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

Nội dung text: Khóa luận Cơ sở tính thời gian, các loại lịch và một số bài tập liên quan

1. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 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 cƣơng HÀ NỘI, 2018
2. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 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 cƣơng Ngƣời hƣớng dẫn khoa học TS. Nguyễn Hữu Tình HÀ NỘI, 2018
3. LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Hữu Tình, người đã giúp đỡ định hướng nghiên cứu, cung cấp cho em những tài liệu quý báu, tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, tạo điều kiện tốt nhất trong quá trình hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Tiếp theo, em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy, các cô Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã giảng dạy, cung cấp cho em những nền tảng kiến thức và tạp điều kiện thuận lợi cho em thực hiện khóa luận tốt nghiệp. Cuối cùng, em xin gửi những lời tốt đẹp nhất đến gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình thực hiện để em hoàn thành khóa luận một cách tốt đẹp. Là một sinh viên lần đầu tiên nghiên cứu khoa học nên khóa luận của em không tránh khỏi sự thiếu sót, vì vậy em rất mong nhận được sự góp ý của của thầy cô để khóa luận được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 10 tháng 05 năm 2018 Sinh viên Phạm Thị Ngọc Ánh
4. LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng em. Những số liệu, kết quả nghiên cứu trong khóa luận hoàn toàn là trung thực và chưa từng được sử dụng bảo vệ trong bất kỳ một luận văn nào, mọi nguồn tài liệu đều được trích dẫn một cách rõ ràng. Hà Nội, ngày 10 tháng 05 năm 2018 Sinh viên Phạm Thị Ngọc Ánh
5. DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Giờ UTC của một số nơi trên Trái Đất 16
6. DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Cách xác định giờ sao 6 Hình 1.2. Các múi giờ 13
7. MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 1. Lý do chọn đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu 2 3. Đối tượng nghiên cứu 2 4. Nhiệm vụ nghiên cứu 2 5. Phương pháp nghiên cứu 2 NỘI DUNG 3 CHƢƠNG 1: CƠ SỞ TÍNH THỜI GIAN 3 1.1. Ngày sao 3 1.2. Ngày Mặt Trời thực 5 1.3. Ngày Mặt Trời trung bình 6 1.4. Các hệ tính thời gian 7 1.4.1. Giờ địa phương và kinh độ địa lý 7 1.4.2. Giờ múi và giờ quốc tế (UT) 8 1.4.3. Giờ phối hợp quốc tế 9 1.4.4. Đường đổi ngày 13 CHƢƠNG 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 các 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
8. 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 hiện đại 24 2.5. Các loại lịch khác và cơ sở lịch pháp của 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 CHƢƠNG 3: MỘT SỐ BÀI TẬP LIÊN QUAN 30 KẾT LUẬN 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36
9. MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trái Đất tự quay từ Tây sang Đông nên các buổi sáng, trưa, chiều, tối lần lượt xuất hiện ở các địa điểm khác nhau trên thế giới một cách tuần hoàn. Ta không thể biết một ngày mới trên Trái Đất chính xác bắt đầu từ đâu và kết thúc ở đâu, vì ở cùng một thời điểm, mỗi nơi trên Trái Đất lại có một trạng thái ngày khác nhau. Điều này có nghĩa rằng mỗi vùng trên Trái Đất có một cách tính thời gian trong một ngày khác nhau. Trong lịch sử, người ta dùng Mặt Trời để xác định thời gian trong ngày (gọi là giờ Mặt Trời), và các thành phố nằm ở các kinh tuyến khác nhau có thời gian trên đồng hồ khác nhau. Sau này, khi ngành đường sắt và viễn thông phát triển, sự biến đổi liên tục về giờ giấc giữa các vùng gây trở ngại đáng kể cho đời sống sinh hoạt cho nên các cơ sở tính thời gian được đưa ra để giải quyết phần nào vấn đề này. Do đó việc tìm hiểu về cơ sở tính thời gian và cách xác định thời gian là vô cùng cần thiết. Cùng với thang đo thời gian giờ, phút, giây, lịch là một hệ thống tính những khoảng thời gian dài. Nó có tác dụng là thước đo thời gian, các tiết khí phục vụ hoạt động của con người, giúp cho sinh hoạt của con người trên Trái Đất phù hợp với quy luật tự nhiên. Hơn thế nữa, nước ta là một nước có nền kinh tế phụ thuộc vào thiên nhiên, để định ra thời vụ gieo trồng hợp lý, chắc chắn lịch giúp ích được nhiều cho nền nông nghiệp cũng như các ngành khác. Lịch làm ra để thuận ứng với thiên nhiên: Mỗi năm có 4 mùa, mỗi mùa có một loại khí hậu riêng và ứng với các công việc khác nhau cũng như phương thức sinh hoạt đặc thù của người dân. Làm ra lịch để hướng dẫn hoạt động của con người theo hướng có lợi nhất. Hoạt động thời tiết có tính tuần hoàn, nếu biết trước có thể tránh hậu quả, hệ thống ghi ngày tháng của một 1
10. năm giúp ta điều đó. Lịch có tác dụng đối phó với thiên nhiên để tạo điều kiện thuận lợi nhất cho con người. Lịch có ý nghĩa văn hóa: Dưới góc độ thiên văn học các lịch khác nhau ở cách chọn đơn vị chuẩn. Thế nhưng về mặt văn hóa thì mỗi lịch lại có biểu hiện đặc trưng phản ánh ý thức của con người thể hiện trong công việc làm lịch. Trong lịch sử, văn hóa lịch phương Đông hết sức phong phú và đa dạng, khá phù hợp với thời tiết và với cả việc phòng chống bệnh tật. Tuy nhiên theo thời gian, sinh thái trên Trái đất cũng biến đổi nhiều, một số quy luật trong các lịch thời xưa có thể không còn khả năng phản ánh đúng hiện trạng của thời tiết. Lịch phương Đông nói riêng cũng như lịch xưa nói chung là di sản văn hóa đáng trân trọng và có rất nhiều mặt cần được nghiên cứu và phát triển. Lịch còn có vai trò rất lớn trong việc đề ra kế hoạch sản xuất công nghiệp, kinh tế, giao thông, Nó được hoạch định theo kế hoạch của từng quý, từng tháng để đạt được mục tiêu đặt ra. Vì những lý do trên mà em chọn đề tài: “Cơ sở tính thời gian, các loại lịch và một số bài tập liên quan.” 2. Mục đích nghiên cứu Tìm hiểu về cơ sở tính thời gian, đặc điểm của các loại lịch và các bài tập. 3. Đối tƣợng nghiên cứu Cơ sở tính thời gian và hệ thống các loại lịch trên Trái Đất. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu về cơ sở tính thời gian, các loại lịch và tiến hành giải các bài tập liên quan đến đề tài. 5. Phƣơng pháp nghiên cứu Tìm hiểu, tra cứu tài liệu, giải bài tập. 2
