Основы измерения времени кратко

Обновлено: 02.07.2024

На наблюдениях суточного вращения небесного свода и годичного движения Солнца,

т.е. на вращении Земли вокруг оси и на обращении Земли вокруг Солнца, основано

Вращение Земли вокруг оси происходит почти равномерно, с периодом, равным

периоду вращения небесного свода, который достаточно точно может быть определен

из наблюдений. Поэтому по углу поворота Земли от некоторого начального положения

можно судить о протекшем времени. За начальное положение Земли принимается

момент прохождения плоскости земного меридиана места наблюдения через избранную

точку на небе, или, что одно и то же, момент верхней (или нижней) кульминации

этой точки на данном меридиане.

Продолжительность основной единицы времени, называемой сутками, зависит от избранной точки на небе. В астрономии за такие точки принимаются: а) точка весеннего равноденствия; б) центр видимого диска Солнца (истинное Солнце); в) среднее солнце - фиктивная точка, положение которой на небе может быть вычислено теоретически для любого момента времени.

Определяемые этими точками три различные единицы времени называются соответственно звездными, истинными солнечными и средними солнечными сутками, а время, ими измеряемое, - звездным, истинным солнечным и средним солнечным временем.

Здесь совершенно необходимо отметить, что эти различные названия времен, так же как и все другие, с которыми мы познакомимся в дальнейшем, относятся к одному и тому же реальному и объективно существующему времени. Иными словами, никаких различных времен не существует, есть лишь различные единицы измерения времени и различные системы его счета.

Сутки и их доли (часы, минуты и секунды) используются при измерении коротких промежутков времени. Для измерения больших промежутков времени служит другая единица меры, основанная на движении Земли вокруг Солнца, - тропический год. Тропическим годом называется промежуток времени между двумя последовательными прохождениями центра истинного Солнца через точку весеннего равноденствия.

Для измерения времени используются периодические явления природы, обладающие высоким постоянством периода. К таким явлениям относятся:

вращение Земли вокруг своей оси;
обращение Земли вокруг Солнца;
собственные колебания атомов вещества;
колебания пластинки кварца в электромагнитном поле.

Календарь – система счета длительных промежутков времени, определяющая счет прошедших лет и количество прошедших дней в текущем году.

Из истории известно около 200 календарей. В настоящее время используется

В основу систем счета времени положены астрономические методы его измерения, использующие в качестве эталонов:

природный период вращения Земли вокруг своей оси – сутки;
период обращения Земли вокруг Солнца – год.

Длительность суток, то есть продолжительность одного оборота Земли вокруг своей оси, можно заметить по наблюдениям какой-либо звезды или Солнца, отсюда и наименование суток – звездные или солнечные и наименование времени – звездное или солнечное.

Лекция № 9

ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ
Время и принцип его измерения

Общие положения

вращение Земли вокруг своей оси;
обращение Земли вокруг Солнца;
собственные колебания атомов вещества;
колебания пластинки кварца в электромагнитном поле.

Из истории известно около 200 календарей. В настоящее время используется

природный период вращения Земли вокруг своей оси – сутки;
период обращения Земли вокруг Солнца – год.

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Описание презентации по отдельным слайдам:

Основы измерения времени

В древности люди определяли время по Солнцу Древняя индийская обсерватория в Дели, выполнявшая также роль солнечных часов. Величественный Стоунхендж – одна из древнейших астрономических обсерваторий, построенная пять тысяч лет назад в Южной Англии. Уже в те времена умели определять время по моменту восхода Солнца. Солнечный календарь древних ацтеков

Тысячи лет назад люди заметили, что многое в природе повторяется: Солнце встает на востоке и заходит на западе, лето сменяет зиму и наоборот. Именно тогда возникли первые единицы времени – день, месяц и год. С помощью простейших астрономических приборов было установлено, что в году около 360 дней, и приблизительно за 30 дней силуэт Луны проходит цикл от одного полнолуния к следующему. Поэтому халдейские мудрецы приняли в основу шестидесятеричную систему счисления: сутки разбили на 12 ночных и 12 дневных часов, окружность – на 360 градусов. Каждый час и каждый градус были разделены на 60 минут, а каждая минута – на 60 секунд. Сутки разделены на 24 часа, каждый час – на 60 минут.

