Pojęcie czasu jest bardziej złożone niż pojęcie długości i masy. W życiu codziennym czas jest tym, co oddziela jedno wydarzenie od drugiego. W matematyce i fizyce czas traktowany jest jako wielkość skalarna, ponieważ przedziały czasowe mają podobne właściwości jak długość, powierzchnia, masa.
Okresy czasu można porównać. Na przykład pieszy spędzi więcej czasu na tej samej ścieżce niż rowerzysta.
Można dodać przedziały czasowe. Tak więc wykład w instytucie trwa aż dwie lekcje w szkole.
Mierzone są przedziały czasowe. Ale proces mierzenia czasu różni się od mierzenia długości, powierzchni czy masy. Aby zmierzyć długość, możesz wielokrotnie używać linijki, przesuwając ją od punktu do punktu. Przedział czasu traktowany jako jednostka może być użyty tylko raz. Dlatego jednostka czasu musi być regularnie powtarzającym się procesem. Taka jednostka w międzynarodowym układzie jednostek nazywana jest drugą. Wraz z drugim używane są również inne jednostki czasu: minuta, godzina, dzień, rok, tydzień, miesiąc, wiek. Jednostki takie jak rok i dzień zostały zaczerpnięte z natury, natomiast godzina, minuta i sekunda zostały wymyślone przez człowieka.
Rok to czas, w którym Ziemia obraca się wokół Słońca. Dzień to czas, w którym Ziemia obraca się wokół własnej osi. Rok składa się z około 365 dni. Ale rok ludzkiego życia składa się z całej liczby dni. Dlatego zamiast dodawać 6 godzin do każdego roku, dodają cały dzień do co czwartego roku. Ten rok składa się z 366 dni i nazywa się rokiem wysokim.
W starożytnej Rosji tydzień nazywano tygodniem, a niedziela była dniem tygodniowym (kiedy nie ma biznesu) lub tylko tygodniem, tj. dzień odpoczynku. Nazwy kolejnych pięciu dni tygodnia wskazują, ile dni minęło od niedzieli. Poniedziałek - zaraz po tygodniu, wtorek - dzień drugi, środa - odpowiednio środkowy, czwarty i piąty dzień, czwartek i piątek, sobota - koniec rzeczy.
Miesiąc nie jest bardzo określoną jednostką czasu, może składać się z trzydziestu jeden dni, trzydziestu i dwudziestu ośmiu, dwudziestu dziewięciu w wysokich latach (dni). Ale ta jednostka czasu istnieje od czasów starożytnych i jest związana z ruchem Księżyca wokół Ziemi. Księżyc wykonuje jeden obrót wokół Ziemi w około 29,5 dnia, aw ciągu roku wykonuje około 12 obrotów. Dane te posłużyły jako podstawa do stworzenia starożytnych kalendarzy, a wynikiem ich wielowiekowego ulepszania jest kalendarz, którego używamy teraz.
Ponieważ Księżyc wykonuje 12 obrotów wokół Ziemi, ludzie zaczęli liczyć pełną liczbę obrotów (czyli 22) rocznie, czyli rok to 12 miesięcy.
Współczesny podział dnia na 24 godziny również sięga czasów starożytnych, został wprowadzony w starożytnym Egipcie. Minuta i sekunda pojawiły się w starożytnym Babilonie, a fakt, że w godzinie jest 60 minut i 60 sekund w minucie, ma wpływ na system liczb sześćdziesiętnych wymyślony przez babilońskich naukowców.
Nie trzeba wiele wysiłku samoobserwacji, aby pokazać, że ostatnia alternatywa jest prawdziwa i że nie możemy być świadomi ani trwania, ani przedłużenia bez sensownej treści. Tak jak widzimy z zamkniętymi oczami, tak samo, całkowicie oderwani od wrażeń świata zewnętrznego, wciąż jesteśmy zanurzeni w tym, co Wundt nazwał gdzieś „półmrokiem” naszej wspólnej świadomości. Bicie serca, oddech, pulsowanie uwagi, fragmenty słów i fraz pędzących przez naszą wyobraźnię – oto co wypełnia ten mglisty obszar świadomości. Wszystkie te procesy są rytmiczne i są przez nas rozpoznawane w natychmiastowej całości; oddech i pulsacja uwagi stanowią okresową przemianę wznoszenia się i opadania; to samo obserwuje się w bicie serca, tylko tutaj fala oscylacji jest znacznie krótsza; słowa niesione są w naszej wyobraźni nie same, ale połączone w grupy. Krótko mówiąc, bez względu na to, jak bardzo staramy się uwolnić naszą świadomość od jakiejkolwiek treści, jakaś forma procesu zmiany zawsze będzie nas świadoma, reprezentując element, którego nie można usunąć ze świadomości. Wraz ze świadomością tego procesu i jego rytmów jesteśmy również świadomi czasu, jaki zajmuje. Świadomość zmiany jest więc warunkiem świadomości upływu czasu, ale nie ma powodu przypuszczać, że upływ zupełnie pustego czasu wystarczy, aby wzbudzić w nas świadomość zmiany. Ta zmiana musi reprezentować znane, rzeczywiste zjawisko.
Ocena dłuższych okresów czasu. Próbując zaobserwować w świadomości upływ czasu pustego (pustego w względnym znaczeniu tego słowa, zgodnie z tym, co zostało powiedziane powyżej), podążamy za nim w myślach z przerwami. Mówimy sobie: „teraz”, „teraz”, „teraz” lub: „więcej”, „więcej”, „więcej” w miarę upływu czasu. Dodanie znanych jednostek czasu trwania reprezentuje prawo nieciągłego upływu czasu. Ta nieciągłość wynika jednak tylko z faktu nieciągłości w postrzeganiu lub postrzeganiu tego, czym jest. W rzeczywistości poczucie czasu jest tak samo ciągłe, jak każdy inny tego rodzaju zmysł. Nazywamy poszczególne kawałki ciągłym doznaniem. Każdy z naszych „wciąż” oznacza jakąś końcową część wygasającego lub wygasłego interwału. Zgodnie z wyrażeniem Hodgsona, sensacja to taśma miernicza, a apercepcja to maszyna dzieląca, która zaznacza szczeliny na taśmie. Słuchając ciągle monotonnego dźwięku, odbieramy go za pomocą nieciągłej pulsacji apercepcji, wypowiadającej w myślach: „ten sam dźwięk”, „ten sam”, „ten sam”! To samo robimy, kiedy obserwujemy upływ czasu. Gdy zaczniemy wyznaczać odstępy czasu, bardzo szybko tracimy wrażenie ich całkowitej ilości, która staje się skrajnie nieokreślona. Dokładną ilość możemy określić tylko poprzez liczenie, lub śledząc ruch wskazówek godzinowych, lub stosując inną metodę symbolicznego wyznaczania przedziałów czasowych.
Pojęcie rozpiętości czasu przekraczającej godziny i dni jest całkowicie symboliczne. Myślimy o sumie znanych przedziałów czasu, albo wyobrażając sobie tylko jej nazwę, albo mentalnie porządkując główne wydarzenia tego okresu, nie udając, że odtwarzamy w myślach wszystkie przedziały, które składają się na daną minutę. Nikt nie może powiedzieć, że postrzega interwał między obecnym wiekiem a I wiekiem p.n.e. jako dłuższy w porównaniu z przerwą między obecnym a X wiekiem. Prawdą jest, że w wyobraźni historyka dłuższy okres czasu przywołuje większą liczbę dat chronologicznych oraz większą liczbę obrazów i wydarzeń, przez co wydaje się bogatszy w fakty. Z tego samego powodu wiele osób twierdzi, że bezpośrednio postrzega dwutygodniowy okres czasu jako dłuższy niż tydzień. Ale tutaj tak naprawdę nie ma w ogóle intuicji czasu, która mogłaby służyć jako porównanie.
Większa lub mniejsza liczba dat i wydarzeń jest w tym przypadku tylko symbolicznym wyznaczeniem dłuższego lub krótszego czasu trwania ich interwału. Jestem przekonany, że dzieje się tak nawet wtedy, gdy porównywane przedziały czasowe nie przekraczają godziny. To samo dzieje się, gdy porównujemy kilkukilometrowe przestrzenie. Kryterium porównania w tym przypadku jest liczba jednostek długości, na którą składają się porównywane przedziały przestrzeni.
Teraz najbardziej naturalne jest dla nas przejście do analizy pewnych dobrze znanych fluktuacji w naszym oszacowaniu długości czasu. Ogólnie rzecz biorąc, czas, wypełniony różnymi i ciekawymi wrażeniami, wydaje się szybko mijać, ale po upływie tego czasu wydaje się być bardzo długi, gdy się go zapamiętuje. Wręcz przeciwnie, czas, nie wypełniony żadnymi wrażeniami, wydaje się długi, płynący, a po locie wydaje się krótki. Tydzień poświęcony podróżom czy odwiedzaniu różnych spektakli ledwo pozostawia w pamięci wrażenie jednego dnia. Kiedy mentalnie spojrzysz na upływający czas, jego czas trwania wydaje się być dłuższy lub krótszy, oczywiście w zależności od liczby wspomnień, które przywołuje. Mnogość przedmiotów, wydarzeń, zmian, liczne podziały natychmiast poszerzają nasze spojrzenie na przeszłość. Pustka, monotonia, brak nowości sprawiają, że jest węższy.
Z wiekiem ten sam okres czasu zaczyna nam się wydawać krótszy – dotyczy to dni, miesięcy i lat; co do godzin - wątpliwe; jeśli chodzi o minuty i sekundy, wydają się zawsze mieć mniej więcej tę samą długość. Dla staruszka przeszłość prawdopodobnie nie wydaje się dłuższa niż wydawało mu się w dzieciństwie, choć w rzeczywistości może być 12 razy dłuższa. U większości ludzi wszystkie wydarzenia z dorosłości są tak nawykowe, że indywidualne wrażenia nie pozostają na długo w pamięci. Jednocześnie zapomina się coraz więcej wcześniejszych wydarzeń, bo pamięć nie jest w stanie zachować tak dużej liczby odrębnych, określonych obrazów.
To wszystko, co chciałem powiedzieć o pozornym skróceniu czasu, patrząc w przeszłość. Czas teraźniejszy wydaje się krótszy, gdy jesteśmy tak pochłonięci jego treścią, że nie zauważamy upływu samego czasu. Przed nami szybko mija dzień pełen żywych wrażeń. Wręcz przeciwnie, dzień pełen oczekiwań i niespełnionych pragnień zmiany będzie wydawał się wiecznością. Taedium, ennui, Langweile, nuda, nuda to słowa, którym w każdym języku istnieje odpowiednia koncepcja. Zaczynamy się nudzić, gdy ze względu na względne ubóstwo treści naszego doświadczenia uwaga skupia się na samym upływie czasu. Oczekujemy nowych wrażeń, przygotowujemy się do ich odbioru – nie pojawiają się, zamiast nich doświadczamy prawie pustego czasu. Wraz z nieustannymi i licznymi powtórzeniami naszych rozczarowań, sam upływ czasu zaczyna być odczuwany z niezwykłą siłą.
Zamknij oczy i poproś kogoś, aby powiedział ci, kiedy minie minuta: ta minuta całkowitego braku zewnętrznych wrażeń wyda ci się niewiarygodnie długa. Jest to tak żmudne, jak pierwszy tydzień żeglowania po oceanie i nie sposób oprzeć się wrażeniu, że ludzkość może doświadczyć nieporównywalnie dłuższych okresów dręczącej monotonii. Chodzi tu o skierowanie uwagi na poczucie czasu per se (samego w sobie) i aby uwaga w tym przypadku dostrzegała niezwykle subtelne podziały czasu. W takich przeżyciach bezbarwność wrażeń jest dla nas nie do zniesienia, bo podniecenie jest nieodzownym warunkiem przyjemności, a poczucie pustego czasu jest najmniej pobudliwym doświadczeniem, jakie możemy mieć. W słowach Volkmanna taedium reprezentuje niejako protest przeciwko całej treści współczesności.
Odczucie przeszłości to teraźniejszość. Omawiając modus operandi naszej wiedzy o relacjach czasowych, na pierwszy rzut oka można by pomyśleć, że jest to najprostsza rzecz na świecie. Zjawiska uczuć wewnętrznych są w nas zastępowane przez siebie nawzajem: są przez nas jako takie rozpoznawane; w konsekwencji można widocznie powiedzieć, że jesteśmy również świadomi ich sukcesji. Ale tak szorstkiego sposobu rozumowania nie można nazwać filozoficznym, ponieważ między sekwencją zmian stanów naszej świadomości a świadomością ich sekwencji znajduje się ta sama szeroka przepaść, jak między jakimkolwiek innym przedmiotem i podmiotem poznania. Kolejność wrażeń sama w sobie nie jest wrażeniem następstwa. Jeżeli jednak do kolejnych doznań dołącza się tu wrażenie ich sekwencji, to taki fakt należy uznać za jakieś dodatkowe zjawisko psychiczne, które wymaga specjalnego wyjaśnienia, bardziej zadowalającego niż powyższe powierzchowne utożsamienie kolejnych doznań z ich świadomością.
I ICH JEDNOSTKI MIARY
Pojęcie czasu jest bardziej złożone niż pojęcie długości i masy. W życiu codziennym czas jest tym, co oddziela jedno wydarzenie od drugiego. W matematyce i fizyce czas traktowany jest jako wielkość skalarna, ponieważ przedziały czasowe mają podobne właściwości jak długość, powierzchnia, masa.
Okresy czasu można porównać. Na przykład pieszy spędzi więcej czasu na tej samej ścieżce niż rowerzysta.
Można dodać przedziały czasowe. Tak więc wykład w instytucie trwa aż dwie lekcje w szkole.
Mierzone są przedziały czasowe. Ale proces mierzenia czasu różni się od mierzenia długości, powierzchni czy masy. Aby zmierzyć długość, możesz wielokrotnie używać linijki, przesuwając ją od punktu do punktu. Przedział czasu traktowany jako jednostka może być użyty tylko raz. Dlatego jednostka czasu musi być regularnie powtarzającym się procesem. Taka jednostka w międzynarodowym układzie jednostek nazywa się druga. Wraz z drugim używane są również inne jednostki czasu: minuta, godzina, dzień, rok, tydzień, miesiąc, wiek. Jednostki takie jak rok i dzień zostały zaczerpnięte z natury, natomiast godzina, minuta i sekunda zostały wymyślone przez człowieka.
Rok to czas, w którym Ziemia obraca się wokół Słońca.
Dzień to czas, w którym Ziemia obraca się wokół własnej osi.
Rok składa się z około 365 dni. Ale rok ludzkiego życia składa się z całej liczby dni. Dlatego zamiast dodawać 6 godzin do każdego roku, dodają cały dzień do co czwartego roku. Ten rok składa się z 366 dni i nazywa się rok przestępny.
Tydzień. W starożytnej Rosji tydzień nazywano tygodniem, a niedzielę nazywano dniem powszednim (gdy nie ma biznesu) lub tylko tygodniem, tj. dzień odpoczynku. Nazwy kolejnych pięciu dni tygodnia wskazują, ile dni minęło od niedzieli. Poniedziałek - zaraz po tygodniu, wtorek - dzień drugi, środa - odpowiednio środkowy, czwarty i piąty dzień, czwartek i piątek, sobota - koniec rzeczy.
Miesiąc- niezbyt określona jednostka czasu, może składać się z trzydziestu jeden dni, trzydziestu i dwudziestu ośmiu, dwudziestu dziewięciu lat przestępnych (dni). Ale ta jednostka czasu istnieje od czasów starożytnych i jest związana z ruchem Księżyca wokół Ziemi. Księżyc wykonuje jeden obrót wokół Ziemi w około 29,5 dnia, aw ciągu roku wykonuje około 12 obrotów. Dane te posłużyły jako podstawa do stworzenia starożytnych kalendarzy, a wynikiem ich wielowiekowego ulepszania jest kalendarz, którego używamy teraz.
Ponieważ Księżyc wykonuje 12 obrotów wokół Ziemi, ludzie zaczęli dokładniej liczyć liczbę obrotów (czyli 22) rocznie, czyli rok to 12 miesięcy.
Współczesny podział dnia na 24 godziny również sięga czasów starożytnych, został wprowadzony w starożytnym Egipcie. Minuta i sekunda pojawiły się w starożytnym Babilonie, a fakt, że w godzinie jest 60 minut i 60 sekund w minucie, ma wpływ na system liczb sześćdziesiętnych wymyślony przez babilońskich naukowców.
Czas to najtrudniejsza ilość do zbadania. Reprezentacje czasowe u dzieci rozwijają się powoli w procesie długotrwałych obserwacji, gromadzenia doświadczeń życiowych i badania innych wielkości.
Reprezentacje czasowe u pierwszoklasistów powstają przede wszystkim w procesie ich praktycznych (edukacyjnych) czynności: codziennej rutyny, prowadzenia kalendarza natury, postrzegania kolejności wydarzeń podczas czytania bajek, opowiadań, oglądania filmów, codziennego rejestrowania dat pracy w zeszytach – wszystko to pomaga dziecku dostrzec i uświadomić sobie zmiany czasu, poczuć upływ czasu.
Jednostki czasu, w jakich dzieci są wprowadzane w szkole podstawowej: tydzień, miesiąc, rok, wiek, dzień, godzina, minuta, sekunda.
Zaczynając od 1-sza klasa, konieczne jest rozpoczęcie porównywania znanych przedziałów czasowych, które często spotyka się w doświadczeniach dzieci. Na przykład, co trwa dłużej: lekcja czy przerwa, kwatera akademicka czy ferie zimowe; co jest krótsze: dzień szkolny ucznia w szkole czy dzień pracy rodziców?
Takie zadania przyczyniają się do rozwoju poczucia czasu. W procesie rozwiązywania problemów związanych z pojęciem różnicy dzieci zaczynają porównywać wiek ludzi i stopniowo opanowywać ważne pojęcia: starszy – młodszy – ten sam wiek. Na przykład:
„Moja siostra ma 7 lat, a mój brat jest o 2 lata starszy od mojej siostry. Ile lat ma twój brat?"
„Misha ma 10 lat, a jego siostra jest od niego 3 lata młodsza. Ile lat ma Twoja siostra?"
„Sveta ma 7 lat, a jej brat ma 9 lat. Ile lat każdy z nich będzie miał za 3 lata?