11. NỘI DUNG CHƢƠNG 1: CƠ SỞ TÍNH THỜI GIAN Trong sinh hoạt đời sống, sản xuất từ xa xưa, con người đã tìm cách ghi nhận các sự kiện diễn ra theo thời gian. Họ sớm nhận thấy quy luật diễn biến tuần tự, lặp lại một cách chính xác của ngày đêm - mùa màng và dựa vào đó làm cơ sở để tính thời gian. Trong lịch sử, mỗi một dân tộc có thể có những cách tính thời gian khác nhau, nhưng tất cả đều dựa vào các quy luật chuyển động của sao, Mặt Trời, Mặt Trăng là những cái chuẩn, ít thay đổi. Ở chương này ta sẽ xét các đơn vị thời gian liên quan tới Mặt Trời và sao. Khi xác định khoảng thời gian dài, người ta thường lấy đơn vị năm bốn mùa (hay năm xuân phân), tức thời gian giữa hai lần liên tiếp Mặt Trời qua điểm xuân phân γ. Đơn vị năm dựa vào quy luật chuyển động của Trái Đất quanh Mặt Trời. Với khoảng thời gian nhỏ hơn, người ta dựa vào sự nhật động của bầu trời, hay dựa vào quy luật tự quay của Trái Đất và lấy đơn vị ngày, giờ, phút, Trong thiên văn, để phục vụ cho những yêu cầu quan trắc khác nhau người ta quy ước sử dụng 3 loại ngày khác nhau: Ngày sao: Dựa vào nhật động của sao. Ngày Mặt Trời thực: Dựa vào sự nhật động của Mặt Trời. Ngày Mặt Trời trung bình: Tính đến cả sự chuyển động của Trái Đất quanh Mặt Trời. 1.1. Ngày sao Ngày sao là chu kì quay của Trái Đất đối với các sao, đúng bằng chu kì nhật động của các sao. Ngày sao có độ dài bằng khoảng thời gian giữa 2 lần liên tiếp xuân phân γ qua kinh tuyến trên tại nơi quan sát (có kinh độ xác định λ). 3
12. Ta quy ước: Ngày sao bắt đầu lúc 0h sao, lúc điểm xuân phân γ qua kinh tuyến trên tại nơi quan sát. Do nhật động, góc giờ t của điểm γ tăng dần, đạt một vòng 3600 (trở lại kinh tuyến trên) thì một ngày sao (24h) đã trôi qua. Giờ sao của một nơi có giá trị bằng góc giờ của điểm xuân phân tại nơi đó. 1 ngày sao = 24 giờ sao = 24x 60 phút sao = 24 x 60 x 60 giây sao (chú ý : có thể viết giờ là h, giây là s) Vì γ là điểm tưởng tượng nên không quan sát trực tiếp được trên thiên cầu nên trong thực tế ta xác định giờ sao gián tiếp qua một ngôi sao S nào đó. Hình 1.1. Cách xác định giờ sao Từ hình vẽ ta có : Giờ sao s của một nơi có giá trị bằng cung γQ’. Mà : γQ’ = γS=SQ’ s = αs + ts trong đó αs, ts là xích kinh và góc giờ của ngôi sao S. Khi sao S qua kinh tuyến trên thì s = αs (ts = 0) 4
13. Vậy giờ sao ở một nơi tại một thời điểm nào đó có giá trị bằng xích kinh của ngôi sao đi qua kinh tuyến trên tại nơi đó vào đúng thời điểm ấy. Khái niệm ngày sao, giờ sao được sử dụng trong quan trắc thiên văn (trên thế giới có nhiều đài thiên văn có những kính thiên văn kinh tuyến dùng để đo giờ sao). 1.2. Ngày Mặt Trời thực Ngày Mặt Trời thực có độ dài bằng khoảng 2 lần liên tiếp Mặt Trời đi qua kinh tuyến trên tại nơi quan sát. Người ta quy ước: Ngày Mặt Trời thực tại một nơi bắt đầu (0h) lúc Mặt Trời qua kinh tuyến dưới tại nơi đó (nửa đêm thực). Do nhật động, góc giờ t của Mặt Trời biến thiên. Giờ Mặt Trời thực xác định qua góc giờ to của Mặt Trời. Vì góc giờ tính theo kinh tuyến trên nên giờ Mặt Trời thực sẽ là : To = to + 12h Góc giờ của kinh tuyến dưới Khi Mặt Trời qua kinh tuyến trên thì: To = 0 + 12h = 12h (giữa trưa). Khi Mặt Trời qua kinh tuyến dưới thì: To = 12h + 12h = 24h (nửa đêm). (Hay 1 ngày Mặt Trời hoàn tất, bắt đầu 0h Mặt Trời của ngày hôm sau). Ngày Mặt Trời thực dài hơn ngày sao. Do khi Trái Đất quay trọn một vòng quanh trục của nó thì cùng lúc đã di chuyển trên quỹ đạo được một góc nhỏ tương ứng với vị trí biểu kiến của Mặt Trời đã thay đổi trên nền sao. Như vậy khoảng thời gian dài thêm của ngày Mặt Trời chính là khoảng thời gian cần để Trái Đất tự quay quanh trục một góc bằng góc (so với nền sao) mà nó đã di chuyển được trên quỹ đạo trong một ngày. Quỹ đạo của hành tinh quanh Mặt Trời không thực sự là đường tròn mà là đường elip và hành tinh không thực sự chuyển động tròn đều trên quỹ đạo 5
14. nên hàng ngày ta thấy Mặt Trời dịch chuyển trên hoàng đạo những cung không hoàn toàn bằng nhau. Ngoài ra, vì hoàng đạo nghiêng với xích đạo một góc 23o27’ nên một cung dịch chuyển của Mặt Trời trên hoàng đạo có vết chiếu của nó lên xích đạo là không như nhau. Do đó ngày Mặt Trời thực là một khoảng thời gian không cố định. 1.3. Ngày Mặt Trời trung bình Trên thực tế, do không thể chế tạo ra đồng hồ chạy theo giờ Mặt Trời thực nên trong thực tế người ta không sử dụng ngày Mặt Trời thực mà sử dụng ngày Mặt Trời trung bình. Ngày Mặt Trời trung bình được tính bằng trung bình cộng của tất cả những ngày Mặt Trời thực trong năm. Hiệu số giữa giờ Mặt Trời trung bình Tm và giờ ngày Mặt Trời thực To tại một thời điểm nào đó gọi là phương trình thời gian (hay thời sai): Tm - To = η Giá trị của phương trình thời gian η hàng ngày được in trong các lịch thiên văn hàng năm. Như vậy, ta biết được giờ Mặt Trời thực bằng việc quan sát Mặt Trời, hiệu chỉnh giá trị của η tại thời điểm quan sát, sẽ tìm được giờ Mặt Trời trung bình. Qua nhiều năm quan sát, người ta tính được mỗi năm xuân phân có 365,2422 ngày Mặt Trời trung bình. Vì mỗi ngày Mặt Trời hơn ngày sao ≈10 nên số ngày sao trong một năm xuân phân phải nhiều hơn 1 ngày, tức 366,2422 ngày sao. Như vậy, độ dài của ngày, giờ, phút, giây Mặt Trời trung bình dài hơn của ngày, giờ, phút, giây thời gian Mặt Trời. Cụ thể là: Một ngày Mặt Trời trung bình dài hơn một ngày sao là 3ph56s555. Một giờ Mặt Trời trung bình dài hơn một giờ sao là 9s856. 6
