Cơ sở tính thời gian, các loại lịch và một số bài tập liên quan

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÝ PHẠM THỊ NGỌC ÁNH CƠ SỞ TÍNH THỜI GIAN, CÁC LOẠI LỊCH VÀ MỘT SỐ BÀI TẬP LIÊN QUAN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Vật lý đại cương HÀ NỘI, 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÝ PHẠM THỊ NGỌC ÁNH CƠ SỞ TÍNH THỜI GIAN, CÁC LOẠI LỊCH VÀ MỘT SỐ BÀI TẬP LIÊN QUAN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Vật lý đại cương Người hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Hữu Tình HÀ NỘI, 2018 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Hữu Tình, người giúp đỡ định hướng nghiên cứu, cung cấp cho em tài liệu quý báu, tận tình hướng dẫn, bảo, tạo điều kiện tốt trình hồn thành khóa luận tốt nghiệp Tiếp theo, em xin gửi lời cảm ơn tới thầy, cô Trường Đại học Sư phạm Hà Nội giảng dạy, cung cấp cho em tảng kiến thức tạp điều kiện thuận lợi cho em thực khóa luận tốt nghiệp Cuối cùng, em xin gửi lời tốt đẹp đến gia đình, bạn bè giúp đỡ, động viên em suốt trình thực để em hồn thành khóa luận cách tốt đẹp Là sinh viên lần nghiên cứu khoa học nên khóa luận em khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận góp ý của thầy để khóa luận hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 10 tháng 05 năm 2018 Sinh viên Phạm Thị Ngọc Ánh LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng em Những số liệu, kết nghiên cứu khóa luận hồn toàn trung thực chưa sử dụng bảo vệ luận văn nào, nguồn tài liệu trích dẫn cách rõ ràng Hà Nội, ngày 10 tháng 05 năm 2018 Sinh viên Phạm Thị Ngọc Ánh DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Giờ UTC số nơi Trái Đất… .16 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cách xác định sao… Hình 1.2 Các múi 13 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ TÍNH THỜI GIAN 1.1 Ngày 1.2 Ngày Mặt Trời thực 1.3 Ngày Mặt Trời trung bình 1.4 Các hệ tính thời gian 1.4.1 Giờ địa phương kinh độ địa lý 1.4.2 Giờ múi quốc tế (UT) 1.4.3 Giờ phối hợp quốc tế 1.4.4 Đường đổi ngày 13 CHƯƠNG 2: CÁC LOẠI LỊCH 15 2.1 Ba loại lịch thường gặp 15 2.1.1 Dương lịch 15 2.1.2 Âm lịch 17 2.1.3 Âm dương lịch 17 2.2 Lịch cổ nước 18 2.2.1 Lịch Ai Cập 18 2.2.2 Lịch Babylone 19 2.2.3 Lịch Hy - Lạp 19 2.2.4 Lịch Maya 20 2.2.5 Lịch La Mã 21 2.2.6 Lịch Trung Quốc .21 2.2.7 Lịch Cộng hòa Pháp 22 2.3 Lịch tôn giáo 23 2.4 Lịch đại 24 2.5 Các loại lịch khác sở lịch pháp chúng 24 2.5.1 Lịch vật hậu .24 2.5.2 Lịch vận khí .25 2.5.3 Lịch can chi .26 2.5.4 Lịch 24 tiết .27 2.6 Những đề án cải tiến lịch .28 CHƯƠNG 3: MỘT SỐ BÀI TẬP LIÊN QUAN 30 KẾT LUẬN 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trái Đất tự quay từ Tây sang Đông nên buổi sáng, trưa, chiều, tối