W II stopnia dzieci formułują bardziej szczegółowe wyobrażenia na temat tych okresów czasu. (2 kl. " Godzina. Minuta " Z. 20)
W tym celu nauczyciel wykorzystuje model tarczy z ruchomymi wskazówkami; wyjaśnia, że duża wskazówka to minuta, mała wskazówka to godzina, wyjaśnia, że wszystkie zegarki są ułożone w taki sposób, że podczas gdy duża wskazówka przechodzi od jednej małej do drugiej, mija 1 minuta, i podczas gdy mała ręka przechodzi z jednej dużej dywizji do drugiej, przechodzi 1 godzina. Czas jest utrzymywany od północy do południa (12 w południe) i od południa do północy. Następnie proponujemy ćwiczenia z wykorzystaniem modelu zegarka:
♦ nazwij wskazany czas (s. 20 #1, s. 22 #5, s. 107 #12)
♦ wskazać godzinę, o której dzwoni nauczyciel lub uczniowie.
Podane są różne formy odczytywania odczytów zegara:
9:30, 30:30, wpół do dziesiątej;
4:45, 45 minut po piątej, 15 do piątej, za piętnaście piąta.
Badanie jednostki czasu jest wykorzystywane w rozwiązywaniu problemów (s. 21 nr 1).
W 3 klasa wyobrażenia dzieci na temat takich jednostek czasu jak rok, miesiąc, tydzień . (3 komórki, część 1, s. 9) W tym celu nauczyciel korzysta z kalendarza godzinowego. Na nim dzieci wypisują kolejno nazwy miesięcy i liczbę dni w każdym miesiącu. Miesiące o tej samej długości są natychmiast rozróżniane, odnotowuje się najkrótszy miesiąc w roku (luty). Na kalendarzu uczniowie określają numer porządkowy miesiąca:
♦ Jak nazywa się piąty miesiąc roku?
♦ który jest lipiec?
Ustaw dzień tygodnia, jeśli jest znany, dzień i miesiąc i odwrotnie, ustaw, które dni miesiąca przypadają w określone dni tygodnia:
♦ Jakie są niedziele w listopadzie?
Korzystając z kalendarza, uczniowie rozwiązują problemy, aby ustalić czas trwania wydarzenia:
♦ ile dni trwa jesień? Ile tygodni to trwa?
♦ Ile dni trwa ferie wiosenne?
Koncepcje o dniu objawia się poprzez bliskie dzieciom pojęcia o porach dnia - poranek, popołudnie, wieczór, noc. Ponadto opierają się na reprezentacji sekwencji czasowej: wczoraj, dziś, jutro. (klasa 3, część 1, s. 92 „Dzień”)
Dzieci są proszone o wypisanie, co robiły od wczoraj rano do dzisiejszego poranka, co będą robić od dzisiejszego wieczoru do jutra wieczorem itp.
Takie okresy nazywają się dniami»
Stosunek jest ustawiony: Dzień = 24 godziny
Następnie nawiązywane jest połączenie z badanymi jednostkami czasu:
♦ Ile godzin jest w ciągu 2 dni?
♦ Ile dni jest w ciągu dwóch tygodni? Po 4 tygodniach?
♦ Porównaj: 1 tyg. * 8 dni, 25 godzin * 1 dzień, 1 miesiąc * 35 dni
Później wprowadzana jest jednostka czasu, taka jak kwartał (co 3 miesiące, łącznie 4 kwartały).
Po zapoznaniu się z akcjami rozwiązywane są następujące zadania:
♦ Ile minut to jedna trzecia godziny?
♦ Ile godzin to kwadrans?
♦ Jaka część roku to jeden kwartał?
W 4 klasie wyjaśnione są koncepcje dotyczące już przestudiowanych jednostek czasu (Część 1, s. 59): wprowadza się nową relację -
1 rok = 365 lub 366 dni
Dzieci dowiedzą się, że podstawowymi jednostkami miary są: dzień to czas, w którym Ziemia wykona pełny obrót wokół własnej osi, oraz rok - czas, w którym Ziemia dokonuje kompletnej rewolucji wokół Słońca.
Temat ” Czas od 0 godzin do 24 godzin "(str. 60). Dzieci są wprowadzane w 24-godzinny zegar. Dowiadują się, że początek dnia to północ (godzina 0), że godziny w ciągu dnia liczone są od początku dnia, więc po południu (godzina 12) każda godzina ma inny numer seryjny (1 godzina po południu to godzina 13, godzina 2 dni -14 h...)
Przykłady ćwiczeń:
♦ Inny sposób na określenie, która jest godzina:
1) jeżeli od początku dnia upłynęło 16 godzin, 20 godzin, trzy kwadranse, 21 godzin 40 minut, 23 godziny 45 minut;
2) jeśli powiedzieli: kwadrans po piątej, wpół do drugiej, za kwadrans siódma.
Wyrazić:
a) w godzinach: 5 dni, 10 dni 12 godzin, 120 minut
b) dziennie: 48 godzin, 2 tygodnie
c) w miesiącach: 3 lata, 8 lat i 4 miesiące, ćwierć roku
d) w latach: 24 miesiące, 60 miesięcy, 84 miesiące.
Rozważ najprostsze przypadki dodawania i odejmowania wielkości wyrażonych w jednostkach czasu. Niezbędne przeliczenia jednostek czasu są tu wykonywane po drodze, bez wstępnej zamiany podanych wartości. Aby uniknąć błędów w obliczeniach, które są znacznie bardziej skomplikowane niż obliczenia z wielkościami wyrażonymi w jednostkach długości i masy, zaleca się podanie obliczeń w porównaniu:
30min 45sek - 20min58sek;
30m 45cm - 20m 58cm;
30c 45kg - 20c 58kg;
♦ Jakiego działania możesz użyć, aby dowiedzieć się:
1) o której godzinie zegar pokaże za 4 godziny, jeśli teraz jest godzina 0, godzina 5 ...
2) jak długo to potrwa od 14:00 do 20:00, od 1:00 do 6:00
3) o której godzinie zegar wskazywał 7 godzin temu, jeśli teraz jest 13 godzin, 7 godzin 25 minut?
1 min = 60 s
Następnie brana jest pod uwagę największa z rozważanych jednostek czasu - wiek, ustalany jest stosunek:
Przykłady ćwiczeń:
♦ Ile lat ma 3 wieki? W X wieku? W 19-stym wieku?
♦ Ile wieków to 600 lat? 1100 lat? 2000 lat?
A.S. Puszkin urodził się w 1799 i zmarł w 1837. W jakim wieku się urodził iw jakim wieku umarł?
Przyswajanie relacji między jednostkami czasu pomaga tabela miar , który należy na chwilę zawiesić w klasie, a także systematyczne ćwiczenia z przeliczania wartości wyrażonych w jednostkach czasu, porównywania ich, znajdowania różnych ułamków dowolnej jednostki czasu, rozwiązywania problemów z obliczaniem czasu.
1 w. \u003d 100 lat w roku 365 lub 366 dni
1 rok = 12 miesięcy 30 lub 31 dni w miesiącu
1 dzień = 24 godziny (28 lutego lub 29 dni)
1 godz. = 60 min
1 min = 60 s
W temacie „ Dodawanie i odejmowanie ilości » rozpatruje najprostsze przypadki dodawania i odejmowania złożonych liczb nazwanych wyrażonych w jednostkach czasu:
♦ 18h 36 min -9h
♦ 20 min 30 s + 25 s
♦ 18h 36 min - 9 min (w kolejce)
♦ 5 godz. 48 min + 35 min
♦2 godz. 30 min - 55 min
Przypadki mnożenia są rozpatrywane później:
♦ 2 min 30 s 5
Do opracowania reprezentacji czasowych stosuje się rozwiązanie problemów obliczania czasu trwania zdarzeń, jego początku i końca.
Najprostsze zadania do obliczania czasu w ciągu roku (miesiąca) rozwiązuje się za pomocą kalendarza, aw ciągu dnia - za pomocą modelu zegara.
Ćwiczenie nr 1
Zapraszamy dzieci do odsłuchania dwóch nagrań taśmowych. A jedna z nich ma 20 sekund, a druga 15 sekund. Po wysłuchaniu dzieci muszą ustalić, które z proponowanych nagrań jest dłuższe od drugiego. To zadanie powoduje pewne trudności, opinie dzieci są różne.
Następnie nauczyciel dowiaduje się, że aby poznać czas trwania melodii, należy je zmierzyć. Pytania:
Która z dwóch melodii trwa dłużej?
Czy można to określić słuchem?
Co jest do tego potrzebne. aby określić czas trwania melodii.
W tej lekcji możesz wprowadzić godziny i jednostkę czasu - minuta .
Ćwiczenie #2
Dzieci zapraszamy do wysłuchania dwóch melodii. Jedna z nich trwa 1 minutę, a druga 55 sekund. Po wysłuchaniu dzieci muszą ustalić, która melodia trwa dłużej. To zadanie jest trudne, opinie dzieci są różne.
Następnie nauczyciel sugeruje, słuchając melodii, policzyć, ile razy strzałka się poruszy. W trakcie tej pracy dzieci dowiadują się, że podczas słuchania pierwszej melodii strzałka przesunęła się 60 razy i zatoczyła pełne koło, tj. melodia trwała minutę. Druga melodia trwała krócej, bo. podczas gdy brzmiało strzała przesunęła się 55 razy. Następnie nauczyciel mówi dzieciom, że każdy „krok” strzałki to okres czasu zwany druga . Strzałka przechodząca pełne koło - minutę - robi 60" kroków, czyli W jednej minucie jest 60 sekund.
Dzieciom proponujemy plakat: „Zapraszamy wszystkich uczniów szkoły na wykład o zasadach zachowania na wodzie. Wykład trwa 60.....”.
Nauczycielka wyjaśnia, że artysta, który narysował plakat, nie znał jednostek czasu i nie napisał, jak długo będzie trwał wykład. Uczniowie klas pierwszych zdecydowali, że wykład będzie trwał 60 sekund, tj. jedną minutę, a uczniowie klas drugich ustalili, że wykład będzie trwał 60 minut. Jak myślisz, który z nich jest właściwy? Uczniowie dowiadują się, że drugoklasiści mają rację. W procesie rozwiązywania tego problemu dzieci dochodzą do wniosku, że mierząc okresy, konieczne jest użycie jednego małego. Ta lekcja wprowadza nową jednostkę czasu - godzina .
Jak myślisz, dlaczego drugoklasiści mają rację?
Co jest potrzebne, aby uniknąć takich błędów?
Ile minut zajmuje jedna godzina? ile sekund?
Popularne wśród Einsteina i SRT
A oto kolejne spojrzenie na teorię względności: jeden sklep internetowy sprzedaje zegarki, które nie mają drugiej ręki. Ale tarcza obraca się z tą samą prędkością w stosunku do godziny i minuty. A w nazwie tego zegarka widnieje nazwisko słynnego fizyka „Einstein”.
Względność przedziałów czasowych jest to, że bieg zegara zależy od ruchu obserwatora. Zegary ruchome pozostają w tyle za zegarami stacjonarnymi: jeśli jakieś zjawisko ma określony czas trwania dla obserwatora poruszającego się, to wydaje się, że jest dłuższy dla stacjonarnego. Gdyby system poruszał się z prędkością światła, to dla nieruchomego obserwatora ruchy w nim wydawałyby się nieskończenie spowolnione. To słynny paradoks zegara.
Przykład
Jeśli jednocześnie (dla siebie) klikam palcami po rozłożonych dłoniach, to dla mnie odstęp czasowy między kliknięciami jest równy zero (przyjmuje się, że sprawdziłem to metodą Einsteina - nadjeżdżające sygnały świetlne razem dotarły do środka odległości między parami klikających palców). Ale wtedy dla każdego obserwatora poruszającego się „na boki” względem mnie, kliknięcia nie będą równoczesne. Tak więc, zgodnie z jego odliczaniem, moja chwila stanie się pewnym czasem trwania.
Z drugiej strony, jeśli kliknie palcami na wyciągniętych dłoniach iz jego punktu widzenia kliknięcia są jednoczesne, to dla mnie okażą się niejednoczesne. Dlatego postrzegam jego moment jako trwanie.
Podobnie moja „prawie natychmiastowa” – bardzo krótki czas trwania – jest rozciągnięta dla poruszającego się obserwatora. A jego „prawie chwila” ciągnie się dla mnie. Jednym słowem, mój czas zwalnia dla niego, a jego czas zwalnia dla mnie.
To prawda, że w tych przykładach nie jest od razu jasne, że we wszystkich systemach odniesienia zachowany jest kierunek czasu – koniecznie od przeszłości do przyszłości. Ale łatwo to udowodnić, pamiętając o zakazie nadświetlnych prędkości, który uniemożliwia cofnięcie się w czasie.
Jeszcze jeden przykład
Ella i Alla są astronautami. Latają na różnych rakietach w przeciwnych kierunkach i przelatują obok siebie. Dziewczyny uwielbiają patrzeć w lustro. Ponadto obie dziewczyny są obdarzone nadludzką zdolnością dostrzegania i rozważania subtelnie szybkich zjawisk.
Ella siedzi w rakiecie, wpatrując się we własne odbicie i kontemplując nieubłagane tempo czasu. Tam, w lustrze, widzi siebie w przeszłości. W końcu światło z jej twarzy najpierw dotarło do lustra, potem odbiło się od niego i wróciło. Ta podróż światła wymagała czasu. Oznacza to, że Ella widzi siebie nie taką, jaką jest teraz, ale trochę młodszą. Przez około trzysta milionowych sekundy – ponieważ. prędkość światła wynosi 300 000 km/s, a droga od twarzy Elli do lustra iz powrotem wynosi około 1 metra. „Tak”, myśli Ella, „możesz zobaczyć siebie tylko w przeszłości!”
Alla, lecąc nadlatującą rakietą, dogoniła Ellę, wita ją i jest ciekawa, co robi jej koleżanka. Och, ona patrzy w lustro! Jednak Alla, patrząc w lustro Elli, dochodzi do innych wniosków. Według Alli Ella starzeje się wolniej niż według samej Elli!
W rzeczywistości, gdy światło z twarzy Elli docierało do lustra, lustro przesunęło się względem Alli – w końcu rakieta się porusza. W drodze powrotnej Alla zauważyła dalsze przemieszczenie rakiety.
Tak więc dla Alli światło poruszało się tam i z powrotem nie wzdłuż jednej prostej, ale wzdłuż dwóch różnych, nie zbiegających się. Na ścieżce „Ella – lustro – Ella” światło szło pod kątem, opisując coś podobnego do litery „D”. Dlatego z punktu widzenia Alli poszedł dłuższą drogą niż z punktu widzenia Elli. A im większa, tym większa prędkość względna pocisków.
Alla jest nie tylko astronautą, ale także fizykiem. Wie: według Einsteina prędkość światła jest zawsze stała, w każdym układzie odniesienia jest taka sama, ponieważ nie zależy od prędkości źródła światła. W konsekwencji zarówno dla Alli, jak i Elli prędkość światła wynosi 300 000 km/s. Ale jeśli światło może poruszać się różnymi drogami z tą samą prędkością w różnych układach odniesienia, wniosek z tego jest jedyny: czas płynie inaczej w różnych układach odniesienia. Z punktu widzenia Alli światło Elli przeszło długą drogę. Oznacza to, że zajęło to więcej czasu, w przeciwnym razie prędkość światła nie pozostałaby niezmieniona. Według pomiarów Alli czas Elli płynie wolniej niż według pomiarów Elli.
Ostatni przykład
Jeśli astronauta wystartuje z Ziemi z prędkością różniącą się od prędkości światła o jedną dwudziestotysięczną, leci tam w linii prostej przez rok (liczony przez zegarek i według wydarzeń z jego życia), a następnie wraca plecy. Według zegarka astronauty ta podróż trwa 2 lata.
Wracając na Ziemię, odkryje (według relatywistycznej formuły dylatacji czasu), że mieszkańcy Ziemi dorośli 100 lat (według ziemskich zegarów), czyli spotka kolejne pokolenie.
Należy pamiętać, że podczas takiego lotu występują odcinki ruchu jednostajnego (układ odniesienia będzie bezwładnościowy i obowiązuje SRT), a także odcinki ruchu z przyspieszeniem (przyspieszenie na starcie, hamowanie przy lądowaniu, zakręt - układ odniesienia jest nieinercyjny i SRT nie ma zastosowania.
Relatywistyczna formuła dylatacji czasu:
Całe nasze życie związane jest z czasem i regulowane jest przez okresowe zmiany dnia i nocy oraz pory roku. Wiesz, że Słońce zawsze oświetla tylko połowę globu: na jednej półkuli jest dzień, a na drugiej o tej porze noc. Dlatego na naszej planecie zawsze są punkty, w których w tej chwili jest południe, a Słońce znajduje się w górnej kulminacji, i północ, gdy Słońce znajduje się w dolnej kulminacji.
Nazywa się moment górnej kulminacji środka Słońca prawdziwe południe, moment kulminacji dolnego - prawdziwa północ. A przedział czasowy między dwiema kolejnymi kulminacjami o tej samej nazwie centrum Słońca nazywa się prawdziwe słoneczne dni.
Wydawałoby się, że można je wykorzystać do dokładnego pomiaru czasu. Jednak ze względu na eliptyczną orbitę Ziemi, dzień słoneczny okresowo zmienia swój czas trwania. Tak więc, gdy Ziemia znajduje się najbliżej Słońca, krąży z prędkością około 30,3 km/s. A sześć miesięcy później Ziemia znajduje się w najbardziej odległym punkcie od Słońca, gdzie jej prędkość spada o 1 km/s. Taki nierównomierny ruch Ziemi na swojej orbicie powoduje nierównomierny pozorny ruch Słońca po sferze niebieskiej. Innymi słowy, w różnych porach roku Słońce „porusza się” po niebie z różnymi prędkościami. Dlatego czas trwania prawdziwego słonecznego dnia stale się zmienia i niewygodne jest używanie ich jako jednostki czasu. W związku z tym w życiu codziennym nieprawda, ale średni słoneczny dzień, którego czas trwania przyjmuje się jako stały i równy 24 godzinom. Każda godzina średniego czasu słonecznego jest z kolei podzielona na 60 minut, a każda minuta na 60 sekund.
Pomiar czasu za pomocą dni słonecznych jest powiązany z południkiem geograficznym. Czas mierzony na danym południku nazywamy jego czas lokalny, i jest taki sam dla wszystkich znajdujących się na nim elementów. Jednocześnie im bardziej na wschód od południka ziemi, tym wcześniej zaczyna się na nim dzień. Jeśli weźmiemy pod uwagę, że na każdą godzinę nasza planeta obraca się wokół własnej osi o 15 o, to różnica czasu dwóch punktów w ciągu jednej godziny odpowiada różnicy długości geograficznej wynoszącej 15 °. W konsekwencji czas lokalny w dwóch punktach będzie się różnić dokładnie o tyle, o ile różni się ich długość geograficzna wyrażona w godzinach:
T 1 – T 2 = λ1 – λ2.