15. 1.4. Các hệ tính thời gian 1.4.1. Giờ địa phương và kinh độ địa lý Ta thấy việc xác định giờ tại một nơi trên Trái Đất liên quan đến kinh tuyến trời tại nơi đó. Kinh tuyến trời lại song song với kinh tuyến Trái Đất. Do đó, việc xác định giờ liên quan tới kinh độ địa lý của nơi quan sát. Giờ được xác định cho một nơi có độ kinh xác định được gọi là giờ địa phương tại nơi đó. Đối với các nơi nằm trên cùng một kinh tuyến (có cùng độ kinh λ) thì góc giờ của Mặt Trời (hay góc giờ của điểm xuân phân γ) có giá trị như nhau ở cùng một thời điểm. Như vậy các nơi nằm trên cùng một kinh tuyến sẽ có cùng giờ địa phương như nhau. Hai nơi có độ kinh khác nhau thì góc giờ cũng khác nhau cho cùng một thời điểm. Người ta thấy, tại một thời điểm vật lý, hiệu số giờ địa phương của 2 nơi bằng hiệu độ kinh của 2 nơi đó (tính theo đơn vị thời gian). S1 - S2 = λ1 - λ2 T01 – T02 = λ1 - λ2 Tm1 - Tm2 = λ1 - λ2 Trong đó: S1 - S2 là hiệu giờ sao địa phương. T01 – T02 là hiệu giờ Mặt Trời thực địa phương. Tm1 - Tm2 là hiệu giờ Mặt Trời trung bình địa phương. Chú ý: Độ kinh tính theo đơn vị góc khi đổi ra thời gian thì: 3600 = 24 giờ Vậy: 1 giờ = 150 Đổi ngược lại: 10 = 4 phút 1 phút = 15’ 1’ = 4 giây 1 giây = 15” 1'' = 1/15giây Giờ địa phương chỉ có ý nghĩa trong quan trắc thiên văn (chẳng hạn như để xác định kinh độ địa lý) chứ không sử dụng trong đời sống bình thường. 7
16. 1.4.2. Giờ múi và giờ quốc tế (UT) Bề mặt Trái Đất được chia thành 24 múi, giới hạn bởi 24 kinh tuyến cách nhau 15o (hay một giờ). Các địa phương nằm trong một múi giờ thì chung một giờ. Giờ múi là giờ trung bình địa phương của kinh tuyến chính giữa múi đó. Các múi được đánh số từ 1 đến 23, múi số 0 có kinh tuyến gốc, đi qua đài thiên văn Greenwich. Năm 1884, Hội đo lường Quốc tế đã lấy giờ múi số 0 làm giờ chung và gọi là giờ quốc tế T0, hay giờ GMT (Greenwich Mean Time). Các số tiếp theo được đánh theo chiều tự quay của Trái Đất. Như vậy, giờ múi là: TM = T0 + M (M là số múi). Ví dụ : Nước ta múi giờ 7, vậy khi T0 = 10giờ thì nước ta là TM = 10giờ + 7 = 17giờ. GMT sau này được đổi tên thành UT (Universal Time). UT định nghĩa một ngày là thời gian Trái Đất quay xung quanh trục của chính nó. Vì tốc độ này không cố định nên độ dài của một ngày theo UT không phải lúc nào cũng bằng nhau. Để giải quyết vấn đề này, vào giữa những năm 1980 người ta chuyển sang dùng UTC là chuẩn dùng giờ nguyên tử quốc tế (TAI), được Văn phòng Cân đo Quốc tế (tiếng Pháp: Bureau International des Poids et Mesures, BIPM) đặt ở Pavillon de Breteuil (Pháp) định nghĩa dựa trên hàng trăm đồng hồ nguyên tử xezi trên khắp thế giới. 8
17. Hình 1.2. Các múi giờ 1.4.3. Giờ phối hợp quốc tế Giờ phối hợp quốc tế hay UTC, là một chuẩn quốc tế về ngày giờ thực hiện bằng phương pháp nguyên tử. "UTC" không hẳn là một từ viết tắt, mà là từ thỏa hiệp giữa viết tắt tiếng Anh "CUT" (Coordinated Universal Time) và viết tắt tiếng Pháp "TUC" (temps universel coordonné). Nó được dựa trên chuẩn cũ là giờ trung bình Greenwich (sau đó được đổi tên thành giờ quốc tế UT). Múi giờ trên thế giới được tính bằng độ lệch âm hay dương so với giờ quốc tế. UTC khác với giờ nguyên tử một số giây nguyên và với giờ quốc tế UT1 một số giây lẻ. UTC thực ra là một hệ đo lường thời gian lai tạp: tốc độ của UTC được tính dựa trên chuẩn tần số nguyên tử nhưng thời điểm của UTC được đồng bộ hóa cho gần với UT thiên văn. Khi hệ các đơn vị SI công nhận giây nguyên tử, tốc độ của giây nguyên tử thường nhanh hơn tốc độ trung bình của UT trong nửa sau của thế kỷ 20. Vì lý do này, UT chậm lại so với giờ nguyên tử đo bằng các đồng hồ nguyên tử. UTC được giữ trong khoảng 9
18. 0.9 giây với giờ quốc tế UT1; một vài giây nhuận được thêm (trên lý thuyết là được trừ đi) vào cuối tháng UTC khi cần thiết. Kể ra từ lần chỉnh đầu tiên vào năm 1972 đến nay, tất cả những điều chỉnh như vậy đều là cộng thêm và áp dụng cho các ngày 30 tháng sáu hoặc 31 tháng mười hai, trong đó giây nhuận cộng thêm được viết là T23:59:60. Việc thông báo về những giây nhuận được Dịch vụ Hệ thống Vòng quay Trái Đất và Đối chiếu Quốc tế đảm nhận, dựa trên các dự báo thiên văn chính xác của vòng quay Trái Đất. Đôi khi có giây 60 và đôi khi không có giây 59. Giờ UTC được viết bằng bốn chữ số: Hai số chỉ giờ từ 00 đến 23 Hai số chỉ phút từ 00 đến 59 Không có dấu giữa các số này. Ví dụ, 3 giờ 7 phút chiều được viết là: 1507. Để dùng trong luật lệ - thương mại và cuộc sống ngày, phần lẻ khác biệt giữa UTC và UT (hay, GMT) là cực nhỏ không tính nên theo thông tục UTC đôi khi được gọi là GMT, mặc dù điều này là hoàn toàn sai về mặt kỹ thuật. UTC là hệ thống thời gian dùng trong nhiều chuẩn Internet và World Wide Web. Đặc biệt, giao thức giờ trên mạng – NTP được thiết kế để phân phối tự động giờ trên mạng Internet. Múi giờ UT đôi khi được ký hiệu bằng chữ Z vì múi giờ hàng hải quốc tế tương đương (GMT) đã được ký hiệu bằng chữ Z kể từ năm 1950, chữ này để miêu tả không giờ kể từ năm 1920. Trong bảng dưới đây, chênh giờ so với UTC được thể hiện qua con số ở giữa ký hiệu múi giờ. Ví dụ: UTC - 9 V muộn giờ hơn so với UTC là 9 giờ. UTC + 8:30 H sớm giờ hơn so với UTC là 8 giờ 45 phút. 10
19. Các múi giờ được ghi kèm thêm chữ cái viết hoa: Z cho múi giờ số không, A đến M (trừ J) cho các múi giờ phía Đông, N đến Y cho các múi giờ phía Tây. 11
20. Bảng 1.1: Giờ UTC của một số nơi trên Trái Đất Ký hiệu Tên Vùng Giờ chuẩn Đường đổi Chỉ dành cho các tàu thủy nằm UTC - 12 Y ngày gần Đường đổi ngày Quốc tế Tây Đa phần Alaska, một phần UTC - 9V Giờ chuẩn Alaska Polynesia Pháp (đảo Gambier) Giờ chuẩn vùng giữa Bắc Một phần Mỹ Mỹ UTC - 6 S Giờ chuẩn Trung Canada Một phần Canada Giờ chuẩn Mexico Một phần Mexico Giờ chuẩn Trung Mỹ Một phần Trung Mỹ Tây Phi, Vương quốc Liên hiệp Giờ chuẩn GMT Anh và Bắc Ireland, Bồ Đào Nha, UTC Z một phần Tây Ban Nha. Giờ chuẩn Greenwich Tây Phi, một phần Bắc Phi UTC + 6:30 F Giờ chuẩn Mayanma Myanma Thái Lan, Việt Nam (phần đất Giờ chuẩn Đông Nam Á liền, quần đảo Hoàng Sa và một UTC + 7 G phần quần đảo Trường Sa) Giờ chuẩn Bắc Á Krasnoyarsk 12
21. Trung Quốc, Hồng Kông, Giờ chuẩn Trung Quốc Urumqi UTC + 8 H Giờ chuẩn Singapore Malaysia, Singapore Giờ chuẩn Indonesia Indonesia Bình Nhưỡng, Cộng hòa Dân chủ UTC + 8:30 H Giờ chuẩn Triều Tiên nhân dân Triều Tiên Giờ chuẩn Hàn Quốc Hàn Quốc UTC + 9 I Giờ chuẩn Tokyo Osaka, Sapporo, Tokyo Giờ chuẩn Yakutsk Yakutsk 1.4.4. Đường đổi ngày Đường đổi ngày quốc tế, hay đường thay đổi ngày quốc tế, là một đường tưởng tượng dùng để làm ranh giới giữa múi giờ UTC+12 và UTC-12, đi gần với kinh tuyến 180 độ kinh Đông từ Bắc Cực, qua eo biển Bering, Thái Bình dương, cho đến Nam Cực, được quy định bởi Hội nghị quốc tế về kinh tuyến họp tại Washington năm 1884. Thực tế, đường đổi ngày không phải là một đường thẳng đọc kinh tuyến 180 độ, mà là một đường gấp khúc, nhằm cố gắng bảo đảm trên cùng một quốc gia không có 2 ngày cùng được tính. Do mỗi nơi trên Trái Đất có giờ khác nhau (24 múi giờ), mà Trái Đất lại quay 24 giờ được 1 vòng (1 ngày). Cho nên nếu ta di chuyển từ múi giờ này sang múi giờ khác và có tính đến chuyển động của Trái Đất thì ta phải hiệu chỉnh cho đúng. 13