xuất địa điểm khác giới cách tuần hồn Ta khơng thể biết ngày Trái Đất xác đâu kết thúc đâu, thời điểm, nơi Trái Đất lại có trạng thái ngày khác Điều có nghĩa vùng Trái Đất có cách tính thời gian ngày khác Trong lịch sử, người ta dùng Mặt Trời để xác định thời gian ngày (gọi Mặt Trời), thành phố nằm kinh tuyến khác có thời gian đồng hồ khác Sau này, ngành đường sắt viễn thông phát triển, biến đổi liên tục giấc vùng gây trở ngại đáng kể cho đời sống sinh hoạt sở tính thời gian đưa để giải phần vấn đề Do việc tìm hiểu sở tính thời gian cách xác định thời gian vô cần thiết Cùng với thang đo thời gian giờ, phút, giây, lịch hệ thống tính khoảng thời gian dài Nó có tác dụng thước đo thời gian, tiết khí phục vụ hoạt động người, giúp cho sinh hoạt người Trái Đất phù hợp với quy luật tự nhiên Hơn nữa, nước ta nước có kinh tế phụ thuộc vào thiên nhiên, để định thời vụ gieo trồng hợp lý, chắn lịch giúp ích nhiều cho nơng nghiệp ngành khác Lịch làm để thuận ứng với thiên nhiên: Mỗi năm có mùa, mùa có loại khí hậu riêng ứng với cơng việc khác phương thức sinh hoạt đặc thù người dân Làm lịch để hướng dẫn hoạt động người theo hướng có lợi Hoạt động thời tiết có tính tuần hồn, biết trước tránh hậu quả, hệ thống ghi ngày tháng giáp tí, bầu trời người ta định nghiên cứu thiên văn Cứ năm lại nhìn thấy vết quang phổ màu kiềm Người ta lấy hàng chi năm can chi để hóa khí ngũ hành (5 hành tinh kể trên) Chẳng hạn năm thân, năm dậu thuộc hành tinh kim, Tác động qua lại vận khí: Vận khí hai khái niệm vơ hình, vơ ảnh chúng có tác dụng vơ huyền diệu đến đời sống người Trái Đất Khi vận khí khác loại năm bệnh tật ngược lại vận khí hàng loại hợp với tai biến dội 2.5.3 Lịch can chi Can chi hệ đếm thời gian nước phương Đông cổ xưa với hệ số 60 Người Babylon cách khoảng 5000 năm xác định độ dài năm 360 ngày số để hệ đếm 60 phép đếm thời gian đo góc ngày Hệ đếm số 60 phối hợp nhiều hệ đếm số nhỏ hệ nhị phân (cơ số 2), hệ thập phân (cơ số 10) số 12, Hệ đếm số 60 có tiện lợi Nó bội số nhiều số như: 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30 Hệ can chi dùng Âm lịch Á Đông để định thứ tự thời gian theo hệ số 60 Cứ hết vòng 60 năm (gọi lục thập hoa giáp – chu kỳ giáp tý) lặp lại chu kỳ 60 năm Hệ can chi theo nhiều sách nói xuất vào thời nhà Thương (khoảng kỷ XVI TCN) + Can có 10 can, biểu tượng trời nên gọi thiên can, gồm có: Tân, Nhâm, Q, Giáp, Ất, Bính, Đinh, Mậu, Kỉ, Canh Theo thứ tự thiên can đánh số từ đến 10 + Chi có 12 chi, biểu tượng đất nên gọi địa chi, gồm có: Tí, Sửu, Dần, Mão, Thìn, Tị, Ngọ, Mùi, Thân, Dậu, Tuất, Hợi Theo thứ tự địa chi đánh số từ đến 12 26 Dùng tên chi để ghi 12 ngày, tương ứng với nay: 23h đêm hơm trước đến 1h sáng hơm sau Tí Ví dụ: Năm 1984 năm