Солнечные часы по форме очень разнообразны Издавна отсчет времени измерялся сутками по времени оборота Земли вокруг своей оси.

Солнечные сутки не одинаковы – из-за эксцентриситета земной орбиты зимой в северном полушарии сутки длятся немного больше, чем летом, а в южном – наоборот. Кроме того, плоскость эклиптики наклонена к плоскости земного экватора. Поэтому были введены средние солнечные сутки, равные 24 часам. Гринвич. Лондон Среднее солнечное время, считаемое от полуночи, на гринвичском меридиане называют всемирным временем. Обозначается UT (Universal Time). Для повседневной жизни удобно местное время – оно связано с чередованием дня и ночи в данной местности. В местности с географической долготой λ местное время (Тλ) будет отличаться от всемирного (То) на число часов, минут и секунд, равное λ: Тλ = То + λ

Для устранения разнобоя в счете времени в разных населенных пунктах принято деление земной поверхности на часовые пояса. Были выбраны 24 земных меридиана (через каждые 15 градусов). От каждого из этих 24 меридианов отмерили 7,5° в обе стороны и провели границы часовых поясов. Внутри часовых поясов время всюду одинаково. Нулевой пояс – гринвичский. Нулевой меридиан проходит через Гринвичскую обсерваторию, расположенную недалеко от Лондона.

На каждом из этих меридианов поясное время отличается от всемирного на целое число часов, равное номеру пояса, а минуты и секунды совпадают с гринвичскими. В нашей стране поясное время было введено с 1 июля 1919 года. По территории России проходит 11 часовых поясов (от II до XII включительно).

Зная всемирное время (То) и номер пояса данного места (n ), можно легко найти поясное время (Тп): Тп = То + n Нулевой меридиан. Гринвич. Лондон

В 1930 году на территории бывшего Советского Союза все часы были переведены на час вперед. А в марте россияне переводят часы еще на час вперед (т.е. уже на 2 часа по сравнению с поясным) и до конца октября живут по летнему времени: Тл = Тп +2ч

Московское время – это местное время в столице России, находящейся во II часовом поясе. По московскому зимнему времени истинный полдень в Москве наступает в 12 часов 30 минут, по летнему – в 13 часов 30 минут.

Задача 25 мая в Москве (n1 = 2) часы показывают 10ч45м. Какое среднее, поясное и летнее время в этот момент в Новосибирске (n2 = 6, 2 = 5ч31м)? Дано: Тл1 = 10ч 45м; n1 = 2; n2 = 6; 2 = 5ч 3м Найти:Т2 - ? (среднее время - местное время в Новосибирске) Тп2 - ? Тл2 - ? Решение: Находим всемирное время Т0: Тп1 = Т0 + n1; Тл1 = Тп1+ 2ч; Т0 = Тл1– n1 – 2ч; Т0 = 10ч 45м – 2ч – 2ч = 6ч 45м; Находим среднее, поясное и летнее время в Новосибирске: Т2 = Т0 + 2;Т2 = 6ч 45м + 5ч 31м = 12ч 16м; Тп2 = Т0 + n2; Тп2 = 6ч 45м + 6ч = 12ч 45м; Тл2 = Тп2+ 2ч; Тл2 = 12ч 45м + 2ч = 14ч 45м. Ответ:Т2 = 12ч 16м; Тп2 = 12ч 45м; Тл2 = 14ч 45м;

Попробуйте сходу дать точное определение: что такое время? Мысль вертится вокруг этого понятия, пытается ухватиться, но вот сформулировать однозначное определение сложно. Есть разные концепции и трактовки времени в философии, физике, метрологии.

В классической механике и теории относительности используются совершенно разные концепции времени. В первом случае время характеризует последовательность событий, происходящих в трехмерном пространстве. Во втором рассматривается еще и как четвертая координата.