Z przebiegu geografii wiesz, że początkowy (lub, jak to się nazywa, zerowy) południk to południk przechodzący przez obserwatorium w Greenwich, położone niedaleko Londynu. Nazywa się lokalny średni czas słoneczny południka Greenwich czas uniwersalny- Czas uniwersalny (w skrócie UT).
Znając czas uniwersalny i długość geograficzną dowolnego punktu, możesz łatwo określić jego czas lokalny:
T 1 = UT + λ 1 .
Ta formuła pozwala również znaleźć długość geograficzną w czasie uniwersalnym i czasie lokalnym, który jest określany na podstawie obserwacji astronomicznych.
Gdybyśmy jednak w życiu codziennym korzystali z czasu lokalnego, to przemieszczając się pomiędzy osadami położonymi na wschód lub zachód od naszego stałego miejsca zamieszkania, musielibyśmy nieustannie przesuwać wskazówki zegara.
Na przykład określmy, o ile później jest południe w Petersburgu w porównaniu z Moskwą, jeśli ich długość geograficzna jest z góry znana.
Innymi słowy, w Petersburgu południe nadejdzie około 29 minut i 12 sekund później niż w Moskwie.
Wynikająca z tego niedogodność jest tak oczywista, że obecnie korzysta z niej prawie cała populacja kuli ziemskiej system liczenia czasu taśmy. Został zaproponowany przez amerykańskiego nauczyciela Charlesa Dowda w 1872 roku do użytku na amerykańskich liniach kolejowych. A już w 1884 roku w Waszyngtonie odbyła się Międzynarodowa Konferencja Meridian, która zaowocowała zaleceniem używania czasu uniwersalnego Greenwich jako czasu uniwersalnego.
Zgodnie z tym systemem, cały glob podzielony jest na 24 strefy czasowe, z których każda rozciąga się na 15° (lub godzinę) długości geograficznej. Strefa czasowa południka Greenwich jest uważana za zero. Pozostałe strefy, w kierunku od zera na wschód, mają przypisane numery od 1 do 23. W obrębie tego samego pasa, we wszystkich punktach w każdym momencie, czas standardowy jest taki sam, a w sąsiednich strefach różni się dokładnie o jeden godzina.
Tak więc czas standardowy, który jest akceptowany w danym miejscu, różni się od czasu światowego o liczbę godzin równą numerowi jego strefy czasowej:
T = UT + n .
Jeśli spojrzysz na mapę stref czasowych, nietrudno zauważyć, że ich granice pokrywają się z południkami tylko na obszarach słabo zaludnionych, na morzach i oceanach. W innych miejscach granice pasów, dla większej wygody, przebiegają wzdłuż granic państwowych i administracyjnych, pasm górskich, rzek i innych granic naturalnych.
Również linia warunkowa biegnie od bieguna do bieguna na powierzchni globu, po różnych stronach których czas lokalny różni się prawie o jeden dzień. Ta linia nazywa się linie daty. Biegnie w przybliżeniu wzdłuż południka 180°.
Obecnie uważany jest za bardziej niezawodny i dogodny czas czas atomowy który został wprowadzony przez Międzynarodowy Komitet Miar i Wag w 1964 roku. Jako wzorzec czasu przyjęto zegary atomowe, których błąd wynosi około jednej sekundy na 50 tysięcy lat. Dlatego od 1 stycznia 1972 r. kraje kuli ziemskiej śledzą według nich czas.
Do obliczania długich okresów czasu, w których ustala się określony czas trwania miesięcy, wprowadzono ich kolejność w roku i początkowy moment liczenia lat kalendarz. Opiera się na okresowych zjawiskach astronomicznych: obrocie Ziemi wokół własnej osi, zmianie faz księżyca, obrocie Ziemi wokół Słońca. Jednocześnie każdy system kalendarzowy (a jest ich ponad 200) opiera się na trzech głównych jednostkach czasu: średnim dniu słonecznym, miesiącu synodycznym i roku tropikalnym (lub słonecznym).
Odwołaj to miesiąc synodyczny- jest to odstęp czasu między dwiema kolejnymi identycznymi fazami księżyca. Jest to około 29,5 dnia.
ALE rok tropikalny- jest to odstęp czasu między dwoma kolejnymi przejściami środka Słońca przez równonoc wiosenną. Jego średni czas trwania od 1 stycznia 2000 r. wynosi 365 d 05 h 48 min 45,19 s.
Jak widać, miesiąc synodyczny i rok tropikalny nie zawierają całkowitej liczby średnich dni słonecznych. Dlatego wiele narodów na swój sposób próbowało koordynować dzień, miesiąc i rok. To później doprowadziło do tego, że w różnym czasie różne narody miały swój własny system kalendarzowy. Jednak wszystkie kalendarze można podzielić na trzy typy: księżycowy, księżycowo-słoneczny i słoneczny.
W księżycowy kalendarz Rok podzielony jest na 12 miesięcy księżycowych, które na przemian zawierają 30 lub 29 dni. W rezultacie kalendarz księżycowy jest krótszy od roku słonecznego o około dziesięć dni. Taki kalendarz stał się powszechny we współczesnym świecie islamskim.
kalendarze księżycowo-słoneczne najtrudniejszy. Opierają się na stosunku 19 lat słonecznych do 235 miesięcy księżycowych. W rezultacie jest 12 lub 13 miesięcy w roku. Obecnie taki system zachował się w kalendarzu żydowskim.
W kalendarz słoneczny na podstawie długości roku tropikalnego. Za jeden z pierwszych kalendarzy słonecznych uważa się kalendarz starożytnego Egiptu, powstały około V tysiąclecia p.n.e. Dzielił rok na 12 miesięcy po 30 dni każdy. A pod koniec roku dodano jeszcze 5 świąt.
Bezpośrednim poprzednikiem współczesnego kalendarza był kalendarz opracowany 1 stycznia 45 roku p.n.e. w starożytnym Rzymie na rozkaz Juliusza Cezara (stąd jego nazwa - Juliański).
Ale kalendarz juliański też nie był doskonały, ponieważ w nim długość roku kalendarzowego różniła się od roku tropikalnego o 11 minut i 14 sekund. Wydawałoby się, że wszystko jest niczym. Ale w połowie XVI wieku zauważono przesunięcie równonocy wiosennej, z którą związane są święta kościelne, o 10 dni.
Aby zrekompensować nagromadzony błąd i uniknąć takiej zmiany w przyszłości, w 1582 roku papież Grzegorz XIII przeprowadził reformę kalendarza, która przesunęła liczenie dni do przodu o 10 dni.
Jednocześnie, aby lepiej dopasować średni rok kalendarzowy do roku słonecznego, Grzegorz XIII zmienił zasadę lat przestępnych. Tak jak poprzednio rok pozostał rokiem przestępnym, którego liczba jest wielokrotnością czterech, ale zrobiono wyjątek dla tych, które były wielokrotnością setki. Takie lata były latami przestępnymi tylko wtedy, gdy były również podzielne przez 400. Na przykład 1700, 1800 i 1900 były latami prostymi. Ale 1600 i 2000 to lata przestępne.
Zmieniony kalendarz został nazwany kalendarz gregoriański lub kalendarz w nowym stylu.
W Rosji nowy styl wprowadzono dopiero w 1918 roku. Do tego czasu narosła różnica 13 dni między nim a starym stylem.
Jednak stary kalendarz wciąż żyje w pamięci wielu osób. To dzięki niemu w wielu krajach byłego ZSRR w nocy z 13 na 14 stycznia obchodzony jest „Stary Nowy Rok”.
Podstawową jednostką czasu jest dzień gwiezdny. Jest to czas potrzebny Ziemi na wykonanie jednego obrotu wokół własnej osi. Przy określaniu dnia gwiezdnego zamiast równomiernego obrotu Ziemi wygodniej jest wziąć pod uwagę równomierny obrót sfery niebieskiej.
Dzień gwiezdny to okres czasu pomiędzy dwoma kolejnymi kulminacjami punktu Barana (lub jakiejś gwiazdy) o tej samej nazwie na tym samym południku. Za początek dnia gwiezdnego przyjmuje się moment górnej kulminacji punktu Barana, czyli moment, w którym przechodzi on przez południową część południka obserwatora.
Ze względu na równomierny obrót sfery niebieskiej punkt Barana równomiernie zmienia swój kąt godzinowy o 360 °. Dlatego czas syderyczny można wyrazić za pomocą zachodniego kąta godzinnego punktu Barana, tj. S \u003d f y / w.
Kąt godzinny punktu Barana jest wyrażony w stopniach i czasie. Służą temu następujące wskaźniki: 24 h = 360°; 1 m =15°; 1 m \u003d 15 "; 1 s \u003d 0/2 5 i odwrotnie: 360 ° \u003d 24 h; 1 ° \u003d (1/15) h \u003d 4 M; 1" \u003d (1/15) * \u003d 4 s; 0",1=0 s,4.
Dni gwiezdne dzielą się na jeszcze mniejsze jednostki. Godzina syderyczna to 1/24 dnia syderycznego, minuta syderyczna to 1/60 godziny syderycznej, a sekunda syderyczna to 1/60 minuty syderycznej.
W konsekwencji, czas gwiazdowy podaj liczbę godzin, minut i sekund syderycznych, które upłynęły od początku dnia gwiezdnego do danej chwili fizycznej.
Czas gwiazdowy jest szeroko stosowany przez astronomów podczas obserwacji w obserwatoriach. Ale ten czas jest niewygodny dla codziennego życia człowieka, co wiąże się z codziennym ruchem Słońca.
Dzienny ruch Słońca może być wykorzystany do obliczenia czasu w prawdziwym słonecznym dniu. Prawdziwie słoneczne dni nazwany odstępem czasu pomiędzy dwoma kolejnymi kulminacjami Słońca o tej samej nazwie na tym samym południku. Moment górnej kulminacji prawdziwego Słońca jest traktowany jako początek prawdziwego słonecznego dnia. Stąd możesz uzyskać prawdziwą godzinę, minutę i sekundę.
Dużą wadą dni słonecznych jest to, że ich czas trwania nie jest stały przez cały rok. Zamiast prawdziwego dnia słonecznego bierze się średni dzień słoneczny, który jest taki sam pod względem wielkości i równy średniej rocznej wartości prawdziwego dnia słonecznego. Słowo „słonecznie” jest często pomijane i mówione po prostu – przeciętny dzień.
Aby wprowadzić pojęcie średniego dnia, używa się pomocniczego punktu fikcyjnego, który porusza się równomiernie wzdłuż równika i jest nazywany średnim słońcem równikowym. Jej położenie na sferze niebieskiej jest z góry obliczone metodami mechaniki niebieskiej.
Godzinowy kąt średniego słońca zmienia się jednostajnie, w związku z czym średni dzień ma taką samą wielkość przez cały rok. Mając wyobrażenie o przeciętnym słońcu, można podać inną definicję przeciętnego dnia. Przeciętny dzień nazwany odstępem czasu między dwoma kolejnymi kulminacjami o tej samej nazwie środkowego słońca na tym samym południku. Za początek dnia środkowego przyjmuje się moment dolnej kulminacji średniego słońca.
Przeciętny dzień podzielony jest na 24 części - uzyskaj średnią godzinę. Podziel średnią godzinę przez 60, aby uzyskać średnią minutę i odpowiednio średnią sekundę. W ten sposób, średni czas podaj liczbę średnich godzin, minut i sekund, które upłynęły od początku przeciętnego dnia do danego momentu fizycznego. Średni czas jest mierzony przez zachodni kąt godzinny średniego słońca. Średnia doba jest dłuższa od dnia gwiezdnego o 3 M 55 s, 9 średnich jednostek czasu. Dlatego czas syderyczny przesuwa się do przodu o około 4 minuty każdego dnia. W ciągu miesiąca czas syderyczny wydłuży się o 2 godziny do średniej itd. W ciągu roku czas syderyczny wydłuży się o jeden dzień. W konsekwencji początek dnia syderycznego w ciągu roku przypada w różnych porach dnia średniego.
W podręcznikach nawigacyjnych i literaturze astronomicznej często pojawia się wyrażenie „średni czas cywilny” lub częściej „czas średni (cywilny)”. Wyjaśniono to w następujący sposób. Do 1925 r. za początek doby średniej przyjmowano moment szczytowej kulminacji średniego słońca, dlatego średni czas liczono od średniego południa. Czas ten został wykorzystany przez astronomów podczas obserwacji, aby nie dzielić nocy na dwie daty. W życiu cywilnym stosowano ten sam średni czas, ale za początek przeciętnego dnia przyjęto przeciętną północ. Takie przeciętne dni nazwano przeciętnymi dniami cywilnymi. Średni czas liczony od północy nazwano średnim czasem cywilnym.
W 1925 r. na mocy umowy międzynarodowej astronomowie przyjęli na swoją pracę cywilny czas średni. W konsekwencji pojęcie średniego czasu liczonego od przeciętnego południa straciło na znaczeniu. Pozostał jedynie średni czas cywilny, który w uproszczeniu nazwano przeciętnym.
Jeśli oznaczymy przez T - średni (cywilny) czas, a przez - kąt godzinowy średniego słońca, to T \u003d m + 12 H.
Szczególnie ważny jest związek między czasem gwiazdowym, kątem godzinowym gwiazdy i jej rektascencją. To połączenie nazywa się podstawową formułą czasu syderycznego i jest zapisane w następujący sposób:
Podstawowy wzór czasu można wykorzystać do obliczenia kąta godzinnego gwiazdy. Rzeczywiście: r \u003d S + 360 ° -a; oznaczmy 360°- a=t. Następnie
Wszystkie uzyskane przez nas czasy liczone były od dowolnie wybranego południka obserwatora. Dlatego nazywa się je czasami lokalnymi. Więc, czas lokalny to czas na danym południku. Oczywiście w tym samym fizycznym momencie czasy lokalne różnych południków nie będą sobie równe. Dotyczy to również kątów godzinowych. Kąty godzinne mierzone od dowolnego południka obserwatora nazywane są lokalnymi kątami godzinnymi, te ostatnie nie są sobie równe.
Znajdźmy związek między jednorodnymi czasami lokalnymi a lokalnymi kątami godzinowymi opraw na różnych południkach.
Sfera niebieska na ryc. 87 jest zaprojektowany na płaszczyźnie równika; QZrpPn Q"-południk obserwatora przechodzącego przez zenit Greenwich Zrp-Greenwich.
Rozważmy dodatkowo jeszcze dwa punkty: jeden położony na wschód na długości LoSt z zenitem Z1 i drugi na zachód na długości Lw z zenitem Z2. Narysujmy punkt Barana y, środkowe słońce O i oświetlenie o.
Na podstawie definicji czasów i kątów godzinowych, zatem
S 2 , T 2 i t 2 - czas syderyczny, średni czas i kąt godzinny gwiazdy na południku położonym na zachód od Greenwich;
L - długość geograficzna.
Ryż. 86.
Ryż. 87.
Aby porównać czasy i kąty godzinowe w tym samym momencie fizycznym, bierze się początkowy (zerowy) południk przechodzący przez Obserwatorium w Greenwich. Ten południk nazywa się Greenwicz.
Czasy i kąty godzinowe związane z tym południkiem nazywane są czasami Greenwich i kątami godzinowymi Greenwich. Czas Greenwich (cywilny) nazywany jest czasem uniwersalnym (lub uniwersalnym).
W związku między godzinami i kątami godzinowymi należy pamiętać, że na wschodzie kąty godzinowe i zachodnie są zawsze większe niż w Greenwich. Cecha ta jest konsekwencją tego, że wznoszenie, zachodzenie i kulminacja ciał niebieskich na południkach położonych na wschód następuje wcześniej niż na południku Greenwich.
Tak więc lokalny średni czas w różnych punktach na powierzchni ziemi nie będzie taki sam w tym samym momencie fizycznym. Prowadzi to do wielkich niedogodności. Aby to wyeliminować, cały glob podzielono wzdłuż południków na 24 pasy. W każdej strefie przyjmuje się ten sam tzw. czas standardowy, równy lokalnemu średniemu (cywilnemu) czasowi południka środkowego. Południki centralne to południki 0; piętnaście; trzydzieści; 45° itd. na wschód i zachód. Granice pasów przebiegają w jednym kierunku, a w drugim od południka środkowego przez 7°,5. Szerokość każdego pasa wynosi 15°, a zatem w tym samym momencie fizycznym różnica czasu w dwóch sąsiednich pasach wynosi 1 h. Pasy są ponumerowane od 0 do 12 na wschodzie i zachodzie. Pas, którego centralny południk przechodzi przez Greenwich, jest uważany za pas zerowy.
W rzeczywistości granice pasów nie przebiegają ściśle wzdłuż południków, w przeciwnym razie niektóre dzielnice, regiony, a nawet miasta musiałyby zostać podzielone. Aby to wyeliminować, granice czasami biegną wzdłuż granic państw, republik, rzek itp.
W ten sposób, czas standardowy zwany lokalnym, średnim (cywilnym) czasem południka środkowego pasa, przyjmowany tak samo dla całego pasa. Czas standardowy oznaczany jest przez TP. W 1919 r. wprowadzono czas standardowy. W 1957 r. w wyniku zmian województw wprowadzono pewne zmiany w dotychczasowych strefach czasowych.
Zależność między strefą TP a czasem uniwersalnym (Greenwich) TGR wyraża się wzorem:
Na podstawie dwóch ostatnich wyrażeń
W Związku Radzieckim od 1930 r. na mocy dekretu Rady Komisarzy Ludowych wskazówki zegara wszystkich stref zostały przesunięte o 1 godzinę do przodu przez cały rok. Było to spowodowane względami ekonomicznymi. Tak więc standardowy czas na terytorium ZSRR różni się od czasu Greenwich o numer strefy plus 1 godzina.
Życie załogi statku i liczenie marszruty statku toczą się zgodnie z zegarem statkowym, który pokazuje czas statku T C . czas wysyłki wywołać standardowy czas strefy czasowej, w której ustawiony jest zegar statku; jest rejestrowany z dokładnością do 1 min.
Kiedy statek przemieszcza się z jednej strefy do drugiej, wskazówki zegara statku są przesuwane o 1 godzinę do przodu (jeśli przejście jest do strefy wschodniej) lub 1 godzinę do tyłu (jeśli do strefy zachodniej).
Jeśli w tym samym momencie fizycznym odejdziemy od strefy zerowej i dojdziemy do dwunastej strefy od strony wschodniej i zachodniej, to zauważymy rozbieżność o jedną datę kalendarzową.