Giáp tí, năm 1989 năm Kỉ Tị, năm 1971 năm Tân Hợi, năm 1962 năm Nhâm Dần, năm 2010 năm Canh Dần, 2020 năm Canh Tí, 2.5.4 Lịch 24 tiết Như biết dương lịch loại lịch ưu việt năm dương lịch phù hợp với chu kỳ mùa ngày tháng dương lịch phản ánh đặc điểm thời tiết chu kỳ Nó sử dụng tốt cho việc lập kế hoạch nhà nước, kể việc đạo sản xuất chăn nuôi Trước có dương lịch người ta xác định độ dài chu kỳ mùa nhiều nước xây dựng loại lịch đáp ứng yêu cầu sản xuất nông nghiệp Chẳng hạn Ấn Độ có lịch tiết (mỗi chu kỳ mùa chia làm tiết), nước Á Đông chia chu kỳ mùa làm 24 tiết gọi lịch 24 tiết Với mục đích phục vụ sát cho sản xuất nông nghiệp, tiết không đánh số theo số thứ tự 1, 2… 24 mà có tên gọi riêng – tên gọi phản ánh đặc điểm thời tiết tiết Cũng nước phương Tây người ta chia Hoàng đạo 12 cung chúng gọi là: Tí, Sửu, Dần, Mão, Thìn, Tị, Ngọ, Mùi, Thân, Dậu, Tuất, Hợi Mặt Trời di chuyển Hoàng đạo theo thứ tự từ cung Hợi đến cung Tuất v.v… Ngày Mặt Trời vượt qua ranh giới cung gọi Trung khí, ngày qua điểm cung gọi Tiết khí Như có 12 Trung khí 12 Tiết khí ứng với 24 vị trí xác định Mặt trời Hoàng đạo tức ứng với đặc điểm định thời tiết chu kỳ mùa Tóm lại có tất 24 ngày khí, đặc trưng cho 24 dạng thời tiết chu kỳ năm Dưới ngày khí tên gọi chúng: 27 Tiết khí Trung khí – II Lập xuân (đầu xuân phân) 20 – II Vũ thủy (ẩm ướt) 6– III Kinh trập (sâu nở) 21 – III Xuân phân (giữa xuân) – IV Thanh minh (trong sáng) 22 – IV Cốc vũ (mưa thuận) – V Lập hạ (đầu hạ) 22 – V Tiểu mãn (lúa xanh) – VI Mang chủng (lúa trổ) 22 – VI Hạ chí (giữa hè) – VII Tiểu thử (nắng nhẹ) 23 – VII Xử thử (nắng nhạt) – VIII Lập thu (đầu thu) 24 – VIII Đại thử (nắng gắt) – IX Bạch lộ (mưa ngâu) 23 – IX Thu phân (giữa thu) – X Hàn lộ (mát mẻ) 24 – X Sương giáng (sương sa) – XI Lập đông (đầu đông) 23 – XI Tiểu tuyết (tuyết nhẹ) – XII Đại tuyết (tuyết nhiều) 22 – XII Đơng chí (giữa đơng) – I Tiểu hàn (rét vừa) 21 – I Đại hàn (rét giá) Cần lưu ý đặt tên cho 24 tiết người ta cố gắng chọn từ cho phản ánh đặc điểm thời tiết tiết Rõ ràng thời tiết nơi khác Trái Đất không giống 2.6 Những đề án cải tiến lịch Ngày giới dùng chung lịch dương lịch (dương lịch mới) thân có bất quy tắc như: Số ngày tháng biến đổi hàng năm số ngày, nhiều gây bất tiện hoạt động người nên từ kỉ XIX có nhiều đề án cải cách lịch Grégerien chia Năm 1927 có khoảng 200 đề án khác xây dựng Liên hợp quốc làm thăm dò phủ nước vấn đề Tuy nhiên có vài đề án gây nhiều ý Lịch cố định: Theo lịch năm chia làm 13 tháng nhau, tháng có 28 ngày, chia làm tuần Như tổng cộng 364 ngày thừa 28 ngày xếp vào ngày cuối năm (29/13), trường hợp năm nhuận ngày thừa thứ xếp vào 29/6 Các ngày thừa không nằm tuần lễ chúng coi ngày lễ Lịch phổ thông: Theo lịch này, năm