Ian Brodie Rated 5 / 5 based on 5 reviews

Phương trình thời gian (Equation of time) là gì?

1 năm trước

(Tudiendongho.vn) - Phương trình thời gian là gì? Tính năng phương trình thời gian trên đồng hồ sử dụng ra sao?

Dây đeo đồng hồ chính hãng rubber b

Như chúng ta đã biết, thời gian là một thứ vô hình không thể đong đếm được mà chỉ có thể ước lượng thông qua những hoạt động thiên văn. Dựa vào hoạt động của Trái Đất, Mặt Trời và Mặt Trăng, con người đã chia thời gian theo các đơn vị năm, tháng, ngày và giờ...

Như trong bài viết trước Từ điển Đồng hồ đã phân tích, nếu dựa vào các hoạt động thiên văn thì độ dài của mỗi giờ sẽ không cố định - có giờ dài, có giờ lại ngắn. Vì lý do đó nhà thiên văn học Hipparchus đã chia một ngày thành 24 giờ bằng nhau.

Cách chia này giúp đơn giản hóa việc tính thời gian rất nhiều, tuy nhiên nó lại nảy sinh những sai số. Nếu Trái Đất của chúng ta là một hình cầu tròn trĩnh, quỹ đạo Trái Đất quanh Mặt trời là một hình tròn hoàn hảo thì có lẽ không có vấn đề gì xảy ra. Tuy nhiên, đời thường không có gì hoàn hảo.

trai dat

Trái Đất không phải hình cầu như chúng ta thường nghĩ 

Trái Đất của chúng ta không phải hình cầu mà có lẽ giống quả táo tầu hơn - méo mó và hơi dẹt ở hai đầu. Quỹ đạo của Trái Đất quanh Mặt Trời cũng là hình elip thay vì hình tròn. Vì lý do đó, một ngày 24 giờ chỉ là khoảng thời gian tương đối không đúng với tự nhiên. Đó cũng là lý do sinh ra năm nhuận để bù trừ phần nào sự sai lệch này.

Những người thợ đồng hồ luôn muốn theo đuổi sự chính xác tuyệt đối, và tất nhiên họ sẽ không chấp nhận sự sai lệch kể trên. Vì lẽ đó, tính năng Phương trình thời gian (Equation of Time) ra đời.

Phương trình thời gian là gì? Để giải thích vấn đề này, trước hết chúng ta hãy cùng nắm rõ hai khái niệm:

  • Giờ thông thường: Thời gian được hiển thị trên đồng hồ (cơ học, điện tử....), 1 ngày sẽ có 24 giờ bằng nhau.
  • Giờ mặt trời: Thời gian được hiển thị trên đồng hồ mặt trời (thiết bị hiển thị thời gian qua bóng của một vật)
dong ho mat troi

Đồng hồ mặt trời

Thông thường, mọi người sẽ nghĩ rằng 12 giờ trưa là thời điểm mặt trời lên cao nhất - ở ngay trên đỉnh đầu. Thực tế không phải vậy, hai thời điểm này có sự sai lệch và sự sai lệch này được thể hiện qua phương trình thời gian.

phuong trinh thoi gian

 Phương trình thời gian gần giống với đồ thị hình Sin, điểm giao giữa đồ thị và trục là 4 ngày 15/4, 13/6, 1/9 và 25/12

Theo biểu đồ ở trên, trục ngang tương ứng với mốc 12 giờ còn đường màu xanh thể hiện thời điểm mặt trời lên cao nhất. Vào đầu năm, đồng hồ mặt trời sẽ chạy chậm hơn đồng hồ thông thường, qua 15/4 sẽ chạy nhanh hơn và cứ thế lặp lại.

Theo hệ quy chiếu tại London, thời điểm Mặt Trời lên cao nhất (thiên đỉnh) có thể nhanh hơn thời điểm 12 giờ trưa 16 phút 33 giây (ngày 3/11) hoặc chậm hơn 14 phút 6 giây (ngày 12/2). Hai thời điểm này gần trùng nhau vào các ngày 15/4, 13/6, 1/9 và 25/12, những ngày này sẽ lặp lại vào mỗi năm.

Như bạn có thể thấy ở hình trên, phương trình thời gian có dạng hình sin, bị thay đổi bởi hai tham số: độ nghiêng của Trái Đất và độ lệch của quỹ đạo Trái Đất khi quay quanh Mặt Trời. Như đã nói ở trên, nếu Trái Đất là hình cầu, có trục quay thẳng đứng và quay quanh Mặt Trời theo một hình tròn hoàn hảo thì hai thời điểm thiên đỉnh luôn là 12 giờ trưa.

quy dao hanh tinh

 Quỹ đạo các hành tinh quay quanh mặt trời là hình elip

Ai cũng biết rằng trục quay của Trái Đất lệch 23,4 độ và Trái Đất quay quanh Mặt Trời theo hình elip. Tại sao Hỏa, thời điểm thiên đỉnh có thể lệch 50 phút so với lúc 12 giờ. Sao Thiên Vương có quỹ đạo quay quanh Mặt Trời lệch nhiều nhất, khiến cho ngày mới có thể bắt đầu nhanh hay chậm vài giờ so với đồng hồ thông thường.

Mỗi nơi trên thế giới sẽ có thời điểm thiên đỉnh riêng, tại London là 12 giờ, tại Moscow là 12 giờ 29 phút, tại Hà Nội là 11 giờ 56 phút. Vì vậy, một chiếc đồng hồ có tính năng Phương trình thời gian sẽ chỉ đúng với một địa điểm cụ thể (thường sẽ ghi trên mặt số đồng hồ). Nếu bạn sống ở một địa điểm khác và muốn chiếc đồng hồ phù hợp, bạn sẽ phải đặt riêng với hãng.

Audemars Piguet Jules

 Chiếc Audemars Piguet Jules Audemars Equation of Time phiên bản Moscow với thời điểm thiên đỉnh vào lúc 12 giờ 29 phút

Tóm lại, Phương trình thời gian là sự chênh lệch giữa thời điểm thiên đỉnh và lúc 12 giờ trưa. Những nhà khoa học sẽ ứng dụng điều này để tạo ra bảng điều khiển tự động cho những tấm pin năng lượng mặt trời, sao cho chúng luôn hứng được nhiều ánh nắng nhất. Còn trên một chiếc đồng hồ đeo tay, tính năng này nhằm thể hiện kỹ thuật chế tác cũng như mong muốn đạt được sự chính xác tuyệt đối khi đo đếm thời gian.

Chiếc Audemars Piguet Jules Audemars ở trên sở hữu tính năng phương trình thời gian (thể hiện qua cây kim với hình mặt trời). Cách sử dụng rất đơn giản: vào khoảng 12 giờ trưa, nếu kim phút trùng với kim mặt trời thì lúc đó chính là thời điểm thiên đỉnh.

Diễn Đàn Từ điển đồng hồ
Bình luận

XEM THÊM


loading