Południk 180° jest uważany za linię zmiany daty (linię demarkacyjną czasu). Jeśli statki przekraczają tę linię w kierunku wschodnim (tj. płyną kursami od 0 do 180 °), to o pierwszej północy powtarza się ta sama data. Jeśli statki przecinają ją w kierunku zachodnim (tj. płyną kursami od 180 do 360 °), to o pierwszej północy pomija się jedną (ostatnią) datę.
Linia demarkacyjna na większości swojej długości pokrywa się z południkiem 180° i tylko miejscami od niej odbiega, wysepkami i przylądkami.
Kalendarz służy do liczenia dużych okresów czasu. Główną trudnością w stworzeniu kalendarza słonecznego jest niewspółmierność roku tropikalnego (365, 2422 średnie dni) z całkowitą liczbą średnich dni. Obecnie kalendarz gregoriański jest używany w ZSRR i w zasadzie we wszystkich stanach. Aby zrównać długość lat zwrotnikowych i kalendarzowych (365, 25 średnich dni) w kalendarzu gregoriańskim, zwyczajowo rozważa się co cztery lata: trzy proste lata, ale 365 średnich dni i jeden rok przestępny - 366 średnich dni każdy.
Przykład 36. 20 marca 1969 Czas standardowy TP \u003d 04 H 27 M 17 C, 0; A \u003d 81 ° 55 ”, 0 O st (5 H 27 M 40 C, 0 O st). Określ T gr i T M.
We współczesnych jednostkach pomiaru czasu za podstawę przyjmuje się okresy obrotu Ziemi wokół własnej osi i wokół Słońca, a także okresy obrotu Księżyca wokół Ziemi.
Wynika to zarówno ze względów historycznych, jak i praktycznych, ponieważ ludzie muszą koordynować swoje działania ze zmianą dnia i nocy lub pór roku.
Historycznie podstawową jednostką pomiaru krótkich przedziałów czasowych było dzień(lub dzień), liczone przez minimalne pełne cykle zmiany oświetlenia słonecznego (dzień i noc). W wyniku podziału dnia na mniejsze przedziały czasowe o tej samej długości, zegarek, minuty oraz sekundy. Dzień został podzielony na dwa równe następujące po sobie odstępy (zwykle dzień i noc). Każdy z nich był podzielony przez 12 godziny. Każdy godzina podzielone przez 60 minuty. Każdy minuta- o 60 sekundy.
Tak więc, w godzina 3600 sekundy; w dni 24 godziny = 1440 minuty = 86 400 sekundy.
Drugi stał się główną jednostką czasu w Międzynarodowym Układzie Jednostek (SI) i systemie CGS.
Istnieją dwa systemy wskazywania pory dnia:
Francuski - podział dnia na dwa przedziały po 12 godzin (dzień i noc) nie jest brany pod uwagę, ale uważa się, że dzień jest bezpośrednio podzielony na 24 godziny. Numer godziny może wynosić od 0 do 23 włącznie.
Angielski - ten podział jest brany pod uwagę. Zegar wskazuje od momentu rozpoczęcia bieżącego pół dnia, a po cyfrach wpisują indeks literowy pół dnia. Pierwsza połowa dnia (noc, poranek) wyznaczona jest AM, druga (dzień, wieczór) - PM od łac. Ante Meridiem/Post Meridiem (przed południem/po południu). Liczba godzin w systemach 12‑godzinnych zapisywana jest różnie w różnych tradycjach: od 0 do 11 lub 12.
Północ jest traktowana jako początek odliczania. Tak więc północ w systemie francuskim to 00:00, a w systemie angielskim to 12:00. 12:00 - 12:00 (12:00). Punkt w czasie po 19 godzinach i kolejnych 14 minutach po północy to 19:14 (19:14 w systemie angielskim).
Na tarczach większości nowoczesnych zegarków (ze wskazówkami) stosowany jest system angielski. Jednak takie zegary analogowe są również produkowane, w których używany jest francuski system 24-godzinny. Takie zegarki są używane w obszarach, w których trudno jest ocenić dzień i noc (na przykład na okrętach podwodnych lub za kołem podbiegunowym, gdzie jest noc polarna i dzień polarny).
Czas trwania średniej doby słonecznej jest wartością zmienną. I choć zmienia się całkiem sporo (wzrasta w wyniku pływów wodnych na skutek działania przyciągania Księżyca i Słońca o średnio 0,0023 sekundy na stulecie w ciągu ostatnich 2000 lat, a w ciągu ostatnich 100 lat tylko o 0,0014 sekund), to wystarcza do znacznego zniekształcenia czasu trwania sekundy, jeśli jako sekundę policzymy 1/86400 czasu trwania doby słonecznej. Dlatego z definicji „godzina to 1/24 dnia; minuta - 1/60 godziny; sekunda - 1/60 minuty” przeszliśmy do definiowania sekundy jako podstawowej jednostki opartej na okresowym procesie wewnątrzatomowym, nie związanym z żadnymi ruchami ciał niebieskich (czasami określana jest jako sekunda SI lub „sekunda atomowa " kiedy, zgodnie z kontekstem, można go pomylić z drugim, wyznaczonym na podstawie obserwacji astronomicznych).
Czas to wartość ciągła używana do wskazania sekwencji zdarzeń w przeszłości, teraźniejszości i przyszłości. Czas służy również do określania odstępów między zdarzeniami oraz do ilościowego porównania procesów zachodzących z różnymi szybkościami lub częstotliwościami. Do pomiaru czasu wykorzystuje się pewien okresowy ciąg zdarzeń, który jest uznawany za wzorzec pewnego okresu czasu.
Jednostką czasu w międzynarodowym układzie jednostek (SI) jest druga (c), którą definiuje się jako 9 192 631 770 okresów promieniowania odpowiadających przejściu pomiędzy dwoma nadsubtelnymi poziomami stanu kwantowego spoczynkowego atomu cezu-133 w temperaturze 0 K. Definicja ta została przyjęta w 1967 r. (udoskonalenie dotyczące temperatury i stanu odpoczynku pojawił się w 1997 roku).
Skurcz mięśnia sercowego zdrowej osoby trwa jedną sekundę. W ciągu jednej sekundy Ziemia krążąc wokół Słońca pokonuje odległość 30 kilometrów. W tym czasie naszemu luminarzowi udaje się przebyć 274 kilometry, pędząc z ogromną prędkością przez galaktykę. Światło księżyca w tym przedziale czasu nie będzie miało czasu na dotarcie do Ziemi.
Milisekundy (ms) - jednostka czasu, ułamkowa w stosunku do sekundy (tysięczna sekundy).
Najkrótszy czas naświetlania w konwencjonalnym aparacie. Mucha trzepocze skrzydłami raz na trzy milisekundy. Pszczoła - raz na pięć milisekund. Każdego roku Księżyc krąży wokół Ziemi o dwie milisekundy wolniej, ponieważ jego orbita stopniowo się rozszerza.
Mikrosekunda (μs) - jednostka czasu, ułamkowa w stosunku do sekundy (milionowa część sekundy).
Przykład: Błysk w szczelinie powietrznej w przypadku szybko zmieniających się wydarzeń może wytworzyć błysk światła krótszy niż jedna mikrosekunda. Służy do strzelania do obiektów poruszających się z bardzo dużą prędkością (pociski, wybuchające balony).
W tym czasie wiązka światła w próżni pokona odległość 300 metrów, czyli długość około trzech boisk piłkarskich. Fala dźwiękowa na poziomie morza jest w stanie pokonać w tym samym czasie odległość równą zaledwie jednej trzeciej milimetra. Laska dynamitu eksploduje w ciągu 23 mikrosekund, którego knot spalił się do końca.
Nanosekunda (ns) - jednostka czasu, ułamek sekundy (miliardowa sekundy).
Wiązka światła przechodząca w tym czasie przez pozbawioną powietrza przestrzeń jest w stanie pokonać odległość zaledwie trzydziestu centymetrów. Wykonanie pojedynczej instrukcji, takiej jak dodanie dwóch liczb, zajmuje mikroprocesorowi w komputerze osobistym od dwóch do czterech nanosekund. Czas życia mezonu K, innej rzadkiej cząstki subatomowej, wynosi 12 nanosekund.
pikosekunda (ps) - jednostka czasu, ułamkowa w stosunku do sekundy (jedna tysięczna miliardowej części a sekundy).
W ciągu jednej pikosekundy światło przemieszcza się w próżni około 0,3 mm. Najszybsze tranzystory działają w czasie mierzonym w pikosekundach. Żywotność kwarków, rzadkich cząstek subatomowych wytwarzanych w potężnych akceleratorach, wynosi tylko jedną pikosekundę. Średni czas trwania wiązania wodorowego między cząsteczkami wody w temperaturze pokojowej wynosi trzy pikosekundy.
femtosekunda (fs) - jednostka czasu, ułamkowa w stosunku do sekundy (jedna milionowa miliardowej sekundy).
Impulsowe lasery tytanowo-szafirowe są w stanie generować ultrakrótkie impulsy o czasie trwania zaledwie 10 femtosekund. W tym czasie światło podróżuje tylko 3 mikrometry. Odległość ta jest porównywalna z wielkością czerwonych krwinek (6-8 µm). Atom w cząsteczce wykonuje jedną oscylację w czasie od 10 do 100 femtosekund. Nawet najszybsza reakcja chemiczna zachodzi w ciągu kilkuset femtosekund. Interakcja światła z pigmentami siatkówki i właśnie ten proces pozwala nam widzieć otoczenie, trwa około 200 femtosekund.
Attosekunda (ac) - jednostka czasu, ułamek sekundy (jedna miliardowa z miliardowej części a sekundy).
W ciągu jednej attosekundy światło pokonuje odległość równą średnicy trzech atomów wodoru. Najszybsze procesy, które naukowcy są w stanie zmierzyć, są mierzone w attosekundach. Korzystając z najbardziej zaawansowanych systemów laserowych, naukowcy byli w stanie uzyskać impulsy świetlne trwające zaledwie 250 attosekund. Ale bez względu na to, jak nieskończenie małe mogą się wydawać te przedziały czasowe, wydają się one wiecznością w porównaniu z tak zwanym czasem Plancka (około 10-43 sekund), według współczesnej nauki, najkrótszym ze wszystkich możliwych przedziałów czasowych.
Minuta (min) - pozasystemowa jednostka czasu. Minuta to 1/60 godziny lub 60 sekund.
W tym czasie mózg noworodka przybiera na wadze do dwóch miligramów. Serce złośnicy bije 1000 razy. Zwykły człowiek może w tym czasie powiedzieć 150 słów lub przeczytać 250 słów. Światło słoneczne dociera do Ziemi w ciągu ośmiu minut. Kiedy Mars znajduje się najbliżej Ziemi, światło słoneczne odbija się od powierzchni Czerwonej Planety w mniej niż cztery minuty.
Godzina (h) - pozasystemowa jednostka czasu. Godzina równa się 60 minutom lub 3600 sekundom.
Tyle czasu zajmuje rozmnażanie się komórek na pół. W ciągu godziny z linii montażowej Wołga Automobile Plant zjeżdża 150 Zhiguli. Światło z Plutona, najbardziej odległej planety w Układzie Słonecznym, dociera do Ziemi w ciągu pięciu godzin i dwudziestu minut.
Dzień (dni) - pozasystemowa jednostka czasu równa 24 godzinom. Zwykle dzień oznacza dzień słoneczny, czyli okres czasu, w którym Ziemia wykonuje jeden obrót wokół własnej osi względem środka Słońca. Dzień składa się z dnia, wieczoru, nocy i poranka.
Dla ludzi jest to prawdopodobnie najbardziej naturalna jednostka czasu, oparta na obrocie Ziemi. Według współczesnej nauki długość dnia wynosi 23 godziny 56 minut i 4,1 sekundy. Rotacja naszej planety stale zwalnia z powodu grawitacji księżycowej i innych powodów. Serce człowieka wykonuje około 100 000 skurczów dziennie, płuca wdychają około 11 000 litrów powietrza. W tym samym czasie cielę płetwala błękitnego przybiera na wadze 90 kg.
Jednostki służą do pomiaru dłuższych przedziałów czasowych rok, miesiąc oraz tydzień składający się z całkowitej liczby dni słonecznych. Rok w przybliżeniu równy okresowi obrotu Ziemi wokół Słońca (około 365,25 dnia), miesiąc- okres całkowitej zmiany faz księżyca (zwany miesiącem synodycznym, równy 29,53 dniowi).
Tydzień - pozasystemowa jednostka pomiaru czasu. Zwykle tydzień to siedem dni. Tydzień to standardowy okres czasu używany w większości części świata do organizowania cykli dni roboczych i dni odpoczynku.
Miesiąc - pozasystemowa jednostka czasu związana z obrotem Księżyca wokół Ziemi.
miesiąc synodyczny (z innego greckiego σύνοδος „połączenie, zbliżanie się [ze Słońcem]”) – okres czasu między dwiema następującymi po sobie identycznymi fazami księżyca (np. nowiu). Miesiąc synodyczny jest okresem faz księżyca, ponieważ pojawienie się księżyca zależy od pozycji księżyca względem słońca dla obserwatora na ziemi. Miesiąc synodyczny służy do obliczania czasu zaćmień Słońca.
W najczęstszym kalendarzu gregoriańskim, a także w kalendarzu juliańskim, podstawą jest rok równy 365 dni. Ponieważ rok zwrotnikowy nie jest równy całkowitej liczbie dni słonecznych (365.2422), w kalendarzu stosuje się lata przestępne do synchronizacji pór kalendarzowych z astronomicznymi, trwającymi 366 dni. Rok podzielony jest na dwanaście miesięcy kalendarzowych o różnym czasie trwania (od 28 do 31 dni). Zwykle na każdy miesiąc kalendarzowy przypada jedna pełnia, ale ponieważ fazy księżyca zmieniają się nieco szybciej niż 12 razy w roku, czasami zdarzają się drugie pełnie w ciągu miesiąca, zwane niebieskim księżycem.
W kalendarzu hebrajskim podstawą jest synodyczny miesiąc księżycowy i rok tropikalny, przy czym rok może zawierać 12 lub 13 miesięcy księżycowych. W dłuższej perspektywie te same miesiące kalendarza przypadają mniej więcej w tym samym czasie.
W kalendarzu islamskim podstawą jest synodyczny miesiąc księżycowy, a rok zawsze zawiera ściśle 12 miesięcy księżycowych, czyli około 354 dni, czyli o 11 dni mniej niż rok tropikalny. Z tego powodu początek roku i wszystkie święta muzułmańskie są co roku przesunięte względem pór klimatycznych i równonocy.
Rok (d) - niesystemowa jednostka czasu, równa okresowi obrotu Ziemi wokół Słońca. W astronomii rok juliański jest jednostką czasu zdefiniowaną jako 365,25 dnia po 86400 sekund każdy.
Ziemia wykonuje jeden obrót wokół Słońca i obraca się wokół własnej osi 365,26 razy, średni poziom oceanu światowego podnosi się o 1 do 2,5 milimetra. Światło z najbliższej gwiazdy, Proxima Centauri, potrzebuje 4,3 roku, aby dotrzeć do Ziemi. Mniej więcej tyle samo czasu zajmie prądom oceanicznym powierzchniowym okrążenie kuli ziemskiej.
Rok juliański (a) - jednostka czasu, zdefiniowana w astronomii jako 365,25 dni juliańskich po 86 400 sekund każdy. Jest to średnia długość roku w kalendarzu juliańskim, stosowana w Europie w starożytności i średniowieczu.
Rok przestępny - rok w kalendarzach juliańskim i gregoriańskim, którego czas trwania wynosi 366 dni. Oznacza to, że ten rok zawiera o jeden dzień więcej dni niż w normalnym roku bez przestępnym.
rok tropikalny , znany również jako rok słoneczny - czas, w którym Słońce kończy jeden cykl pór roku, widziany z Ziemi.
okres syderyczny, również rok gwiezdny (łac. sidus - gwiazda) - okres czasu, w którym Ziemia dokonuje pełnego obrotu wokół Słońca względem gwiazd. W południe 1 stycznia 2000 r. rok gwiezdny wynosił 365,25636 dni. To około 20 minut dłużej niż przeciętny rok tropikalny tego samego dnia.
gwiezdny dzień - okres czasu, w którym Ziemia wykonuje jeden pełny obrót wokół własnej osi względem równonocy wiosennej. Gwiezdny dzień dla Ziemi to 23 godziny 56 minut 4,09 sekundy.
czas syderyczny też czas gwiazdowy - czas mierzony względem gwiazd, w przeciwieństwie do czasu mierzonego względem Słońca (czasu słonecznego). Czas gwiazdowy jest używany przez astronomów do określenia, gdzie skierować teleskop, aby zobaczyć pożądany obiekt.
Fortnite - jednostka czasu równa dwóm tygodniom, czyli 14 dni (a dokładniej 14 nocy). Urządzenie jest szeroko stosowane w Wielkiej Brytanii i niektórych krajach Wspólnoty Narodów, ale rzadko w Ameryce Północnej. W kanadyjskim i amerykańskim systemie płac używa się terminu „co dwa tygodnie” do opisania odpowiedniego okresu wypłaty.
Dekada - okres dziesięciu lat.
wiek, wiek - poza systemem jednostka czasu równa 100 kolejnym latom.
W tym czasie Księżyc oddali się od Ziemi o kolejne 3,8 metra. Nowoczesne płyty CD i CD będą do tego czasu beznadziejnie przestarzałe. Tylko jeden z każdego małego kangura może dożyć 100 lat, ale gigantyczny żółw morski może żyć nawet 177 lat. Żywotność najnowocześniejszych płyt CD może wynosić ponad 200 lat.
Tysiąclecie (również tysiąclecie) - niesystemowa jednostka czasu, równa 1000 lat.
Megarok (notacja Myr) - wielokrotność jednostki czasu w roku, równa milionowi (1 000 000 = 10 6) lat.
gigagod (notacja Gyr) - podobna jednostka równa miliardowi (1 000 000 000 = 10 9) lat. Wykorzystywany jest głównie w kosmologii, a także w geologii i naukach związanych z badaniem historii Ziemi. Na przykład wiek Wszechświata szacowany jest na 13,72±0,12 tys. megalat, czyli na 13,72±0,12 gigaletów.
Przez 1 milion lat statek kosmiczny lecący z prędkością światła nie pokona nawet połowy drogi do galaktyki Andromedy (znajduje się w odległości 2,3 miliona lat świetlnych od Ziemi). Najbardziej masywne gwiazdy, niebieskie nadolbrzymy (są miliony razy jaśniejsze od Słońca) wypalają się mniej więcej w tym czasie. Z powodu przesunięć warstw tektonicznych Ziemi Ameryka Północna oddali się od Europy o około 30 kilometrów.