Но обо всем по порядку. Давайте узнаем, как люди измеряли время, почему секунда - его мельчайшая принятая единица. Также определим понятие времени в физике, рассмотрим явления релятивистского и гравитационного замедления времени.

Что такое время?

Течение времени – совершенно естественное явление. Время идет, все вокруг меняется, происходят разные события. Именно поэтому о времени с точки зрения физики, в первую очередь, стоит говорить в контексте событий.

Если бы вокруг ничего не происходило, понятие времени не имело бы традиционного смысла. Другими словами, без событий времени не существует. Итак:

Время – мера того, как меняется окружающий мир. Время определяет длительность существования объектов, изменение их состояний и процессы, протекающие в них.

В системе СИ время измеряется в секундах и обозначается буквой t.

Как люди измеряли время?

Для измерения времени нужны какие-либо повторяющиеся с одинаковым периодом события. Например, смена дня и ночи. Солнце каждый день встает на востоке и садится на западе, а Луна каждый синодический месяц проходит весь цикл фаз освещенности солнцем - от тоненького серпа полумесяца до полнолуния.

Синодический месяц – время от одного новолуния до другого. За синодический месяц Луна совершает оборот вокруг Земли.

Древним людям ничего не оставалось, как привязать отсчет времени к движению небесных тел и событиям, связанным с ним. А именно – к смене дней, ночей и сезонов года.

В году 4 сезона и 12 месяцев. Именно столько раз за весну, лето, осень и зиму Луна меняет свои фазы.

По мере развития прогресса методы измерения времени совершенствовались, появились солнечные, водяные, песочные, огненные, механические, электронные и, наконец, молекулярные часы.

Часы FOCS 1 Часы FOCS 1 в Швейцарии измеряют время с погрешностью хода около одной секунды за 30 миллионов лет. Это очень точные часы, но через 30 миллионов лет их все же придется "подвести".

Почему в часе 60 минут, в минуте – 60 секунд, а в сутках – 24 часа?

Сразу оговоримся, что изложенное ниже во многом является личными предположениями автора, сделанными на основе исторических сведений. Если у наших читателей появятся уточнения или вопросы, мы будем рады видеть их в обсуждениях.

Древним народам нужна была какая-то основа, чтобы строить свои системы счисления. В Вавилоне за такую основу было взято число 60.

Именно благодаря шестидесятеричной системе счисления, придуманной шумерами и позже распространившейся в Древнем Вавилоне, окружность содержит 360 градусов, градус – 60 минут, а минута – 60 секунд.

Год можно представить в виде окружности, содержащей 360 градусов. Возможно, число 360 в данном контексте взялось оттого, что в году 365 дней, и эту цифру просто округлили до 360.

Когда-то самой короткой единицей измерения времени был час. Древние вавилоняне были сильными математиками и решили ввести меньшие единицы времени, используя свое любимое число 60. Поэтому, в часе 60 минут, а в минуте 60 секунд.

Но почему день делится на 12 часов? За это нужно сказать спасибо древним египтянам и их двенадцатиричной системе. День и ночь делились на 12 раных частей, считаясь разными царствами бытия. Скорее всего, первоначально использование числа 12 связано с количеством оборотов Луны вокруг Земли за год.

Самая большая единица измерения времени

Самая большая единица измерения времени – кальпа. Кальпа является понятием из индуизма и буддизма. Она равняется примерно 4,32 миллиардам лет, что совпадает с возрастом Земли с точностью до 5%.

Как в голову древним индуистам пришли такие цифры? Ответа на этот вопрос мы не знаем, но вся система как будто говорит нам, что тогда люди знали о Вселенной немного больше, чем мы.

Представление о времени

Если перевести сто лет Брахмы в наши традиционные годы, получится 311 триллионов и 40 миллиардов лет! Нынешнему Брахме 51 год.

Вывод: если все это правда, то беспокоится не стоит - Вселенная будет существовать еще долгое время.

Кальпа – самая большая единица измерения времени согласно книге рекордов Гиннеса.