22. Khi ta đi quanh Trái Đất từ tây sang đông (chiều tăng của số theo múi) thì ta phải tăng đồng hồ 1 giờ. Nếu đi theo chiều ngược lại thì qua mỗi múi ta phải giảm đồng hồ 1 giờ. Nhưng nếu vậy ta sẽ (tăng hoặc giảm) thêm giờ vào với giờ thực của một nơi trên Trái Đất. Ví dụ: Nếu ta rời một nơi trên Trái Đất vào lúc 6 giờ ngày mùng 1, mỗi ngày đi được 1 múi, ta chỉnh lên 1 giờ. Vậy qua 24 múi được 1 ngày, cho nên ngày ta về nơi cũ theo đồng hồ tay sẽ là ngày 26. Trong khi đồng hồ để ở nhà là ngày 25. Rõ ràng ta đã bị nhầm 1 ngày (đoàn thám hiểm của Magellan năm 1521 đã bị như vậy). Để tránh nhầm lẫn người ta quy định đường đổi ngày dọc theo kinh tuyến 180o (qua Thái Bình Dương). Nếu người đi theo chiều quay Trái Đất (Tây qua Đông) thì khi qua đây phải giảm đi 1 ngày ở đồng hồ đeo tay của mình. Còn người đi theo chiều ngược lại (Đông qua Tây) thì tăng lên 1 ngày để phù hợp với lịch của nơi sẽ đến. 14
23. CHƢƠNG 2: CÁC LOẠI LỊCH Lịch là một hệ thống đếm các khoảng thời gian như ngày, tuần lễ, tháng, mùa, năm, thế kỷ theo một quy tắc nhất định. Quy tắc ấy thường dựa vào các chu kỳ trong tự nhiên như chuyển động biểu kiến của Mặt Trời, Mặt Trăng trên bầu trời sao mà ta quan sát được từ Trái Đất. Thông thường, thiên văn có 3 đơn vị quan trọng nhất để làm lịch là ngày Mặt Trời, tuần trăng và năm xuân phân. Theo nghiên cứu, tuần trăng và năm xuân phân có con số lẻ, lại không chia hết cho nhau, điều đó là khó khăn rất lớn cho việc làm lịch và cũng làm nảy sinh nhiều loại lịch khác nhau: âm lịch thường hướng theo xấp xỉ tuần trăng, dương lịch hướng theo xấp xỉ năm xuân phân. Để cố gắng dung hòa cả 2 loại lịch đó, người ta cho ra các loại âm dương lịch. Theo lịch sử của lịch, âm lịch xuất hiện trước, nhưng vì không phản ánh đúng mùa màng nên người ta ít chuộng và hầu như chuyển sang dùng dương lịch. Trong lịch sử, Việt Nam ta vốn là một nước nông nghiệp và chịu ảnh hưởng mạnh của văn hóa Trung Quốc nên ta sử dụng âm lịch, thường dựa theo lịch Trung Quốc, nhưng cũng có lúc độc lập. Sau này, khi thuộc Pháp ta sử dụng dương lịch. Hiện nay, lịch Việt Nam là dương lịch soạn theo múi giờ 7, nhưng cũng có thêm phần âm lịch để tôn trọng tập quán của nhân dân. Nhưng đây cũng là loại âm lịch cải tiến (âm dương). Ta sẽ tìm hiểu cụ thể từng loại lịch. 2.1. Ba loại lịch thƣờng gặp 2.1.1. Dương lịch Cơ sở xây dựng năm dương lịch là độ dài của năm xuân phân (hay chu kì 4 mùa). Như đã biết, năm xuân phân dài 365,2422 ngày nhưng năm dương lịch phải được sắp xếp sao cho có số nguyên ngày xấp xỉ một cách tốt nhất với năm xuân phân. Để phù hợp với 4 mùa thì bình quân năm lịch trong một 15
24. khoảng thời gian nào đó phải có trị số gần nhất với độ dài của năm xuân phân. Vì vậy người ta phải quy ước thêm năm nhuận (năm thường có 365 ngày, năm nhuận có 366 ngày). Theo lịch sử, dương lịch được coi là bắt đầu từ thời hoàng đế La mã là Julius Caesar năm 63 (TCN) và được chỉnh lại năm 46 (TCN). Lịch Julius qui định: tháng lẻ 31 ngày, chẵn có 30 ngày; tháng 2 có 29 ngày (nếu nhuận: 30 ngày). Đến năm 46 (TCN) người ta điều chỉnh lịch này để khắc phục sai số, khiến năm này bị dài ra. Sau đó hoàng đế Auguste lại điều chỉnh lại bằng cách bỏ một số năm nhuận và điều chỉnh tháng. Trong đó các tháng mang tên hoàng đế Julius (tháng 7), August (tháng 8) đều có 31 ngày. Vì vậy tháng 2 có 28 ngày (nhuận thì 29 ngày), tháng 10, 12 có 31 ngày, tháng 9, 11 có 30 ngày. Đồng thời trong thời gian này Thiên chúa giáo toàn thắng. Người ta lấy năm sinh của chúa Jesus làm năm đầu công lịch (gọi là năm thứ nhất sau CN), trước đó gọi là TCN (TCN). Mãi cả ngàn năm sau người ta nhận ra lịch Julius không còn phản ánh đúng thời tiết nữa. Năm 1582 giáo hoàng Gregorius đã cho cải cách lại dương lịch (dương lịch mới). Theo đó lấy năm trung bình là 365,2425 ngày, cứ 400 năm thì có 97 nhuận (dương lịch cũ có 100 nhuận). Lịch này vẫn còn sai số, nhưng rất nhỏ: sai với năm xuân phân 0,0003 ngày (tức cứ sau 3300 năm thì sai 1 ngày). Ngoài ra khi chuyển từ dương lịch cũ sang dương lịch mới thì người ta đã tăng lên 10 ngày với dụng ý giữ được quy ước là ngày 21.3 phải là ngày Mặt trời qua điểm xuân phân (năm 1582 qua điểm xuân phân vào ngày 11.3 theo dương lịch cũ). Hiện nay người ta đang có xu hướng cải tiến lịch sao cho thuận tiện, nhất là vấn đề quy định số ngày trong tuần và tháng. Nhưng chưa có phương án nào được chấp nhận. 16
25. 2.1.2. Âm lịch Âm lịch là lịch theo Mặt trăng, lấy độ dài của tuần trăng là 29,53 ngày làm cơ sở cho tháng. Tháng thiếu có 29 ngày, tháng đủ có 30 ngày. Một năm có 12 tháng, trung bình 29,53x12 = 354,367 ngày. Vậy năm thường có 354 ngày, năm nhuận có 355 ngày. Đặc điểm của âm lịch là bao giờ nhật thực cũng xảy ra vào ngày sóc (mùng 1) và nguyệt thực là ngày trăng tròn (ngày vọng). Khoảng thời gian giữa 2 lần nhật thực là một số nguyên lần tuần trăng. Lịch âm có số ngày trong năm ngắn hơn năm xuân phân tới 10 ngày. Cứ 3 năm âm lịch thì sai với chu kỳ bốn mùa 1 tháng, 9 năm thì 3 tháng. Vì vậy năm âm lịch chỉ có khả năng tính thời gian chứ không phản ánh thời tiết. 2.1.3. Âm dương lịch Về sau người ta đã xây dựng âm dương lịch dựa vào hai chu kì: tháng âm lịch và năm xuân phân để bình quân năm âm lịch có độ dài phù hợp với chu kì 4 mùa. Đặt ra chu kì năm nhuận theo quy tắc: cứ 19 năm có 7 năm nhuận, năm nhuận có 13 tháng. So với năm xuân phân thì: 19 năm XP = 365,2422 x 19 = 6939,60 ngày 19 năm ADL = (19x12) + 7 = 235 tháng = 29,53x235 = 6939, 55 ngày Với luật nhuận trên, nếu tính cho 19 năm lịch thì độ dài bình quân của năm lịch khá phù hợp với độ dài của năm xuân phân. Nhưng nếu xét từng năm âm dương lịch thì lệch nhau khá lớn (năm thường có 354-355 ngày, năm nhuận có 384-385 ngày). Cách xác định năm nhuận âm dương lịch: Ta có công thức : N = 19.q + x. Trong đó: N : con số năm dương lịch. q : thương số của N chia 19. x : số dư. 17