1 miliard lat. W przybliżeniu tyle czasu zajęło naszej Ziemi ostygnięcie po jej utworzeniu. Aby pojawiły się na nim oceany, powstałoby życie jednokomórkowe, a zamiast atmosfery bogatej w dwutlenek węgla powstałaby atmosfera bogata w tlen. W tym czasie Słońce czterokrotnie przeszło swoją orbitę wokół centrum Galaktyki.
Czas Plancka (tP) jest jednostką czasu w układzie miar Plancka. Fizycznym znaczeniem tej wielkości jest czas, w którym cząstka poruszająca się z prędkością światła pokona długość Plancka równą 1,616199(97)·10⁻³⁵ metrów.
W astronomii i w wielu innych dziedzinach, wraz z drugim SI, efemerydy sekund , którego definicja opiera się na obserwacjach astronomicznych. Biorąc pod uwagę, że w roku tropikalnym jest 365,242 198 781 25 dni i zakładając dzień o stałym czasie trwania (tzw. rachunek efemerydowy), otrzymujemy, że w roku jest 31 556 925,9747 sekund. Następnie uważa się, że sekunda to 1/31 556 925,9747 roku tropikalnego. Świecka zmiana czasu trwania roku tropikalnego sprawia, że konieczne jest powiązanie tej definicji z pewną epoką; zatem definicja ta odnosi się do roku tropikalnego w czasie 1900,0.
Czasami jest jednostka trzeci równy 1/60 sekundy.
Jednostka dekada , w zależności od kontekstu, może odnosić się do 10 dni lub (rzadziej) do 10 lat.
Oskarżyć ( indykacja ), używany w Cesarstwie Rzymskim (od czasów Dioklecjana), później w Bizancjum, starożytnej Bułgarii i starożytnej Rosji, wynosi 15 lat.
Igrzyska olimpijskie w starożytności były używane jako jednostka czasu i były równe 4 latom.
Saros - okres powtarzania się zaćmień, równy 18 lat 11⅓ dni i znany starożytnym Babilończykom. Saros nazywano również okresem kalendarzowym 3600 lat; nazwano mniejsze okresy neros (600 lat) i do bani (60 lat).
Do tej pory najmniejszy zaobserwowany eksperymentalnie przedział czasu jest rzędu attosekundy (10-18 s), co odpowiada 1026 czasom Plancka. Analogicznie do długości Plancka nie można zmierzyć odstępu czasu mniejszego niż czas Plancka.
W hinduizmie dzień Brahmy to kalpa - równa się 4,32 miliarda lat. Jednostka ta została wpisana do Księgi Rekordów Guinnessa jako największa jednostka czasu.
Długość ciał w różnych układach odniesienia
Porównajmy długość pręta w inercjalnych układach odniesienia K oraz K„(ryc.). Załóżmy, że pręt znajduje się wzdłuż tych samych osi x oraz x" odpoczywając w systemie K". Wtedy określenie jego długości w tym układzie nie sprawia kłopotów. Konieczne jest przymocowanie linijki z podziałką do pręta i określenie współrzędnej x" 1 jeden koniec pręta, a następnie współrzędna x" 2 Drugi koniec. Różnica współrzędnych da długość pręta 0 w układzie K": 0 = x" 2 ‑ x" 1 .
Pręt jest w spoczynku w systemieK". Odnośnie systemuKporusza się z prędkościąv, równa względnej prędkości systemówV.
Przeznaczenie V będziemy używać tylko w odniesieniu do względnej prędkości układów odniesienia. Ponieważ pręt się porusza, konieczne jest jednoczesne odczytanie współrzędnych jego końców x 1 oraz x 2 w pewnym momencie t. Różnica współrzędnych da długość pręta w układzie K:
= x 2 ‑ x 1 .
Aby porównać długości i 0, musisz wziąć jedną z formuł transformacji Lorentza, która wiąże współrzędne x, x" i czas t systemy K. Podstawienie do niego wartości współrzędnych i czasu prowadzi do wyrażeń
.
.
(podstawiliśmy jego wartość za β). Zastąpienie różnic współrzędnych długościami pręta i prędkością względną V systemy K oraz K" równa prędkości pręta v z którym porusza się w systemie K, dochodzimy do wzoru
.
Zatem długość ruchomego pręta jest mniejsza niż długość pręta w spoczynku. Podobny efekt obserwuje się dla ciał o dowolnym kształcie: w kierunku ruchu wymiary liniowe ciała zmniejszają się tym bardziej, im większa jest prędkość ruchu, zjawisko to nazywa się skurczem Lorentza (lub Fitzgeralda). Poprzeczne wymiary ciała nie zmieniają się. W efekcie np. kula przybiera kształt elipsoidy, spłaszczonej w kierunku ruchu. Można pokazać, że wizualnie ta elipsoida będzie postrzegana jako kula. Jest to spowodowane zniekształceniem percepcji wzrokowej poruszających się obiektów, spowodowanym nierównymi czasami, jakie światło spędza na drodze od różnie odległych punktów obiektu do oka. Zaburzenie percepcji wzrokowej prowadzi do tego, że poruszająca się kula jest postrzegana przez oko jako elipsoida, wydłużona w kierunku ruchu. Okazuje się, że zmiana kształtu spowodowana skurczem Lorentza jest dokładnie kompensowana przez zniekształcenie percepcji wzrokowej.
Odstęp czasowy między wydarzeniami
Niech system K" w tym samym punkcie ze współrzędną x" zdarzają się czasami t" 1 oraz t" 2 jakieś dwa wydarzenia. Może to być na przykład narodziny cząstki elementarnej i jej dalszy rozpad. W systemie K" te wydarzenia są oddzielone czasem
t" = t" 2 ‑ t" 1 .
Znajdźmy przedział czasu t między zdarzeniami w systemie K, w stosunku do którego system K" poruszanie się z prędkością V. W tym celu definiujemy w systemie K punkty w czasie t 1 oraz t 2 odpowiadające momentom t" 1 oraz t" 2 i tworzą ich różnicę:
t = t 2 - t 1 .
Podstawienie do niego wartości współrzędnych i momentów czasu prowadzi do wyrażeń
.
.
Jeśli zdarzenia zachodzą z tą samą cząsteczką spoczywającą w systemie K", to t"= t" 2 -t" 1 to przedział czasu mierzony przez zegar, który jest nieruchomy względem cząstki i porusza się wraz z nią względem układu K z prędkością v równy V(przypomnij sobie, że list V oznaczamy tylko względną prędkość systemów; prędkości cząstek i zegarów będą oznaczane literą v). Czas mierzony przez zegar poruszający się wraz z ciałem nazywa się własny czas to ciało i jest zwykle oznaczane literą τ. Dlatego t"= τ. Wartość t== t 2 - t 1 reprezentuje odstęp czasu między tymi samymi zdarzeniami, mierzony przez zegar systemowy K, względem którego cząstka (wraz ze swoim zegarem) porusza się z prędkością v. Powiedziawszy to
.
Z otrzymanego wzoru wynika, że czas własny jest krótszy niż czas liczony przez zegar poruszający się względem ciała(oczywiście zegar, który jest nieruchomy w systemie) K, poruszający się względem cząstki z prędkością - v). W jakimkolwiek układzie odniesienia rozważany jest ruch cząstki, odpowiedni przedział czasu jest mierzony przez zegar systemu, w którym cząstka znajduje się w spoczynku. Wynika z tego, że przedział czasu właściwego wynosi niezmienny, czyli wielkość, która ma taką samą wartość we wszystkich inercjalnych układach odniesienia. Z punktu widzenia obserwatora „żyjącego” w systemie K, t to odstęp czasu między zdarzeniami, mierzony przez zegar stacjonarny, a τ to odstęp czasu, mierzony przez zegar poruszający się z prędkością v. Od τ< t, możemy powiedzieć, że poruszający się zegar działa wolniej niż zegar w spoczynku. Potwierdza to następujące zjawisko. W ramach promieniowania kosmicznego na wysokości 20-30 km powstają niestabilne cząstki, zwane mionami. Rozpadają się na elektron (lub pozyton) i dwa neutrina. Samoistny czas życia mionów (tj. czas życia mierzony w kadrze, w którym znajdują się w spoczynku) wynosi średnio około 2 μs. Wydawałoby się, że nawet poruszanie się z prędkością niewiele różniącą się od c, mogą przebyć tylko drogę równą 3·10 8 ·2·10 -6 m. Jednak, jak pokazują pomiary, udaje im się dotrzeć do powierzchni Ziemi w znacznej ilości. Wynika to z faktu, że miony poruszają się z prędkością bliską c. Dlatego ich czas życia, liczony przez zegar, który jest nieruchomy względem Ziemi, okazuje się znacznie dłuższy niż właściwy czas życia tych cząstek. Nic więc dziwnego, że eksperymentator obserwuje zasięg mionów znacznie przekraczający 600 m. Dla obserwatora poruszającego się wraz z mionami odległość do powierzchni Ziemi zmniejsza się do 600 m, więc miony mają czas na pokonanie tej odległości 2 μs.
Wokół Ziemi. Taki wybór jednostek wynika zarówno z uwarunkowań historycznych, jak i praktycznych: konieczności skoordynowania działań ludzi ze zmianą dnia i nocy czy pór roku.
Pojęcie czasu jako ilości. Dzień to jednostka czasu. Godzina.
Matematyka (klasa 4) - Jednostki czasu. Dzień. zegar 24-godzinny
Jednostka czasu: rok/czas/co jest czym
"Czas. Jednostki czasu” - Gordikova E.A.
Czemu. Sezon 5 Odcinek 25
Historycznie podstawową jednostką pomiaru krótkich odstępów czasu był dzień (często nazywany „dniem”), mierzony minimalnymi pełnymi cyklami zmian oświetlenia słonecznego (dzień i noc).
W wyniku podziału dnia na mniejsze przedziały czasowe o tej samej długości powstały godziny, minuty i sekundy. Geneza podziału jest prawdopodobnie związana z dwunastkowym systemem liczbowym, który stosowano w starożytnym Sumerze. Dzień został podzielony na dwa równe następujące po sobie odstępy (zwykle dzień i noc). Każdy z nich był podzielony przez 12 godziny. Dalszy podział godziny wraca do systemu liczb sześćdziesiętnych. Dziel co godzinę przez 60 minuty. Co minutę - 60 sekundy .
Tak więc w ciągu godziny jest 3600 sekund; Doba ma 24 godziny lub 1440 minut lub 86 400 sekund.
Godziny, minuty i sekundy mocno wkroczyły w nasze codzienne życie, zaczęły być naturalnie postrzegane nawet na tle dziesiętnego systemu liczbowego. Teraz to właśnie te jednostki są najczęściej używane do mierzenia i wyrażania okresów czasu. Drugi (rosyjski oznaczenie: Z; międzynarodowy: s) jest jedną z siedmiu jednostek podstawowych w międzynarodowym układzie miar (SI) i jedną z trzech jednostek podstawowych w systemie CGS.
Jednostki „minuta” (rosyjskie oznaczenie: min; międzynarodowy: min), „godzina” (rosyjskie oznaczenie: h; międzynarodowy: h) i „dzień” (oznaczenie rosyjskie: dzień; międzynarodowy: d) nie są ujęte w systemie SI, jednak w Federacji Rosyjskiej są dopuszczone do stosowania jako jednostki niesystemowe bez ograniczania okresu ważności dopuszczenia w zakresie „wszystkie obszary”. Zgodnie z wymaganiami broszury SI i GOST 8.417-2002 nazwa i oznaczenie jednostek czasu „minuta”, „godzina” i „dzień” nie mogą być używane z podwielokrotnymi i wielokrotnymi przedrostkami SI.
Astronomia używa notacji h, m, Z(lub h, m, s) w indeksie górnym: na przykład 13 godz. 20 m 10 s (lub 13 godz. 20 m 10 s).
Przede wszystkim wprowadzono godziny, minuty i sekundy, aby ułatwić wskazanie współrzędnej czasowej w ciągu doby.
Punkt na osi czasu w określonym dniu kalendarzowym jest wskazywany przez wskazanie całkowitej liczby godzin, które minęły od początku dnia; następnie całkowita liczba minut, które minęły od początku bieżącej godziny; następnie całkowita liczba sekund, które minęły od początku bieżącej minuty; w razie potrzeby określ jeszcze dokładniej pozycję czasową, a następnie użyj systemu dziesiętnego, wskazując ułamek dziesiętny bieżącej sekundy (zwykle do setnych lub tysięcznych) jako ułamek dziesiętny.
Litery „h”, „min”, „s” zwykle nie są napisane na literze, ale tylko cyfry są oznaczone dwukropkiem lub kropką. Liczba minut i druga liczba mogą zawierać się w przedziale od 0 do 59 włącznie. Jeśli wysoka precyzja nie jest wymagana, liczba sekund jest pomijana.
Istnieją dwa systemy wskazywania pory dnia. Tak zwany system francuski nie uwzględnia podziału dnia na dwa przedziały po 12 godzin (dzień i noc), ale uważa się, że doba jest podzielona bezpośrednio na 24 godziny. Numer godziny może wynosić od 0 do 23 włącznie. W systemie „angielskim” ten podział jest brany pod uwagę. Zegar wskazuje od momentu rozpoczęcia bieżącego pół dnia, a po cyfrach wpisują indeks literowy pół dnia. Pierwsza połowa dnia (noc, poranek) to AM, druga (dzień, wieczór) - PM; Te oznaczenia pochodzą z łac. ante meridiem i post meridiem (przed południem/po południu). Liczba godzin w systemach 12-godzinnych zapisywana jest różnie w różnych tradycjach: od 0 do 11 lub 12, 1, 2, ..., 11. Ponieważ wszystkie trzy podrzędne współrzędne czasowe nie przekraczają stu, do zapisania ich w systemie dziesiętnym wystarczą dwie cyfry; dlatego godziny, minuty i sekundy są zapisywane jako dwucyfrowe liczby dziesiętne, w razie potrzeby z zerem przed liczbą (jednak w systemie angielskim liczba godzin jest zapisywana jako jedno- lub dwucyfrowe liczby dziesiętne ).
Północ jest traktowana jako początek odliczania. Tak więc północ w systemie francuskim to 00:00, a w systemie angielskim to 12:00. 12:00 - 12:00 (12:00). Punkt w czasie po 19 godzinach i kolejnych 14 minutach po północy to 19:14 (w systemie angielskim - 19:14).
Na tarczach większości nowoczesnych zegarków (ze wskazówkami) stosowany jest system angielski. Jednak takie zegary analogowe są również produkowane, w których używany jest francuski system 24-godzinny. Takie zegarki są używane w obszarach, w których trudno jest ocenić dzień i noc (na przykład na okrętach podwodnych lub za kołem podbiegunowym, gdzie jest noc polarna i dzień polarny).
Do mierzenia przedziałów czasu godziny, minuty i sekundy nie są zbyt wygodne, ponieważ nie używają systemu liczb dziesiętnych. Dlatego do mierzenia odstępów czasu zwykle używa się tylko sekund.
Jednak czasami używane są również godziny, minuty i sekundy. Tak więc czas trwania 50 000 sekund można zapisać jako 13 godzin 53 minuty. 20 sek.
Na podstawie sekundy SI minuta jest definiowana jako 60 sekund, godzina jako 60 minut, a dzień kalendarzowy (Julian) jako równy dokładnie 86 400 s. Obecnie dzień juliański jest krótszy niż średni dzień słoneczny o około 2 milisekundy; wprowadzono sekundy przestępne, aby wyeliminować skumulowane rozbieżności. Określany jest również rok juliański (dokładnie 365,25 dni juliańskich, czyli 31 557 600 s), czasami nazywany rokiem naukowym.
W astronomii oraz w wielu innych dziedzinach wraz z sekundą SI używa się sekundy efemerycznej, której definicja opiera się na obserwacjach astronomicznych. Biorąc pod uwagę, że w roku tropikalnym jest 365,24219878125 dni i zakładając dzień o stałym czasie trwania (tzw. rachunek efemeryd), otrzymujemy 31 556 925,9747 sekund w roku. Drugi jest wtedy uważany za 1 ⁄ 31 556 925,9747 roku tropikalnego. Świecka zmiana czasu trwania roku tropikalnego sprawia, że konieczne jest powiązanie tej definicji z pewną epoką; zatem definicja ta odnosi się do roku tropikalnego w czasie 1900,0.
Druga jest jedyną jednostką czasu, w której przedrostek SI jest używany do tworzenia podwielokrotności i (rzadko) wielokrotności.
Do pomiaru dłuższych przedziałów czasu używa się jednostek roku, miesiąca i tygodnia, składających się z całkowitej liczby słonecznych dni. Rok jest w przybliżeniu równy okresowi obrotu Ziemi wokół Słońca (około 365,25 dnia), miesiąc to okres całkowitej zmiany faz Księżyca (tzw. miesiąc synodyczny, równy 29,53 dnia).
W najpopularniejszym kalendarzu gregoriańskim, a także w kalendarzu juliańskim, za podstawę przyjmuje się rok równy 365 dniom. Ponieważ rok tropikalny nie jest równy całkowitej liczbie dni słonecznych (365.2422), do synchronizacji czasów kalendarzowych z astronomicznymi używa się w kalendarzu lat przestępnych o długości 366 dni. Rok podzielony jest na dwanaście miesięcy kalendarzowych o różnym czasie trwania (od 28 do 31 dni). Zwykle na każdy miesiąc kalendarzowy przypada jedna pełnia, ale ponieważ fazy księżyca zmieniają się nieco szybciej niż 12 razy w roku, czasami w ciągu miesiąca przypada druga pełnia, nazywana niebieskim księżycem.
Jeszcze większe jednostki czasu to wiek (100 lat) i tysiąclecie (1000 lat). Wiek dzieli się czasem na dekady. W takich naukach jak astronomia i geologia, które badają bardzo długie okresy czasu (miliony i miliardy lat), czasami stosuje się nawet większe jednostki czasu - na przykład gigalata (miliardy lat).
Megarok(notacja Myr) - wielokrotność jednostki czasu w roku, równa milionowi lat; gigarok(notacja Gyr) to podobna jednostka równa miliardowi lat. Jednostki te wykorzystywane są przede wszystkim w kosmologii, a także w geologii oraz w naukach związanych z badaniem historii Ziemi. Na przykład wiek Wszechświata szacuje się na 13,72 ± 0,12 Gyr. Ustalona praktyka używania tych jednostek jest sprzeczna z „Przepisami dotyczącymi jednostek ilości dopuszczonych do użytku w Federacji Rosyjskiej”, zgodnie z którymi jednostka czasu rok(tak samo jak np. tydzień, miesiąc, tysiąclecie) nie należy używać z przedrostkami wielokrotnymi i podłużnymi.
