一天二十四小时最初是怎么确定的?
把一天划分成24小时有它自己的方便性:便于人们安排时间,时间的划分不论古今中外都与天文观测有关,而天文观测中又普遍把一周天划分成12等份,因此一天分12等分或24等分就很符合天象。
尽管“地球自转一周是23小时56分4秒”,但这是指在地面上观测同一颗恒星两次出现在同一个位置的时间,叫做“恒星日”。人们通常用的“日”却是两次正午太阳升到头顶的时间,是24小时!这个日是“太阳日”。
小时”这个单位本来就是从观测到一天中等分出来的,指的是太阳日而非恒星日。
太阳日和恒星日的区别是由于太阳和恒星与地球距离不同造成的。太阳日符合人的日常生活习惯,而恒星日才表示了地球自转时间。古代天文学家及物理学家以日圭、日晷、水钟、单摆,利用观测日影的变化或水位的变化来计时。随着科技进步,近代科学家发明单摆钟及石英振荡器,利用单摆或石英晶体的振荡周期来计时。但上述计时方式易受环境、温度、材质、电磁场甚至观测者观测角度等影响,稳定度不佳,须由天体(地球自转、公转、月球公转)周期来校正。
1960年以前,CIPM(国际计量大会)以地球自转为基础,定义以平均太阳日之86400分之一作为秒定义。即1 Second = 1/86400 Mean Solar day其稳定度在10-8左右。
1960~1967年CIPM改以地球公转为基础,定义西元1900年为平均太阳年。秒定义更改为:一秒为平均太阳年之31556925.9747分之一。1 Sec = 1/31556925.9747 Solar Year at 1900稳定度约为10-9。
二十世世纪中叶,由于量子力学的发展,发展了诸如光谱超精细结构、镁射及雷射、光磁共振(Optical Pumping)、分子束磁共振、分离震荡场等实验及研究,使量子频率标准取代以天体运动为标准之天体时而成为计时标准。1967年,CIPM定义秒是铯133原子(Cs133)基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9,192,631,770个周期所持续的时间。此秒定义一直维持至今。
秒定义可以以铯原子频率标准器来实现,其稳定度依据各标准器的制造方法、维护环境的不同而不同。一般商用的铯频率标准器HP-5071稳定度约在10-12左右,法国LPTF实验室以绝对温标10-6度的铯原子喷泉制成的原子钟,稳定度约在10-16左右。
地球自转一周不是24小时,24小时是地球自转和公转的共同结果!
地球自转一周为一日
地球自转一周(360度)时间为23小时56分04秒,比我们平常所说的“一个白天和一个黑夜为一日计24小时”少一点。人类自己感觉不到地球在自转,故习惯于把日出日落到再次日出称之为一日。
一日划分为24小时是古埃及人制定的。每小时又划分为60分钟,每分钟又分为60秒。这样一日就有24×60=86400秒。这些时、分、秒都成了时间单位。
一天二十四小时是由中国古代的十二时辰演化来的。
中国古代的时辰制度起源较早。在睡地虎秦简《日书》中就有关十二时辰的记载,与春秋战国时期的记载相比,这一系统已经较为完备。
随着后世的不断演化,十二时辰制成为中国古代计时重要方式之一。除此之外,百刻制也是古代比较流行的计时方式。而在古埃及,人们将夜晚和白天都各自划分为12个小时,构成了西方二十四小时起源的重要内容。
不过明末清初之际,随着西方机械钟表引入中国。人们为了区分中国十二时辰与西方二十四小时,将之分别称为“大时”与“小时”。但在近代以来随着二十四小时的日益普及,中国传统时辰的应用范围日渐缩小,也逐渐不为人知。
24小时的方便性:
把一天划分成24小时有它自己的方便性。便于人们安排时间,时间的划分不论古今中外都与天文观测有关,而天文观测中又普遍把一周天划分成12等份,因此一天分12等分或24等分就很符合天象。
尽管“地球自转一周是23小时56分4秒”,但这是指在地面上观测同一颗恒星两次出现在同一个位置的时间,叫做“恒星日”。人们通常用的“日”却是两次正午太阳升到头顶的时间,是24小时!这个日是“太阳日”。小时这个单位本来就是从观测到一天中等分出来的,指的是太阳日而非恒星日。