26. Nếu x = 0, 3, 6, 9, 11, 14, 17 thì năm đó nhuận. Ví dụ : Năm 1999. 1999 chia cho 19 ⇒ q = 106; x = 3 ⇒ nhuận Còn nhuận vào tháng nào thì tính phức tạp hơn, liên quan đến lịch khí tiết. Ta thấy rằng âm dương lịch là loại lịch vừa lấy cơ sở của tuần trăng để xây dựng tháng và vừa lấy chu kì 4 mùa để xây dựng năm. Ở Việt Nam âm lịch là lịch âm dương, thường được in cùng với dương lịch. Nhưng dương lịch được lấy làm quốc lịch, còn dùng âm dương lịch trong việc tổ chức các lễ hội truyền thống của dân tộc mà ta quen gọi là âm lịch. 2.2. Lịch cổ các nƣớc 2.2.1. Lịch Ai Cập Lịch Ai Cập có thể được dùng ngay từ 4000 năm TCN, bằng cách cải tổ hợp lý lịch Mặt Trăng và lịch ruộng đất căn cứ theo mực nước sông Nin dâng lên hàng năm. Lịch này một năm có 365 ngày, chia làm 12 tháng, mỗi tháng có 30 ngày và thêm vào 5 ngày phụ được gọi là Epagomene. Các tháng được phân thành 3 mùa, mỗi mùa có 4 tháng. Năm của lịch Ai Cập ngắn hơn năm Mặt Trời khoảng 0,25 ngày. Vì vậy ngày của năm xích dần so với mùa. Để tránh sự thay đổi của năm so với mùa, Vua Ptotecmic III đã quyết định từ năm 238 TCN cứ 4 năm một lần đưa thêm vào 1 ngày phụ thứ 6 nữa, nhưng sự cải cách này không được áp dụng. Mãi đến năm 30 TCN, hoàng đế La Mã August mới bắt đầu thực hiện. Năm của lịch Ai Cập lúc đó bắt đầu từ ngày 28 tháng 8. Người Ai Cập tính các ngày bắt đầu lúc Mặt Trời mọc và buổi bình minh khi trăng lưỡi liềm hạ tuần biến mất thì cũng là ngày bắt đầu của một tháng. Mỗi ngày được chia làm 24 giờ không đều nhau. 18
27. 2.2.2. Lịch Babylone Lịch Babylone là lịch theo Mặt Trăng, đơn vị cơ bản của thời gian là vòng của các pha Mặt Trăng. Nó là nguồn gốc của lịch Do Thái. Mỗi năm có 12 tháng, mỗi tháng có 29 hoặc 30 ngày dựa trên khoảng cách giữa 2 chu kỳ trăng non liên tiếp. Do đó buổi tối có trăng lưỡi liềm thượng tuần, đánh dấu ngày bắt đầu của tháng. Sự bắt đầu của năm cũng là sự bắt đầu của tháng đầu tiên sau điểm xuân phân. Sản xuất nông nghiệp gắn liền với các vòng sinh trưởng của cây cối, nghĩa là gắn liền với mùa đã đòi hỏi một cách cấp thiết, hiệu chỉnh những sai lệch giữa năm Mặt Trăng với năm của các mùa đã hình thành trong lịch sử. Sự hiệu chỉnh này được thực hiện bằng cách đưa thêm vào tháng thứ 13. Khi thấy sự mọc lên cùng với Mặt Trời của một hoặc nhiều ngôi sao xảy ra trong một tháng, nhà vua quyết định bổ sung thêm tháng phụ thứ 13 vào tháng đó, nó được mang tên của tháng ấy với chỉ số thứ 2. Do cách làm xen kẽ bất quy tắc đó nên đến thế kỷ thứ IV TCN người ta thấy những vô lý như có năm 14 tháng, lại có lần 2 năm liền 13 tháng Cho đến thế kỷ V TCN, quy tắc khác được đưa ra là trong 19 năm chỉ được đưa vào 7 tháng xen kẽ. Quy tắc này dựa trên quan sát 235 tuần trăng (tức 19 năm + 7 tháng) tương ứng đúng 19 năm Mặt Trời. Ngày bắt đầu lúc Mặt Trời lặn và được chia thành 12 bêru bằng nhau, mỗi bêru tương ứng với 2 giờ và nó lại được chia thành 60 double - phút, mỗi double - phút lại được chia thành 60 double - giây. Việc đo thời gian ban ngày nhờ các đồng hồ Mặt Trời, ban đêm dựa vào sự mọc lên của các sao và đồng hồ nước. 2.2.3. Lịch Hy - Lạp Lúc đầu người Hy - Lạp đã sử dụng một lịch thuần túy theo Mặt Trăng. Bắt đầu từ thế kỉ thứ VI TCN họ đã cố gắng điều hòa lịch của họ cho phù hợp 19
28. với các mùa vẫn còn sai sót trong một thời gian dài. Năm của lịch Hy - Lạp gồm có 12 tháng, mỗi tháng có 30 ngày giống như lịch Ai - Cập. Sự xen kẽ các tháng đủ và các tháng thiếu sao cho phù hợp tốt nhất với vòng của các pha Mặt Trăng. Vì vậy năm của lịch Hy - Lạp có 354 ngày. Năm 432 TCN nhà thiên văn học Méton đã phát hiện ra 19 năm Mặt Trời vừa đúng 235 tuần trăng (sau này gọi là vòng Méton). Trong thời gian của chu kỳ này các pha của Mặt Trăng tái xuất hiện trong cùng một ngày của cùng các tháng. Ở thời kỳ đó người ta đã có thể hiểu khá chính xác về chuyển động biểu kiến của Mặt Trời. Nhưng các kết quả nghiên cứu của họ không được áp dụng vào lịch. Vào khoảng năm 200 người Hy - Lạp còn sử dụng chu kỳ 8 năm gọi là Octacteridc, trong khoảng thời gian đó họ thêm vào 3 tháng xen kẽ vào tháng thứ 3, tháng thứ 5 và tháng thứ 8. Ngày bắt đầu lúc mặt trời lặn. Người Hy - Lạp cũng đã biết dùng đồng hồ Mặt Trời và đồng hồ nước để phân chia ngày và đêm thành 12 giờ bằng nhau giống như ở Ai - Cập. Nhưng tùy theo mùa mà thời gian của 1 giờ biến đổi giữa 45 phút và 75 phút. 2.2.4. Lịch Maya Maya là dân số ở Guatemala, ở bang Chiapas của đất nước Mêhicô và ở phía Tây Nonduras. Người Maya sử dụng đồng thời hai loại lịch. Lịch nghi lễ có 260 ngày được gọi là Tzolkin. Gồm 20 chu kỳ, mỗi chu kỳ 13 ngày. Lịch Mặt Trời có 365 ngày được gọi là Hoab. Gồm 18 tháng, mỗi tháng 20 ngày và một tháng “xấu” có 5 ngày. Pop biểu thị tháng đầu tiên của năm và ngày đầu tiên của tháng mang số hiệu 0 nên ngày đầu tiên của năm được viết 0 pop. Vì thế lịch Maya hoàn toàn độc lập với hiện tượng thiên văn. Để tính thời gian trên các chu kỳ dài, người Maya sử dụng một hệ đếm 20 với đơn vị là ngày hoặc kin. 20
29. 20 kin =1 uinl 18 uinl = 1 tun =360 ngày 20 tun = 1 baktun =144000 ngày 20 baktun = 1 pictun = 2880000 ngày Bắt đầu của kỷ nguyên Maya mới khoảng 3400 năm theo những tấm bia cổ của họ nên nó chỉ phù hợp với các sự kiện thần thoại chứ không phải sự kiện lịch sử hay thiên văn. 2.2.5. Lịch La Mã Lịch này là nguồn gốc mà chúng ta sử dụng ngày nay. Năm La Mã nguyên thủy có 304 ngày gồm 10 tháng (4 tháng có 31 ngày và 6 tháng có 30 ngày). Dưới thời Numapompilius (thế kỷ thứ VII TCN) hoặc Targin (thế kỷ thứ VI TCN) thì lịch trở thành dạng lịch Mặt Trăng với 1 năm có 355 ngày chia làm 12 tháng bắt đầu vào ngày trăng non và ở đây có tháng 31 ngày, có tháng thì 29 ngày và có tháng 28 ngày. Để cố gắng làm lịch cho phù hợp với các mùa, cứ 2 năm khi thì sau 23 – 2, khi thì sau 24 tháng các Giáo Chủ thêm vào một tháng xen kẽ 23 hoặc 22 ngày. Tuy nhiên những người La Mã không có khả năng làm phù hợp năm của họ với các mùa. Sau nhiều dự định chỉnh lý khác nhau, tập đoàn Giáo chủ có quyền cho thêm một tháng xen kẽ có chiều dài tùy thuộc vào tình huống. Lịch trở thành một phương tiện tham nhũng gian lận, lạm dụng quyền các Giáo Chủ kéo dài hoặc rút ngắn năm theo ý muốn của họ. Việc cải cách lịch phải đặt ra và làm cho lịch khác ra đời. 2.2.6. Lịch Trung Quốc Là lịch Mặt Trăng – Mặt Trời, trong một vòng 19 năm gồm 12 năm thường, mỗi năm thường gồm có 12 tháng, mỗi tháng có 29 hoặc 30 ngày, mỗi năm nhuận có 383 hoặc 384 ngày. Năm được chia thành 24 tiết của mùa, 21