Первые часы

Сначала было достаточно палочки, на которой каменным топором можно делать зарубки и тем самым отсчитывать прошедшие дни. Но это скорее был календарь, а не часы.

Первые и самые древние часы – солнечные. Их действие основано на изменении длины тени предметов по мере того, как солнце движется по небосводу. Такие часы представляли собой гномон – длинный шест, воткнутый в землю. Солнечные часы применялись в Древнем Египте и Китае. О них было доподлинно известно уже в 1200 году до нашей эры.

Солнечные часы в Китае

Затем появились водяные, песочные и огненные часы. Работа этих механизмов не была привязана к движению небесных светил. Долгое время водяные часы были главным инструментом для измерения времени.

Первые механические часы были изготовлены китайскими мастерами в 725 году нашей эры. Однако широкое распространение они получили относительно недавно.

В средневековой Европе механические часы устанавливались в башнях соборов и имели только одну стрелку – часовую. Карманные часы появились только в 1675 году (изобретение запатентовал Гюйгенс), а наручные – намного позже.

Первые наручные часы были исключительно женским аксессуаром. Они представляли собой богато украшенные изделия, точность хода которых отличалась огромными погрешностями. У уважающего себя мужчины не могло быть и мысли о том, чтобы носить наручные часы.

Современные часы

Сейчас механические или электронные часы есть у каждого. Они измеряют время с относительно небольшими погрешностями. Однако самыми точными часами в мире являются атомные часы. Их еще называют молекулярными или квантовыми.

Биг Бен - знаменитые башенные часы

Как мы помним, для определения единицы времени необходим какой-то периодический процесс. Когда-то самой короткой единицей был день. То есть единица измерения время была привязана к периодичности восхода и заката солнца. Потом минимальной единицей стал час, и так далее.

С 1967 года, согласно международной системе СИ, определение одной секунды привязано к периоду электромагнитного излучения, возникающего при переходе между сверхтонкими уровнями основного состояния атома Цезия-133. А именно: одна секунда равна 9 192 631 770 таким периодам.

Время в физике

На данный момент не существует определенной и единой концепции определения времени в физике.

В классической механике время считается непрерывной, априорной и ничем не определяемой характеристикой мира.

Для измерения времени используется какая-либо периодическая последовательность событий. В классической физике время инвариантно относительно любой системы отсчета. То есть во всех системах события происходят одновременно.

Как найти время в физике? Простейшая формула, определяющая связь между пройденным путем, скоростью и временем, известна каждому школьнику и имеет вид:

Это формула времени для равномерного и прямолинейного движения. Здесь t - время, S - пройденное расстояние, v - cкорость.

Более подробно об основах классической механики читайте в нашей отдельной статье.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Термодинамика говорит, что время необратимо. Необратимо по причине возрастания энтропии замкнутой системы. Кстати, в нашем тематическом материале читайте о том, что такое энтропия.

Но самое интересное начинается в релятивистской физике. Приведем цитату Стивена Хокинга, физика, написавшего краткую историю времени.

Нам приходится принять, что время не отделено полностью от пространства и не независимо от него, но вместе с ним образует единый объект, который называется пространством-временем

Также в релятивистской физике время перестает быть инвариантом и можно говорить об относительности времени. Другими словами, ход времени зависит от движения системы отсчета.

Это так называемое релятивистское замедление времени. Если часы находятся в неподвижной системе отсчета, то в движущемся теле все процессы происходят медленнее, чем в неподвижном. Именно поэтому космонавт, путешествующий в космосе на супер скоростном корабле, практически не постареет по сравнению со своим братом близнецом, оставшимся на Земле.

Релятивистское замедление времени

Помимо релятивистского существует гравитационное замедление времени. Что это такое? Гравитационное замедление времени – изменение хода часов в гравитационном поле. Чем сильнее поле гравитации, тем сильнее замедление.

Вспомним о том, что секунда – это время, за которое атом изотопа цезия совершает 9 192 631 770 квантовых переходов. В зависимости от того, где находится атом (на земле, в космосе, вдали от любого объекта или у черной дыры) секунда будет иметь разные значения.

