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日曆換了一頁,天文學家的時間編號怎麼走?

拖著鐘錶走過一天,看看日曆和連續日編號怎麼描述同一個瞬間。

時間與曆法

你想算兩次觀測隔了多久,用日曆得數月份、數天數。天文學常把日期展開成連續的日數:給時間一個編號,兩個編號相減就得到間隔。先用一個簡單的日子,看看這個編號如何一點點前進。

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先猜一下

日曆在午夜換日期,那麼 JD 的整數也一定在午夜更換嗎?

查看答案與解釋

不一定,JD 在正午更替整數 — JD 的計日整數邊界在正午,因此午夜通常會帶 .5 小數。它仍然連續計時。

再把體驗和科學連結起來

把日期放到時間軸上

先固定為公曆 2000 年 1 月 1 日,拖曳時刻,觀察日期內的時間如何變成小數。

日內小數 = UT 小時 ÷ 24

找到午夜的編號

這一天 0 時的 JD 是 2451544.5。整數交界落在正午,所以午夜的小數不是零。

JD₀ = 2451544.5

把一天的小數加進去

12 小時是半天。加上 0.5,剛好到 2451545.0。

JD = JD₀ + UT 小時 / 24

兩個編號相減就是間隔

把滑桿撥到 24 時,就是隔天午夜。一天剛好增加 1,無需再計算月份長度。

Δt(天)= JD₂ − JD₁

把計算鏈展開

JD = JD₀ + UT小時/24 Δt日 = JD₂ − JD₁ Δt秒 = 86400 × Δt日

JD₀是該日0時的儒略日。本課固定日曆日期;完整曆法轉換見同章課程。 JD的整數交界在正午。

試一試

依序點午夜、正午和隔天午夜。注意:日曆翻頁和 JD 跨越整數,發生在不同的時刻。

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符號不用背

JD
連續計數的儒略日,單位:天
UT
世界時;本課用 UT1 理解地球轉動的時刻

演算法、精確度與適用範圍

本課固定公曆日期,不涉及曆法切換。計算庫支援指定公曆或儒略曆;歷史日期不能根據今天的行政區直接猜測曆法。 J2000.0 的定義是 TT 2000-01-01 12:00;這裡示範的是 UT 日期對應的 JD,不能把二者視為同一個物理時刻。書中式 (7.1),印刷頁 61–62。 情境說明:固定公曆 2000-01-01 的 UT1 範例,24 時顯示隔日 00:00;不是當地時區換算。 J2000.0 定義用 TT,不能因為 JD 數字同為2451545.0,就把本課 UT1 正午當成同一實體瞬間。

我的理解檢查

這一天從午夜走到正午,JD 增加多少?

0.5 — 12 小時等於半天,所以連續日數增加 0.5。

從當天午夜拖到隔天午夜,日曆與 JD 如何變化?

日曆換一天、JD 加 1 — 兩者表示同一段 24 小時,只是表示方法不同。

兩次觀測的 JD 相差 0.25,隔多久了?

6 小時 — 0.25 天是一天的四分之一,24 × 0.25 = 6 小時。

日曆給時間分年、月、日,JD 把它寫成連續日數。兩種寫法描述同一個瞬間,但整數邊界不在同一鐘點。

Jean Meeus · Astronomical Algorithms, 2nd ed. · 第 7 章

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