把一天劃分成24小時有它自己的方便性:便於人們安排時間,時間的劃分不論古今中外都與天文觀測有關,而天文觀測中又普遍把一周天劃分成12等份,因此一天分12等分或24等分就很符合天象。
儘管“地球自轉一週是23小時56分4秒”,但這是指在地面上觀測同一顆恆星兩次出現在同一個位置的時間,叫做“恆星日”。人們通常用的“日”卻是兩次正午太陽昇到頭頂的時間,是24小時!這個日是“太陽日”。
小時”這個單位本來就是從觀測到一天中等分出來的,指的是太陽日而非恆星日。
太陽日和恆星日的區別是由於太陽和恆星與地球距離不同造成的。太陽日符合人的日常生活習慣,而恆星日才表示了地球自轉時間。古代天文學家及物理學家以日圭、日晷、水鍾、單擺,利用觀測日影的變化或水位的變化來計時。隨著科技進步,近代科學家發明單擺鍾及石英振盪器,利用單擺或石英晶體的振盪週期來計時。但上述計時方式易受環境、溫度、材質、電磁場甚至觀測者觀測角度等影響,穩定度不佳,須由天體(地球自轉、公轉、月球公轉)週期來校正。
1960年以前,CIPM(國際計量大會)以地球自轉為基礎,定義以平均太陽日之86400分之一作為秒定義。即1 Second = 1/86400 Mean Solar day其穩定度在10-8左右。
1960~1967年CIPM改以地球公轉為基礎,定義西元1900年為平均太陽年。秒定義更改為:一秒為平均太陽年之31556925.9747分之一。1 Sec = 1/31556925.9747 Solar Year at 1900穩定度約為10-9。
二十世世紀中葉,由於量子力學的發展,發展了諸如光譜超精細結構、鎂射及雷射、光磁共振(Optical Pumping)、分子束磁共振、分離震盪場等實驗及研究,使量子頻率標準取代以天體運動為標準之天體時而成為計時標準。1967年,CIPM定義秒是銫133原子(Cs133)基態的兩個超精細能級之間躍遷所對應的輻射的9,192,631,770個週期所持續的時間。此秒定義一直維持至今。
秒定義可以以銫原子頻率標準器來實現,其穩定度依據各標準器的製造方法、維護環境的不同而不同。一般商用的銫頻率標準器HP-5071穩定度約在10-12左右,法國LPTF實驗室以絕對溫標10-6度的銫原子噴泉製成的原子鐘,穩定度約在10-16左右。
地球自轉一週不是24小時,24小時是地球自轉和公轉的共同結果!
地球自轉一週為一日
地球自轉一週(360度)時間為23小時56分04秒,比我們平常所說的“一個白天和一個黑夜為一日計24小時”少一點。人類自己感覺不到地球在自轉,故習慣於把日出日落到再次日出稱之為一日。
一日劃分為24小時是古埃及人制定的。每小時又劃分為60分鐘,每分鐘又分為60秒。這樣一日就有24×60=86400秒。這些時、分、秒都成了時間單位。
把一天劃分成24小時有它自己的方便性:便於人們安排時間,時間的劃分不論古今中外都與天文觀測有關,而天文觀測中又普遍把一周天劃分成12等份,因此一天分12等分或24等分就很符合天象。
儘管“地球自轉一週是23小時56分4秒”,但這是指在地面上觀測同一顆恆星兩次出現在同一個位置的時間,叫做“恆星日”。人們通常用的“日”卻是兩次正午太陽昇到頭頂的時間,是24小時!這個日是“太陽日”。
小時”這個單位本來就是從觀測到一天中等分出來的,指的是太陽日而非恆星日。
太陽日和恆星日的區別是由於太陽和恆星與地球距離不同造成的。太陽日符合人的日常生活習慣,而恆星日才表示了地球自轉時間。古代天文學家及物理學家以日圭、日晷、水鍾、單擺,利用觀測日影的變化或水位的變化來計時。隨著科技進步,近代科學家發明單擺鍾及石英振盪器,利用單擺或石英晶體的振盪週期來計時。但上述計時方式易受環境、溫度、材質、電磁場甚至觀測者觀測角度等影響,穩定度不佳,須由天體(地球自轉、公轉、月球公轉)週期來校正。
1960年以前,CIPM(國際計量大會)以地球自轉為基礎,定義以平均太陽日之86400分之一作為秒定義。即1 Second = 1/86400 Mean Solar day其穩定度在10-8左右。
1960~1967年CIPM改以地球公轉為基礎,定義西元1900年為平均太陽年。秒定義更改為:一秒為平均太陽年之31556925.9747分之一。1 Sec = 1/31556925.9747 Solar Year at 1900穩定度約為10-9。
二十世世紀中葉,由於量子力學的發展,發展了諸如光譜超精細結構、鎂射及雷射、光磁共振(Optical Pumping)、分子束磁共振、分離震盪場等實驗及研究,使量子頻率標準取代以天體運動為標準之天體時而成為計時標準。1967年,CIPM定義秒是銫133原子(Cs133)基態的兩個超精細能級之間躍遷所對應的輻射的9,192,631,770個週期所持續的時間。此秒定義一直維持至今。
秒定義可以以銫原子頻率標準器來實現,其穩定度依據各標準器的製造方法、維護環境的不同而不同。一般商用的銫頻率標準器HP-5071穩定度約在10-12左右,法國LPTF實驗室以絕對溫標10-6度的銫原子噴泉製成的原子鐘,穩定度約在10-16左右。
地球自轉一週不是24小時,24小時是地球自轉和公轉的共同結果!
地球自轉一週為一日
地球自轉一週(360度)時間為23小時56分04秒,比我們平常所說的“一個白天和一個黑夜為一日計24小時”少一點。人類自己感覺不到地球在自轉,故習慣於把日出日落到再次日出稱之為一日。
一日劃分為24小時是古埃及人制定的。每小時又劃分為60分鐘,每分鐘又分為60秒。這樣一日就有24×60=86400秒。這些時、分、秒都成了時間單位。