30. mỗi tiết lần lượt trùng với 1 trong 24 vị trí đặc biệt của Mặt Trời trên đường hoàng đạo, các vị trí này cách đều nhau về khoảng cách góc (15 độ). Ngày của các tiết này thay đổi 12 ngày, một tháng có thể có tới 3 tiết. Tháng bổ sung của năm nhuận được phân bố theo cách để cho sự bắt đầu của năm vào khoảng tiết lập xuân. Sự bắt đầu của năm mới biến động trong khoảng cách 21 tháng giêng đến 20 tháng 2 của công lịch. Sự tính lịch từ thời nhà Thương theo một hệ thống lục thập phân như sau: Mỗi ngày đuợc nhắc lại đồng thời trong một vòng (can) 10 ngày và trong một vòng (chi) 12 ngày. 60 là bội số nhỏ nhất của 10 và 12 nên 60 ngày tên của ngày lại lặp lại như cũ. Đến đời Hán hệ thống này lại được sử dụng để tính năm. + Vòng 12 chi được mang tên các con vật gồm: Tí, sửu, dần, mão, thìn, tị, ngọ, mùi, thân, dậu, tuất, hợi. + Vòng can gồm: tân, nhâm, quý, giáp, ất, bính, đinh, mậu, kỉ, canh. Cứ 60 năm là một hội, năm đầu tiên của hội là năm con chuột, đó là năm giáp tý, 60 năm sau sẽ trở lại năm giáp tí. Lịch này được sử dụng chính thức từ thời nhà Chu. 2.2.7. Lịch Cộng hòa Pháp Lịch Cộng Hòa ra đời ngày 5 - 10 - 1973. Lịch này là loại lịch Mặt Trời. Năm bắt đầu vào ngày điểm thu phân, ngày kỉ niệm nền Cộng Hòa ra đời (22 - 9 - 1972). Năm thường có 365 ngày và cứ 4 năm có một năm nhuận có 366 ngày. Một năm thường có 12 tháng, mỗi tháng có 30 ngày, năm kết thúc sau 5 ngày phụ đối với năm thường và 6 ngày phụ đối với năm nhuận. Các ngày phụ thêm vào tháng cuối. Mỗi tháng chia làm 3 thập nhật (tuần 10 ngày) thứ nhất, thứ nhì, thứ ba. Năm 1804 Bonoparte lên nắm quyền và trở thành Napôlêôn đệ nhất. Ngày 9 - 9 - 1805, Hoàng đế đã kí xác lệnh bãi bỏ lịch Cộng Hòa và sử dụng lịch Gregarien. Như vậy lịch Cộng Hòa chỉ tồn tại chưa đầy 15 năm, nhưng 22
31. thực tế chỉ sử dụng được 12 năm. Vì thực tế năm thứ nhất chưa được sử dụng vì chưa ra đời, còn năm XIV bắt đầu từ 23 - 9 - 1805 đến hết năm đó chỉ có 3 tháng 8 ngày. Nhưng dẫu sao nó vẫn giữ được ý nghĩa lịch sử của nó. 2.3. Lịch tôn giáo Lịch cơ đốc: Lịch của giáo hội cơ đốc chỉ là dạng khác của công lịch, được ghi thêm một số ngày lễ tôn giáo cố định hoặc dịch chuyển. Những ngày lễ dịch chuyển xoay quanh lễ phục sinh. Ngày lễ phục sinh liên quan đến điểm xuân phân và vòng của các pha Mặt Trăng, các ngày lễ được tính toán theo một quy ước chứ không theo các quan sát thiên văn. Lịch Do Thái: Lịch Do Thái hiện nay là loại lịch Mặt Trăng - Mặt Trời, nó bắt nguồn từ thế kỷ thứ IV. Năm gồm 12 tháng với 353,354 ngày hoặc 355 ngày. Một năm nhuận 13 tháng có 383,384 ngày hoặc 385 ngày. Năm mới của lịch Do Thái xảy ra cùng thời kỳ với năm Mặt Trời tức là vòng của các mùa. Thời gian trung bình của năm là 365,2468 ngày. Để sử dụng cho các nghi lễ người ta coi ngày bắt đầu lúc Mặt Trời lặn hoặc kết thúc của hoàng hôn. Người ta chia ngày thành 24 giờ với thời gian biến đổi, ban ngày và ban đêm được chia ra mỗi buổi 12 giờ. Tháng có 29 hoặc 30 ngày, thời gian có thể biến đổi tùy theo một năm là năm thường hay năm nhuận, một năm là thiếu, đủ hay thừa. Lịch đạo hồi (Musulman): Lịch đạo hồi là dạng lịch Mặt Trăng, khoảng thời gian trung bình của tháng trong lịch đạo hồi rất sát với tuần trăng, ngược lại thời gian trung bình của năm thì lại khác nhiều với chu kỳ quay của Trái Đất. Năm luôn luôn kết thúc vào một kỳ trăng non, nó có chính xác là 12 tuần trăng, giá trị trung bình của năm là 354,37 ngày. Kết quả này có được bằng cách tính xen kẽ các năm thường 354 ngày và năm thừa 355 ngày theo một vòng chu kỳ là 30 năm. Như vậy so với công lịch, năm của lịch đạo hồi 23
32. mỗi năm bắt đầu sớm hơn 10 hoặc 12 ngày. Ngày năm mới tương ứng với ngày đầu tiên của tháng đầu tiên. 2.4. Lịch hiện đại Ngày nay lịch hiện đại đã trở thành lịch dùng chung cho tất cả các nước trên thế giới. Vì vậy nó còn được gọi là công lịch. Ở nước ta quen gọi là dương lịch. Trong lịch này một năm thường có 365 ngày và một năm nhuận có 366 ngày và nó được chia ra thành 12 tháng. Sự bắt đầu của năm cố định là ngày 1 tháng giêng. Sự lựa chọn ngày nay được thực hiện ở các thời kỳ khác nhau tùy theo mỗi nước. Sự có hiệu lực của lịch Grégorien ở các nước vào những thời điểm khác nhau. Ở Rôma, ở Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha có hiệu lực ngay và ở Pháp, lệnh cải cách mãi đến tháng 12 – 1582 mới có hiệu lực. Các nước Giatô giáo khác như Đức và Thụy Sĩ thông qua lịch Grégorien năm 1584, Ba Lan 1586, Hung 1587, Áo 1610. Năm 1752 mới vào nước Anh. Muộn hơn nữa là ở Châu Á. Ở Nhật năm 1873 mới thông qua lịch Grégerien. Khi nền Cộng Hòa được thành lập ở Trung Quốc (1911) thì người ta mới dùng lịch này cùng với lịch truyền thống của họ. Năm 1923 Hy Lạp mới sử dụng lịch này, 2.5. Các loại lịch khác và cơ sở lịch pháp của chúng 2.5.1. Lịch vật hậu Diễn biến thời tiết, khí hậu hàng năm ảnh hưởng đến sự sống của các sinh vật sống ngoài trời, thời tiết có những thay đổi có chu kỳ gọi là các mùa vật hậu. Cây cỏ có mùa nảy mầm, ra hoa, kết quả, loại chim có mùa làm tổ, loại có mùa sinh nở Mỗi loại có một mùa nhất định mà nếu tập hợp lại ta được một loại lịch thiên văn phản ánh một cách sinh động tác động của Mặt Trời đối với sự sống trên Trái Đất. 24