Поэтому и время процессов, связанных с данной системой отсчета, будет отличаться. Так, для наблюдателя у горизонта событий Шварцшильдовской черной дыры время практически остановится, а для наблюдателя на Земле все произойдет почти мгновенно.

Людей всегда волновала тема путешествий во времени. Предлагаем вам посмотреть научно-популярный фильм на эту тему и напоминаем, что если у вас совершенно нет времени на учебные дела, наш студенческий сервис всегда поможет справится с актуальными задачами и проблемами.

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.

ВРЕМЯ. КАК ЕГО ИЗМЕРИТЬ?

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Вся наша связана со временем и организованна по часам. Взрослые идут на работу в определенное время, транспорт начинает движение по расписанию, в школе мы садимся на занятия в одно и то же время. В течение дня мы по несколько раз смотрим на часы, чтобы спланировать свой день. Но если сейчас, время можно определить по часам, то, как люди определяли его раньше?

Часто драгоценное время теряется из-за неорганизованности, неумения использовать его правильно. Умение ценить каждую минуту особенно важно в наши дни, когда ускоряются темпы жизни, труда, увеличивается объём информации и знаний. В этом и заключается актуальность выбранной темы.

Цель исследования: знакомство с различными способами измерения времени.

Гипотеза: я думаю, что измерять время человек начал очень давно, разновидностей часов существует много.

Объект исследования: часы, время.

Предмет исследования: исследование способов измерения времени.

Цели и задачи:

выяснить, как измеряли время наши предки;

познакомиться с действием и строением разных видов часов;

научиться ориентироваться в прошлом часов;

доказать, что часы человек создаёт для облегчения своей жизни.

Методы исследования:

изучение литературы по данной теме;

поиск информации в сети Интернет;

Глава 1. Что такое время

Время - это изменение чего-либо. Если есть изменение, значит, время идёт, время есть. Если нет изменения, значит, время остановилось, его нет. Материя есть, а времени нет – нет изменения в материи.

Если на вопрос: Что есть время? Ответить: время - это движение стрелок на часах, - то это, по сути, будет правильный ответ. Потому что движение стрелок – это изменение положения стрелок. А время – это изменение. И в отношении часов – это изменение положения стрелок. Если есть изменения, то часы идут, время идёт, оно есть. Если нет изменений, то часы стоят, время остановилась, его нет. И оно появится, когда начнут происходить изменения.

В Википедии дается такое толкование этому слову: вре́мя — одно из основных понятий философии и физики, условная сравнительная мера движения материи, а также одна из координат пространства-времени, вдоль которой протянуты мировые линии физических тел.

В. И. Даль в своём толковом словаре определяет: время – средняя длительность бытия; пространство в бытии; последовательность существования; продолжение случаев, событий; дни за днями и века за веками; последовательное течение суток за сутками.

Время – это самое ценное, что есть у каждого человека. Потому, что только имея время можно создать что-то ценное и важное. Очень часто счёт времени люди ведут не на годы и даже не на часы, а на минуты, а где-то и на секунды. Умение ценить своё время и время окружающих – очень полезное качество, которое воспитывается в человеке с самого детства. Умение ценить каждую минуту важно именно в наши дни, потому что темп жизни, скорость передачи и усвоения знаний растут с каждым днём.

Глава 2. Единицы измерения

Обычный человек без запинки ответит: время — это длительность, интервал между какими-то событиями, которые происходят в нашей жизни. И ещё скажет, что измерять время принято в часах, минутах, секундах.

Отрезок времени можно измерить тремя способами. Во-первых, можно взять в качестве единицы времени средний солнечный день (промежуток, за который в среднем Земля совершает один оборот вокруг своей оси). Динамический способ измерения времени использует движение Луны и планет. Третий способ измерения времени появился сравнительно недавно и основан на введении атомной шкалы.

Полночь — 12 часов ночи; момент, когда один день переходит в другой.

