banyak digunakan.

Salah satu jam api yang digunakan oleh para penambang di dunia kuno adalah bejana tanah liat dengan minyak yang cukup untuk menyalakan lampu selama 10 jam. Dengan terbakarnya minyak di bejana, penambang menyelesaikan pekerjaannya di tambang.

Di Cina, untuk jam api, jenis kayu khusus, digiling menjadi bubuk, bersama dengan dupa, digunakan untuk menyiapkan adonan, dari mana mereka membuat tongkat dengan berbagai bentuk atau, lebih sering, spiral panjang beberapa meter (Gbr. 12). Tongkat (spiral) semacam itu bisa terbakar selama berbulan-bulan tanpa membutuhkan petugas.

Jam api diketahui, sekaligus mewakili jam alarm (Gbr. 13). Untuk jam tangan semacam itu, dan pertama kali muncul di Cina, bola logam digantung dari spiral atau tongkat di tempat-tempat tertentu, yang ketika spiral (tongkat) terbakar, jatuh ke dalam vas porselen, menghasilkan dering yang keras.

Jam api versi Eropa, yang terutama sering digunakan di biara-biara, adalah lilin yang diberi tanda. Pembakaran segmen lilin di antara tanda-tanda tersebut berhubungan dengan periode waktu tertentu.

Namun, keakuratan jam api, terlepas dari desainnya, sangat rendah dan sangat bergantung pada keadaan lingkungan - akses ke udara segar, angin, dan faktor lainnya.

Beras. 13. Jam alarm kebakaran

Jam air. Lebih sempurna jam air, yang, tidak seperti yang berapi-api, tidak membutuhkan pembaruan sistematis. Jam air dikenal dan digunakan secara luas di Mesir Kuno, Yudea, Babel, dan Cina. Di Yunani, mereka disebut "clepsydra" ("pencuri air").

Jam air pertama adalah bejana dengan lubang tempat air mengalir keluar selama jangka waktu tertentu. Jadi, misalnya di Afrika yang kekurangan air, orang yang bertanggung jawab atas distribusinya ("ukil-el-ma"), membiarkan air masuk ke ladang petani, sekaligus mengisi bejana. Setelah air keluar dari kapal, pasokan air ke ladang petani dihentikan; dia diizinkan masuk ke ladang petani lain.

Selanjutnya dibuat jam air dengan berbagai desain, dan penentuan waktu dengan menggunakan jam tersebut dilakukan dengan laju aliran air dari satu bejana ke bejana lainnya. Kapal memiliki tanda yang digunakan untuk menghitung interval waktu. Clepsydras digunakan tidak hanya dalam kehidupan sehari-hari (terutama pada malam hari), tetapi juga untuk mengatur waktu pembicara berbicara di pertemuan publik dan pengadilan, saat penjaga dinaikkan, dan dalam kasus lain.

Keakuratan penentuan waktu dengan jam matahari, pasir, api dan air tidak melebihi beberapa menit bahkan puluhan menit per hari, namun cukup untuk kebutuhan ekonomi dan sosial saat itu.

Semacam jam "air" manual dengan akurasi tinggi telah dibuat di zaman kita di University of Texas (AS). Sumber energi bagi mereka adalah air asin. Sekali seminggu, beberapa tetes air dimasukkan ke dalam lubang khusus. Diiklankan bahwa jam tangan akan bekerja selama sepuluh tahun jika selalu ada air di jam tangan.

§ 11. Jam tangan mekanik

Dengan perkembangan kekuatan produktif, pertumbuhan kota, persyaratan instrumen untuk mengukur waktu meningkat, dengan bantuan yang memungkinkan untuk mengatur kegiatan ekonomi, budaya, dan ilmiah tidak hanya kota, tetapi juga seluruh negara. Untuk mengatasi masalah ini di akhir XI - awal abad XII. jam mekanis dengan roda dan pemberat ditemukan, menandai seluruh era. K. Marx menulis kepada F. Engels pada tanggal 26 Januari 1863: “Jam adalah mesin otomatis pertama yang digunakan untuk tujuan praktis. Atas dasar mereka, seluruh teori telah berkembang menghasilkan gerak seragam» . Sejumlah besar energi, pengetahuan, kecerdasan, dan seni dihabiskan untuk pembuatan jam tangan mekanis dalam pengertian modern.

Penemuan jam mekanis murni, yang pertama kali disebutkan merujuk pada sumber-sumber Bizantium pada akhir abad VI. n. e., beberapa penulis mengaitkan dengan Pacificus of Verona (abad IX), dan yang lainnya dengan Paus Sylvester II (abad X) (sebelumnya biarawan Herbert), yang diduga membuat jam menara dengan pemberat untuk kota Magdeburg (sekarang di GDR). Hanya empat abad kemudian, jam tangan muncul di mana putaran roda dilakukan menggunakan spindel - roller berputar di bawah aksi beban yang digantung padanya. Jam tangan ini berasal dari abad ke-16. hanya memiliki jarum jam, dan keakuratan jalurnya tidak melebihi seperempat jam sehari. Mereka pada dasarnya sudah memiliki semua simpul jam dinding modern.

Lonceng jam spindel pemberat asli dengan figur bergerak dipasang pada tahun 1354 di Strasbourg (Prancis) di gedung katedral. Mereka memiliki indikator waktu matahari dan sidereal rata-rata, kalender abadi dengan hari libur, menunjukkan waktu matahari terbit dan terbenam, fase Lupa dan gerhana. Jam yang dikenal dipasang pada abad XII. di menara lonceng Katedral St. Rombaud setinggi 97 meter di Brussel. Mereka terhubung secara otomatis dengan sistem 49 lonceng terkenal dengan dering "merah tua". Di Stockholm, setiap distrik kota memiliki loncengnya sendiri.

Namun, langkah maju yang sangat mencolok dalam pembuatan jam mekanis dilakukan oleh Galileo Galilei (1564–1642), yang menemukan fenomena isokronisme pendulum pada osilasi kecil, yaitu, independensi periode osilasi dari amplitudo. . Ini menjadi dasar proposalnya pada tahun 1640 tentang desain jam bandul, di mana osilasi bandul dan penghitungannya dilakukan secara otomatis. Desain ini tidak diterapkan.

Penemu jam pendulum modern dianggap sebagai fisikawan Christian Huygens (1629–1695), yang mengusulkannya pada 1657 dan memperbaikinya pada 1673 dan 1675. Huygens menggunakan keseimbangan alih-alih perangkat spindel, yang memungkinkan untuk meningkatkan keakuratan jam secara signifikan.

Jam yang dipasang di menara balai kota di Alun-alun Kota Tua di Praha sangat terkenal. Dua dial mereka, dilukis oleh seniman terkemuka Ceko I. Manes, dihiasi dengan tanda-tanda zodiak dan figur bergerak. Mereka diciptakan, menurut legenda, oleh astronom dan matematikawan terkenal Ganus dari Ruzha. Agar tidak ada jam tangan yang lebih indah dari ciptaan yang luar biasa ini, pencipta mereka diduga dibutakan.

Yang cukup orisinal adalah jam menara di Shumen (Bulgaria) dengan palu dan dua lonceng yang berdentang 144 kali sehari (setiap 10 menit!). Pada lempengan marmer di dasar menara, bagian dari prasasti Turki kuno berbunyi: "Pada jam ini, Venus akan menjadi pendulum, Semesta akan menjadi roda, dan Matahari Tuhan akan menjadi bel...".

Jam menara di Bernburg (GDR), dipasang pada tahun 1875 di balai kota setempat, memiliki 23 dial, yang sekarang memungkinkan untuk menentukan waktu yang tepat dari banyak ibu kota dunia, lokasi planet tata surya, dan salah satu jarum penunjuk tanggal membuat putaran penuh dalam empat tahun.

Di salah satu menara dekat San Francisco ada jam yang setiap jam mengeluarkan suara yang mengingatkan pada lenguhan sapi, dan pada siang dan tengah malam terdengar lenguhan seluruh kawanan. Salah satu jam terbesar di Eropa baru-baru ini dipasang di Prancis di gedung salah satu stasiun kereta api di Saint-Christophe; diameter dial mereka adalah 10 m Jam unik seberat 16 ton diketahui, terletak di Alexanderplatz di ibu kota GDR dan menunjukkan waktu dunia.

Orang Portugis Amando José Ribeiro menciptakan jam mekanis seberat 150 kg, seukuran bilik telepon, yang menggunakan kombinasi 16.000 huruf dan angka untuk menentukan hari dalam seminggu dan tanggal Paskah; mereka menunjukkan fase bulan, berisi termometer dan barometer, dan dapat berfungsi sebagai jam alarm.

Di Rusia, jam mekanis pertama juga berbentuk menara, yang dibuat oleh tangan pembuat jam mereka sendiri dan tersebar luas pada abad ke-15 hingga ke-17. Yang pertama dibuat pada 1404 untuk Kremlin Moskow oleh biksu Lazar Serbin. Menurut sejarawan, lonceng pertama di Menara Spasskaya dipasang sekitar tahun 1491, tak lama setelah pembangunannya. Dalam sejarah abad XVI. pembuat jam yang melayani jam tangan ini telah disebutkan. Pada tahun 1624, mekanik Galoway memasang jam berdentang mekanis di Menara Spasskaya alih-alih yang sebelumnya, dan pada akhir abad ke-17. jam seperti itu muncul di tiga menara lagi di Kremlin Moskow.

Pada 1706, jam baru dipasang di Menara Spasskaya, dibuat atas perintah Peter I di Belanda, dengan 12 nomor dial. Pada tahun yang sama, pelat jam dibuat ulang oleh pengrajin Rusia, tetapi jam tangan ini, karena alasan yang tidak diketahui, akhirnya rusak total. Sebaliknya, mereka memasang lonceng besar, ditemukan pada tahun 1763 di Faceted Chamber. Setelah mundurnya pasukan Napoleon dari Moskow, jam tersebut dipulihkan oleh Y. Lebedev, di mana ia dianugerahi gelar kehormatan Master of the Spassky Clock. Pada tahun 1851–1852 jam tangan diperbaiki dan dimodernisasi oleh master terkenal, imigran dari Belanda, saudara Ivan dan Nikolai Butenop.