33. Nông dân ta từ lâu đời đã sử dụng các mùa vật hậu để tính toán công việc làm ăn. Ví dụ nhiều địa phương có kinh nghiệm xác định thời vụ cày cấy lúa mùa theo mùa sim. Sim ra hoa, cày ngả. Sim ra quả, cày cấy. Sim được lấy, cấy xong. Thời vụ hoa màu cũng có thể căn cứ vào nhiều loại vật hậu khác nhau. Xác định thời vụ theo vật hậu cũng là theo Mặt Trời lại sát với diễn biến thực tế của thời tiết mỗi năm. Nhưng có cái bất tiện là phải theo dõi một cách thường xuyên và không nhìn trước được dài ngày. Các dân tộc có tập quán dùng dương lịch lâu đời có thể xác định được các mùa vật hậu một cách chính xác, ngày nào, tuần nào thì xảy ra, như nhiều nước Châu Âu người ta gọi ngày Quốc tế lao động mùng 1 tháng 5 là ngày hoa linh lan. Ở nước ta, vì dùng Âm lịch nên không làm được như vậy. Điều đó Âm lịch không chỉ được các mùa. 2.5.2. Lịch vận khí Lịch vận khí dựa vào sự tuần hoàn của các năm can chi và mối tương quan với các hành tinh để thiết lập quy luật hoạt động của các yếu tố ảnh hưởng tới con người nhằm chữa trị bệnh tật do thời khí sinh ra. Tuy nhiên nó có cơ sở khoa học như các loại lịch khác. Người xưa chỉ biết đến 5 hành tinh là: Kim, Mộc, Thủy, Hỏa, Thổ. Quy luật được tìm ra là: Năm giáp, năm kỉ, năm thổ, năm ất, năm canh thuộc vận kim, Điều này được giải thích như sau (ví dụ về vận thổ) Khi Mặt Trời chiếu sáng xuống Trái Đất và đồng thời chiếu xuống các hành tinh khác, phần ánh sáng từ hành tinh khác khúc xạ về Trái Đất ta nhìn thấy quang phổ của nó trên nền trời. Nếu quang phổ đó màu kiềm tức là ánh sáng từ sao thổ khúc xạ vào khí quyển, vết sáng đó ở vào phương vị thiên can 25
34. giáp và tí, trên bầu trời được người ta định ra khi nghiên cứu thiên văn. Cứ 5 năm lại nhìn thấy vết quang phổ màu kiềm. Người ta lấy hàng chi của năm can chi để hóa khí cùng ngũ hành (5 hành tinh kể trên). Chẳng hạn năm thân, năm dậu thuộc hành tinh kim, Tác động qua lại giữa vận và khí: Vận và khí là hai khái niệm vô hình, vô ảnh nhưng chúng có tác dụng vô cùng huyền diệu đến đời sống của con người trên Trái Đất. Khi vận và khí khác loại thì năm đó bệnh tật ít và ngược lại nếu vận và khí cùng hàng cùng loại hợp với nhau thì tai biến càng dữ dội. 2.5.3. Lịch can chi Can chi là hệ đếm thời gian của các nước phương Đông cổ xưa với hệ cơ số 60. Người Babylon cách đây khoảng 5000 năm đã xác định được độ dài một năm là 360 ngày và con số này đã để hệ đếm 60 trong phép đếm thời gian đo góc ngày nay. Hệ đếm cơ số 60 là sự phối hợp của nhiều hệ đếm cơ số nhỏ hơn như hệ nhị phân (cơ số 2), hệ thập phân (cơ số 10) và cơ số 12, Hệ đếm cơ số 60 có một tiện lợi. Nó là bội số của nhiều số như: 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30. Hệ can chi được dùng trong Âm lịch Á Đông để định thứ tự thời gian theo hệ cơ số 60. Cứ hết một vòng 60 năm (gọi là lục thập hoa giáp – chu kỳ giáp tý) thì nó lặp lại chu kỳ 60 năm. Hệ can chi theo nhiều sách nói nó xuất hiện vào thời nhà Thương (khoảng thế kỷ XVI TCN). + Can có 10 can, là biểu tượng của trời nên gọi là thiên can, gồm có: Tân, Nhâm, Quý, Giáp, Ất, Bính, Đinh, Mậu, Kỉ, Canh. Theo thứ tự này các thiên can được đánh số từ 1 đến 10. + Chi có 12 chi, là biểu tượng của đất nên còn gọi là địa chi, gồm có: Tí, Sửu, Dần, Mão, Thìn, Tị, Ngọ, Mùi, Thân, Dậu, Tuất, Hợi. Theo thứ tự này các địa chi được đánh số từ 1 đến 12. 26
35. Dùng tên chi để ghi 12 giờ trong ngày, tương ứng với giờ hiện nay: 23h đêm hôm trước đến 1h sáng hôm sau là giờ Tí. Ví dụ: Năm 1984 là năm Giáp tí, năm 1989 là năm Kỉ Tị, năm 1971 là năm Tân Hợi, năm 1962 là năm Nhâm Dần, năm 2010 là năm Canh Dần, 2020 là năm Canh Tí, 2.5.4. Lịch 24 tiết Như đã biết dương lịch là loại lịch ưu việt vì từng năm dương lịch khá phù hợp với chu kỳ 4 mùa và do đó từng ngày tháng dương lịch phản ánh được đặc điểm của thời tiết trong mỗi chu kỳ. Nó được sử dụng tốt cho việc lập kế hoạch của các nhà nước, kể cả việc chỉ đạo sản xuất và chăn nuôi. Trước khi có dương lịch người ta cũng đã xác định được độ dài của chu kỳ 4 mùa và nhiều nước đã xây dựng những loại lịch đáp ứng được yêu cầu của sản xuất nông nghiệp. Chẳng hạn như Ấn Độ có lịch 6 tiết (mỗi chu kỳ 4 mùa được chia ra làm 6 tiết), các nước Á Đông chia chu kỳ 4 mùa ra làm 24 tiết và được gọi là lịch 24 tiết. Với mục đích phục vụ sát cho sản xuất nông nghiệp, các tiết không đánh số theo số thứ tự 1, 2 24 mà có tên gọi riêng – từng tên gọi phản ánh đặc điểm của thời tiết của mỗi tiết. Cũng như các nước phương Tây người ta đã chia Hoàng đạo ra 12 cung bằng nhau và chúng được gọi là: Tí, Sửu, Dần, Mão, Thìn, Tị, Ngọ, Mùi, Thân, Dậu, Tuất, Hợi. Mặt Trời di chuyển trên Hoàng đạo theo thứ tự từ cung Hợi đến cung Tuất v.v Ngày Mặt Trời vượt qua ranh giới giữa 2 cung được gọi là Trung khí, ngày đó đi qua điểm chính giữa mỗi cung được gọi là Tiết khí. Như vậy có 12 Trung khí và 12 Tiết khí ứng với 24 vị trí xác định của Mặt trời trên Hoàng đạo tức là ứng với những đặc điểm nhất định của thời tiết trong mỗi chu kỳ 4 mùa. Tóm lại có tất cả 24 ngày khí, đặc trưng cho 24 dạng thời tiết trong chu kỳ 1 năm. Dưới đây là các ngày khí và tên gọi của chúng: 27
36. Tiết khí Trung khí 5 – II. Lập xuân (đầu xuân phân) 20 – II. Vũ thủy (ẩm ướt) 6– III. Kinh trập (sâu nở) 21 – III. Xuân phân (giữa xuân) 5 – IV. Thanh minh (trong sáng) 22 – IV. Cốc vũ (mưa thuận) 6 – V. Lập hạ (đầu hạ) 22 – V. Tiểu mãn (lúa xanh) 6 – VI. Mang chủng (lúa trổ) 22 – VI. Hạ chí (giữa hè) 8 – VII. Tiểu thử (nắng nhẹ) 23 – VII. Xử thử (nắng nhạt) 8 – VIII. Lập thu (đầu thu) 24 – VIII. Đại thử (nắng gắt) 8 – IX. Bạch lộ (mưa ngâu) 23 – IX. Thu phân (giữa thu) 8 – X. Hàn lộ (mát mẻ) 24 – X. Sương giáng (sương sa) 8 – XI. Lập đông (đầu đông) 23 – XI. Tiểu tuyết (tuyết nhẹ) 8 – XII. Đại tuyết (tuyết nhiều) 22 – XII. Đông chí (giữa đông) 6 – I. Tiểu hàn (rét vừa) 21 – I. Đại hàn (rét giá) Cần lưu ý rằng khi đặt tên cho 24 tiết người ta đã cố gắng chọn từ sao cho phản ánh được đặc điểm thời tiết của mỗi tiết. Rõ ràng thời tiết của các nơi khác nhau trên Trái Đất không giống nhau. 2.6. Những đề án cải tiến lịch Ngày nay cả trên thế giới đều dùng chung lịch dương lịch (dương lịch mới) nhưng bản thân nó còn có những bất quy tắc như: Số ngày của từng tháng và sự biến đổi hàng năm của số ngày, ít nhiều gây ra nhưng bất tiện trong các hoạt động của con người nên ngay từ giữa thế kỉ XIX đã có rất nhiều đề án cải cách lịch Grégerien được chia ra. Năm 1927 có khoảng 200 đề án khác nhau đã được xây dựng. Liên hợp quốc cũng đã làm một cuộc thăm dò chính phủ các nước về vấn đề này. Tuy nhiên có một vài đề án gây được nhiều chú ý. Lịch cố định: Theo lịch này năm được chia làm 13 tháng như nhau, mỗi tháng có 28 ngày, chia làm 4 tuần. Như vậy tổng cộng là 364 ngày còn thừa 28