W Wielkiej Brytanii i Wspólnocie Narodów jednostka czasu Fortnite wynosi dwa tygodnie.
2 listopada 2017 r.
Kiedy ludzie mówią, że mają już dość chwili, prawdopodobnie nie zdają sobie sprawy, że obiecują być wolni dokładnie za 90 sekund. Rzeczywiście, w średniowieczu termin „moment” określał okres czasu trwający 1/40 godziny lub, jak to było wówczas mawiane, 1/10 punktu, czyli 15 minut. Innymi słowy, naliczył 90 sekund. Z biegiem lat ta chwila straciła swoje pierwotne znaczenie, ale nadal jest używana w życiu codziennym na oznaczenie nieokreślonego, ale bardzo krótkiego odstępu.
Dlaczego więc pamiętamy ten moment, ale zapominamy o ghari, nuktemeronie lub czymś jeszcze bardziej egzotycznym?
Słowo „atom” pochodzi od greckiego określenia „niepodzielny” i dlatego jest używane w fizyce do określenia najmniejszej cząstki materii. Ale w dawnych czasach ta koncepcja była stosowana w najkrótszym czasie. Uważano, że minuta ma 376 atomów, z których każdy trwa krócej niż 1/6 sekundy (lub dokładnie 0,15957 sekundy).
Jakich urządzeń i urządzeń nie wynaleziono w średniowieczu do mierzenia czasu! Podczas gdy Europejczycy z mocą i siłą wykorzystywali klepsydrę i zegar słoneczny, Indianie używali klepsydry - ghari. W półkulistej misce wykonanej z drewna lub metalu zrobiono kilka otworów, po czym umieszczono ją w kałuży wody. Ciecz, przesączając się przez szczeliny, powoli wypełniała naczynie, aż pod wpływem grawitacji całkowicie opadła na dno. Cały proces trwał około 24 minut, więc ten zakres został nazwany na cześć urządzenia - ghari. W tym czasie wierzono, że dzień składa się z 60 ghari.
Żyrandol to okres trwający 5 lat. Użycie tego terminu jest zakorzenione w starożytności: wówczas lustrum oznaczało pięcioletni okres, który zakończył ustalenie kwalifikacji majątkowej obywateli rzymskich. Gdy ustalono wysokość podatku, odliczanie dobiegło końca, a uroczysta procesja wylała się na ulice Wiecznego Miasta. Uroczystość zakończyła się lustracją (oczyszczeniem) – żałosną ofiarą składaną bogom na Polu Marsowym, składaną dla dobra obywateli.
Nie wszystko złoto, co się świeci. Natomiast rok świetlny, pozornie stworzony do określania okresu, mierzy odległość, milę, milową podróż, służy do pomiaru czasu. Chociaż termin ten brzmi jak jednostka odległości, we wczesnym średniowieczu oznaczał odcinek 20 minut. Tyle średnio zajmuje człowiekowi pokonanie kilometrowej trasy.
Mieszkańcy starożytnego Rzymu pracowali niestrudzenie siedem dni w tygodniu. Jednak ósmego dnia, który uważali za dziewiąty (Rzymianie ostatni dzień poprzedniego okresu przypisywali pasmowi), zorganizowali w miastach ogromne targi - mniszki. Dzień targowy nazwano "novem" (na cześć listopada - dziewiątego miesiąca 10-miesięcznego rolniczego "Roku Romulusa"), a odstęp czasowy między dwoma jarmarkami był nundin.
Nuktemeron, połączenie dwóch greckich słów „nyks” (noc) i „hemera” (dzień), to nic innego jak alternatywne określenie dnia, do którego jesteśmy przyzwyczajeni. Wszystko, co jest uważane za nuktemeroniczne, trwa krócej niż 24 godziny.
W średniowiecznej Europie kropka, zwana również kropką, oznaczała kwadrans.
A sąsiad punktu w epoce, kwadrant, wyznaczył kwadrans doby - okres 6 godzin.
Po podboju normańskim słowo „Quinzieme”, przetłumaczone z francuskiego jako „piętnaście”, zostało zapożyczone przez Brytyjczyków do określenia cła, które uzupełniało skarb państwa o 15 pensów z każdego zarobionego w kraju funta. Na początku XV wieku termin ten nabrał również kontekstu religijnego: zaczęto go używać do oznaczania dnia ważnego święta kościelnego i dwóch pełnych tygodni po nim. Tak więc „Quinzieme” zmienił się w 15-dniowy okres.
Słowo „Scrupulus”, przetłumaczone z łaciny, oznaczające „mały ostry kamyk”, było kiedyś farmaceutyczną jednostką wagi, równą 1/24 uncji (około 1,3 grama). W XVII wieku skrupulat, który stał się skrótem dla małej objętości, poszerzył swoje znaczenie. Zaczęto go używać do wskazywania 1/60 koła (minuty), 1/60 minuty (sekundy) i 1/60 dnia (24 minuty). Teraz, tracąc swoje dawne znaczenie, skrupulat przekształcił się w skrupulatność - dbałość o szczegóły.
I jeszcze kilka wartości czasu:
1 attosekunda (jedna miliardowa z miliardowej sekundy)
Najszybsze procesy, które naukowcy są w stanie zmierzyć, są mierzone w attosekundach. Korzystając z najbardziej zaawansowanych systemów laserowych, naukowcy byli w stanie uzyskać impulsy świetlne trwające zaledwie 250 attosekund. Ale bez względu na to, jak nieskończenie małe mogą się wydawać te przedziały czasowe, wydają się one wiecznością w porównaniu z tak zwanym czasem Plancka (około 10-43 sekund), według współczesnej nauki, najkrótszym ze wszystkich możliwych przedziałów czasowych.
1 femtosekunda (jedna milionowa z miliardowej sekundy)
Atom w cząsteczce wykonuje jedną oscylację w czasie od 10 do 100 femtosekund. Nawet najszybsza reakcja chemiczna zachodzi w ciągu kilkuset femtosekund. Interakcja światła z pigmentami siatkówki i właśnie ten proces pozwala nam widzieć otoczenie, trwa około 200 femtosekund.
1 pikosekunda (jedna tysięczna miliardowej sekundy)
Najszybsze tranzystory działają w czasie mierzonym w pikosekundach. Żywotność kwarków, rzadkich cząstek subatomowych wytwarzanych w potężnych akceleratorach, wynosi tylko jedną pikosekundę. Średni czas trwania wiązania wodorowego między cząsteczkami wody w temperaturze pokojowej wynosi trzy pikosekundy.
1 nanosekunda (miliardowa część sekundy)
Wiązka światła przechodząca w tym czasie przez pozbawioną powietrza przestrzeń jest w stanie pokonać odległość zaledwie trzydziestu centymetrów. Wykonanie pojedynczej instrukcji, takiej jak dodanie dwóch liczb, zajmuje mikroprocesorowi w komputerze osobistym od dwóch do czterech nanosekund. Czas życia mezonu K, innej rzadkiej cząstki subatomowej, wynosi 12 nanosekund.
1 mikrosekunda (milionowa część sekundy)
W tym czasie wiązka światła w próżni pokona odległość 300 metrów, czyli długość około trzech boisk piłkarskich. Fala dźwiękowa na poziomie morza jest w stanie pokonać w tym samym czasie odległość równą zaledwie jednej trzeciej milimetra. Laska dynamitu eksploduje w ciągu 23 mikrosekund, którego knot spalił się do końca.
1 milisekunda (tysięczna sekundy)
Najkrótszy czas naświetlania w konwencjonalnym aparacie. Znajoma mucha macha skrzydłami do nas wszystkich raz na trzy milisekundy. Pszczoła - raz na pięć milisekund. Każdego roku Księżyc krąży wokół Ziemi o dwie milisekundy wolniej, ponieważ jego orbita stopniowo się rozszerza.
1/10 sekundy
Mrugnij oczami. Dokładnie na to będziemy mieli czas w określonym czasie. Tyle czasu zajmuje ludzkiemu uszowi odróżnienie echa od oryginalnego dźwięku. Statek kosmiczny Voyager 1, wylatujący z Układu Słonecznego, w tym czasie oddala się od Słońca o dwa kilometry. W ciągu jednej dziesiątej sekundy koliber ma czas siedem razy machać skrzydłami.
1 sekunda
Skurcz mięśnia sercowego zdrowej osoby trwa właśnie tym razem. W ciągu jednej sekundy Ziemia krążąc wokół Słońca pokonuje odległość 30 kilometrów. W tym czasie naszemu luminarzowi udaje się przebyć 274 kilometry, pędząc z ogromną prędkością przez galaktykę. Światło księżyca w tym przedziale czasu nie będzie miało czasu na dotarcie do Ziemi.
1 minuta
W tym czasie mózg noworodka przybiera na wadze do dwóch miligramów. Serce złośnicy bije 1000 razy. Zwykły człowiek może w tym czasie powiedzieć 150 słów lub przeczytać 250 słów. Światło słoneczne dociera do Ziemi w ciągu ośmiu minut. Kiedy Mars znajduje się najbliżej Ziemi, światło słoneczne odbija się od powierzchni Czerwonej Planety w mniej niż cztery minuty.
1 godzina
Tyle czasu zajmuje rozmnażanie się komórek na pół. W ciągu godziny z linii montażowej Wołga Automobile Plant zjeżdża 150 Zhiguli. Światło z Plutona, najbardziej odległej planety w Układzie Słonecznym, dociera do Ziemi w ciągu pięciu godzin i dwudziestu minut.
1 dzień
Dla ludzi jest to prawdopodobnie najbardziej naturalna jednostka czasu, oparta na obrocie Ziemi. Według współczesnej nauki długość dnia wynosi 23 godziny 56 minut i 4,1 sekundy. Rotacja naszej planety stale zwalnia z powodu grawitacji księżycowej i innych powodów. Serce człowieka wykonuje około 100 000 skurczów dziennie, płuca wdychają około 11 000 litrów powietrza. W tym samym czasie cielę płetwala błękitnego przybiera na wadze 90 kg.
1 rok
Ziemia wykonuje jeden obrót wokół Słońca i obraca się wokół własnej osi 365,26 razy, średni poziom oceanu światowego podnosi się o 1 do 2,5 milimetra, a w Rosji odbywa się 45 wyborów federalnych. Światło z najbliższej gwiazdy, Proxima Centauri, potrzebuje 4,3 roku, aby dotrzeć do Ziemi. Mniej więcej tyle samo czasu zajmie prądom oceanicznym powierzchniowym okrążenie kuli ziemskiej.
I wiek
W tym czasie Księżyc oddali się od Ziemi o kolejne 3,8 metra, ale gigantyczny żółw morski może żyć nawet 177 lat. Żywotność najnowocześniejszych płyt CD może wynosić ponad 200 lat.
1 milion lat
Statek kosmiczny lecący z prędkością światła nie pokona nawet połowy drogi do galaktyki Andromedy (znajduje się ona w odległości 2,3 mln lat świetlnych od Ziemi). Najbardziej masywne gwiazdy, niebieskie nadolbrzymy (są miliony razy jaśniejsze od Słońca) wypalają się mniej więcej w tym czasie. Z powodu przesunięć warstw tektonicznych Ziemi Ameryka Północna oddali się od Europy o około 30 kilometrów.
1 miliard lat
W przybliżeniu tyle czasu zajęło naszej Ziemi ostygnięcie po jej utworzeniu. Aby pojawiły się na nim oceany, powstałoby życie jednokomórkowe, a zamiast atmosfery bogatej w dwutlenek węgla powstałaby atmosfera bogata w tlen. W tym czasie Słońce czterokrotnie przeszło swoją orbitę wokół centrum Galaktyki.
Ponieważ wszechświat ma w sumie 12-14 miliardów lat, jednostki czasu przekraczające miliard lat są rzadko używane. Kosmolodzy uważają jednak, że wszechświat prawdopodobnie będzie trwał nadal po zgaśnięciu ostatniej gwiazdy (za sto bilionów lat) i wyparowaniu ostatniej czarnej dziury (za 10100 lat). Tak więc Wszechświat wciąż musi przejść znacznie dłuższą drogę, niż już przebył.
------------------
Pragnę zwrócić uwagę na to, że dzisiaj NA ŻYWO odbędzie się ciekawa rozmowa poświęcona Rewolucji Październikowej. Możesz zadawać pytania za pośrednictwem czatu
Całe życie ludzkie związane jest z czasem, a potrzeba jego mierzenia powstała już w starożytności.
Pierwszą naturalną jednostką czasu był dzień, który regulował pracę i odpoczynek ludzi. Od czasów prehistorycznych dzień dzielił się na dwie części – dzień i noc. Następnie wyróżniały się poranek (początek dnia), południe (południe), wieczór (koniec dnia) i północ (północ). Jeszcze później dzień został podzielony na 24 równe części, które nazwano „godzinami”. Aby zmierzyć krótsze okresy, zaczęli dzielić godzinę na 60 minut, minutę na 60 sekund, sekundę na dziesiąte, setne, tysięczne itd. sekundy.
Okresowa zmiana dnia i nocy następuje z powodu obrotu Ziemi wokół własnej osi. Ale my, będąc na powierzchni Ziemi i uczestnicząc razem z nią w tym obrocie, nie czujemy tego i oceniamy jego rotację na podstawie codziennego ruchu Słońca, gwiazd i innych ciał niebieskich.
Odstęp czasowy pomiędzy dwoma kolejnymi górnymi (lub dolnymi) kulminacjami środka Słońca na tym samym południku geograficznym, równy okresowi obrotu Ziemi względem Słońca, nazywany jest prawdziwym dniem słonecznym, a czas wyrażony w ułamki tego dnia - godziny, minuty i sekundy - to prawdziwy czas słoneczny T 0 .
Moment dolnej kulminacji środka Słońca (prawdziwa północ) jest uważany za początek prawdziwego dnia słonecznego, kiedy bierze się pod uwagę godziny T 0 \u003d 0. W momencie górnego punktu kulminacyjnego Słońca, w prawdziwym południe, T 0 \u003d 12 godzin W każdym innym momencie dnia prawdziwy czas słoneczny T 0 \u003d 12 h + t 0, gdzie t 0 jest kątem godzinowym (patrz współrzędne niebieskie) środka Słońca, który może określić, kiedy Słońce znajduje się nad horyzontem.
Ale niewygodne jest mierzenie czasu prawdziwymi dniami słonecznymi: w ciągu roku okresowo zmieniają czas trwania - zimą są dłuższe, latem krótsze. Najdłuższy prawdziwy dzień słoneczny jest o 51 s dłuższy niż najkrótszy. Dzieje się tak, ponieważ Ziemia oprócz obracania się wokół własnej osi porusza się po orbicie eliptycznej i wokół Słońca. Konsekwencją tego ruchu Ziemi jest pozorny roczny ruch Słońca wśród gwiazd wzdłuż ekliptyki, w kierunku przeciwnym do jego ruchu dziennego, czyli z zachodu na wschód.
Ruch Ziemi na orbicie odbywa się ze zmienną prędkością. Gdy Ziemia znajduje się w pobliżu peryhelium, jej prędkość orbitalna jest największa, a gdy przechodzi w pobliżu aphelium, jej prędkość jest najniższa. Nierównomierny ruch Ziemi po jej orbicie, a także nachylenie jej osi obrotu do płaszczyzny orbity, są przyczyną nierównomiernej zmiany bezpośredniego wznoszenia Słońca w ciągu roku, a co za tym idzie, zmienność czasu trwania prawdziwego słonecznego dnia.
W celu wyeliminowania tej niedogodności wprowadzono pojęcie tzw. przeciętnego słońca. Jest to wyimaginowany punkt, który w ciągu roku (w tym samym czasie, co prawdziwe Słońce wzdłuż ekliptyki) wykonuje jeden pełny obrót wzdłuż równika niebieskiego, poruszając się między gwiazdami z zachodu na wschód dość równomiernie i przechodząc równonoc wiosenną jednocześnie z Słońce. Odstęp czasu pomiędzy dwoma kolejnymi górnymi (lub dolnymi) punktami kulminacyjnymi średniego słońca na tym samym południku geograficznym nazywany jest średnim dniem słonecznym, a czas wyrażony w ułamkach godzin, minut i sekund jest średnim czasem słonecznym T cf. Czas trwania przeciętnego dnia słonecznego jest oczywiście równy średniemu czasowi trwania prawdziwego dnia słonecznego w ciągu roku.
Za początek średniej doby słonecznej przyjmuje się moment dolnego kulminacji średniego słońca (średnia północ). W tej chwili Tav = 0 h. W momencie górnej kulminacji średniego słońca (w średnie południe) średni czas słoneczny wynosi Tav = 12 h, a w każdym innym momencie dnia Tav = 12h + tav, gdzie tav jest godzinowym kątem przeciętnego słońca.
Średnie słońce jest urojonym punktem, nie zaznaczonym niczym na niebie, więc nie da się określić kąta godzinnego t av bezpośrednio z obserwacji. Ale można to obliczyć, jeśli znane jest równanie czasu.
Równanie czasu to różnica między średnim czasem słonecznym a rzeczywistym czasem słonecznym w tym samym momencie lub różnica między godzinowymi kątami słońca średniego i rzeczywistego, tj.
η \u003d T cf - T0 0 \u003d t cf - t 0.
Równanie czasu można obliczyć teoretycznie dla dowolnego punktu w czasie. Zwykle jest publikowany w rocznikach astronomicznych i kalendarzach o północy na południku Greenwich. Przybliżoną wartość równania czasu można znaleźć na załączonym wykresie.
Wykres pokazuje, że 4 razy w roku równanie czasu jest równe zeru. Dzieje się to około 15 kwietnia, 14 czerwca, 1 września i 24 grudnia. Równanie czasu osiąga maksymalną wartość dodatnią około 11 lutego (η = +14 min), a ujemną około 2 listopada (η = -16 min).
Znając równanie czasu i prawdziwego czasu słonecznego (z obserwacji Słońca) dla danej chwili, można znaleźć średni czas słoneczny. Jednak średni czas słoneczny jest łatwiejszy i dokładniejszy do obliczenia na podstawie czasu gwiazdowego wyznaczonego na podstawie obserwacji.