Mekanisme jam Kremlin Moskow - jam utama negara kita - terletak di tiga lantai menara; mereka memiliki satu lonceng utama yang berdentang selama satu jam penuh dan lonceng sepuluh seperempat. Mekanisme jam tangan ini telah diperbarui tiga kali hingga saat ini. Dua kali sehari, jam diputar dan diperiksa keakuratannya oleh sinyal yang dikirimkan.

Selama Perang Tujuh Tahun, Peter I memerintahkan semua lonceng untuk dituangkan ke dalam meriam, tetapi menurut legenda yang masih hidup, dia tidak menyentuh lonceng lonceng di menara lonceng Katedral St. Sophia di Vologda, sesuka hatinya. penampilan terampil dari melodi Kamarinskaya oleh pendering lonceng. Saat ini, lonceng yang menjadi hiasan kota ini berfungsi sebagai standar waktu. Bobot lonceng ditarik oleh kerah khusus.

Lebih dari 100 tahun yang lalu, jam menara dibangun di biara di Verkol, diangkut pada tahun 30-an ke Karpogory (wilayah Arkhangelsk) dan dipasang di sebuah bangunan kayu. Selama lebih dari 20 tahun mereka telah mengeluarkan lonceng melodi dan menunjukkan waktu yang cukup akurat; mereka diperbaiki oleh pengemudi Z. Kokorin, yang terus-menerus mengontrol mereka.

Di menara stasiun kereta api di Riga, lonceng seberat 4 ton dipasang, dan di Izhevsk terdapat lonceng mini dengan dering "merah tua", dibuat oleh mekanik P. Luchinkin dengan model lonceng yang dibuatnya pada masanya. menara tua pabrik Izhmash tempat dia menjadi pengurusnya.

Di Leningrad, di menara salah satu gedung All-Union Research Institute. D. I. Mendeleev (sebelumnya Kamar Berat dan Ukuran) memasang jam mekanis paling akurat di kota. Ini adalah satu-satunya jam yang tidak berhenti bahkan semenit pun selama seluruh periode blokade. Mereka setiap hari digerakkan oleh beban multi-pood yang diangkat oleh kerah khusus, yang dilakukan tanpa pamrih oleh pekerja tertua di institut tersebut, I. F. Fedotov, yang bekerja dengan D. I. Mendeleev.

Pada bulan Oktober 1917, V. D. Bonch-Bruevich "(1873-1955), ingin secara akurat mencatat waktu penangkapan Istana Musim Dingin oleh massa revolusioner, beralih dari Smolny melalui telepon ke Kamar Berat dan Ukuran ke pelaut yang sedang bertugas di sana, yang, menurut ilmuwan - penjaga Chambers - berkata: "Satu jam empat puluh menit dua puluh dua detik." Jam di menara dibandingkan dengan indikasi jam layanan waktu di Kamar.

Lonceng termuda di negara kita adalah jam-hibrida elektronik-mekanis yang dibuat oleh V. Strukov dan putranya, dipasang di Voronezh di menara Hotel Voronezh untuk peringatan empat ratus tahun kota itu (1977). Dial mereka, menghadap ke tiga sisi, tidak hanya menunjukkan jam dan menit, tetapi juga detik. Mereka dibedakan dengan presisi tinggi: setiap saat sepanjang tahun mereka maju atau tertinggal tidak lebih dari enam detik dalam sebulan; setiap setengah jam mereka mengeluarkan dering melodi, mengingatkan pada lonceng lonceng, dan pada malam hari pertarungan keras mereka secara otomatis dimatikan oleh perangkat elektronik khusus. Jam asli dipasang di menara Carillon di kota Salzburg (Austria): jam dalam sehari ditunjukkan dengan jarum besar, dan menit dengan jarum kecil, yang menyesatkan wisatawan.

Lonceng elektronik termuda dari desain aslinya dipasang di atap hotel bertingkat tinggi Yoshkar-Ola di ibu kota Mari ASSR. Mereka dibuat oleh mahasiswa Institut Politeknik Mari di bawah bimbingan kepala departemen P. Lavrentiev. Setiap 15 menit, salah satu dari 18 melodi yang disimpan dalam memori arloji melayang di atas kota.

Tetapi jam paling orisinal - lonceng ajaib yang dirancang oleh V. M. Kalmanson - dipasang di atas pintu masuk Orde Negara Spanduk Merah Teater Boneka Pusat Buruh di Moskow. Seekor ayam jantan besar ditempatkan di atas muka jam, di sekelilingnya terdapat dua belas rumah. Setiap jam dipukul ayam jago mengiringi dengan nyanyian nyaring, berputar dan mengepakkan sayapnya. Pada saat yang sama, salah satu rumah terbuka, dari mana boneka itu keluar. Saat jam berdentang dua belas, pintu semua rumah terbuka, beruang, kambing, burung hantu, burung gagak, kelinci, rubah, monyet, kucing, domba jantan, babi, kambing, dan serigala datang keluar dari mereka dan menari mengikuti musik.

Di tahun 90-an abad XVIII. Mekanik otodidak Rusia, penemu I. P. Kulibin (1735–1818), yang juga tercatat dalam sejarah sebagai pembuat jam, menciptakan desain asli jam saku yang agak lebih kecil dari telur angsa, berisi lebih dari 1000 bagian. Mereka memiliki mekanisme bawaan yang memainkan himne yang dibuat oleh Kulibin sendiri pada siang hari. Dia juga menciptakan jam saku "planet", yang selain waktu dalam detik, menunjukkan musim, bulan dan hari dalam seminggu, fase bulan, matahari terbit dan terbenam. Jam dinding I.P. Kulibin yang digunakannya juga dikenal.

Perusahaan Jepang "Kesio" telah merilis jam elektronik desktop dengan tiga modifikasi dengan gambar. Pada panel jam tangan ini, yang menampilkan waktu, setiap jam terdapat gambar lumba-lumba yang sedang bermain bola, burung hantu dengan mata berkedip, dan kincir angin. Perusahaan Jepang lainnya, Sitezen, memproduksi jam tangan yang, sebagai jawaban atas pertanyaan pemilik, tidak hanya menunjukkan waktu, tetapi juga melakukan 31 operasi pada perintah suara, misalnya, menunjukkan tanggal dan waktu di titik yang terletak di dua zona waktu berbeda. .

Pada paruh kedua tahun 1980-an, jam "abadi" dipasang di halaman Taman Hibiya Tokyo, dial-nya berupa pelat horizontal, dan mekanismenya ditenagai oleh panel surya. Desktop "Population Clock" yang diproduksi oleh "Seiko Instruments" sangat menarik. Selain waktu dalam sehari, hari dalam seminggu, bulan dan tahun, mereka menunjukkan total populasi di Bumi dan di negara-negara anggota PBB. Jam itu dibuat sehubungan dengan kelahiran lima miliar penghuni planet ini dan mencerminkan perubahan jumlah penduduk setiap menit sesuai dengan ramalan para ahli PBB. Pada tahun 1987, direktur United Nations Population Fund memberikan jam tangan kepada Sekretaris Jenderal PBB, Perez de Cuellar.

Minat mengoleksi jam tangan unik tidak berhenti. Misalnya, dengan harga yang sangat tinggi yaitu 1,87 juta franc Swiss pada lelang di Jenewa pada tahun 1983, sebuah jam tangan dibeli, dibuat pada tahun 1650 oleh pembuat jam tangan yang luar biasa J. Kremsdorf. Kasing dan dial mereka dilapisi dengan enamel, dan angka-angkanya diatur dengan berlian. Pada tahun 1987, di sebuah pameran dagang di Basel (Swiss), tiga jam tangan mekanis dipertunjukkan, yang semua detailnya dibuat dengan tangan oleh orang Inggris D. Daniela; yang termurah dihargai $ 160.000. Di Taiwan, pengunjung pameran tahun 1987 tertarik dengan jam kayu raksasa yang dirancang untuk menghiasi interior rumah. Pada tahun 1987 yang sama, pameran yang menarik diadakan di Turin (Italia) dengan moto "Honor to the clock", di mana 65 organisasi dan individu Italia mengambil bagian, mewakili "Signors of the Time" - sebutan untuk jam tangan. di Italia. "Pertemuan satu jam" seperti itu seharusnya diadakan secara teratur dan bersifat internasional.

Dalam beberapa tahun terakhir, pembuat jam Swiss telah mencari bahan yang tidak biasa: misalnya, casing model Roquog terbuat dari granit, sedangkan dial model Meteorit terbuat dari besi meteorik asli. Baru-baru ini di negara yang sama muncul jam tangan tanpa tombol dan jarum jam; mekanisme mereka tertutup dalam tabung kedap udara, dan mereka memberi tahu waktu dengan menekan sebuah tombol. Baru-baru ini, sebuah jam tangan khusus wanita telah diproduksi di sini, yang mekanismenya dapat dimasukkan ke dalam kancing, bros, dan anting. Terlepas dari ketidaknyamanan penggunaan, jam tangan sangat diminati.

Koleksi pribadi pembuat jam F. Feldman (Dresden, GDR) berisi 500 jam tangan, terutama oleh master Jerman, Swiss, dan Prancis; yang tertua adalah jam saku dari tahun 1780, dan yang terbaru adalah kronometer mekanis yang dibuat di GDR pada tahun 80-an abad kita. Museum Jam Wina menampilkan lebih dari seribu pencatat waktu dengan berbagai desain dan tujuan. Diantaranya, kalender astronomi mekanik unik yang dibuat di Austria pada tahun 1815 menarik perhatian pengunjung. jam.

Namun jam mekanis yang paling populer tetaplah jam kukuk. Mereka, seperti yang dikatakan legenda, ditemukan pada tahun 1720 (menurut sumber lain - pada pertengahan abad ke-16 oleh mekanik Jerman A. Ketter) di Jerman untuk menghibur sang putri yang berwatak sedih. Salah satu jam kukuk pertama ada dalam koleksi pribadi di Zittau (GDR), di mana lebih dari 500 jam mekanis telah dikumpulkan, di antaranya jam buatan tahun 1470 oleh pengrajin Rusia dari kayu, serta berbagai jam dan jam khusus untuk kurir. Baru-baru ini, sebuah jam mekanis telah muncul di Amerika Serikat, di mana burung kukuk tidak hanya menonjol, tetapi juga keluar dari pintu.