Рассвет — промежуток времени от того момента, когда небо начинает светлеть, до первого луча Солнца.

Полдень — 12 часов дня; в этот момент кончается утро и наступает день.

Заход Солнца — промежуток времени, в течение которого Солнце скрывается за горизонтом.

Сумерки — Солнце за горизонтом; постепенно темнеет; первый мягкий отблеск солнечного света; Солнце еще находится под горизонтом. Также последний отблеск солнечного света.

Вечер — время между заходом Солнца и отходом ко сну.

Ночь — темное время суток после захода Солнца.

Современный отсчет времени: длительности года, месяца, недели и суток основаны на периодических циклах, связанных с вращением Земли и Луны. Современный отсчет времени связан с числом 60. В древней шумерской цивилизации 3000 лет назад, наряду с основанием 60, использовалось для счета времени основание 10. В современной минуте содержится 60 секунд, в часе — 60 минут. Ученые связали продолжительность одной секунды с излучением цезия-133, изотопа металла цезия. Одна секунда — это промежуток времени, в течение которого происходят 9 192 631 770 колебаний атома цезия-133.

Глава 3. 11 способов измерить время

На протяжении веков люди придумывали различные творческие методы хронометража, от самых простых солнечных часов до атомных часов. Ниже представлены различные способы измерения времени, некоторые из них новейшие, а некоторые также стары, как само время.

1.Солнце. В 3500 году до н.э. египтяне соорудили обелиски и расположили их в стратегически важных местах, где в определенное время "приборы" отбрасывали тени. На первый взгляд, эти обелиски могли отметить только время прихода полдня, но затем они стали делать более глубокие подразделения.

Две тысячи лет спустя, египтяне разработали первые солнечные часы, "циферблат" которых был разделен на 10 частей. Солнечные часы работали, отслеживая движение солнца. Когда часы показывали полдень, необходимо было передвинуть стрелку часов на 180 градусов для того, чтобы измерить послеобеденное время. Конечно, древние солнечные часы не могли определить точное время в пасмурный день или в ночной период времени. Кроме того, время, показываемое солнечными часами, было неточным, поскольку в разные времена года часы были короче или длиннее в зависимости от сезона. Тем не менее, солнечные часы были лучше, чем ничего, а к 30 году до н.э. более 30 различных видов часов использовались в Греции, Италии и Малой Азии.

2.Звезды. Древние египтяне, как полагается, разработали первый способ определения времени ночью, изобретя первый астрономический инструмент "меркхет" в приблизительно 600 году до н.э. Инструмент представляет собой натянутую нить с весом, которая работает также, как плотник сегодня использует отвес. Египетские астрономы использовали два меркхета, ориентированных на Полярную звезду для того, чтобы выявить небесный меридиан в ночном небе. Время же отсчитывалось по принципу пересечения звездами этого меридиана. Звезды использовались не только для того, чтобы отметить прохождение часов, но и прохождение дней. Это измерение вращения Земли называется звездным временем. Когда определенная воображаемая точка среди звезд пересекает небесный меридиан, то этот момент обозначается как звездный полдень. Время, которое прошло от одного звездного полдня к другому, называется звездными сутками.

3.Песочные часы. Происхождение песочных часов уходит далеко вглубь веков. Они состоят из двух стеклянных колб, одна поверх другой с узким отверстием между ними. Песок постепенно попадает из верхней части в нижнюю при переворачивании часов. Когда весь песок из верхней части перешел в нижнюю, то это означает, что время вышло, однако, это не всегда означает, что прошел час. Песочные часы могут быть сделаны таким образом, чтобы измерить практически любой короткий промежуток времени, для этого нужно всего лишь регулировать количество содержащегося песка в нем, или же отверстие между колбами.

4. Водяные часы, известные как "клепсидра", были одним из первых устройств, которое для измерения времени не использовало солнце или звезды, то есть ими можно было пользоваться в любое время суток. Водяные часы работают путем измерения количества воды, которое капает из одного контейнера в другой. Они были изобретены в Египте, но распространились по всему древнему миру, а в некоторых странах люди даже в 20 веке пользовались водяными часами. Древние греки и римляне строили большие водяные часы в виде башен, а в Китае такие часы назывались "Лу" и зачастую были сделаны из бронзы. Однако, несмотря на то, что водяные часы были очень распространены, они были не совсем точны.