Odstęp czasu pomiędzy dwoma kolejnymi górnymi (lub dolnymi) punktami kulminacyjnymi punktu równonocy wiosennej na tym samym południku geograficznym nazywany jest dniem syderycznym, a czas wyrażony w ich ułamkach - godziny, minuty i sekundy - czasem syderycznym.
Moment górnej kulminacji równonocy wiosennej przyjmuje się za początek dnia gwiezdnego. W tym momencie czas syderyczny s=0 godz., aw momencie dolnego punktu kulminacyjnego punktu równonocy wiosennej 5=12 godz.
Punkt równonocy wiosennej nie jest zaznaczony na niebie, a obserwacje nie pozwalają określić jego kąta godzinowego. Dlatego astronomowie obliczają czas gwiazdowy, określając kąt godzinny gwiazdy t * , dla której znana jest rektascensja α; wtedy s=α+t * .
W momencie górnej kulminacji gwiazdy, gdy t * = 0, czas gwiazdowy s = α; w czasie dolnej kulminacji gwiazdy t * =12 godzin i s = α + 12 godzin (jeśli a jest mniejsze niż 12 godzin) lub s = α - 12 godzin (jeśli α jest większe niż 12 godzin).
Pomiar czasu za pomocą dni syderycznych i ich ułamków (godziny, minuty i sekundy syderyczne) służy do rozwiązywania wielu problemów astronomicznych.
Średni czas słoneczny wyznaczany jest za pomocą czasu syderycznego na podstawie następującej zależności ustalonej licznymi obserwacjami:
365,2422 dni słonecznych = 366,2422 dni syderycznych, co oznacza:
24 godziny czasu syderycznego = 23 godziny 56 minut 4,091 od średniego czasu słonecznego;
24 godziny średni czas słoneczny = 24 godziny 3 minuty 56,555 czasu syderycznego.
Pomiar czasu za pomocą dni syderycznych i słonecznych jest powiązany z południkiem geograficznym. Czas mierzony na danym południku nazywany jest czasem lokalnym tego południka i jest taki sam dla wszystkich punktów na nim położonych. Ze względu na obrót Ziemi z zachodu na wschód, czas lokalny w tym samym momencie na różnych południkach jest inny. Na przykład na południku leżącym 15° na wschód od danego południka czas lokalny będzie o 1 godzinę dłuższy, a na południku położonym 15° na zachód będzie o 1 godzinę krótszy niż na danym południku. Różnica między czasami lokalnymi dwóch punktów jest równa różnicy ich długości geograficznej wyrażonej w godzinach.
Zgodnie z umową międzynarodową południk przechodzący przez dawne Obserwatorium Greenwich w Londynie (obecnie został przeniesiony w inne miejsce, ale południk Greenwich pozostawiono jako początkowy południk) został przyjęty jako początkowy południk do obliczania długości geograficznych. Lokalny średni czas słoneczny południka Greenwich nazywany jest czasem uniwersalnym. W kalendarzach i rocznikach astronomicznych momenty większości zjawisk wskazane są w czasie uniwersalnym. Łatwo jest określić momenty tych zjawisk według czasu lokalnego dowolnego punktu, znając długość geograficzną tego punktu od Greenwich.
W życiu codziennym korzystanie z czasu lokalnego jest niewygodne, ponieważ w zasadzie istnieje tyle systemów liczenia czasu lokalnego, ile jest południków geograficznych, czyli nieskończona liczba. Duża różnica między czasem światowym a czasem lokalnym południków, które są dalekie od czasu uniwersalnego Greenwich, stwarza niedogodności podczas korzystania z czasu światowego w życiu codziennym. Tak więc np. jeśli w Greenwich jest południe, czyli 12 godzin czasu uniwersalnego, to w Jakucji i Primorye na Dalekim Wschodzie naszego kraju jest już późny wieczór.
Od 1884 roku w wielu krajach świata stosuje się system pasów do obliczania średniego czasu słonecznego. Ten system pomiaru czasu opiera się na podziale powierzchni Ziemi na 24 strefy czasowe; we wszystkich punktach tej samej strefy w każdym momencie standardowy czas jest taki sam, w sąsiednich strefach różni się dokładnie o 1 h. W standardowym systemie czasowym za południki przyjmuje się 24 południki oddalone od siebie o 15 ° główne południki stref czasowych. Granice pasów na morzach i oceanach, a także na obszarach słabo zaludnionych, przebiegają wzdłuż południków oddalonych o 7,5° na wschód i zachód od głównego południka. W innych regionach Ziemi granice pasów, dla większej wygody, przebiegają wzdłuż granic państwowych i administracyjnych w pobliżu tych południków, rzek, pasm górskich itp.
Zgodnie z umową międzynarodową jako początkowy przyjęto południk o długości geograficznej 0 ° (Greenwich). Odpowiednia strefa czasowa jest uważana za zero. Pozostałe pasy w kierunku od zera na wschód mają przypisane numery od 1 do 23.
Standardowym czasem dowolnego punktu jest lokalny średni czas słoneczny głównego południka strefy czasowej, w której znajduje się punkt. Różnica między czasem standardowym w dowolnej strefie czasowej a czasem uniwersalnym (czas zerowy strefy) jest równa numerowi strefy czasowej.
Zegary ustawione na czas standardowy we wszystkich strefach czasowych pokazują tę samą liczbę sekund i minut, a ich odczyty różnią się jedynie liczbą całkowitą godzin. System czasów okrążeń eliminuje niedogodności związane z używaniem zarówno czasu lokalnego, jak i uniwersalnego.
Czas standardowy niektórych stref czasowych ma specjalne nazwy. Na przykład czas strefy zerowej nazywa się zachodnioeuropejską, czas pierwszej strefy to środkowoeuropejska, druga strefa to wschodnioeuropejska. W Stanach Zjednoczonych 16, 17, 18, 19 i 20 strefa czasowa to odpowiednio czas pacyficzny, górski, centralny, wschodni i atlantycki.
Terytorium ZSRR jest teraz podzielone na 10 stref czasowych, które mają numery od 2 do 11 (patrz mapa stref czasowych).
Na mapie czasu standardowego wzdłuż południka o długości 180 ° narysowana jest linia zmiany daty.
W celu zaoszczędzenia i bardziej racjonalnej dystrybucji energii elektrycznej w ciągu dnia, zwłaszcza latem, w niektórych krajach wiosną zegary przesuwane są o godzinę do przodu i ten czas nazywany jest czasem letnim. Jesienią wskazówka cofa się o godzinę.
W naszym kraju, w 1930 roku, na mocy dekretu rządu sowieckiego, wskazówki zegara we wszystkich strefach czasowych zostały przesunięte o godzinę do przodu przez cały czas, aż do odwołania (taki czas nazywano czasem macierzyńskim). Ta kolejność liczenia czasu została zmieniona w 1981 r., kiedy wprowadzono system czasu letniego (wprowadzono go przejściowo jeszcze wcześniej, do 1930 r.). Zgodnie z obowiązującą zasadą przejście na czas letni następuje corocznie o godzinie 2 w nocy w ostatnią niedzielę marca, kiedy wskazówki zegara przesuwają się o 1 godzinę do przodu. Zostaje odwołany o 3 nad ranem w ostatnią niedzielę września, kiedy wskazówki zegara są cofnięte o godzinę. Ponieważ przełożenie czasu wskazówek odbywa się w stosunku do czasu stałego, który jest o 1 godzinę przed czasem standardowym (zbiega się z wcześniejszym czasem macierzyńskim), to w miesiącach wiosenno-letnich nasze zegarki wyprzedzają standardowy czas o 2 h, a w miesiącach jesienno-zimowych - o 1 h. Stolica naszej Ojczyzny, Moskwa, znajduje się w II strefie czasowej, a więc czasie według którego ludzie mieszkają w tej strefie (zarówno latem a zimą) nazywa się czasem moskiewskim. Według czasu moskiewskiego w ZSRR opracowywane są rozkłady jazdy pociągów, parowców, samolotów, czas jest odnotowywany w telegramach itp.
W życiu codziennym czas używany w danej miejscowości jest często nazywany czasem lokalnym tego punktu; nie należy go mylić z omówioną powyżej astronomiczną koncepcją czasu lokalnego.
Od 1960 roku w rocznikach astronomicznych współrzędne Słońca, Księżyca, planet i ich satelitów publikowane są w efemerydowym systemie czasowym.
W latach 30-tych. XX wiek Ostatecznie ustalono, że Ziemia obraca się wokół własnej osi nierównomiernie. Wraz ze spadkiem prędkości obrotu Ziemi wydłuża się dzień (gwiazdowy i słoneczny), a wraz ze wzrostem skraca się. Wartość przeciętnego dnia słonecznego z powodu nierównomiernego obrotu Ziemi wzrasta na przestrzeni 100 lat o 1-2 tysięczne sekundy. Ta niewielka zmiana nie jest niezbędna w codziennym życiu człowieka, ale nie można jej zaniedbać w niektórych gałęziach współczesnej nauki i technologii. Wprowadzono jednolity system liczenia czasu - czas efemerydowy.
Czas efemeryd jest czasem jednostajnie aktualnym, co we wzorach i prawach dynamiki mamy na myśli przy obliczaniu współrzędnych (efemeryd) ciał niebieskich. W celu obliczenia różnicy między czasem efemerydowym a czasem uniwersalnym porównuje się współrzędne księżyca i planet obserwowanych w systemie czasu uniwersalnego z ich współrzędnymi obliczonymi według wzorów i praw dynamiki. Ta różnica została przyjęta jako równa zeru na samym początku XX wieku. Ale od prędkości obrotu Ziemi w XX wieku. przeciętnie spadła, tj. obserwowane dni były dłuższe niż dni jednolite (efemerydy), następnie czas efemeryd „posunął się” do przodu w stosunku do czasu uniwersalnego, a w 1986 r. różnica wynosiła plus 56 s.
Przed odkryciem nierównomiernego obrotu Ziemi pochodną jednostkę czasu – drugą – definiowano jako 1/86400 ułamka średniej doby słonecznej. Zmienność średniej doby słonecznej spowodowana nierównomiernym obrotem Ziemi zmusiła nas do porzucenia takiej definicji i podania co następuje: „Sekunda to 1/31556925,9747 Ułamek roku tropikalnego dla 1900, 0 stycznia, o godzinie 12.00”. efemerydy zegara."
Druga określona w ten sposób nazywana jest efemerydami. Liczba 31 556 925,9747, równa iloczynowi 86400 x 365,2421988, to liczba sekund w roku tropikalnym, którego czas trwania dla 1900, 0 stycznia, o godzinie 12 czasu efemerycznego, wynosił 365,2421988 średnich dni słonecznych.
Innymi słowy, sekunda efemerydy to przedział czasu równy 786 400 razy średniej długości dnia słonecznego, który mieli w 1900, 0 stycznia, o godzinie 12:00 czasu efemerydy.
Tak więc nowa definicja drugiego wiąże się z ruchem Ziemi po eliptycznej orbicie wokół Słońca, podczas gdy stara definicja opierała się jedynie na jej obrocie wokół własnej osi.
Stworzenie zegarów atomowych umożliwiło uzyskanie całkowicie nowej skali czasu, niezależnej od ruchów Ziemi i zwanej czasem atomowym. W 1967 roku na Międzynarodowej Konferencji Miar i Wag, sekunda atomowa została przyjęta jako jednostka czasu, zdefiniowana jako „czas równy 9 192 631 770 okresom promieniowania odpowiedniego przejścia między dwoma nadsubtelnymi poziomami stanu podstawowego cezu-133 atom."
Czas trwania sekundy atomowej dobiera się tak, aby był jak najbardziej zbliżony do czasu trwania sekundy efemerycznej.
Sekunda atomowa jest jedną z siedmiu podstawowych jednostek Międzynarodowego Układu Jednostek (SI).
Atomowa skala czasu opiera się na odczytach cezowych zegarów atomowych obserwatoriów i laboratoriów służb czasu w kilku krajach świata, w tym w Związku Radzieckim.
Tak więc poznaliśmy wiele różnych systemów mierzenia czasu, ale musimy sobie jasno wyobrazić, że wszystkie te różne systemy czasu odnoszą się do tego samego rzeczywistego i obiektywnie istniejącego czasu. Innymi słowy, nie ma różnych czasów, są tylko różne jednostki czasu i różne systemy liczenia tych jednostek.
Najkrótszy okres czasu, który ma znaczenie fizyczne, to tak zwany czas Plancka. Jest to czas potrzebny fotonowi podróżującemu z prędkością światła do pokonania długości Plancka. Długość Plancka jest z kolei wyrażona wzorem, w którym są ze sobą powiązane podstawowe stałe fizyczne - prędkość światła, stała grawitacyjna i stała Plancka. W fizyce kwantowej uważa się, że na odległościach mniejszych niż długość Plancka nie można zastosować koncepcji ciągłej czasoprzestrzeni. Długość czasu Plancka wynosi 5,391 16 (13) 10–44 s.
John Henry Belleville, pracownik słynnego Greenwich Observatory w Londynie, pomyślał o sprzedaży czasu w 1836 roku. Istotą biznesu było to, że pan Belleville codziennie sprawdzał swój zegarek z najdokładniejszym zegarem obserwatorium, a następnie jeździł do klientów i pozwalał im ustawić dokładny czas na zegarkach za pieniądze. Usługa okazała się na tyle popularna, że odziedziczyła ją córka Johna Ruth Belleville, która świadczyła usługę do 1940 roku, czyli już 14 lat po tym, jak radio BBC po raz pierwszy nadało dokładne sygnały czasu.
Nowoczesne systemy pomiaru czasu sprintu są dalekie od czasów, kiedy sędzia strzelał z pistoletu, a stoper był uruchamiany ręcznie. Ponieważ wynik liczy teraz ułamki sekundy, czyli znacznie krócej niż czas ludzkiej reakcji, wszystko jest sterowane elektroniką. Pistolet nie jest już pistoletem, ale lekkim i dźwiękowym urządzeniem bez żadnej pirotechniki, przekazującym dokładny czas startu do komputera. Aby uniemożliwić jednemu biegaczowi usłyszenie sygnału startu przed drugim ze względu na prędkość dźwięku, „strzał” jest emitowany do głośników zainstalowanych obok biegaczy. Fałszywe starty są również wykrywane elektronicznie, za pomocą czujników wbudowanych w klocki startowe każdego zawodnika. Czas ukończenia rejestrowany jest przez wiązkę lasera i fotokomórkę, a także za pomocą superszybkiej kamery, która uchwyci dosłownie każdą chwilę.
Najdokładniejsze na świecie są zegary atomowe JILA (Joint Institute for Laboratory Astrophysics) – centrum badawczego z siedzibą na Uniwersytecie Kolorado w Boulder. Centrum to jest wspólnym projektem Uniwersytetu i Narodowego Instytutu Standardów i Technologii USA. W zegarze atomy strontu schłodzone do ultraniskich temperatur umieszczane są w tzw. pułapkach optycznych. Laser wprawia atomy w drgania z prędkością 430 bilionów drgań na sekundę. W rezultacie przez ponad 5 miliardów lat urządzenie będzie gromadzić błąd wynoszący zaledwie 1 sekundę.
Wszyscy wiedzą, że najdokładniejsze zegary są atomowe. System GPS wykorzystuje czas zegara atomowego. A jeśli zegarek zostanie wyregulowany zgodnie z sygnałem GPS, stanie się bardzo dokładny. Taka możliwość już istnieje. Zegarek Astron GPS Solar Dual-Time wyprodukowany przez Seiko jest wyposażony w chipset GPS, dzięki któremu może sprawdzać sygnał satelitarny i wyświetlać wyjątkowo dokładny czas w dowolnym miejscu na świecie. Co więcej, nie są do tego wymagane żadne specjalne źródła energii: Astron GPS Solar Dual-Time jest zasilany tylko energią świetlną przez panele wbudowane w tarczę.
Wiadomo, że na większości zegarów, w których na tarczy używane są cyfry rzymskie, czwarta godzina jest oznaczona symbolem IIII zamiast IV. Najwyraźniej za tą „podmianą” stoi długa tradycja, ponieważ nie ma dokładnej odpowiedzi na pytanie, kto i dlaczego wymyślił niewłaściwą czwórkę. Istnieją jednak różne legendy, na przykład, że skoro cyfry rzymskie to te same litery łacińskie, liczba IV okazała się pierwszą sylabą imienia bardzo czczonego boga Jowisza (IVPPITER). Pojawienie się tej sylaby na tarczy zegara słonecznego zostało rzekomo uznane przez Rzymian za bluźnierstwo. Stamtąd wszystko poszło. Ci, którzy nie wierzą w legendy, zakładają, że sprawa tkwi w projekcie. Wraz z wymianą IV przez III wiek. pierwsza jedna trzecia tarczy używa tylko cyfry I, druga tylko I i V, a trzecia tylko I i X. Dzięki temu tarcza wygląda schludniej i lepiej zorganizowana.
Niektórzy ludzie nie mają 24 godzin na dobę, ale dinozaury nawet tego nie miały. W starożytnych czasach geologicznych Ziemia obracała się znacznie szybciej. Uważa się, że podczas formowania się Księżyca dzień na Ziemi trwał od dwóch do trzech godzin, a Księżyc, który był znacznie bliżej, okrążył naszą planetę w ciągu pięciu godzin. Ale stopniowo grawitacja księżycowa spowolniła obrót Ziemi (ze względu na powstawanie fal pływowych, które powstają nie tylko w wodzie, ale także w skorupie i płaszczu), podczas gdy moment orbitalny Księżyca wzrósł, satelita przyspieszył , przeniósł się na wyższą orbitę, gdzie jego prędkość spadła. Proces ten trwa do dziś, a za stulecie doba wzrasta o 1/500 s. 100 milionów lat temu, u szczytu ery dinozaurów, długość dnia wynosiła około 23 godziny.
Kalendarze w różnych starożytnych cywilizacjach zostały opracowane nie tylko w celach praktycznych, ale także w ścisłym związku z wierzeniami religijnymi i mitologicznymi. Z tego powodu jednostki czasu pojawiły się w systemach kalendarzowych przeszłości, znacznie przekraczając czas trwania ludzkiego życia, a nawet istnienie samych tych cywilizacji. Na przykład kalendarz Majów zawierał takie jednostki czasu jak „baktun”, który wynosił 409 lat, a także epoki 13 baktunów (5125 lat). Najdalej poszli starożytni Hindusi – w ich świętych tekstach pojawia się okres powszechnej działalności Maha Manvantary, który wynosi 311,04 biliony lat. Dla porównania: według współczesnej nauki czas życia Wszechświata wynosi około 13,8 miliarda lat.