Museum Sejarah Militer Pusat (Leningrad) memamerkan jam setinggi dua meter yang dibuat oleh L. S. Nechaev, seorang budak di provinsi Yaroslavl, pada tahun 1837–1851. Mereka menarik perhatian dengan pendulum besar dengan desain yang tidak biasa dan banyak dial yang dapat digunakan untuk menentukan tidak hanya waktu, tetapi juga tahun, bulan, tanggal, hari dalam seminggu, panjang siang dan malam, pertambahan dan pengurangan waktu. hari (dalam menit dan detik), matahari terbit dan terbenam dan bulan, serta mencari tahu apakah itu tahun sederhana atau tahun kabisat. Di guntingan lengkung atas dial utama, saat matahari terbit, bintang cakram logam tampak bergerak di sepanjang guntingan ini, yang bersembunyi saat matahari terbenam. Terbit dan terbenamnya diiringi melodi lagu-lagu rakyat Rusia.

Pada tahun 1848, terdengar bunyi genta lonceng yang merdu dengan pelat jam setengah meter, dipasang di katedral kota di kota Chermoz (wilayah Perm), dengan indikator angka bulan dan fase bulan. Jam ini dibuat oleh pengrajin Yegorka Epishkin, seorang pekerja di pabrik pelinting lembaran Chermozsky - putra seorang budak yang ditugaskan di pabrik tersebut.

Pada tahun 1851, budak Vasily Rysov membuat jam berdentang yang dipasang di menara lonceng setinggi 66 meter di kota Slobodskoy (wilayah Kirov), yang masih digunakan penduduk hingga saat ini. Museum sejarah lokal kota ini memiliki koleksi jam tangan mekanik yang sangat menarik dan sangat kaya, dan di antaranya jam tangan dari pengrajin Vyatka yang berbakat menarik perhatian khusus.

Kejutan besar disebabkan oleh jam tangan yang dibuat oleh pembuat lemari Vyatka Semyon Bronnikov dari kayu dan dibedakan dari keanggunan dan presisinya. Tubuh dan kasingnya terbuat dari burl, tangan terbuat dari honeysuckle, rambut dan pegas terbuat dari bambu yang dikeraskan, dan seluruh mekanisme serta dial terbuat dari palem. Beberapa salinan jam tangan semacam itu dibuat, dan disimpan di museum di berbagai kota di negara kita dan di Gudang Senjata Kremlin Moskow. Museum ini juga memamerkan kalender jam yang menunjukkan tidak hanya waktu, tetapi juga nama bulan, hari dalam seminggu, hari dalam sebulan, dan fase bulan. Tangan para master Rusia menciptakan jam tangan mekanis dari berbagai jenis dan tujuan. Misalnya dikenal jam meja buatan M. Perkhin. Itu adalah vas emas dengan karangan bunga lili yang diukir dari onyx putih matte. Di dalamnya, dial adalah cincin enamel yang bergerak seragam dengan angka Romawi, dan tangan tidak bergerak di depannya.

State United Historical and Revolutionary Museum of Ivanovo memamerkan satu-satunya jam astronomi universal di dunia, yang merupakan seni tangan mekanik Paris Albert Billet, dibuat pada tahun 1873. Mereka secara bersamaan menampilkan sekitar seratus variabel, indeks, dan nama yang berbeda: gerakan Bumi dan planet-planet lain di sekitar Matahari, gerak semu diurnal Matahari, Bulan, dan bintang-bintang di belahan bumi utara. Bagian lain dari jam terdiri dari kalender mekanis yang menunjukkan kronologi menurut kalender Gregorian, Julian, Yahudi dan Mohammedan (lihat Bab 3). Pada bagian ketiga, pada 37 dial, waktu standar dihitung untuk berbagai kota di Eropa, Asia, Amerika Selatan dan Utara, Afrika dan Australia, waktu matahari terbit dan terbenam, panjang siang dan malam, tanggal ekuinoks dan beberapa kuantitas astronomi lainnya. Setelah dipulihkan pada tahun 1943 oleh Associate Professor dari Ivanovo Pedagogical Institute A. V. Pototsky, mereka terus berlanjut hingga sekarang.

Museum Etnografi dan Kerajinan Artistik Akademi Ilmu Pengetahuan SSR Ukraina (Lvov) di pameran, dibuka pada tahun 1974, memamerkan lebih dari 300 menara, perapian, meja, dinding, saku, dan jam tangan yang dibuat di berbagai negara. Di sini perhatian khusus pengunjung tertuju pada jam perunggu yang dibuat empat abad lalu. Ada lima dial pada kasingnya, yang selain waktu, Anda dapat menentukan fase bulan, bulan dan hari dalam seminggu, dan data lainnya.

Museum Klaipeda (Lithuania SSR) berisi berbagai jam pasir, matahari, dan mekanis dengan berbagai ukuran dan tujuan, dari waktu dan bangsa yang berbeda, mulai dari yang dibuat pada abad ke-15 hingga ke-17. Tula master dan diakhiri dengan jam tangan pabrik domestik di zaman kita. Di antara mereka, jam tangan abad ke-16 sangat patut diperhatikan, pada pelat jamnya diterapkan skala dengan fase bulan dan tanda-tanda zodiak; mereka digunakan oleh para pelaut saat itu.

Sejak 1967, sebuah pameran permanen telah dibuka di Angarsk, yang berisi lebih dari 150 jam tangan mekanik tua buatan master Rusia, dan semuanya aktif. Jam tangan juga dipamerkan di sini, yang berada di luar angkasa di atas stasiun Salyut-6 bersama dengan astronot, dua kali Pahlawan Uni Soviet G. M. Grechko.

Koleksi pribadi yang kaya berisi 500 jam tangan mekanis dari berbagai merek dan tipe - perusahaan Jerman, Prancis, Italia, Inggris, Swiss, dan lainnya, dikumpulkan oleh V. A. Chubatov di kota Kolchinsk (wilayah Omsk).

Koleksi menarik jam tua mekanik kapal dari Tallinn A. Prokopchuk, berjumlah sekitar 150 buah; di antaranya, jam meja master Inggris Elef Dayton dan jam saku asli abad ke-17 sangat patut diperhatikan.

Dalam beberapa tahun terakhir, Cagar Museum Yaroslavl telah diisi ulang dengan jam mekanis desktop asli yang dibuat pada awal abad ke-18. dan mewakili contoh langka seni terapan dekoratif. Pengecoran, ukiran, emboss, dan tatahan tembaga pada kulit penyu digunakan dalam desainnya. Ada juga jam yang lama diam, tetapi sekarang berfungsi dari pertengahan abad ke-18, baru-baru ini diperbaiki oleh dokter R. Fomin dan dilengkapi dengan tangan pendulum dekoratif.

Pada tahun 1986, koleksi penjaga waktu dengan moto "Tempus fugit" (waktu berlalu) dibuka di Cagar Museum Vladimir-Suzdal, yang mencakup lebih dari 500 jam aktif.

Di salah satu aula Museum Politeknik di Moskow, terdapat koleksi paling lengkap dari berbagai jam tangan di Uni Soviet, disajikan dalam perkembangan sejarahnya. Ini termasuk "penjaga waktu" dari primitif pertama hingga mekanisme otomatis modern paling kompleks yang dibuat pada waktu yang berbeda. Di antara pamerannya, berbagai jam tangan master Rusia patut mendapat perhatian khusus. Jadi, misalnya, jam tangan unik dengan putaran tahunan, memiliki 14 dial, menunjukkan, selain waktu, bulan, tanggal dan hari dalam seminggu, waktu matahari terbenam dan matahari terbit, fase bulan. Butuh waktu 25 tahun untuk membuat jam tangan ini. Jam yang sangat orisinal dibuat pada tahun 1885 oleh seorang petani F. T. Skorodubov dari kayu, kawat, dan paku dengan pemberat dari batu seberat empat pon. Bukti luar biasa dari perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi adalah jam tangan master terkenal Ukraina N. S. Syadristy, yang mewakili capung seukuran aslinya yang terbuat dari kaca dan emas, di salah satu matanya terpasang jam elektronik terkecil di dunia. Pada tahun 1985, koleksi museum diisi ulang dengan jam kakek asli, beberapa bagian sasisnya merupakan salinan lonceng Kremlin. Untuk meningkatkan keakuratan jam tangan ini, master I. Butenop, yang telah kami sebutkan, menggunakan pencapaian teknik kronometri pada pertengahan abad ke-19. dan membuat perbaikan sendiri.

Di Rusia, jam astronomi pertama diciptakan oleh mekanik T. I. Voloskov (1712–1806), putra seorang pedagang dari Rzhev (bekas provinsi Tver), yang terkenal karena presisi tinggi pada masanya. Jam itu berisi, menurut penulisnya, "secara keseluruhan, segala sesuatu yang terhubung di alam melalui hubungan yang berkelanjutan." Jam adalah mekanisme yang rumit dan sangat cerdik yang mengejutkan orang-orang sezaman dengan desain dan ketepatannya. Di dalamnya, satu roda memutar porosnya hanya sekali dalam empat tahun. Mereka memiliki beberapa dial dan menunjukkan, hingga detik terdekat, tidak hanya waktu setempat, tetapi juga waktu di semua titik dunia, bulan dalam setahun, posisi Matahari, Bulan, dan bintang. Mereka telah lama digunakan oleh para astronom, misalnya saat menghitung koordinat bintang. Di pelat jam ada tulisan: "Bulan terbang melintasi langit", "Bola dunia bersinar", "Pedagang Rzhevsky Terenty Ivanovich Voloskov". Jam T. I. Voloskov, seolah-olah, terdiri dari jam tangan yang telah dia rancang sebelumnya, di mana beberapa di antaranya menunjukkan posisi Matahari di langit, di jam lain, kecuali jam dan menit, jumlah bulan ( dengan 28 hari di bulan Februari sederhana dan 29 hari di tahun kabisat Februari), dan yang ketiga - perubahan fase bulan. Hingga tahun 1941, jam astronomi Voloskov dipamerkan di Museum Pengetahuan Lokal Rzhev; selama pendudukan mereka menghilang.

Di awal abad XX. di Rusia, jam mekanis pendulum tunggal Rifleur, yang diusulkan olehnya pada akhir abad ke-19, dan jam pendulum ganda Short, dibuat di Inggris Raya pada tahun 1920, banyak digunakan di observatorium astronomi. " atau "primer", diapit dalam silinder tembaga dengan udara dikeluarkan darinya. Kesalahan acak dalam perjalanan harian jam tersebut tidak melebihi beberapa seperseribu detik.

Jam dengan desain serupa dibuat sesuai dengan proyek F. M. Fedchenko di pabrik Leningrad "Etalon" dengan pendulum "bebas" yang terbuat dari invar (paduan baja dan nikel), yang hampir tidak bereaksi terhadap perubahan suhu, tekanan udara dan berbagai getaran. Jam digunakan untuk waktu yang lama di observatorium astronomi dan cukup akurat; variasi harian mereka tidak melebihi ± (0,003–0,004) detik.

Pada tahun 1952–1955 F. M. Fedchenko merancang jam pendulum astronomi presisi tinggi AUF-1. Jam tangan AUF-2 menjadi lebih akurat dan, akhirnya, jam tangan referensi AUF-3 dengan variasi harian root-mean-square 0,2–0,3 detik, atau secara relatif (2–3)·10 -9 ; itu adalah jam pendulum paling akurat di dunia. Keakuratan gerakan disediakan oleh sistem kompensasi termal pendulum khusus. Daya disediakan oleh sel merkuri-oksida yang dirancang untuk beroperasi terus menerus selama tiga sampai empat tahun. Mereka disimpan di bawah kap ruang tekanan, di mana tekanan merkuri 3–5 mm (400–670 Pascal) dipertahankan.

Pada tahun 1986, pembuat jam H. Pekli (Jerman) menciptakan jam tangan gabungan asli dengan kronometer astronomi: jam ini menunjukkan waktu zona waktu mana pun, matahari terbit dan terbenam, fase bulan, dan melacak hari dan minggu.

§ 12. Jam kuarsa dan atom

Pengamatan Matahari, planet, dan bintang memungkinkan untuk menentukan fluktuasi sekuler periode rotasi Bumi. Namun, para astronom juga tertarik pada fluktuasi periode pendek.

Dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini, diperlukan pengukuran waktu secara akurat hingga seperseribu bahkan sepersejuta bahkan sepersejuta detik.

Peningkatan persyaratan untuk keakuratan penentuan waktu diperlukan, misalnya, dalam sistem untuk kontrol otomatis proses produksi dan teknologi di industri dan di semua moda transportasi, dalam mempelajari proses ultracepat yang terjadi di inti atom, dalam menetapkan efektivitas alat komunikasi teknis antar benua, dalam meluncurkan pesawat ruang angkasa dan penerbangan luar angkasa. Hasil di stasiun pengamatan optik satelit buatan Bumi dan dalam banyak kasus lainnya diverifikasi oleh waktu yang sangat tepat. Bahkan daftar yang jauh dari lengkap menegaskan cakupan perangkat yang luas dan serbaguna untuk menentukan waktu yang tepat dan menunjukkan seberapa luas jangkauan tugas yang dilakukan dengan bantuan mereka. Memecahkan masalah seperti itu juga membutuhkan jam tangan yang lebih akurat daripada yang diproduksi untuk tujuan ini oleh pabrik Etalon.

Jam yang lebih akurat yang menggantikan jam pendulum pada tahun 1930-an adalah jam kuarsa. Alih-alih pendulum, mereka menggunakan getaran piezoelektrik elastis dari pelat kuarsa, yaitu deformasi pelat ini ketika arus listrik bolak-balik diterapkan ke permukaannya. Fluktuasi kuarsa semacam itu, dalam kondisi tertentu, memiliki stabilitas absolut, terlepas dari gaya gravitasi, gempa bumi, dan fenomena alam lainnya.

Untuk jam tangan kuarsa, yang menjaga waktu dalam beberapa bulan dengan akurasi 10 -10 detik, variasi kecepatan hariannya stabil (hingga beberapa sepersejuta detik) dan seribu kali lebih sedikit daripada jam pendulum. Tapi pelat kuarsa "menua" relatif cepat, sehingga perbedaan pembacaan dua jam kuarsa bisa mencapai sepuluh detik dalam beberapa tahun. Namun demikian, dengan bantuan jam kuarsa, yang merupakan bagian dari standar waktu dan frekuensi Negara Bagian pertama Uni Soviet, perubahan kecepatan rotasi bumi, standar waktu alami yang ternyata tidak stabil, terdeteksi.

Jam kuarsa, yang tingkat kesalahannya tidak melebihi mikrodetik per hari, digunakan sebagai jam utama untuk stasiun elektronik di Hamburg, yang menjamin operasi sinkron semua jam elektronik yang termasuk dalam sistem; stasiun dapat mengelola jaringan sekitar 20.000 jam elektronik sekunder.

Pabrik jam artistik di Moskow telah memulai produksi jam dinding kuarsa dengan cuckoo, yang memiliki akurasi tinggi.

Industri jam tangan USSR telah menguasai produksi jam tangan kuarsa elektronik pergelangan tangan, yang dibedakan dengan akurasi tinggi; dalam sehari mereka bisa tertinggal atau maju tidak lebih dari dua detik.

Setelah pengembangan oleh akademisi N. G. Basov dan L. M. Prokhorov pada tahun 1954 generator osilasi yang sangat stabil, jam dibuat, di mana osilasi molekul amonia berfungsi sebagai pendulum. Jam semacam itu disebut "kuantum" atau "atomik", dan terkadang "molekuler". Mereka memungkinkan Anda untuk mendapatkan "detik atom". Waktu yang dihitung oleh jam seperti itu disebut waktu atom. 24 jam atom membentuk satu hari atom, berisi 86.400 detik atom, yang tidak terkait dengan rotasi Bumi atau waktu yang ditentukan secara astronomis.

Studi telah menunjukkan kemungkinan mencapai akurasi jam atom hingga sepersejuta detik per hari, yaitu, mereka dapat tertinggal satu detik dari waktu yang ditentukan secara astronomis, hanya dalam 500.000 tahun. Pekerjaan jam seperti itu, yang mewakili kompleks perangkat kompleks, dikendalikan oleh generator kuantum. Jam atom disimpan di All-Union Order of the Red Banner of Labour Research Institute of Physical, Technical and Radio Engineering Measurements (VNIIFTRI) dekat Moskow. Mereka adalah pusat waktu dan frekuensi Uni Soviet; nama resmi mereka adalah "Negarakan standar utama waktu dan frekuensi". Untuk jam seperti itu - penjaga waktu yang tepat, dipasang di ruang bawah tanah yang dalam, disediakan mode khusus; mereka membutuhkan istirahat mutlak. Mereka dilindungi dari fluktuasi suhu, kelembaban, tekanan, getaran dan pengaruh eksternal lainnya; bahkan sedikit getaran diredam oleh desain khusus dari pondasinya. Dari merekalah enam sinyal pendek ditransmisikan setiap jam melalui radio di negara kita: informasi tentang waktu pasti yang didengar jutaan orang setiap hari.

Keakuratan jam atom yang tinggi memungkinkan untuk menentukan ketidakteraturan musiman dalam rotasi bumi dari perbedaan antara waktu universal dan atom, yang merupakan penyebab ketidakstabilan dalam durasi hari, dalam periode tahunan dan setengah tahunan, yang masing-masing adalah 0,0005 dan 0,0003 detik. Telah ditetapkan bahwa, misalnya, pada bulan Juli hari lebih pendek dari hari pada bulan April dan November sekitar 0,001 detik. Namun, terlepas dari keakuratan penghitungan waktu atom yang tinggi, kebutuhan akan waktu yang ditentukan secara astronomis tetap ada dalam menyelesaikan sejumlah masalah dalam astronomi, geodesi, dan ilmu lainnya.

Pada Konferensi Internasional XIII tentang Berat dan Ukuran, yang diadakan pada tahun 1967, direkomendasikan untuk mengambil satuan waktu - satu detik "durasi 9.192.631.770 osilasi radiasi yang sesuai dengan frekuensi resonansi transisi antara dua tingkat struktur hyperfine dari keadaan dasar atom cesium-133 tanpa adanya gangguan dari medan eksternal. Setelah itu, di Uni Soviet dan di semua negara maju, "detik atom" diambil sebagai standar waktu. Penelitian telah menunjukkan bahwa itu bertepatan dengan satu detik waktu matahari rata-rata, yang mewakili 1/86.400 hari matahari rata-rata, dengan akurasi sekitar 10 -8 . Detik atom, yang menyebabkan revolusi nyata dalam menentukan waktu yang tepat dalam interval antara penentuan astronomi, hingga tahun 1983 merupakan standar waktu di Uni Soviet.

Namun, perkembangan revolusi ilmu pengetahuan dan teknologi membutuhkan penentuan waktu dengan akurasi yang lebih besar, sehingga mendorong pekerjaan untuk meningkatkan standar waktu dan frekuensi utama Negara. Oleh karena itu, sejak 1983, USSR telah menggunakan standar waktu primer baru, yang didasarkan pada dua referensi frekuensi cesium metrologi, yang masing-masing mereproduksi "ukuran" satu detik dalam sistem SI. Standar ini dalam karakteristik metrologinya secara signifikan melebihi standar tahun 1967, dan dalam akurasi - semua standar frekuensi yang diketahui; itu adalah salah satu dari tiga standar utama waktu dan frekuensi di dunia.

Dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan dari Institut Fisika Termal Cabang Siberia dari Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet telah menciptakan jam yang lebih akurat. Di dalamnya, "pendulum" digantikan oleh satu-satunya laser stabil di dunia. Ini menghasilkan jutaan miliar getaran - cahaya ritmis berkedip dalam satu detik, dan jam dengan "pendulum" seperti itu - jam optik- ditandai dengan kesalahan perjalanan satu detik dalam 10 juta tahun. Berdasarkan laser semacam itu, tampaknya mungkin untuk membuat satu standar waktu - frekuensi - panjang, memahami meter terakhir sebagai "panjang jalur yang ditempuh oleh gelombang elektromagnetik bidang dalam ruang hampa dalam 1/299.792.485 detik." Definisi meter ini direkomendasikan pada tahun 1983 oleh Komite Penasihat Biro Berat dan Ukuran Internasional. Meski standar seperti itu, jam tangan semacam itu masih dalam proses penyempurnaan, tetapi “... namun demikian, mereka tidak lagi hidup dalam mimpi, bukan dalam rencana, tetapi dalam kenyataan, “dalam besi”.