37. một ngày sẽ sắp xếp vào ngày cuối cùng của năm (29/13), trường hợp năm nhuận ngày thừa thứ 2 xếp vào 29/6. Các ngày thừa không nằm trong tuần lễ nào cả và chúng được coi là những ngày lễ. Lịch phổ thông: Theo lịch này, năm được phân ra 12 tháng và 52 tuần lễ, đồng thời được chia thành 4 quý như nhau, mỗi quý có 91 ngày, tháng đầu tiên của mỗi quý bắt đầu vào chủ nhật và có 31 ngày, tháng thứ 2 bắt đầu vào thứ 4 và có 30 ngày. Những tháng có 31 ngày (4 tháng đầu các quý) là các tháng có 5 ngày chủ nhật. Nhìn chung các biện pháp cải tiến dương lịch tuy có những ưu điểm, nhưng do thói quen đã được chấp nhận từ nhiều thế kỷ, nên tất cả các đề án vẫn đều chưa được thực hiện. 29
38. CHƢƠNG 3: MỘT SỐ BÀI TẬP LIÊN QUAN Bài 1: Tại nơi quan sát có giờ sao là 12h15ph52s, vào lúc ấy sao ở Grinuych là 5h17ph12s. Hỏi kinh độ của nơi đó là bao nhiêu? Giải: Theo đề bài, ta có hiệu thời gian sao của hai nơi trên Trái Đất là: h ph s h ph s h ph s S =12 15 52 - 5 17 12 =6 58 40 Hiệu giờ Mặt Trời trung bình bằng hiệu thời gian sao chia cho K: h ph s S 6 58 40 h ph s K 1, 002783 Mà hiệu giờ Mặt Trời trung bình bằng hiệu độ kinh ở hai nơi nên: T  0  h ph s Do độ kinh ở Grinuych  0 T  6 57 30 Bài 2: Vào ngày thu phân, bóng của một que diêm cắm thẳng trên mặt phẳng nằm ngang lúc giữa trưa bằng 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 là bóng của que diêm và h’ là độ dài que. h ' Ta có tg 0, 374 tgz z 20030' (z là khoảng cách đỉnh) 30
39. Lúc giữa trưa mặt trời qua kinh tuyến trên: Ở phía Nam thiên đỉnh, vĩ độ nơi cắm que:  z 0 20030' 20030' Ở phía Bắc thiên đỉnh, vĩ độ nơi cắm que:  z 0 20030' 20030' Bài 3: Một thuyền trưởng đo khoảng cách đỉnh của Mặt Trời đúng lúc giữa trưa ngày Đông chí (22-XII) được 450 Nam.Sau đó 1h32ph ông ta nghe đài phát thanh Hà Nội phát tín hiệu 12h. Tính toạ độ địa lý của nơi ông ta quan sát. Cho biết thời sai vào ngày đó là -9ph. Giải: Theo đầu bài, khoảng cách đỉnh của Mặt Trời đúng lúc giữa trưa ngày Đông 0 chí là: z 45 Nam Như ta đã biết, thời sai là hiệu giữa giờ Mặt Trời trung bình Tm và giờ Mặt Trời thực To nên: Tm - To = η Đài phát thanh phát tín hiệu 12h h Giờ Mặt Trời trung bình của múi là: T 12 h ph h ph Giờ Mặt Trời thực của Hà Nội là: T01 = Tm – η = 12 + 9 = 12 9 h ph Mà giờ Mặt Trời thực tại nơi quan sát là: T02 = 13 32 Ta có hiệu giờ Mặt Trời thực ở hai nơi là hiệu độ kinh: T01 – T02 = λ1 - λ2 h ph h ph h 12 09 13 32 7   h ph 0 2 8 23 125 45' là kinh độ tại điểm quan sát Mặt khác, vào ngày Đông chí:  23027 ' Lúc giữa trưa Mặt Trời qua kinh tuyến trên ở phía Nam thiên đỉnh, vĩ độ tại điểm quan sát:  z 23027 ' 450 21033' 31
40. h 0 ' Bài 4: Vào lúc 20 người ta thấy sao Chức Nữ ở khoảng cách đỉnh là 35 30 . Tính vĩ độ nơi quan sát biết toạ độ xích đạo của sao Chức Nữ là 380 và h ph h h ph s 18 34 , giờ sao lúc 0 quốc tế ngày hôm đó tại Grinuych là 3 14 48 . Giải: Theo đề bài, ta có sao Chức Nữ với: 0 ' Khoảng cách đỉnh: z 35 30 0 Tọa độ xích đạo:  38 Giả sử sao Chức Nữ qua kinh tuyến trên ở phía Nam thiên đỉnh: 0 0 0 ' 0 0 ' h 90  90 h  z  35 30 38 73 30 Nếu nó qua kinh tuyến trên ở phía Bắc thiên đỉnh: 0 0 0 ' 0 0 ' h 90  h 90  z  35 30 38 2 30 Bài 5: Khoảng 1100 năm trước công nguyên, độ cao của Mặt Trời vào ngày Hạ chí là 7907 ' ,vào ngày Đông chí là 31019 ' (ở phía Nam thiên đỉnh). Hãy tính vĩ độ nơi quan sát và góc nghiêng giữa hoàng đạo và xích đạo thời ấy. Giải: Theo đề bài, độ cao của Mặt Trời (ở phía Nam thiên đỉnh): Vào ngày Hạ chí: z 7907 ' Vào ngày Đông chí: z 31019' Vào ngày Hạ chí mặt trời qua kinh tuyến trên ở phía Nam thiên đỉnh : 0 h 90  (1) Vào ngày Đông chí mặt trời qua kinh tuyến trên ở phía Nam thiên đỉnh : h 900  (2) h 900  1 Từ (1) và (2) ta có hệ: 0 h2 90   7907 ' 900    0 0 31 19 ' 90  32
41.   10053'   0  58 41'  23054 '   0 34 47 ' Bài 6: Tìm năm âm – dương lịch ứng với năm dương lịch dựa trên nguyên tắc sau: 10 can Tân 01 Bính 06 Nhâm 02 Đinh 07 Quý 03 Mậu 08 Giáp 04 Kỉ 09 Ất 05 Canh 0 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, còn lại số dư. Nếu số dư là số có 2 chữ số thì số hàng đơn vị biểu hiện cho can. Đem số dư chia cho 12, số dư có được 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 6. Số 6 biểu thị cho can là Bính. 33
42. 6:12 = 0, dư 6. Số 6 biểu thị cho chi là Dần. Vậy năm âm – dương lịch tương ứng với năm 1806 là năm Bính Dần. - Với năm 2010, ta có: 2010:60 = 33, dư 30. Số 0 biểu thị cho can là Canh 30:12 = 2, dư 6. Số 6 biểu thị cho chi là Dần. Vậy năm âm – dương lịch tương ứng với năm 2010 là năm Canh Dần. 34
43. KẾT LUẬN Khóa luận tốt nghiệp “Cơ sở tính thời gian, các loại lịch và một số bài tập liên quan” đã khai thác được những vấn đề liên quan đến thời gian trong thiên văn học. Cụ thể là: Tìm hiểu về cơ sở để xác định thời gian, cách xây dựng các hệ tính thời gian dựa vào chuyển động của Mặt Trời, Mặt Trăng, Trái Đất và các sao. Cùng với việc xác định được các cơ sở tính thời gian, khóa luận còn tìm hiểu về cách phân loại, cơ sở hình thành, cách sử dụng hệ thống lịch trên thế giới. Cuối cùng, bằng cách vận dụng những kiến thức đã tìm hiểu được tiến hành giải một số bài tập liên quan. 35
44. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Trần Quốc Hà (2003), Giáo trình thiên văn học đại cương, Đại học sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh. 2. Nguyễn Hữu Tình (2012), Giáo trình thiên văn, Đại học sư phạm Hà Nội 2. 3. Phạm Viết Trinh - Nguyễn Đình Noãn (2006), Giáo trình thiên văn, Nhà xuất bản Giáo dục. 4. Bách khoa toàn thư Wikipedia. 5. Các tài liệu khác trên Internet. 36