Ujednolicone systemy liczenia czasu, systemy stref czasowych pojawiły się już w epoce industrialnej, a w dawnym świecie, zwłaszcza w jego agrarnej części, liczenie czasu było zorganizowane na swój sposób w każdej osadzie na podstawie zaobserwowanych zjawisk astronomicznych. Ślady tego archaizmu można dziś zaobserwować na Górze Athos, w greckiej republice klasztornej. Stosuje się tu również zegary, ale moment zachodu słońca uważa się za północ, a zegar jest nastawiony na ten moment każdego dnia. Biorąc pod uwagę fakt, że niektóre klasztory położone są wyżej w górach, inne niżej, a Słońce chowa się dla nich za horyzontem o różnych porach, to północ nie nadchodzi dla nich od razu.
Siła grawitacji spowalnia czas. W głębokiej kopalni, gdzie grawitacja Ziemi jest silniejsza, czas płynie wolniej niż na powierzchni. A na szczycie Mount Everestu - szybciej. Efekt spowolnienia grawitacyjnego przewidział Albert Einstein w 1907 roku jako część ogólnej teorii względności. Na eksperymentalne potwierdzenie tego efektu trzeba było czekać ponad pół wieku, aż pojawił się sprzęt zdolny do rejestrowania ultramałych zmian w czasie. Obecnie najdokładniejsze zegary atomowe rejestrują efekt spowolnienia grawitacyjnego, gdy wysokość zmienia się o kilkadziesiąt centymetrów.
Taki efekt od dawna zauważono: jeśli ludzkie oko przypadkowo wpadnie na tarczę zegarka, to wskazówka sekundowa wydaje się na jakiś czas zastygnąć w miejscu, a jej kolejne „tykanie” wydaje się dłuższe niż wszystkie pozostałe. Zjawisko to nazywa się chronostazą (czyli „czasem przebywania”) i najwyraźniej sięga czasów, kiedy nasz dziki przodek musiał reagować na każdy wykryty ruch. Kiedy nasz wzrok pada na strzałę i wykrywamy ruch, mózg zatrzymuje dla nas kadr, a następnie szybko przywraca normalne poczucie czasu.
My, mieszkańcy Rosji, jesteśmy przyzwyczajeni do tego, że czas we wszystkich naszych licznych strefach czasowych różni się o całą liczbę godzin. Ale poza naszym krajem można znaleźć strefy czasowe, w których czas różni się od czasu uniwersalnego Greenwich o liczbę całkowitą plus pół godziny lub nawet 45 minut. Na przykład czas w Indiach różni się od GMT o 5,5 godziny, co kiedyś dało początek żartowi: jeśli jesteś w Londynie i chcesz poznać czas w Delhi, odwróć zegar. Jeśli przeniesiesz się z Indii do Nepalu (GMT? +? 5,45), to zegar będzie musiał cofnąć się o 15 minut, a jeśli pojedziesz do Chin (GMT? +? 8), które są właśnie tam, w okolicy, potem od razu o 3,5 godziny temu!
Szwajcarska firma Victorinox Swiss Army stworzyła zegarek, który nie tylko potrafi wskazać czas i wytrzymać najcięższe testy (od upadku z wysokości 10 m na beton po przemieszczenie nad nim ośmiotonowej koparki), ale także w razie potrzeby , uratuj życie jego właścicielowi. Nazywają się I.N.O. X. Naimaka. Bransoleta utkana jest ze specjalnego pasa spadochronowego służącego do zrzucania ciężkiego sprzętu wojskowego, a w trudnej sytuacji użytkownik może ją rozwiązać i wykorzystać na różne sposoby: do rozbicia namiotu, utkania siatki czy wnyków, zasznuruj buty, załóż szynę na zranioną kończynę, a nawet rozpal ogień!
Gnomon, klepsydra, klepsydra - wszystkie te nazwy starożytnych urządzeń do liczenia czasu są nam dobrze znane. Mniej znane są tak zwane zegary ogniowe, które w swojej najprostszej postaci są świecą z podziałką. Świeca wypaliła się o jeden dział - powiedzmy, że minęła godzina. Dużo bardziej pomysłowi pod tym względem byli ludzie z Dalekiego Wschodu. W Japonii i Chinach istniały tak zwane zegarki kadzidlane. W nich zamiast świec tliły się kadzidełka, a każda godzina mogła mieć swój własny zapach. Do patyków czasami przywiązywano nitki, na końcu których przyczepiono niewielki ciężarek. W odpowiednim momencie nić się wypaliła, ciężar spadł na płytę sondującą, a zegar zadzwonił.
Międzynarodowa linia zmiany daty przebiega na Oceanie Spokojnym, jednak i tam, na wielu wyspach, żyją ludzie, których życie „między datami” czasami prowadzi do ciekawostek. W 1892 r. amerykańscy kupcy namówili króla wyspiarskiego królestwa Samoa, by przeniósł się „z Azji do Ameryki”, przesuwając się na wschód od linii daty, na co wyspiarze musieli dwukrotnie przeżyć ten sam dzień – 4 lipca. Ponad wiek później Samoańczycy postanowili zwrócić wszystko z powrotem, więc w 2011 roku, piątek 30 grudnia, został odwołany. „Mieszkańcy Australii i Nowej Zelandii nie będą już dzwonić do nas podczas niedzielnego nabożeństwa, myśląc, że mamy poniedziałek” – powiedział przy tej okazji premier.
Przywykliśmy do dzielenia czasu na przeszłość, teraźniejszość i przyszłość, ale w pewnym (fizycznym) sensie czas teraźniejszy jest rodzajem konwencji. Co się dzieje w teraźniejszości? Widzimy gwiaździste niebo, ale światło każdego świecącego obiektu leci do nas przez inny czas – od kilku lat świetlnych do milionów lat (Mgławica Andromeda). Widzimy słońce takie, jakie było osiem minut temu.
Ale nawet jeśli mówimy o naszych odczuciach z pobliskich przedmiotów - na przykład z żarówki w żyrandolu lub ciepłego pieca, którego dotykamy ręką - należy wziąć pod uwagę czas, który upływa, gdy światło leci z żarówka do siatkówki oka lub informacja o odczuciach przemieszcza się z zakończeń nerwowych do mózgu. Wszystko, co czujemy w teraźniejszości, jest „mieszanką” zjawisk z przeszłości, odległej i bliskiej.
Podstawową jednostką czasu jest dzień gwiezdny. Jest to czas potrzebny Ziemi na wykonanie jednego obrotu wokół własnej osi. Przy określaniu dnia gwiezdnego zamiast równomiernego obrotu Ziemi wygodniej jest wziąć pod uwagę równomierny obrót sfery niebieskiej.
Dzień gwiezdny to okres czasu pomiędzy dwoma kolejnymi kulminacjami punktu Barana (lub jakiejś gwiazdy) o tej samej nazwie na tym samym południku. Za początek dnia gwiezdnego przyjmuje się moment górnej kulminacji punktu Barana, czyli moment, w którym przechodzi on przez południową część południka obserwatora.
Ze względu na równomierny obrót sfery niebieskiej punkt Barana równomiernie zmienia swój kąt godzinowy o 360 °. Dlatego czas syderyczny można wyrazić za pomocą zachodniego kąta godzinnego punktu Barana, tj. S \u003d f y / w.
Kąt godzinny punktu Barana jest wyrażony w stopniach i czasie. Służą temu następujące wskaźniki: 24 h = 360°; 1 m =15°; 1 m \u003d 15 "; 1 s \u003d 0/2 5 i odwrotnie: 360 ° \u003d 24 h; 1 ° \u003d (1/15) h \u003d 4 M; 1" \u003d (1/15) * \u003d 4 s; 0",1=0 s,4.
Dni gwiezdne dzielą się na jeszcze mniejsze jednostki. Godzina syderyczna to 1/24 dnia syderycznego, minuta syderyczna to 1/60 godziny syderycznej, a sekunda syderyczna to 1/60 minuty syderycznej.
W konsekwencji, czas gwiazdowy podaj liczbę godzin, minut i sekund syderycznych, które upłynęły od początku dnia gwiezdnego do danej chwili fizycznej.
Czas gwiazdowy jest szeroko stosowany przez astronomów podczas obserwacji w obserwatoriach. Ale ten czas jest niewygodny dla codziennego życia człowieka, co wiąże się z codziennym ruchem Słońca.
Dzienny ruch Słońca może być wykorzystany do obliczenia czasu w prawdziwym słonecznym dniu. Prawdziwie słoneczne dni nazwany odstępem czasu pomiędzy dwoma kolejnymi kulminacjami Słońca o tej samej nazwie na tym samym południku. Moment górnej kulminacji prawdziwego Słońca jest traktowany jako początek prawdziwego słonecznego dnia. Stąd możesz uzyskać prawdziwą godzinę, minutę i sekundę.
Dużą wadą dni słonecznych jest to, że ich czas trwania nie jest stały przez cały rok. Zamiast prawdziwego dnia słonecznego bierze się średni dzień słoneczny, który jest taki sam pod względem wielkości i równy średniej rocznej wartości prawdziwego dnia słonecznego. Słowo „słonecznie” jest często pomijane i mówione po prostu – przeciętny dzień.
Aby wprowadzić pojęcie średniego dnia, używa się pomocniczego punktu fikcyjnego, który porusza się równomiernie wzdłuż równika i jest nazywany średnim słońcem równikowym. Jej położenie na sferze niebieskiej jest z góry obliczone metodami mechaniki niebieskiej.
Godzinowy kąt średniego słońca zmienia się jednostajnie, w związku z czym średni dzień ma taką samą wielkość przez cały rok. Mając wyobrażenie o przeciętnym słońcu, można podać inną definicję przeciętnego dnia. Przeciętny dzień nazwany odstępem czasu między dwoma kolejnymi kulminacjami o tej samej nazwie środkowego słońca na tym samym południku. Za początek dnia środkowego przyjmuje się moment dolnej kulminacji średniego słońca.
Przeciętny dzień podzielony jest na 24 części - uzyskaj średnią godzinę. Podziel średnią godzinę przez 60, aby uzyskać średnią minutę i odpowiednio średnią sekundę. W ten sposób, średni czas podaj liczbę średnich godzin, minut i sekund, które upłynęły od początku przeciętnego dnia do danego momentu fizycznego. Średni czas jest mierzony przez zachodni kąt godzinny średniego słońca. Średnia doba jest dłuższa od dnia gwiezdnego o 3 M 55 s, 9 średnich jednostek czasu. Dlatego czas syderyczny przesuwa się do przodu o około 4 minuty każdego dnia. W ciągu miesiąca czas syderyczny wydłuży się o 2 godziny do średniej itd. W ciągu roku czas syderyczny wydłuży się o jeden dzień. W konsekwencji początek dnia syderycznego w ciągu roku przypada w różnych porach dnia średniego.
W podręcznikach nawigacyjnych i literaturze astronomicznej często pojawia się wyrażenie „średni czas cywilny” lub częściej „czas średni (cywilny)”. Wyjaśniono to w następujący sposób. Do 1925 r. za początek doby średniej przyjmowano moment szczytowej kulminacji średniego słońca, dlatego średni czas liczono od średniego południa. Czas ten został wykorzystany przez astronomów podczas obserwacji, aby nie dzielić nocy na dwie daty. W życiu cywilnym stosowano ten sam średni czas, ale za początek przeciętnego dnia przyjęto przeciętną północ. Takie przeciętne dni nazwano przeciętnymi dniami cywilnymi. Średni czas liczony od północy nazwano średnim czasem cywilnym.
W 1925 r. na mocy umowy międzynarodowej astronomowie przyjęli na swoją pracę cywilny czas średni. W konsekwencji pojęcie średniego czasu liczonego od przeciętnego południa straciło na znaczeniu. Pozostał jedynie średni czas cywilny, który w uproszczeniu nazwano przeciętnym.
Jeśli oznaczymy przez T - średni (cywilny) czas, a przez - kąt godzinowy średniego słońca, to T \u003d m + 12 H.
Szczególnie ważny jest związek między czasem gwiazdowym, kątem godzinowym gwiazdy i jej rektascencją. To połączenie nazywa się podstawową formułą czasu syderycznego i jest zapisane w następujący sposób:
Podstawowy wzór czasu można wykorzystać do obliczenia kąta godzinnego gwiazdy. Rzeczywiście: r \u003d S + 360 ° -a; oznaczmy 360°- a=t. Następnie
Wszystkie uzyskane przez nas czasy liczone były od dowolnie wybranego południka obserwatora. Dlatego nazywa się je czasami lokalnymi. Więc, czas lokalny to czas na danym południku. Oczywiście w tym samym fizycznym momencie czasy lokalne różnych południków nie będą sobie równe. Dotyczy to również kątów godzinowych. Kąty godzinne mierzone od dowolnego południka obserwatora nazywane są lokalnymi kątami godzinnymi, te ostatnie nie są sobie równe.
Znajdźmy związek między jednorodnymi czasami lokalnymi a lokalnymi kątami godzinowymi opraw na różnych południkach.
Sfera niebieska na ryc. 87 jest zaprojektowany na płaszczyźnie równika; QZrpPn Q"-południk obserwatora przechodzącego przez zenit Greenwich Zrp-Greenwich.
Rozważmy dodatkowo jeszcze dwa punkty: jeden położony na wschód na długości LoSt z zenitem Z1 i drugi na zachód na długości Lw z zenitem Z2. Narysujmy punkt Barana y, środkowe słońce O i oświetlenie o.
Na podstawie definicji czasów i kątów godzinowych, zatem
S 2 , T 2 i t 2 - czas syderyczny, średni czas i kąt godzinny gwiazdy na południku położonym na zachód od Greenwich;
L - długość geograficzna.
Ryż. 86.
Ryż. 87.
Aby porównać czasy i kąty godzinowe w tym samym momencie fizycznym, bierze się początkowy (zerowy) południk przechodzący przez Obserwatorium w Greenwich. Ten południk nazywa się Greenwicz.
Czasy i kąty godzinowe związane z tym południkiem nazywane są czasami Greenwich i kątami godzinowymi Greenwich. Czas Greenwich (cywilny) nazywany jest czasem uniwersalnym (lub uniwersalnym).
W związku między godzinami i kątami godzinowymi należy pamiętać, że na wschodzie kąty godzinowe i zachodnie są zawsze większe niż w Greenwich. Cecha ta jest konsekwencją tego, że wznoszenie, zachodzenie i kulminacja ciał niebieskich na południkach położonych na wschód następuje wcześniej niż na południku Greenwich.
Tak więc lokalny średni czas w różnych punktach na powierzchni ziemi nie będzie taki sam w tym samym momencie fizycznym. Prowadzi to do wielkich niedogodności. Aby to wyeliminować, cały glob podzielono wzdłuż południków na 24 pasy. W każdej strefie przyjmuje się ten sam tzw. czas standardowy, równy lokalnemu średniemu (cywilnemu) czasowi południka środkowego. Południki centralne to południki 0; piętnaście; trzydzieści; 45° itd. na wschód i zachód. Granice pasów przebiegają w jednym kierunku, a w drugim od południka środkowego przez 7°,5. Szerokość każdego pasa wynosi 15°, a zatem w tym samym momencie fizycznym różnica czasu w dwóch sąsiednich pasach wynosi 1 h. Pasy są ponumerowane od 0 do 12 na wschodzie i zachodzie. Pas, którego centralny południk przechodzi przez Greenwich, jest uważany za pas zerowy.
W rzeczywistości granice pasów nie przebiegają ściśle wzdłuż południków, w przeciwnym razie niektóre dzielnice, regiony, a nawet miasta musiałyby zostać podzielone. Aby to wyeliminować, granice czasami biegną wzdłuż granic państw, republik, rzek itp.
W ten sposób, czas standardowy zwany lokalnym, średnim (cywilnym) czasem południka środkowego pasa, przyjmowany tak samo dla całego pasa. Czas standardowy oznaczany jest przez TP. W 1919 r. wprowadzono czas standardowy. W 1957 r. w wyniku zmian województw wprowadzono pewne zmiany w dotychczasowych strefach czasowych.
Zależność między strefą TP a czasem uniwersalnym (Greenwich) TGR wyraża się wzorem:
Na podstawie dwóch ostatnich wyrażeń
W Związku Radzieckim od 1930 r. na mocy dekretu Rady Komisarzy Ludowych wskazówki zegara wszystkich stref zostały przesunięte o 1 godzinę do przodu przez cały rok. Było to spowodowane względami ekonomicznymi. Tak więc standardowy czas na terytorium ZSRR różni się od czasu Greenwich o numer strefy plus 1 godzina.
Życie załogi statku i liczenie marszruty statku toczą się zgodnie z zegarem statkowym, który pokazuje czas statku T C . czas wysyłki wywołać standardowy czas strefy czasowej, w której ustawiony jest zegar statku; jest rejestrowany z dokładnością do 1 min.
Kiedy statek przemieszcza się z jednej strefy do drugiej, wskazówki zegara statku są przesuwane o 1 godzinę do przodu (jeśli przejście jest do strefy wschodniej) lub 1 godzinę do tyłu (jeśli do strefy zachodniej).
Jeśli w tym samym momencie fizycznym odejdziemy od strefy zerowej i dojdziemy do dwunastej strefy od strony wschodniej i zachodniej, to zauważymy rozbieżność o jedną datę kalendarzową.
Południk 180° jest uważany za linię zmiany daty (linię demarkacyjną czasu). Jeśli statki przekraczają tę linię w kierunku wschodnim (tj. płyną kursami od 0 do 180 °), to o pierwszej północy powtarza się ta sama data. Jeśli statki przecinają ją w kierunku zachodnim (tj. płyną kursami od 180 do 360 °), to o pierwszej północy pomija się jedną (ostatnią) datę.
Linia demarkacyjna na większości swojej długości pokrywa się z południkiem 180° i tylko miejscami od niej odbiega, wysepkami i przylądkami.
Kalendarz służy do liczenia dużych okresów czasu. Główną trudnością w stworzeniu kalendarza słonecznego jest niewspółmierność roku tropikalnego (365, 2422 średnie dni) z całkowitą liczbą średnich dni. Obecnie kalendarz gregoriański jest używany w ZSRR i w zasadzie we wszystkich stanach. Aby zrównać długość lat zwrotnikowych i kalendarzowych (365, 25 średnich dni) w kalendarzu gregoriańskim, zwyczajowo rozważa się co cztery lata: trzy proste lata, ale 365 średnich dni i jeden rok przestępny - 366 średnich dni każdy.
Przykład 36. 20 marca 1969 Czas standardowy TP \u003d 04 H 27 M 17 C, 0; A \u003d 81 ° 55 ”, 0 O st (5 H 27 M 40 C, 0 O st). Określ T gr i T M.