Di Prancis, di kota pelabuhan Le Havre, sebuah jam raksasa baru telah dipasang, yang menunjukkan, menurut penduduk kota, waktu paling akurat di Bumi dan tidak memiliki analogi di dunia, atau, bagaimanapun juga, di Perancis. Mereka mengizinkan penundaan satu detik dalam 250.000 tahun, yang dicapai berkat "sinkronisasi atom". Perangkat khusus mereka menerima, melalui komunikasi satelit, sinyal konstan dari salah satu observatorium di Swiss, yang memiliki jam atom.

Di gedung pusat kebudayaan besar (Pusat Pompidou) di Paris, jam elektronik yang dipasang beberapa tahun lalu terus menghitung mundur detik yang tersisa hingga tahun 2000. Dirancang untuk menandai awal abad ke-21, jam ini akan menampilkan 0 detik pada malam tanggal 31 Desember 1999 hingga 1 Januari 2000, padahal seharusnya setahun kemudian karena abad ke-21 dimulai pada tanggal 1 Januari 2001.

Perusahaan Jepang "Seiko Instrumente" telah menciptakan "perekam pita jam" asli pada kristal cair dengan dua blok memori, mereproduksi suara seseorang selama 8 detik.

Saat ini, ada kelebihan produksi jam tangan yang signifikan di pasar dunia. Oleh karena itu, perusahaan pesaing membuat jam tangan yang tidak hanya berbeda dalam ukuran dan bahan pembuat casing, tetapi juga berisi perangkat tambahan, selain mekanisme jam - kalkulator, monitor detak jantung, pengukur kelembapan, dll.

§ 13. Dinas waktu internasional

Solusi dari sejumlah masalah ilmiah dan teknis membutuhkan pengetahuan tentang waktu yang tepat. Jadi, misalnya, pengukuran hati-hati jangka panjang dari jarak antara titik yang sama yang terletak di Eropa dan Amerika Utara memungkinkan untuk menetapkan perubahan jarak ini. Ternyata benua-benua itu saling mendekat, dan kecepatan pendekatan ini pada garis lintang 45° adalah sekitar 65 cm per tahun. Pergeseran benua seperti itu sesuai dengan perubahan waktu lokal sebesar 0,002 detik, yang menegaskan perlunya mengukur waktu dalam beberapa kasus (misalnya, untuk menentukan garis bujur suatu tempat) dengan akurasi yang sangat tinggi.

Penentuan yang tepat dari garis bujur titik-titik yang terletak di planet kita membutuhkan solusi dari dua masalah tambahan: melakukan pengamatan astronomi khusus terhadap Matahari atau bintang dan menerima transmisi waktu yang akurat (tanpa kehilangan akurasi) dari tempat-tempat itu diterima dan disimpan menggunakan jam presisi tinggi.

Perolehan momen waktu yang tepat dilakukan hingga saat ini di observatorium astronomi oleh layanan waktu mereka. Penemuan radio secara mendasar mengubah sifat dan metode layanan waktu. Eksperimen pertama tentang transmisi sinyal waktu akurat melalui radio, yang dilakukan pada awal abad ke-20, menunjukkan perlunya membentuk organisasi internasional untuk mengoordinasikan pasokan sinyal waktu radio dan menentukan kesalahannya. Pada tahun 1912, atas saran Biro Bujur, sebuah konferensi internasional perwakilan dari 16 negara diadakan di Paris, di mana sebuah komite khusus dipilih diketuai oleh Akademisi O. A. Backlund (1846–1916), pada saat itu direktur Pulkovo Observatorium, tetapi Perang Dunia 1914 mengganggu pekerjaan komite ini. Dan baru pada tahun 1919, pada sebuah konferensi di Brussel, Persatuan Astronomi Internasional - MAC dibentuk, dan salah satu keputusan pertama Komisi Khusus serikat ini adalah pendirian Biro Waktu Internasional (BIE) permanen di Paris, yang kegiatannya dimulai pada 1 Januari 1920; tugasnya adalah mengoordinasikan pekerjaan dan menggeneralisasi hasil dari semua layanan waktu dunia.

§ 14. Layanan waktu Uni Soviet

Sekarang waktu yang tepat dipelajari terutama melalui radio. Ketika tidak ada radio, jam diperiksa oleh pembuat jam, yang memeriksa waktu dengan telegraf.

Pada tahun 1863, untuk pertama kalinya, waktu yang tepat yang ditentukan di Observatorium Pulkovo dari pengamatan astronomi dikirim melalui kabel ke Kantor Telegraf Utama di St. Petersburg, dengan jam yang waktunya diperiksa di semua lembaga telegraf di Rusia.

Di negara kami, kebutuhan ekonomi nasional dengan waktu presisi tinggi dan frekuensi referensi disediakan oleh Layanan Waktu dan Frekuensi Negara Uni Soviet, yang basis referensinya mencakup standar primer yang disimpan di VNIIFTRI dan sejumlah standar sekunder yang berlokasi di berbagai kota Uni Soviet.

Di negara kita, organisasi layanan waktu, yang sekarang diwakili oleh Komisi Negara untuk Waktu Bersama dan Frekuensi Standar Uni Soviet, pada dasarnya baru dimulai setelah Revolusi Sosialis Oktober Besar. Awal organisasinya harus dianggap teratur, mulai dari 1 Desember 1920, siaran harian sinyal radio dengan waktu yang tepat melalui stasiun radio Petrograd "New Holland" pada awalnya pada 19 jam 30 menit, dan dari Juli 1921 - pada 19 jam waktu universal, berasal dari jam astronomi Observatorium Pulkovo. Sejak Mei 1921, sinyal waktu akurat telah ditransmisikan melalui stasiun radio Oktyabrskaya di Moskow setiap hari pada pukul 22:00 UTC.

Pada tahun 1924, Komite Antar Departemen untuk Layanan Waktu di Observatorium Pulkovo dibentuk, yang mulai mengeluarkan buletin pada tahun 1925 dengan jadwal transmisi sinyal waktu yang tepat oleh stasiun radio dalam dan luar negeri dengan akurasi sekitar seperseratus detik. .

Sejak 1952, sinyal waktu dan frekuensi telah ditransmisikan melalui seluruh jaringan stasiun radio gelombang pendek dan gelombang panjang dari jam presisi tinggi melalui peralatan khusus, yang secara signifikan meningkatkan keakuratan transmisi tersebut.

Di Uni Soviet, layanan waktu dibuat di Observatorium Astronomi Tashkent (1928), di Institut Astronomi Negara. P.K. Sternberg di Moskow (1929), dan kemudian di Kharkov (1935), Nikolaev (1938), Leningrad (1947), Riga (1951), Irkutsk (1953) , Novosibirsk (1957) dan tempat-tempat lain. Saat ini ada 12 layanan waktu di Uni Soviet.

Pada awal Perang Patriotik Hebat, beberapa layanan waktu (Pulkovskaya, Kharkov, dll.) Menghentikan pekerjaannya, dan layanan waktu dari Institut Astronomi Negara. P.K. Sternberg (GAISh) dan di Central Research Institute of Geodesy, Aerial Photography and Cartography (TsNIIGAiK) dievakuasi - yang pertama ke Sverdlovsk, dan yang kedua ke Dzhambul KazSSR dan, bersama dengan Tashkent Time Service, yang tidak menghentikan aktivitasnya , melakukan semua pekerjaan untuk memastikan waktu yang tepat dari semua permintaan negara.

Sejak 1964, layanan waktu SAI dan TsNIIGAiK telah diubah menjadi satu Layanan Waktu terpadu di Moskow.

Pada tahun 1948, fungsi Komite Antardepartemen dipindahkan ke Komisi Antardepartemen Layanan Waktu Terpadu di bawah Komite Pengukuran dan Instrumen Pengukuran di bawah Dewan Menteri Uni Soviet, diubah menjadi Komisi Negara Waktu Bersatu dan Frekuensi Referensi dari Uni Soviet dan Biro Riset Pusat dari Layanan Waktu Bersatu, yang tugasnya meliputi penyelesaian masalah yang berkaitan dengan pengiriman sinyal waktu yang akurat, koordinasi pekerjaan berbagai departemen di bidang layanan waktu dan penyelesaian masalah yang berkaitan dengan sistem penghitungan waktu zona - batas zona waktu di wilayah Uni Soviet. Langkah selanjutnya adalah menyelesaikan masalah yang terkait dengan satu waktu untuk instrumen terestrial dan luar angkasa, dan untuk ini, seperti yang disarankan para ahli, sinyal dari bintang neutron - pulsar, yang harus digunakan untuk memeriksa jam bumi yang sangat akurat, dapat menjadi standar waktu.

Transmisi layanan waktu dari sinyal waktu pada jarak berapa pun dengan akurasi tinggi memudahkan untuk membandingkan hasil masing-masing dengan hasil serupa dari layanan waktu lainnya.

Catatan:

Lenin V.I. Penuh kol. op. -T.18.- S.181.

Engels F. Anti-Dühring.- M.: Gospolitizdat, 1948.- S.49.

Marx K., Engels F. Op. - edisi ke-2. - T.23.- S.522; subskrip catatan 5.

Hari ekuinoks terkadang bergeser ke tanggal tetangga (misalnya, ekuinoks musim semi terjadi pada 20 Maret). Oleh karena itu, durasi "semester" musim panas bisa 187, dan musim dingin - 178 hari.

Buku tahunan astronomi memberikan persamaan waktu untuk setiap hari dalam setahun.

Untuk memudahkan penghitungan waktu setempat pada tahun 1967 di majalah Inggris New Scientist, alih-alih membagi hari dengan 24 jam, diusulkan untuk menghitung 10 jam di dalamnya, membagi setiap jam dengan 100 menit, dan satu menit dengan 100 detik. Dalam hal ini, diusulkan untuk membagi busur ekuator bumi bukan dengan 360 °, tetapi dengan 1000 derajat; dalam hal ini, rasio 1 jam = 100°, 1° = 1 menit akan terpenuhi.

Dari jumlah tersebut, sembilan jatuh di wilayah Siberia dan Timur Jauh.

Perelman Ya.I. Menghibur astronomi. - Ed. 6. - M.: Fizmatgiz, 1961, - S.56.

Sebenarnya batang yang dipasang secara vertikal disebut gnomon. Jam matahari pertama di India, Cina, dan Mesir sudah digunakan sekitar 3000 tahun yang lalu (lihat buku "Sistem jam matahari dan kalender rakyat Uni Soviet", ditunjukkan dalam daftar referensi).

Gnomon, terlepas dari kesederhanaan desainnya, juga digunakan pada zaman kuno untuk menentukan garis lintang lokasi pemasangannya, kemiringan ekliptika ke ekuator; membandingkan panjang bayangan dari kutub dengan panjangnya, mereka menentukan ketinggian Matahari di atas cakrawala dan memecahkan masalah lainnya.

Selama penggalian pemukiman kuno di Shalesi (Albania), sebuah jam matahari yang terpelihara dengan baik seberat 2,5 kg, dibuat pada abad ke-4 SM, ditemukan. SM e. dari pualam. Dial mereka dibagi menjadi 12 bagian yang sama.

Marx K., Engels F. Op. - edisi ke-2. - T.30. - S.263.

Sejarah mencatat kasus yang menarik ketika jam mekanis yang dipasang di kota Görlitz (GDR) diselamatkan pada tahun 1253 dari penculikan oleh para konspirator senator ketika mereka meninggalkan balai kota. Rencana yang disusun gagal, karena salah satu konspirator, setelah bertobat di saat-saat terakhir, memindahkan panah tujuh menit ke depan. Para konspirator, "tepat waktu" berkumpul di depan balai kota, ditangkap. Sejak itu, jam untuk mengenang apa yang terjadi ini selalu berjalan tujuh menit lebih cepat.

Menurut beberapa laporan, Bürgi dari Kassel (sekarang di Jerman) membuat jam pendulum lebih awal - pada tahun 1612.

Di rumah mereka di Moskow, dipasang jam asli yang dibuat dengan nama tersebut, yang memainkan melodi "Kol mulia ...".

Disimpan di Pertapaan Leningrad.

Mereka dijual oleh istri Kulibin untuk mengatur pemakaman penciptanya; Selanjutnya, jam tangan tersebut diakuisisi oleh Museum Politeknik di Moskow, yang masih disimpan hingga saat ini.

Karya mereka dianugerahi Penghargaan Lenin pada tahun 1959.

Pada tahun 1970, di Pameran Dunia di Osaka (Jepang) "ZKSPO-70", sistem referensi waktu yang tepat didemonstrasikan, yang pusatnya adalah jam atom yang dipasang di menara setinggi 19 m; kesalahan mereka dalam penentuan waktu, seperti yang diiklankan oleh para ahli, adalah satu detik dalam seribu tahun.

Pada tahun 1978, pencipta laser semacam itu, Anggota Korespondensi Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet V.P. Chebotaev dan Profesor V.S. Letokhov, yang bekerja secara independen satu sama lain, dianugerahi Penghargaan Lenin.

Uni Soviet bergabung dengan International Astronomical Union pada tahun 1935.

Pada pengamatan rotasi harian kubah langit dan gerak tahunan Matahari, yaitu. pada perputaran Bumi mengelilingi porosnya dan pada revolusi Bumi mengelilingi Matahari, pengukuran waktu didasarkan.

Rotasi bumi pada porosnya terjadi hampir seragam, dengan periode yang sama dengan periode rotasi cakrawala, yang dapat ditentukan dengan cukup akurat dari pengamatan. Oleh karena itu, menurut sudut rotasi Bumi dari posisi awal tertentu, seseorang dapat menilai waktu yang telah berlalu. Posisi awal Bumi diambil sebagai momen lewatnya bidang meridian bumi dari tempat pengamatan melalui titik yang dipilih di langit, atau, yang merupakan hal yang sama, momen atas (atau bawah) puncak dari titik ini pada meridian yang diberikan.

Lamanya satuan dasar waktu, yang disebut hari, bergantung pada titik yang dipilih di langit. Dalam astronomi, poin-poin tersebut diambil: a) titik balik musim semi b) pusat cakram Matahari yang terlihat (Matahari yang sebenarnya); c) "berarti matahari" - titik fiktif, yang posisinya di langit dapat dihitung secara teoritis untuk setiap saat dalam waktu.

Tiga satuan waktu berbeda yang ditentukan oleh titik-titik ini disebut masing-masing sidereal, true solar dan mean solar days, dan waktu yang mereka ukur, - sidereal, true solar dan waktu solar rata-rata.

tahun tropis disebut interval waktu antara dua bagian berturut-turut dari pusat Matahari sejati melalui vernal equinox.

3.2. Hari berbintang. waktu sideris

Interval waktu antara dua puncak berturut-turut dengan nama yang sama dari titik balik musim semi pada meridian geografis yang sama disebut hari sidereal.

Momen klimaks atas vernal equinox diambil sebagai awal dari hari sidereal pada meridian tertentu.

Sudut di mana Bumi akan berputar dari momen klimaks atas titik balik musim semi ke momen lain sama dengan sudut jam titik balik musim semi pada saat itu. Oleh karena itu, waktu sidereal s pada meridian tertentu setiap saat secara numerik sama dengan sudut jam titik ekuinoks musim semi t, dinyatakan dalam jam, yaitu.

s = t . (1.14)

Titik balik musim semi tidak ditandai di langit. Tidak mungkin mengukur sudut jamnya secara langsung atau memperhatikan momen perjalanannya melalui meridian. Oleh karena itu, dalam praktiknya, untuk menetapkan permulaan hari sidereal atau waktu sidereal di beberapa titik, perlu untuk mengukur sudut jam t dari setiap bintang M, yang kenaikan kanannya diketahui (Gbr. 12).

Maka, karena t = Qm =m, dan sudut jam vernal equinox t = Q dan, menurut definisi, sama dengan waktu sidereal s,

s = t = + t, (1,15)

itu. waktu sidereal setiap saat sama dengan kenaikan kanan dari setiap termasyhur ditambah sudut jamnya.

Pada saat klimaks atas, sudut jamnya t = 0 bersinar, lalu

s= . (1.16)

Pada saat klimaks yang lebih rendah, sudut jamnya t = 12h bersinar, dan waktu sidereal

s= +12 jam. (1.17)

Mengukur waktu dengan hari sideris dan pecahannya adalah yang paling sederhana dan karenanya sangat bermanfaat dalam menyelesaikan banyak masalah astronomi. Namun dalam kehidupan sehari-hari, menggunakan waktu sidereal sangatlah merepotkan. Rutinitas sehari-hari kehidupan seseorang dikaitkan dengan posisi semu Matahari di atas cakrawala, dengan terbitnya, puncak dan terbenamnya, dan bukan dengan posisi titik fiktif titik balik musim semi. Dan karena posisi relatif Matahari dan vernal equinox terus berubah sepanjang tahun, misalnya, puncak atas Matahari (siang) pada hari yang berbeda dalam setahun terjadi pada momen yang berbeda pada hari sidereal. Memang, hanya setahun sekali, saat Matahari melewati vernal equinox, yaitu. ketika kenaikan yang tepat = 0h, itu akan mencapai puncaknya bersamaan dengan vernal equinox pada siang hari, pada waktu sidereal 0h. Setelah satu hari sidereal, titik vernal equinox akan kembali berada di puncak atas, dan Matahari akan sampai ke meridian hanya setelah sekitar 4 menit, karena dalam satu hari sidereal akan bergeser ke timur hampir 1 ° relatif terhadap vernal titik ekuinoks, dan kenaikan kanannya akan lebih sempit =0h4m. Di hari sideris lainnya, kenaikan kanan Matahari akan meningkat lagi sebesar 4m, yaitu. siang akan datang sekitar pukul 0h8m waktu sidereal, dan seterusnya. Dengan demikian, waktu sidereal dari klimaks Matahari terus bertambah, dan tengah hari terjadi pada waktu yang berbeda dari hari sidereal. Ketidaknyamanannya cukup jelas.

Di artikel terakhir, saya menyebutkan istilah "hari sidereal". Dan karena itu akan bertemu berkali-kali, dan tidak semua orang tahu perbedaan antara hari sidereal dan matahari, sidereal dan waktu matahari, artikel ini hanya tentang itu.

Benar, di artikel itu saya juga berbicara tentang "angin matahari", tetapi itu akan ada di posting selanjutnya.

Jadi, untuk benda langit mana pun, ada dua waktu. Meskipun, mungkin lebih, misalnya, di sekitar lubang hitam, neraka sedang terjadi seiring waktu, tetapi kita berbicara tentang konsep astronomi yang sederhana dan dapat dipahami di sini. Tentang waktu sidereal dan matahari.

Hari matahari Bumi adalah hari yang dikenal oleh kita semua. Di mana 24 jam. Mereka sama dengan satu putaran penuh Bumi di sekitar porosnya. Titik awalnya tentu saja adalah Matahari.

Tapi sejak Bumi tidak hanya berputar pada porosnya, tetapi juga bergerak mengelilingi Matahari, kemudian setelah planet berputar satu kali, ia menempuh jarak tertentu dalam orbitnya. Artinya, ia telah bergeser relatif terhadap Matahari. Akibatnya, untuk mengejar titik referensi, Bumi perlu memutar porosnya sedikit lagi.

Selain itu, karena pergerakannya tidak dalam lingkaran, tetapi dalam orbit elips, hari matahari sama sekali bukan nilai konstan. Sepanjang tahun, mereka bisa berkurang dan tumbuh. Dan 24 jam hanyalah rata-rata mereka.

Tetapi untuk perhitungan astronomi, yang, misalnya, menentukan bagaimana dan ke mana roket luar angkasa akan terbang, nilai rata-rata ini tidak cukup. Oleh karena itu, itu dibuat, atau lebih baik dikatakan, menyetujui "waktu sidereal".

waktu sideris

Hari sidereal adalah satu rotasi planet, tetapi tidak relatif terhadap Matahari, tetapi relatif terhadap bintang tetap. Sederhananya, sedikit putaran Bumi untuk mengejar Matahari dihapus dari perhitungan.

Jadi, hari sideris adalah interval waktu antara dua puncak atas yang berurutan pada meridian geografis yang sama dari bintang yang sama. Atau, yang lebih disukai para astronom, vernal equinox.

Titik balik musim semi adalah titik persimpangan ekliptika dengan ekuator langit, yang dilalui Matahari saat bergerak dari belahan bumi selatan ke utara, sekitar tanggal 21 Maret. Mulai saat ini, musim semi dimulai di belahan bumi utara.