6.Необычные часы. Когда мы думаем о часах, мы, как правило, представляем себе знакомый циферблат с двумя, а, возможно, с тремя стрелками. На протяжении многих веков люди создавали всевозможные конструкции для того, чтобы определить время. Китайцы в период между 960 и 1279 годами изобрели ладановые часы, а затем они распространились во всей Восточной Азии. В одном из видов ладановых часов, металлические шарики были прикреплены к благовонию при помощи проволоки. Когда ладан догорал, металлический шарик падал и звучал гонг, что свидетельствовало о прохождении часа.

Другие часы использовали в своей работе цвет, а некоторые – различные ароматы для обозначения разных периодов времени. Существовали также часы, сделанные из маркированной свечи, когда свеча догорала до определенной отметки, то проходил заданный период времени.

7.Наручные часы. Открытие в 1400-х годах того, что спиральные источники могут быть уменьшены в размерах, привело к тому, что были созданы наручные часы. В то время и на протяжении многих веков после этого, карманные часы были приоритетом мужчин, женщины же носили наручные часы. Все эти правила моды изменились во время Второй Мировой войны, и в итоге с тех пор, наручные часы начали носить и мужчины. Дарение часов символизировало переход к зрелости. Однако, по мере развития 21 века, вездесущие наручные часы, могут постепенно кануть в лету, поскольку сейчас мы чаще всего проверяем время, глядя на монитор компьютера, мобильного телефона или дисплея МР3-плеера. Однако, все же неформальный опрос нескольких тысяч людей показал, что большинство из них не собираются отказываться от своих наручных часов.

8. Кварцевые часы. Минеральный кварц, как правило, с помощью аккумулятора, является основной движущей силой кварцевых часов. Кварц является пьезоэлектрическим материалом, а это означает, что когда кристалл кварца сжат, он генерирует небольшой силы электрический ток, который способствует вибрации кристалла. Все кристаллы кварца вибрируют на одной и той же частоте. Кварцевые часы используют батарейку для создания кристальной вибрации и для подсчета колебаний. Таким образом, система работает так, что создается один импульс в секунду. Кварцевые часы по-прежнему доминируют на рынке из-за своей точности и низкой стоимости производства.

9.Атомные часы. Хотя название звучит достаточно устрашающе, на самом деле, атомные часы не представляют собой никакой опасности. Они измеряют время, отслеживая как долго один атом переходит с положительного на отрицательное энергетическое состояние и обратно.

Официальный временной стандарт для Соединенных Штатов устанавливается NIST F-1, атомные часы Национального института науки и технологии в городе Боулдер (штат Колорадо). NIST F-1 являются фонтанными часами, названными в честь атомного движения. Ученые вводят газ цезий в вакуумный центр часов, а затем добавляют прямые инфракрасные лазерные лучи под углом в 90 градусов. Сила лазера собирает все атомы в одном месте, на которое в большой силой воздействует заполненная микроволнами область. Ученые измеряют количество атомов, которые оказываются в измененном состоянии, а также управляют микроволнами, задавая им разные частоты до тех пор, пока большая часть атомов не изменит свое состояние. В итоге, последняя частота, при которой меняются атомы, и есть частота колебаний атомов цезия, равняющаяся секунде. Это звучит довольно сложно, однако, данная технология является мировым стандартом измерения времени. Атомные часы отслеживают самые незначительные изменения времени.

10.Цветочные часы. Так как у различных растений цветки открываются и закрываются в различную пору дня, то можно так подобрать растения, что по их цветению можно приблизительно узнавать время дня. Для каждой местности могут быть составлены свои цветочные часы, так как время цветения, то есть открытие и закрытие цветков, в разных местностях происходят не в один и тот же час; оно либо запаздывает, либо наступает раньше.