phân 12 tháng 52 tuần lễ, đồng thời chia thành quý nhau, quý có 91 ngày, tháng quý bắt đầu vào chủ nhật có 31 ngày, tháng thứ bắt đầu vào thứ có 30 ngày Những tháng có 31 ngày (4 tháng đầu quý) tháng có ngày chủ nhật Nhìn chung biện pháp cải tiến dương lịch có ưu điểm, thói quen chấp nhận từ nhiều kỷ, nên tất đề án chưa thực 29 CHƯƠNG 3: MỘT SỐ BÀI TẬP LIÊN QUAN h ph s Bài 1: Tại nơi quan sát có 12 15 52 , vào lúc Grinuych h ph s 17 12 Hỏi kinh độ nơi bao nhiêu? Giải: Theo đề bài, ta có hiệu thời gian hai nơi Trái Đất là: S =12 h ph s h ph s h ph s 15 52 - 17 12 =6 58 40 Hiệu Mặt Trời trung bình hiệu thời gian chia cho K: h ph s S 58 40 K 1,002783  h ph s Mà hiệu Mặt Trời trung bình hiệu độ kinh hai nơi nên: T    0   Do độ kinh Grinuych    T    h ph s 57 30 Bài 2: Vào ngày thu phân, bóng que diêm cắm thẳng mặt phẳng nằm ngang lúc trưa 0,374 độ dài que Hãy xác định vĩ độ nơi cắm que Giải: Vào ngày thu phân, tọa độ xích đạo:   0, ’ Gọi h bóng que diêm h độ dài que Ta có tg  h'  0, 374  tgz  z  20 30' (z khoảng cách đỉnh) 30 Lúc trưa mặt trời qua kinh tuyến trên: Ở phía Nam thiên đỉnh, vĩ độ nơi cắm que:     z   20030'  20 30' Ở phía Bắc thiên đỉnh, vĩ độ nơi cắm que:     z   20030'  20 30' Bài 3: Một thuyền trưởng đo khoảng cách đỉnh Mặt Trời lúc h ph trưa ngày Đơng chí (22-XII) 45 Nam.Sau 32 ơng ta nghe đài h phát Hà Nội phát tín hiệu 12 Tính toạ độ địa lý nơi ông ta quan sát Cho biết thời sai vào ngày -9ph Giải: Theo đầu bài, khoảng cách đỉnh Mặt Trời lúc trưa ngày Đông chí là: z  45 Nam Như ta biết, thời sai hiệu Mặt Trời trung bình Tm Mặt Trời thực To nên: Tm - To = η Đài phát phát tín hiệu 12h  Giờ Mặt Trời trung bình múi là: T  12 h h ph  Giờ Mặt Trời thực Hà Nội là: T01 = Tm – η = 12 + h Mà Mặt Trời thực nơi quan sát là: T02 = 13 32 h ph = 12 ph Ta có hiệu Mặt Trời thực hai nơi hiệu độ kinh: T01 – T02 = λ1 - λ2 h  ph h ph h 12 09 13 32    h 2  23 p h  125 45' kinh độ điểm quan sát Mặt khác, vào ngày Đơng chí:   23027 ' Lúc trưa Mặt Trời qua kinh tuyến phía Nam thiên đỉnh, vĩ độ điểm quan sát:     z  23027 ' 450  21033' 31 Bài 4: Vào lúc 20h người ta thấy Chức Nữ khoảng cách đỉnh 35030' Tính vĩ độ nơi quan sát biết toạ độ xích đạo Chức Nữ 380 18 34 , lúc quốc tế ngày hơm Grinuych 3h14 ph48s h ph h Giải: Theo đề bài, ta có Chức Nữ với: Khoảng cách đỉnh: z  35030' Tọa độ xích đạo:   380 Giả sử Chức Nữ qua kinh tuyến phía Nam thiên đỉnh: 0 ' 0 h  90        90  h    z    35 30  38  73 30 ' Nếu qua kinh tuyến phía Bắc thiên đỉnh: 0 ' 0 ' h  90        h  90    z    35 30  38  30 Bài 5: Khoảng 1100 năm trước công nguyên, độ cao Mặt Trời vào ngày Hạ chí 7907 ' ,vào ngày Đơng chí 31019 ' (ở phía Nam thiên đỉnh) Hãy tính vĩ độ nơi quan sát góc nghiêng hồng đạo xích đạo thời Giải: Theo đề bài, độ cao Mặt Trời (ở phía Nam thiên đỉnh): Vào ngày Hạ chí: z  7907 ' Vào ngày Đơng chí: z  31019' Vào ngày Hạ chí mặt trời qua kinh tuyến phía Nam thiên đỉnh : h  90    (1) Vào ngày Đơng chí mặt trời qua kinh tuyến phía Nam thiên đỉnh : h  90    (2) 0 h  90    Từ (1) (2) ta có hệ:  h2  90      7907 '  900     0 31 19 '  90     32       10053'     58 41'    23 54 '   34 47 ' Bài 6: Tìm năm âm – dương lịch ứng với năm dương lịch dựa nguyên tắc sau: 10 can Tân 01 Bính 06 Nhâm 02 Đinh 07 Quý 03 Mậu 08 Giáp 04 Kỉ 09 Ất 05 Canh 12 chi Dậu 01 Mão 07 Tuất 02 Thìn 08 Hợi 03 Tị 09 Tí 04 Ngọ 10 Sửu 05 Mùi 11 Dần 06 Thân 12 Cách tính: Lấy năm dương lịch chia cho 60, lại số dư Nếu số dư số có chữ số số hàng đơn vị biểu cho can Đem số dư chia cho 12, số dư có biểu thị cho chi Áp dụng: Tính năm âm – dương lịch tương ứng với năm dương lịch 1806,2010 Giải: - Với năm 1806, ta có: 1806:60 = 30, dư Số biểu thị cho can Bính 33 6:12 = 0, dư Số biểu thị cho chi Dần Vậy năm âm – dương lịch tương ứng với năm 1806 năm Bính Dần - Với năm 2010, ta có: 2010:60 = 33, dư 30 Số biểu thị cho can Canh 30:12 = 2, dư Số biểu thị cho chi Dần Vậy năm âm – dương lịch tương ứng với năm 2010 năm Canh Dần 34 KẾT LUẬN Khóa luận tốt nghiệp “Cơ sở tính thời gian, loại lịch số tập liên quan” khai thác vấn đề liên quan đến thời gian thiên văn học Cụ thể là: Tìm hiểu sở để xác định thời gian, cách xây dựng hệ tính thời gian dựa vào chuyển động Mặt Trời, Mặt Trăng, Trái Đất Cùng với việc xác định sở tính thời gian, khóa luận tìm hiểu cách phân loại, sở hình thành, cách sử dụng hệ thống lịch giới Cuối cùng, cách vận dụng kiến thức tìm hiểu tiến hành giải số tập liên quan 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Quốc Hà (2003), Giáo trình thiên văn học đại cương, Đại học sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Hữu Tình (2012), Giáo trình thiên văn, Đại học sư phạm Hà Nội Phạm Viết Trinh - Nguyễn Đình Nỗn (2006), Giáo trình thiên văn, Nhà xuất Giáo dục Bách khoa toàn thư Wikipedia Các tài liệu khác Internet 36 ... tài: Cơ sở tính thời gian, loại lịch số tập liên quan. ” Mục đích nghiên cứu Tìm hiểu sở tính thời gian, đặc điểm loại lịch tập Đối tượng nghiên cứu Cơ sở tính thời gian hệ thống loại lịch Trái...TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÝ PHẠM THỊ NGỌC ÁNH CƠ SỞ TÍNH THỜI GIAN, CÁC LOẠI LỊCH VÀ MỘT SỐ BÀI TẬP LIÊN QUAN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Vật lý đại cương Người... cứu sở tính thời gian, loại lịch tiến hành giải tập liên quan đến đề tài Phương pháp nghiên cứu Tìm hiểu, tra cứu tài liệu, giải tập NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ TÍNH THỜI GIAN Trong sinh hoạt đời sống,