Durasi hari-hari sidereal ini adalah 23 jam 56 menit dan 4,090530833 detik waktu matahari. Tapi titik "tetap" kita dari vernal equinox tidak begitu tetap.

Karena gerakan orbit Bumi, ia terus-menerus bergeser dalam jumlah kecil. Oleh karena itu, para astronom untuk titik referensi menemukan apa yang disebut awal efemeris langit dan hari relatif terhadap titik ini berlangsung selama 23 jam 56 menit dan 4,0989036 detik.

Waktu adalah kategori filosofis, ilmiah, dan praktis yang paling penting. Pilihan metode untuk mengukur waktu telah menjadi minat manusia sejak zaman kuno, ketika kehidupan praktis mulai dikaitkan dengan periode revolusi matahari dan bulan. Terlepas dari kenyataan bahwa jam pertama - jam matahari - muncul tiga setengah milenium SM, masalah ini tetap cukup rumit. Seringkali, menjawab pertanyaan paling sederhana yang terkait dengannya, misalnya, "berapa jam dalam sehari", tidaklah mudah.

Sejarah ketepatan waktu

Pergantian waktu terang dan gelap dalam sehari, periode tidur dan terjaga, kerja dan istirahat mulai berarti bagi orang-orang berlalunya waktu bahkan di zaman primitif. Setiap hari matahari bergerak melintasi langit pada siang hari, dari matahari terbit hingga terbenam, dan bulan - pada malam hari. Adalah logis bahwa periode antara fase yang sama dari pergerakan tokoh-tokoh terkenal telah menjadi satuan perhitungan waktu. Siang dan malam berangsur-angsur terbentuk menjadi satu hari - sebuah konsep yang menentukan perubahan tanggal. Atas dasar mereka, unit waktu yang lebih pendek muncul - jam, menit, dan detik.

Untuk pertama kalinya, mereka mulai menentukan berapa jam dalam sehari di zaman kuno. Perkembangan ilmu astronomi mengarah pada fakta bahwa siang dan malam mulai terbagi menjadi periode yang sama terkait dengan munculnya konstelasi tertentu ke ekuator langit. Dan orang Yunani mengadopsi sistem bilangan sexagesimal dari bangsa Sumeria kuno, yang menganggapnya paling praktis.

Mengapa tepatnya 60 menit dan 24 jam?

Untuk menghitung sesuatu, manusia purba menggunakan apa yang biasanya selalu ada - jari. Dari sini berasal sistem angka desimal yang diadopsi di sebagian besar negara. Metode lain, berdasarkan falang empat jari telapak tangan kiri yang terbuka, berkembang pesat di Mesir dan Babilonia. Dalam budaya dan sains bangsa Sumeria dan masyarakat Mesopotamia lainnya, angka 60 menjadi sakral, dalam banyak kasus dimungkinkan untuk membaginya tanpa jejak dengan adanya banyak pembagi, salah satunya adalah 12.

Konsep matematika tentang berapa jam dalam sehari berasal dari Yunani Kuno. Orang Yunani pada suatu waktu hanya memperhitungkan jam siang hari dalam kalender dan membagi waktu dari matahari terbit hingga terbenam menjadi dua belas interval yang sama. Kemudian mereka melakukan hal yang sama dengan waktu malam, menghasilkan pembagian siang hari menjadi 24 bagian. Ilmuwan Yunani tahu bahwa panjang siang berubah sepanjang tahun, jadi untuk waktu yang lama ada jam siang dan malam yang sama hanya pada ekuinoks.

Dari bangsa Sumeria, orang Yunani juga mengadopsi pembagian lingkaran menjadi 360 derajat, yang menjadi dasar sistem koordinat geografis dikembangkan dan pembagian jam menjadi menit (minuta prima (lat.) - "dikurangi bagian pertama" (dari jam)) dan detik (divisi detik (lat.) - "divisi kedua" (jam)).

hari matahari

Makna hari dalam kaitannya dengan interaksi benda langit adalah lamanya waktu Bumi melakukan revolusi penuh mengelilingi sumbu rotasi. Merupakan kebiasaan bagi para astronom untuk membuat beberapa klarifikasi. Mereka memilih hari matahari - awal dan akhir revolusi dipertimbangkan dengan lokasi Matahari pada titik yang sama di bola langit - dan membaginya menjadi benar dan rata-rata.

Tidak mungkin untuk mengatakan dalam detik terdekat berapa jam dalam sehari yang disebut jam matahari sebenarnya tanpa menentukan tanggal tertentu. Sepanjang tahun, durasinya berubah secara berkala hampir satu menit. Hal ini disebabkan oleh lintasan pergerakan langit yang tidak rata dan kompleks dalam bola langit - sumbu rotasi planet memiliki kemiringan sekitar 23 derajat relatif terhadap bidang ekuator langit.

Kurang lebih akurat, Anda dapat mengatakan berapa jam dan menit dalam sehari, yang oleh para ahli disebut sebagai matahari rata-rata. Ini adalah interval waktu kalender yang biasa digunakan dalam kehidupan sehari-hari yang menentukan tanggal tertentu. Mereka dianggap berdurasi konstan, tepat 24 jam, atau 1440 menit, atau 86.400 detik. Tetapi pernyataan ini juga bersyarat. Diketahui bahwa kecepatan rotasi Bumi semakin berkurang (sehari bertambah 0,0017 detik dalam seratus tahun). Intensitas rotasi planet dipengaruhi oleh interaksi kosmik gravitasi yang kompleks dan proses geologi spontan di dalamnya.

hari sideris

Persyaratan modern untuk perhitungan dalam balistik ruang angkasa, navigasi, dll. sedemikian rupa sehingga pertanyaan tentang berapa jam sehari berlangsung membutuhkan solusi dengan akurasi nanodetik. Untuk ini, titik referensi yang lebih stabil dipilih daripada benda langit terdekat. Jika kita menghitung revolusi penuh dunia, dengan mengambil posisinya relatif terhadap vernal equinox sebagai momen awal, kita bisa mendapatkan durasi hari yang disebut sidereal.

Ilmu pengetahuan modern secara akurat menentukan berapa jam dalam sehari yang menyandang nama indah bintang - 23 jam 56 menit 4 detik. Selain itu, dalam beberapa kasus, durasinya bahkan lebih ditentukan: jumlah detik sebenarnya adalah 4,0905308333. Tetapi bahkan skala penyempurnaan ini terkadang tidak cukup: keteguhan titik referensi dipengaruhi oleh ketidakrataan gerakan orbit planet. Untuk menghilangkan faktor ini, koordinat asal efemeris khusus dipilih, terkait dengan sumber radio ekstragalaksi.

Waktu dan kalender

Versi terakhir untuk menentukan berapa jam dalam sehari, mendekati modern, diadopsi di Roma kuno, dengan diperkenalkannya kalender Julian. Berbeda dengan sistem waktu Yunani kuno, hari dibagi menjadi 24 interval yang sama, terlepas dari waktu dan musim.

Budaya yang berbeda menggunakan kalender mereka sendiri, yang memiliki acara khusus sebagai titik awal, paling sering bersifat religius. Tetapi durasi hari matahari rata-rata sama di seluruh Bumi.

Dan pada jam matahari disebutkan bahwa waktunya berbeda. Di sini kita akan mencoba mencari tahu.

Sudah ditulis tentang siang matahari - ini adalah titik tertinggi di mana matahari muncul pada siang hari. Dan mereka juga mengatakan perjalanan matahari melalui meridian (arah utara-selatan). Dan puncak puncak matahari. Perlu dicatat bahwa ada juga kulminasi yang lebih rendah - titik terendah matahari di atas cakrawala pada titik ini matahari berada di utara. Di garis lintang tengah, titik ini tidak terlihat, tetapi di sirkumpolar, pada hari kutub, terlihat jelas bagaimana matahari pada siang hari naik ke titik tertinggi di selatan pada siang hari dan tenggelam ke titik terendahnya pada tengah malam - di Utara.

Yang paling jelas adalah bahwa satu hari adalah waktu dari satu siang matahari ke siang berikutnya. Mereka memutuskan untuk membagi hari menjadi 24 jam. Kemungkinan besar ini adalah ide Babilonia, dari kecanduan sistem bilangan duodesimal dan seksagesimal. Karena 12 mudah dibagi menjadi bagian 2, 3, 4, 6. Dan 60 juga untuk 5 dan untuk dan untuk 10 dan untuk 12 dan untuk 15 dan untuk 30. Yah, tidak masalah. dia hari matahari.

Hal yang sama dapat diamati dengan bintang-bintang. Dari satu kulminasi atas bintang yang dipilih ke kulminasi atas berikutnya dari bintang yang sama - hari yang sama, hanya bintang.

Para astronom paling kuno (mungkin masih manusia gua) telah memperhatikan bahwa hari sidereal tidak sama dengan hari matahari. Ini terlihat dan dengan bukti tidak langsung: setiap malam semua rasi bintang bergerak sedikit ke barat. Dan mereka melakukan putaran penuh dalam setahun. Selama sebulan - kira-kira bergeser 30 derajat. Anda dapat melihat apakah Anda melihat setiap hari bintang dan rasi bintang mana yang terlihat di selatan pada waktu yang bersamaan, misalnya pada pukul 22.00.

Dan oleh indikasi langsung- pada setiap gerhana matahari total (saat bintang terlihat pada siang hari), matahari berada di konstelasi yang berbeda.

Pengamatan menunjukkan bahwa matahari tertinggal dari pergerakan bintang selama 3 menit. 56 detik per hari. Pergerakan matahari yang lambat dengan latar belakang bintang-bintang ini mengarah pada fakta bahwa 365 hari matahari dan 366 hari sideris berlalu dalam setahun.

Dari sini 2 konsekuensi menarik.

• Sepanjang tahun, matahari melewati seluruh lingkaran konstelasi zodiak.
• Sepanjang tahun, siang sidereal (puncak dari satu bintang yang telah kita pilih) jatuh secara berurutan pada jam dan menit yang berbeda dari semua 24 jam matahari.

konstelasi zodiak- yang terletak di bidang rotasi matahari dan yang dilalui matahari berturut-turut sepanjang tahun. Matahari tidak pernah melewati rasi bintang lainnya.

Dalam gambar - jalur matahari di antara bintang-bintang.

Cara siang matahari mungkin pada siang hari di posisi tertinggi matahari. Siang berbintang (untuk bintang yang telah kita pilih) dapat dilakukan kapan saja sesuai dengan jam matahari. Dan tidak nyaman menggunakan waktu seperti itu dalam kehidupan sehari-hari. Tetapi nyaman untuk pengamatan astronomi dan, karenanya, orientasi oleh bintang-bintang.

Observatorium astronomi menggunakan jam yang mengikuti waktu sidereal.

Untuk orientasi, waktu sidereal juga digunakan, tetapi dihitung ulang dari waktu matahari. Karena membawa jam bintang yang akurat itu bermasalah.

Sejujurnya, juga tidak nyaman menggunakan hari yang cerah. Jam sidereal, menit, detik - setidaknya seragam. Dan matahari berbeda sepanjang tahun.

Ketidakrataan terdiri dari banyak alasan, termasuk yang bersifat acak (misalnya, redistribusi acak massa air di permukaan bumi, yang menyebabkan perubahan kecepatan rotasi dan, oleh karena itu, perubahan panjang hari) . Tapi ini adalah hal-hal kecil dibandingkan dengan dua yang utama.

1. Bumi bergerak mengelilingi Matahari dalam bentuk elips, oleh karena itu pada titik terdekat dengan Matahari, Matahari bergerak lebih cepat dengan latar belakang konstelasi. Di titik jauh orbit - lebih lambat.
2. Bidang yang terlihat dari pergerakan matahari dengan latar belakang konstelasi condong ke bidang ekuator langit dengan sudut 23,4 derajat. Oleh karena itu, kecepatan pergerakan matahari di antara bintang-bintang dibagi menjadi 2 komponen - vertikal - perubahan deklinasi matahari dan horizontal - pergerakan di sepanjang ekuator langit.

Gambar tersebut menunjukkan bahwa jalur Matahari adalah kurva, sinusoid. Arah gerak berubah, artinya komponen kecepatan horizontal dan vertikal berubah besarannya, dan komponen vertikal juga mengubah arah gerak (tandanya berubah dari plus menjadi minus).

Di masa lalu yang indah, ketika tidak ada transportasi, tidak ada komputer, tidak ada komunikasi instan. Itu tidak masalah. Hidup dengan jam matahari.

Tetapi dengan munculnya semua hal di atas, masalah dimulai.

Misalnya, sebuah telegram melintasi Samudra Atlantik tiba dalam sepersekian detik, dan waktunya berbeda 5-6 jam. Atau jadwal kereta bahkan di Inggris menurut jam matahari di berbagai kota - berubah menjadi mimpi buruk.

Jadi kami memutuskan untuk mencari sesuatu yang lebih seragam.

• Alangkah baiknya ... jika bumi berputar mengelilingi matahari dalam lingkaran - kecepatannya konstan. Tetapi jika kita mengganti elips asli dengan lingkaran, kita hanya mendapatkan 4 poin yang sama persis.
• Alangkah baiknya jika matahari berputar di bidang ekuator langit... Bayangan akan bergerak ketat ke arah timur-barat. Dan ini terjadi 2 kali setahun - pada hari ekuinoks.

Dua ritme genap akan sangat bagus untuk navigasi dan transportasi. Ya, dan jam tangan dengan jalur yang seragam jauh lebih mudah dibuat daripada bereksperimen dengan roda gigi elips yang eksentrik. Dan waktu virtual yang seragam lebih mudah dihitung ulang menjadi waktu sidereal yang seragam.

Nah, jika semua orang baik-baik saja, biarlah. :-) Gerakan seragam yang disimulasikan (dalam lingkaran) dan di bidang ekuator langit dari titik bersyarat. Mereka menyebut waktu ini berarti waktu matahari. Kecantikan. Tepatnya ada 24 jam seragam dalam sehari. Pergerakan seragam dari titik bersyarat - memfasilitasi perhitungan astronomi. Jam tangan dengan alur yang seragam lebih mudah dibuat.

Benar, waktu rata-rata ini pada setiap momen tertentu berbeda dari waktu matahari yang sebenarnya. Tetapi jika Anda perlu mengetahui jam matahari dari jam rata-rata, Anda dapat menggunakan bagan tahun ini, yang memberikan amandemen untuk hari apa saja. Dan mencerminkan aturan:

Waktu matahari sebenarnya = waktu rata-rata + koreksi.

Perlu segera dicatat bahwa jadwal ini tidak cocok untuk jam matahari. Karena jam matahari SEGERA menunjukkan waktu matahari yang sebenarnya. Untuk mendapatkan waktu rata-rata menurut pembacaan jam matahari, rumus di atas harus ditulis ulang dalam bentuk: waktu rata-rata \u003d waktu sebenarnya - koreksi. Artinya, koreksi harus diambil dari waktu matahari. Atau gambar ulang grafik dalam gambar cermin. Anda harus selalu membaca dengan hati-hati keterangan pada bagan, jam berapa yang diberikan amandemen dari bagan. Pada kesempatan ini, ada kebingungan bahkan di buku referensi dan ensiklopedia.

Karena amandemen tersebut memiliki definisi yang berbeda.

Hingga tahun 1834, semua peristiwa dalam buku tahunan kelautan ditunjukkan dalam waktu SOLAR. Karena jam utama di kapal itu adalah jam matahari.

Pada tahun 1834, kronometer kelautan waktu MID yang akurat adalah aturan praktis. Dan setelah tanggal tersebut, semua peristiwa di buku tahunan bahari mulai ditunjukkan pada waktu MID.

Dengan demikian, koreksi persamaan waktu SEBELUM dan SETELAH tanggal tersebut ditunjukkan berbeda.

Seperti yang Anda lihat, 4 kali setahun waktu rata-rata bertepatan dengan waktu matahari (melewati garis 0 pada grafik). Tapi ini bukan tanggal kenangan seperti 21 Maret, 22 Juni, 23 September atau 22 Desember.

Dalam kehidupan sehari-hari, pekerjaan transportasi - transfer ini tidak diperlukan. Tapi juga sampai batas tertentu. Di Inggris, kereta masih bisa berjalan tanpa masalah sesuai waktu London.

Tapi di wilayah Rusia ... "Di Moskow, 15 jam, di Petropavlovsk Kamchatsky - tengah malam ...". Hingga 17 Oktober, mereka mengelola dengan apa yang ada di seluruh jaringan kereta api - waktu St. Petersburg, dan di setiap kota tertentu - tenaga surya rata-rata setempat - sesuai dengan garis lintang lokasi. Jadi mereka berkata - waktu stasiun dan waktu kota.

Setelah 18 tahun, mereka memutuskan untuk bergabung dengan perjanjian internasional dan tidak menetapkan waktu lokal, tetapi hanya 24 jam yang memungkinkan dalam skala global (dan 9 dalam skala Rusia).

Inti dari perjanjian internasional ini adalah membagi bumi secara kondisional menjadi 24 zona waktu, masing-masing 15 derajat. Dalam 1 zona - waktu di semua jam tangan sama, di zona tetangga berbeda tepat satu jam.

Tetapi mengingat reformasi selanjutnya, bahkan sistem yang ketat dan logis ini tidak dapat menolak ... Tetapi lebih dari itu di lain waktu.

Dan juga tentang kapan Anda membutuhkan waktu matahari. Diperlukan untuk navigasi. Saat menentukan ketinggian matahari - mereka ingin mendapatkan koordinatnya di laut. Mengukur ketinggian matahari, khususnya siang setempat - kita menentukan waktu matahari. Untuk menentukan bujur, Anda perlu mengetahui Greenwich Mean Time pada saat yang sama. Untuk membandingkan dengan lokal dan menghitung bujur. Namun di Grivich, jam berjalan sesuai dengan waktu rata-rata. Oleh karena itu, waktu matahari sebenarnya yang ditentukan oleh matahari diubah menjadi waktu rata-rata lokal menggunakan grafik persamaan waktu. Setelah itu, waktu dalam satu satuan dibandingkan dengan Greenwich Mean Time. Dan mereka mendapatkan hutang.

Terkadang grafik persamaan waktu digambar dengan cara yang lebih elegan dan informatif:

Pada grafik tersebut, selain mengoreksi persamaan waktu, juga terlihat deklinasi matahari setiap harinya. Selain itu, terlihat bahwa tanda koreksi berlawanan dengan yang diberikan oleh grafik di atas dalam bentuk sinusoid. Grafik ini dapat langsung digambar pada jam matahari. Aturan pada bagan secara eksplisit menyatakan:

Tambahkan koreksi ke waktu matahari yang sebenarnya untuk mendapatkan yang sebenarnya.

Anda juga dapat menggunakan aturan mnemonik ini:

Ini untuk menentukan jenis grafik apa yang Anda hadapi di buku atau buku referensi.

Pelajari lebih lanjut tentang arti aturan ini. Janji temu jam 12 siang pada tanggal 14 Februari. Koreksi persamaan waktu -14 menit. Jadi waktu rata-rata saat ini hanya 11,46. Dan Anda harus melihat jam matahari selama 14 menit lagi, hingga hari ke-12 menunjukkan jam gadis itu menurut waktu rata-rata.

Jika Anda melihat grafik ini dalam delapan skala besar

Kemudian Anda dapat melihat 4 periode ketika angka persamaan waktu berubah sangat lambat, kurang dari satu menit dalam 3 minggu:

Dalam perhitungan perkiraan, untuk situasi darurat - selama periode ini, koreksi persamaan waktu dapat dianggap konstan.

Selain itu, 4 tanggal terlihat pada grafik ini, di sekitarnya koreksi persamaan waktu sama dengan nol. Dan itu tidak perlu diperhitungkan dalam perhitungan:

Dalam perhitungan yang akurat, diperhitungkan bahwa koreksi persamaan waktu berubah terus menerus bahkan pada siang hari.

"DEKAT" tanggal tersebut harus dipahami dalam arti jadwal ini harus digeser 6 jam setiap tahun dalam siklus kabisat 4 tahun. Dan dalam tahun kabisat sebelum 29 Februari, kesalahan terjadi selama 1 hari. Oleh karena itu, grafik dibuat sebagai rata-rata, memberikan kesalahan seminimal mungkin dalam salah satu dari 4 tahun siklus kabisat. Grafik dengan akurasi yang meningkat harus dibuat untuk setiap tahun dalam siklus dan digunakan empat kali berturut-turut.