11.Календари. Как мы видели, фактический подсчет минут и секунд требует проведения достаточно сложных процедур, но подсчет дней и месяцев основан на положении солнца и луны. Различные культуры, однако, используют разные методы. Христианский, или григорианский календарь, один из наиболее популярных сегодня, опирается на солнце. Исламский календарь использует фазы луны, еврейские и китайские календари полагаются на сочетание обоих этих методов. В григорианском календаре, день – это время, прошедшее от одного восхода солнца до следующего, или же один полный оборот Земли вокруг своей оси. Месяц, по григорианскому календарю, это приблизительно 29,5 дней, что является одним полным циклом фаз Луны, а год – это 364,24 дня, или время, необходимое для того, чтобы Земля сделала полный круг по орбите Солнца.

Глава 4. Создание моделей часов

Узнав о таком многообразии часов, особенно старинных, мне захотелось проверить на практике, как они действовали, и я решил изготовить некоторые модели старинных часов.

4.1. Модель огневых часов

Для создания огневых часов нам понадобилась 1 обычная бытовая свеча,на которой с помощью плоски из тёмной цветной бумаги я отмерил расстояние в 1 сантиметр. Потом зажёг свечу и с помощью электронных часов засек время, за которое свеча сгорает на 1 сантиметр. В ходе эксперимента установлено, что свеча сгорает на 1 сантиметр за 10 минут. Теперь, зная время горения одного сантиметра свечи, я могу узнать, сколько времени необходимо, что бы сгорела вся свеча. А для того, что бы отмерять отрезки времени в 10 минут, надо просто нанести на свечу полоски через 1 сантиметр.

Вывод: часы не удобны в употреблении. Свеча сгорает – её не восстановишь. Метод не подходит для определения отрезков времени от нескольких секунд до нескольких минут. Данный метод подходит для того, что бы определять время от десятков минут до нескольких часов в зависимости от длины свечи.

Создание модели водных часов

Для создания водяных часов нам необходима пластиковая бутылка. На бутылку наклеиваем полоску из светлой бумаги. В бутылку наливаем воду и подвешиваем ее вертикально. На бумажной полоске отмечаем маркером начальный уровень воды в бутылке, прокалываем крышку бутылки так, что бы вода через пробку начала капать в сосуд для воды, поставленный под бутылку. Включаем секундомер и отмечаем на бумажной полоске уровень воды после того, как пройдёт одна минута. Замеряем линейкой расстояние между двумя полученными полосками уровня воды и размечаем всю бумажную полоску отметками с промежутками, равными полученному результату в начале опыта.

Вывод: часы не удобны в употреблении. Вода вытекает – её необходимо доливать и куда-то отводить. Метод не подходит для определения больших отрезков времени, так как требует очень большого количества воды и, соответственно, большого сосуда, который будет очень тяжёлым. Данный метод подходит для того, что бы определять время до нескольких минут в зависимости от объёма бутылки.

Недостатки данных моделей часов

Итак, мы рассмотрели модели водяных и огневых часов. По ним действительно можно измерить некоторый отрезок времени, но точность измерения прошедшего времени оставляет желать лучшего. Они показывают только примерное время, не отвечая на вопрос: сколько точно прошло времени с определённого момента? А если нам необходимо сделать какую-то работу за 5, 10 минут. Как измерить более мелкие промежутки времени с использованием таких часов? Это или невозможно, или очень затруднительно.

Заключение

В ходе проведённой исследовательской работ я убедился, как важно точное измерение времени. За всё время существования людей придумано огромное количество способов измерения времени. Многие из этих способов неудобны, но для своего времени они были важны.

Кроме того, я убедился, что современные способы измерения времени точны, приборы, которыми мы измеряем время небольшие и очень удобны. Современные часы используются во многих бытовых приборах, которые помогают нам в жизни.

Раньше я думал, что минута и секунда – это очень маленькие промежутки времени, теперь моё представление о минутах и секундах изменилось – я постараюсь не терять времени зря.

Читайте также: