Четвертое измерение часы реферат

Обновлено: 04.07.2024

Понятие времени в философии, физике и метрологии. Качественные и количественные характеристики физических величин. Свойства времени и основная формула движения. Измерения величины в различных отраслях экономики. Основные способы измерения времени.

Рубрика	Физика и энергетика
Вид	контрольная работа
Язык	русский
Дата добавления	19.10.2015
Размер файла	23,6 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Методы и средства измерения

Студенты гр. МТ-331101

Время - это форма существования материи, выражающая изменения объектов и явлений действительности.

Время делят на годы, месяцы, недели, сутки, часы, секунды. Историки отсчитывают время столетиями, геологи - миллионами лет.

Но главное свойство времени состоит в том, что оно длится, течет непрестанно. Оно безостановочно. И с этой проблемой времени человек сталкивается ежедневно, срывая листок календаря или глядя на часы. Т. е. время - это особая величина. Время идет само, независимо от того, хотим мы этого или не хотим. время физический величина движение

Значит, проблема определения времени была актуальна и остаётся актуальной для человечества на протяжении существования бытия.

Время -- форма протекания физических и психических процессов, условие возможности изменения. Одно из основных понятий философии физики, мера длительности существования всех объектов, характеристика последовательной смены их состояний в процессах изменения и развития, а также одна из координат единого пространства-времени, представления о котором развиваются в теории относительности.

В философии -- это необратимое течение, внутри которого происходят все существующие в бытии процессы, являющиеся фактами.

В количественном (метрологическом) смысле понятие время имеет три аспекта:

· координаты события на временной оси. На практике это текущее время: календарное, определяемое правилами календаря, и время суток, определяемое какой-либо системой счисления (шкалой) времени (примеры: местное время, всемирное координированное время);

· относительное время, временной интервал между двумя событиями;

· субъективный параметр при сравнении нескольких разночастотных процессов.

1.1 Характеристика величины

У физических величин есть качественные и количественные характеристики.

Качественное различие физических величин отражается в их размерности. Обозначение размерности установлено международным стандартом ИСО, им является символ dim*.

Таким образом, размерность времени:

Количественная характеристика объекта измерения - это его размер, полученный в результате измерения. Самый элементарный способ получить сведения о размере определенной величины объекта измерения - это сравнить его с другим объектом. Результатом такого сравнения не будет точная количественная характеристика, оно позволит лишь выяснить, какой из объектов больше (меньше) по размеру.

Первое и простейшее свойство времени - это его способность упорядочивать. Мир без времени - это первозданный хаос, в котором нет ни “раньше”, ни “позже”.

Второе фундаментальное свойство времени: в отношение “раньше, чем” вступают уникальные индивидуализированные события. Последовательности таких событий также уникальны и индивидуализированы и образуют историю соответствующей области реальности.

Третье свойство: неизменный аспект понятия времени связан с разделением событий на прошлые, настоящие и будущие.

Ход времени состоит в том, что события будущего становятся событиями настоящего, события настоящего - событиями прошлого, а события прошлого - событиями еще более далекого прошлого. Течение времени - четвертое его неотъемлемое, фундаментальное свойство.

Есть одно, единое и общее время мира. Универсальность - пятое фундаментальное свойство времени.

Шестое фундаментальное свойство времени - его необратимость.

Седьмым фундаментальным свойством времени является нефиксированность будущего. Возможны альтернативные сценарии развития событий будущего. При этом из множества таких сценариев реализуется только какой-то один.

1.3 Связь с другими величинами

Между двумя и более величинами или системами мер можно устанавливать зависимость, она зафиксирована в формулах, а формулы выведены опытным путем.

Две взаимно зависимые величины называются пропорциональными, если отношение их значений остается неизменным.

Неизменное отношение двух величин называется коэффициентом пропорциональности. Коэффициент пропорциональности показывает, сколько единиц одной величины приходится на единицу другой величины. Если коэффициенты равны. То и отношения равны.

Поскольку состояния всего нашего мира зависят от времени, то и состояние какой-либо системы тоже может зависеть от времени, как обычно и происходит. Однако в некоторых исключительных случаях зависимость какой-либо величины от времени может оказаться пренебрежимо слабой.

Расстояние есть произведение скорости и времени движения: отсюда вывели основную формулу движении:

где S -- путь; V -- скорость; t -- время.

Основная формула движения -- это зависимость расстояния от скорости и времени движения. Такая зависимость называется прямо пропорциональной.

Две переменные величины прямо пропорциональны, если с увеличением (или уменьшением) в несколько раз одной величины другая величина увеличивается (или уменьшается) во столько же раз; т.е. отношение соответствующих значений таких величин является величиной постоянной.

При неизменном расстоянии скорость и время связаны другой зависимостью, которая называется обратно пропорциональной.

Две переменные величины обратно пропорциональны, если с увеличением (или уменьшением) одной величины в несколько раз другая величина уменьшается (или увеличивается) во столько же раз; т.е. произведение соответствующих значений таких величин является величиной постоянной.

Из формулы движения можно вывести еще два соотношения, выражающих прямую и обратную зависимости входящих в них величин:

t = S : V -- время движения прямо пропорционально пройденному пути и обратно пропорционально скорости движении

V = S : t -- скорость движения прямо пропорциональна пройденному пути и обратно пропорциональна времени движения.

Буквенное обозначение - t. Размерность - Т. Единица измерения в СИ и СГС - секунда. Русское обозначение с, межденароднее s. Секунда есть время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уров- нями основного состояния атома цезия-133.

1.5 Измерения величины в различных отраслях экономики

По мнению специалистов, время сегодня является остродефицитным ресурсом. А ведь любой дефицитный продукт требует наилучшего применения. Поэтому у экономистов возникает особый интерес к проблемам времени.

На уровне здравого смысла, время - это некий промежуток конкретной деятельности или же определенный момент, в течение которого что-то происходит.

Экономическое время - что это? В экономике время представляет собой время реакции определенных активов на изменение общей экономической ситуации. Специалисты под реакцией понимают изменение факторов производства, которые приводят к изменению объемов этого производства и соответственно количества предложений.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ

Вся жизнь человека связана с временем, и поэтому необходимость его измерения возникла еще в глубокой древности.

Длительность суток соответствует промежутку времени, за который Земля совершает полный оборот вокруг своей оси с запада на восток. Определенное таким образом время называется Всемирным временем. Но для измерения времени с большой точностью неудобно использовать период обращения Земли вокруг своей оси из-за незначительных отклонений в скорости вращения. Поэтому астрономическое время вычисляется на основе средней солнечной секунды, соответствующей началу 1900 года. Это время называется Эфемерным временем. В сутках 24 часа, а по астрономическим измерениям времени 23 часа 56 минут и 4,091 секунда.

Год - это промежуток времени, близкий по продолжительности к периоду обращения Земли вокруг Солнца. Год делится на двенадцать календарных месяцев разной продолжительности (28, 29, 30, 31 день). Также в году примерно 365 дней. Различают годы: календарный (юлианский, григорианский), лунный, звездный, тропический, драконический, аномалистический.

Месяц - это промежуток времени, близкий к периоду обращения Луны вокруг Земли. Месяц делится на 4 недели, в каждой из которых 7 дней. Различают месяцы: календарный, звездный, синодический, драконический.

Сутки бывают эфемеридные (24 ч = 1440 мин = 86400 с), солнечные, средние солнечные, звездные.

Неделя - это единица измерения времени равная семи суткам. В недели примерно 168 часов.

Таким образом, существуют различные единицы измерения времени. Самые распространенные из них, - это:

1 год = 12 месяцев = 52 недели

1 месяц = 4 недели

1 неделя = 7 суток

1 сутки = 24 часа = 1440 минут = 86400 секунд

1 час = 1/24 суток = 60 минут = 3600 секунд

1 минута = 1/1440 суток = 1/60 часа = 60 секунд

1 секунда = 1000 миллисекунд (6)

Для достижения еще более высокой точности измерений времени в 1967 году была принята естественная единица времени - атомный эталон времени. Виды средств измерения для измерения данной величины

Существует множество видов часов:

2.1 Первые часы - Солнце

Эти часы основаны на том, что солнце отбрасывает тень от предметов, и его путь по небу одинаков в одинаковые дни разных лет. Используя расчерченный круг и поправки на широту местности можно оценить, который сейчас час.

Каждый город имел свои солнечные часы. В центре площади устанавливали каменный столб, а площадь служила циферблатом. С развитием городов появились башенные часы, кто точно их придумал до сих пор неизвестно. Башенные часы были визитной карточкой любого города. 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.

2.2 Песочные часы

Эти часы основаны на том, что точно откалиброванный речной песок проходит через узкое отверстие, в 1 песчинку, в одинаковые промежутки времени. При этом люди быстро догадались использовать 2 полости, соединённые узким перешейком с отверстием для пересыпания песка. Половинки стеклянного сосуда имели форму чаши и предназначались для измерения небольших промежутков времени, но имели недостаток: после пересыпания песка из верхней полости в нижнюю их приходилось переворачивать.

На флоте песочные часы назывались склянками.

2.3 Водяные часы

Водяные часы, также называемые клепсидрой имеют принцип действия схожий с песочными часами. Они 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.

2.4 Огненные часы

Огненные часы впервые появились в Китае. Они состояли из спирали или палочки из горючего материала с подвешенными металлическими шариками. При сгорании материала шарики падали в фарфоровую вазу, производя звон.

Впоследствии разновидность огненных часов появилась и в Европе. Здесь использовались свечи, на которые равномерно наносились метки. Расстояние между метками служило единицей времени.

2.5 Механические часы

У всяких механических часов нужно различать четыре существенных части:

· двигатель (пружина или гиря)

· передаточный механизм зубчатых колёс

· регулятор, обусловливающий равномерность движения

· распределитель или спуск, с одной стороны, передающий от двигателя импульсы регулятору, необходимые для поддержания колебания последнего, и, с другой стороны, подчиняющий движение передаточного механизма, а следовательно, и действие двигателя закономерности колебания регулятора.

Измерителем времени в тесном смысле слова служит регулятор. Зубчатые колёса, скреплённые с ними стрелки циферблата -- счётчики отмеренных регулятором единиц времени. Признавая суточное вращение земли вокруг её оси строго равномерным, мы в нём имеем единственный масштаб для сравнения промежутков или единиц времени. Обыкновенно за единицу времени принимается секунда, 1/86400 часть суток.

Регуляторы часовых механизмов устраиваются так, чтобы отмеряемые ими промежутки времени равнялись или целой секунде, или половине, четверти или одной пятой секунды. Если регулятор начнёт почему-либо отмеривать меньшие промежутки времени, счётчик укажет большее их число в данном периоде времени. В этом случае часы, как говорят, уходят вперёд. Если же интервал регулятора больше заданного -- часы отстают. Условившись о начальном моменте суток, иначе говоря, о моменте, когда счётчик часов должен показывать нуль протёкших единиц времени, приходим к понятию о поправке часов. Она положительна, если часы отстали, отрицательна -- если ушли вперёд. Изменение поправки часов за определённый промежуток времени называется ходом часов (например, суточный, недельный, часовой ход). Ход выражает собой именно уклонение отмеряемых регулятором промежутков времени от принятой единицы. Поправка часов есть величина условная и, кроме того, в любой момент простым передвижением минутной стрелки счётчика поправка часов может быть сделана меньше одной минуты.

Достоинство же часов заключается в малости, а главное -- в постоянстве хода. Ход хороших астрономических часов и хронометров должен по возможности не зависеть от изменений температуры, давления, влажности воздуха, случайных толчков, стирания осей механизма, сгущения смазывающего масла, молекулярных изменений в различных частях механизма и т. д.

2.6 Кварцевые часы

Разновидность электронно-механических часов. Принцип действия основан на свойстве кристаллов кварца деформироваться под воздействием внешнего электрического поля, а также поляризоваться при механической деформации. При этом кристалл кварца, обладая маленькими размерами, может в значительно большей мере стабильно генерировать колебания, имеющие высокую временную и температурную стабильность. Механизм кварцевых часов состоит из элемента питания, электронного генератора, счётчика делителя и выходного каскада усилителя, нагруженного на катушку синхронного электродвигателя, который через систему зубчатых колёс приводит в движение стрелки часов.

2.7 Электронные часы

Часы, основанные на подсчёте периодов колебаний от задающего генератора с помощью электронной схемы и выводе информации на цифровой дисплей.

В современные электронные часы встроен, как правило, специализированный микроконтроллер, и у часов появилось много сервисных функций (будильники, мелодии, календари и т. д.), но микроконтроллер так же продолжает считать периоды колебаний все того же кристалла кварца.

Электронные или кварцевые часы, которые могут сверять свой ход по сигналам точного времени вещательных или специальных радиостанций, а также (для получения особо точного времени) спутников GPS.

2.9 Атомные часы

Сегодня самые точные - атомные часы. Одна секунда - это 9 миллиардов колебаний электронов, которые движутся в атомах цезия. Атомное время задает ход часовым стрелкам всей страны. Расписание поездов, самолетов, встречи, важные мероприятия - весь уклад жизни подчинен точному ходу двух стрелок.

Атомные часы важны в навигации. Определение положения космических кораблей, спутников, баллистических ракет, самолетов, подводных лодок, а также передвижение автомобилей в автоматическом режиме по спутниковой связи (GPS,ГЛОНАСС, Galileo) немыслимы без атомных часов. Атомные часы используются также в системах спутниковой и наземной телекоммуникации, в том числе в базовых станциях мобильной связи, международными и национальными бюро стандартов и службами точного времени, которые периодически транслируют временные сигналы по радио.

На протяжении всей истории человечества люди интересовались временем, пытались его измерить, для этого они изобретали различные механизмы, которые в последствии назвали часами.

Механизм часов совершенствовался от столетия к столетию, пока не принял те формы, которые нам знакомы сейчас.

При изучении материала мы узнали много интересного о времени, его измерении, характеристике измерения и виды приборов ,установок для измерения этой величины.

Подобные документы

Понятие о физической величине как одно из общих в физике и метрологии. Единицы измерения физических величин. Нижний и верхний пределы измерений. Возможности и методы измерения физических величин. Реактивный, тензорезистивный и терморезистивный методы.

контрольная работа [301,1 K], добавлен 18.11.2013

Основные динамические характеристики средств измерения. Функционалы и параметры полных динамических характеристик. Весовая и переходная характеристики средств измерения. Зависимость выходного сигнала средств измерения от меняющихся во времени величин.

презентация [127,3 K], добавлен 02.08.2012

Основы измерения физических величин и степени их символов. Сущность процесса измерения, классификация его методов. Метрическая система мер. Эталоны и единицы физических величин. Структура измерительных приборов. Представительность измеряемой величины.

курсовая работа [199,1 K], добавлен 17.11.2010

Физическая величина как свойство физического объекта, их понятия, системы и средства измерения. Понятие нефизических величин. Классификация по видам, методам, результатам измерения, условиям, определяющим точность результата. Понятие рядов измерений.

презентация [1,6 M], добавлен 26.09.2012

Суть физической величины, классификация и характеристики ее измерений. Статические и динамические измерения физических величин. Обработка результатов прямых, косвенных и совместных измерений, нормирование формы их представления и оценка неопределенности.

курсовая работа [166,9 K], добавлен 12.03.2013

Общая характеристика и главные отличия периодической системы измерения величин и системы единиц СИ. Примеры, способы и формулы перехода от размерностей международной системы (СИ) к размерностям периодической системы (АС) измерения физических величин.

реферат [66,1 K], добавлен 09.11.2010

Положения метрологического обеспечения. Полномочия Комитета по стандартизации, метрологии и сертификации при Совете Министров РБ (Госстандарта). Классификация СИ и их характеристики. Основные характеристики средств измерения электрических величин.

Содержание работы

Файлы: 1 файл

РЕФЕРАТ.docx

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………………..14

введение

Тайна времени увлекала человеческий разум не одно тысячелетие. Самые глубокие умы человечества стремились проникнуть в нее. До сих пор не преодолены многие тупики, в которые заводила эта проблема. А когда удавалось освободиться от одних, настигали другие. Искусство и литература, наука, философия и теология вовлечены в этот нескончаемый процесс. Последние столетия бурно развивающаяся наука пролила некоторый свет на природу времени, изучив специфические для соответствующей области науки проявления временного. В итоге, оптимистические ожидания переросли в осознание того, что ускользает опять целостное проникновение в сущность времени [1, c. 172].

Время многолико. Это и явление Мира, обнаруживающее себя изменениями внутри и вне нас, и способ измерения изменений, именуемый часами, и конструктор человеческого разума, позволяющий описывать и сопоставлять изменения друг с другом. Почему проблемы времени оказываются столь важными для всего человечества? Представления о времени пронизывают и науку, и культуру, и быт, и технологическое окружение человека [1, c. 172; 6].

В своей работе я расскажу, что же такое время, дам понятие времени. А также опишу методы измерения времени, которые весьма разнообразны. Проблемой измерения времени, независимо от способа и системы его отсчёта, занимаются различные разделы науки и техники. Технические средства – счетчики времени (часы и другие приборы) для счёта время и воссоздания его единиц и их долей разрабатываются в хронометрии. Астрономия даёт возможность с помощью специальных наблюдений небесных светил контролировать работу счётчиков времени и определять поправки к шкалам времени.

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ

Уже в глубокой древности в основу измерения больших и малых промежутков времени легли астрономические явления, обусловленные движением небесных светил, прежде всего, Земли и Луны. На современном уровне развития науки представляется, что счет времени Вселенной начат с события, произошедшего почти 15 миллиардов лет назад, после которого Вселенная расширяется. Время измеряют путем наблюдения за периодически повторяющимися процессами. В качестве единицы для измерения больших интервалов времени стал применяться год, определяемый периодом обращения Земли вокруг Солнца; с этой единицей время связан цикл изменений в природе. Более мелкой единицей стал служить цикл смены лунных фаз (синодический месяц), который, несколько изменившись, превратился в существующий поныне месяц [3, c. 280].

Сутки связаны с циклом смены светлого и тёмного времени и обусловлены вращением Земли. Для отсчёта ещё более мелких интервалов времени сутки делились на часы, причём первоначально светлое время суток делилось на 12 дневных часов, а тёмное – на 12 ночных часов, различных по длине и не имеющих постоянной продолжительности в течение года. Позже было введено деление суток на 24 равных часа. Сутки были первой естественной единицей меры времени, регулировавшей труд и отдых. Сейчас понятно, что периодическая смена дня и ночи происходит из-за вращения Земли вокруг своей оси. Есть два вида солнечного времени – истинное и среднее солнечное [3, c. 281].

Промежуток времени между двумя последовательными кульминациями центра Солнца на одном и том же меридиане, равный периоду вращения Земли, называют истинными солнечными сутками. Но измерять ими время тоже неудобно, они в июне короче на 51 с, чем в январе. Дело в том, что Земля движется по орбите вокруг Солнца неравномерно: вблизи перигелия (в январе) ее скорость наибольшая, а вблизи афелия (в июне) — наименьшая (второй закон Кеплера). Потому и истинные солнечные сутки непостоянны, и вместо них используют сутки, равные средней длине истинных солнечных суток за год. Кроме того, из-за движения Солнца по эклиптике происходит видимое годичное движение Солнца с запада на восток, т.е. в направлении против вращения. Ввели понятие среднего Солнца, звездных суток и звездного времени [5].

Звездные сутки определяются периодом вращения Земли вокруг своей оси относительно любой звезды. Но звезды тоже имеют собственные движения. Условились определять длительность звездных суток как промежуток времени между двумя последовательными кульминациями точки весеннего равноденствия, находящейся на одном и том же меридиане. Оказалось, что из-за прецессии средние звездные сутки уменьшаются на 0,0084 секунды, и они на 3 минуты 56 секунд короче средних солнечных. Звездное время очень важно в астрономии, оно определяет положение светил, а в обыденной жизни используется солнечное время. И за среднюю единицу солнечных суток приняли 24 часа 3 минуты 56,5554 секунды звездного времени. Измерение солнечного времени основано на видимом суточном движении Солнца [3, c. 281; 5].
Истинный полдень наступает на разных меридианах Земли в разное время, и для удобства принято соглашение (по идее канадского ученого С.Флешинга) о делении земного шара на часовые пояса, которые проходят через 15 градусов по долготе, начиная с меридиана Гринвича. Это – Лондонский меридиан нулевой долготы, и пояс назван нулевым (западноевропейским). Время 1-го часового пояса (Рим, Берлин, Осло) названо среднеевропейским, а 2-го – восточноевропейским. Всего часовых поясов – 24, внутри каждого пояса время принимается одинаковым – среднепоясным. Но территориальное деление не совпадает с делением на часовые пояса, и часто их проводят приблизительно по рекам или административным границам. Примерно на 180-градусном меридиане происходит по договору линия перемены дат, т. е. день начинается в Японии и на Камчатке, потом в Сибири, Китае и Австралии, затем в Европе и Африке, потом – в Америке и заканчивается на Аляске. При пересечении линии изменения дат на самолете в восточном направлении одно и то же число приписывается двум дням, а в западном — один день теряется. Кроме того, в ряде стран указами вводят часовой сдвиг – переход на зимнее или летнее время. Согласованное решение о введении поясного времени приняли на Международной конференции в 1883 г. В нашей стране, простирающейся на 11 часовых поясов, поясное время ввели в 1919 г., взяв за основу международную систему часовых поясов и существовавшие тогда административные границы [5].

С развитием хозяйственной деятельности человека к проблеме измерения времени стали предъявлять более высокие требования. Совершенствовались приборы для измерения времени – часы, что позволяло вводить всё более точные системы счёта времени применительно к практическим и научным требованиям. В современных часах система счёта времени задаётся тем или иным искусственным периодическим процессом: качанием балансира (морские хронометры, часы в быту и др.), маятника (астрономические часы и др.), колебанием кварцевой пластинки (кварцевые часы). В наиболее точных кварцевых часах стабильность колебаний кварца контролируется квантовыми генераторами, действие которых основано на периодических процессах, происходящих в атомах и молекулах (атомные часы).
Секунда – общепринятая единица времени, примерно с периодом 1 секунды бьется пульс человека. Исторически эта единица связана с делением суток на 24 часа, 1 часа – на 60 минут, 1 минуты – на 60 секунд. До 1964 г. международная единица времени была основана на суточном вращении Земли. Но продолжительность суток оказалась подверженной разным вариациям и зависящей от положения Земли на орбите при ее движении вокруг Солнца. Изменения скорости вращения на протяжении года составляют около 10-8 секунд. Поэтому за стандарт были выбраны средние солнечные сутки 1900 г. Но солнечные сутки примерно на 4 минуты длиннее звездных, т. е. времени поворота на 360° [3, c. 282].

Время — форма протекания физических и психических процессов, условие возможности изменения. Одно из основных понятий философии и физики, мера длительности существования всех объектов, характеристика последовательной смены их состояний в процессах изменения и развития, а также одна из координат единого пространства-времени, представления о котором развиваются в теории относительности.

Научно - исследовательская работа на тему:

Выполнил: Родионов Петр

Пашинова Лариса Николаевна

с. Иволгинск 2019 г.

Проблема: Где можно найти потерянное время?

Тема исследования: Часовые пояса

Актуальность: Из-за разницы во времени могут срываться деловые встречи, а во время переезда у людей могут возникнуть проблемы со здоровьем. Но разница во времени приносит не только минусы, но и плюсы.

Цель исследования: Изучить всё о измерении времени.

Гипотеза: Если хорошо изучить информацию о часовых поясах, то можно найти потерянное время.

Задачи исследования:

Изучить историю измерения времени

Измерение времени в современное мире

Проблема часовых поясов

Как столкнувшись с проблемой разницы во времени, решить её

Что же такое время?

Как измеряли время в древности?

История развития методов измерения времени — это путь от первых грубых часов древнего мира, позволявших измерять время с точностью до нескольких минут в сутки, к современным астрономическим часам, позволяющим измерять время с точностью до тысячных и миллионных долей секунды.

Солнечные часы.

Солнечные часы состоят из предмета, дающего резкую и, длинную тень, и циферблата, на котором нанесены деления, соответствующие часам и долям часа. Получение отсчета времени с помощью солнечных часов основано на том, что в течение дня тень, отбрасываемая предметами, освещенными Солнцем, все время изменяется. Ока перемещается, одновременно меняя свою длину: рано утром тени длинные, затем они укорачиваются, а после полудня снова удлиняются. Утром тени обращены к западу, в полдень в нашем северном полушарии — к северу, а вечером — к востоку. В соответствии с этим отсчитывать время можно двумя способами: по длине тени или по ее направлению. Второй способ более удобен и точен.

Первоначально указатель солнечных часов представлял собой палку, вертикально воткнутую в землю, а циферблат состоял из вбитых в землю колышков. Это, пожалуй, самая простая, но далеко не самая удобная форма солнечных часов, так как при вертикальном расположении указателя и горизонтальном расположении циферблата конец тени описывает не окружность, а другую, более сложную кривую, причем изо дня в день, из месяца в месяц расположение этой кривой меняется.

Рис. 1 . Циферблат солнечных часов Андроника

Песочные часы.

Рис. 2. Песочные часы

Водяные часы.

Рис. 3. Водяные часы

Огненные часы.

Рудокопы древнего мира, добывая в шахтах серебро и железо, пользовались своеобразным способом измерения времени: в глиняную лампу, которую брал с собой под землю рудокоп, наливалось такое количество масла, что его хватало на 10 часов горения светильника. Когда масло было на исходе, шахтер знал, что рабочий день кончается, и поднимался наверх.

В Китае употреблялись огненные часы несколько иной конструкции: из специальных сортов дерева, растертого в порошок вместе с благовониями, приготовлялось тесто, из которого раскатывали палочки, придавая им разнообразную форму, например форму спирали (рис 4). Некоторые образцы огненных часов достигали нескольких метров длины; слегка потрескивая и источая аромат, они могли гореть месяцами. Иногда на определенных местах подвешивались металлические шарики, которые при сгорании палочки падали в фарфоровую вазу, производя громкий звон,- получался огненный будильник.

Рис. 4. Китайские огненные часы

Как измеряют время теперь?

Теперь на основе международного соглашения секунда как единица времени определяется таким образом: секунда — это умноженный на 9 192 631 770 период излучения, соответствующий переходу между двумя гипертонкими структурными уровнями основного состояния атома изотопа цезия-133. Конечно же, в качестве точных часов можно использовать и колебания других атомов и молекул.

Проблема часовых поясов.

На территории (территориях) некоторых стран мира применяется время нескольких часовых поясов. Наибольшее число часовых поясов в материковой части использует Россия — 11.

Некоторые страны расположены во многих часовых поясах за счёт островных и заморских территорий, например:
Великобритания с заморскими территориями — 8 часовых поясов.
США с островными территориями (Американское Самоа, Мидуэй, Виргинские Острова (США), Пуэрто-Рико и т. д.) — 11 часовых поясов.
Франция с заморскими департаментами и прочими территориями (Сен-Пьер и Микелон, Мартиника, Гваделупа, Французская Гвиана, Майотта, Реюньон, Южно-антарктические территории, Новая Каледония, Валлис и Футуна, Французская Полинезия, Клиппертон и ряд других обитаемых и необитаемых островов) — 12 часовых поясов.

Территории большинства стран (включая Францию и Великобританию без их заморских владений и территорий) расположены в одном часовом поясе. Некоторые значительно протяжённые по долготе страны тоже применяют время одного часового пояса. Например, территория Китая расположена в пяти географических часовых поясах, но на всей его территории действует единое Китайское стандартное время.

В некоторых странах на территории административно-территориальных единиц применяется время двух или более часовых поясов. Например, время трёх часовых поясов использует Республика Саха (Якутия), являющаяся субъектом Российской Федерации, и канадская территория Нунавут.

В США и Канаде границы часовых поясов часто разделяют штат, провинцию или территорию, поскольку территориальная принадлежность к тому или иному поясу определяется на уровнях административно-территориальных единиц второго порядка (графства или округа).

Время в Российской Федерации

До середины 1990-х годов время во всех западносибирских регионах опережало московское на четыре часа. Затем разницу сократили до трех, а в 2014 году было отменено летнее время. В результате в середине лета начинает светать еще до 3:00, а темнота наступает уже около 21:00.

Забайкалье: шаг вперед после двух назад

В ходе последней временной реформы, когда практически вся страна переводила стрелки на час назад, в этом регионе сделали двухчасовой шаг. В результате Забайкальский край перешел в другой часовой пояс, а его разница с Москвой сократилась с шести до пяти часов. Реформа была очень болезненно воспринята в регионе: жители — особенно работники госучреждений и школьники — жаловались на дискомфорт. В итоге краевое заксобрание единогласно приняло решение обратиться в Госдуму с просьбой вернуть региону прежний часовой пояс.

Сахалин: частичный переход

Инициатива о переводе времени на Сахалине изначально была народной. В единый день голосования 13 сентября 2015 года был проведен опрос, на котором 93% его участников — более 100 тыс. человек — поддержали перевод времени на час вперед.

Астрахань: час здоровья и безопасности

Ульяновск: флешмоб против депрессии

Как перенести смену часовых поясов?

Спорт по расписанию.

После солнечного света фитнес — главный помощник в борьбе с джет-лэгом. Во-первых, адепты здорового образа жизни привыкают к смене часовых поясов в полтора раза быстрее тех, кто пренебрегает физической активностью, — это доказало исследование, проведенное в 1987 году университетом Торонто. Во-вторых, с помощью физических упражнений можно эффективно перевести внутренние часы. Фитнес ускоряет кровообращение и метаболизм, заставляет сердце биться быстрее и повышает температуру тела. При перелетах на восток лучше всего тренироваться утром, а на запад — во второй половине дня. Но только не вечером, чтобы не сбивать сон.

Первые несколько дней будьте осторожнее с едой: откажитесь от местной экзотики, чтобы не усугублять возможные проблемы с желудком. Лучше придерживайтесь диеты, которая поможет прийти в себя. Если ваша цель не заснуть, ешьте белковую пищу: мясо, птицу, молочные продукты, орехи, она долго переваривается, а значит, заставляет организм работать. Кроме того, побороть сон помогут натуральные энергетики: свекольный и абрикосовый сок, экстракт пшеницы, комбуча (напиток из чайного гриба). Они тонизируют организм, но не обезвоживают его и не нарушают кровообращение. А для избавления от бессонницы ешьте сложные углеводы — коричневый рис, пасту, фрукты.

Многие путешественники предпочитают не мудрить с солнечным светом и диетами, а сразу подключают ударные средства. Лекарств для смены часовых поясов на рынке великое множество, но далеко не все они безопасны и эффективны. Большинство в тех или иных дозах содержат мелатонин — гормон, отвечающий за смену режима день/ночь. Эти таблетки рекомендуют принимать вечером, чтобы обеспечить себе здоровый сон по местному времени. Многочисленные исследования доказывают эффективность приема мелатонина, но последствия его долговременного принятия до сих пор неизвестны.

Можно попробовать гомеопатические препараты — арнику, гельземиум и анамирту. Их комбинация под названием No JetLag Remedy пользуется большой популярностью в Европе и Америке. А еще лучше вместо таблеток при смене часовых поясов заварить пакетик родных трав — донник, мяту, одуванчик и душицу — и ежедневно заваривать их перед сном. Эффект будет ничуть не хуже.

И еще одна хорошая рекомендация: как только прилетите, постарайтесь чем-нибудь себя порадовать.

Но у смены часовых поясов есть и свои плюсы. Предлагаю более подробно о плюсах и минусах смены часовых поясов рассмотреть в презентации.

Часы являются обязательным атрибутом каждого дома. У кого – то в доме есть настенные, напольные, наручные, часы – будильник. Часы есть и в мобильных телефонах, и в компьютерах. Почему же они так важны для человека? Почему взрослые не могут обойтись без часов, часто смотрят на них, будто всегда куда-то опаздывают?

Почему так много народных пословиц о времени и о часах?

Столько много у меня возникло вопросов, поэтому я решила провести исследование на эту тему. Я решила узнать, когда и как появились первые часы, как в древности определяли время… Ведь вся наша жизнь построена по времени. Тогда я не буду его терять, ведь не зря говорят, что делу время, а потехе час.

Тема: История часов

Цель: узнать, что такое часы

изучить исторические сведения о появлении часов;

выяснить, для чего людям нужны часы;

получить представление о старинных приборах измерения времени;

раскрыть смысл пословиц и поговорок, в которых есть названия старинных единиц измерения времени;

обобщить материал и сделать выводы.

Объект исследования: часы

Предмет исследования: приборы для измерения времени

Гипотеза: человеку нужно знать точное время, чтобы везде успевать, поэтому люди придумали часы.

Продукт работы: презентация.

Методы: работа с литературными источниками, сравнение, анализ, наблюдение, экскурсия, эксперимент.

Глава 1. Теоретическая часть.

1.1.Часы и их функции.

Когда мы говорим о часах, мы имеем в виду прибор для измерения времени. Но способы отсчета времени человеку были известны задолго до того, как он изобрёл такие приборы.

Кто именно придумал первые часы – неизвестно. Потому что человек пытался измерять время во все времена.

Основная функция часов - показывать время. Благодаря им, человек может планировать свой день, вовремя успевать на различные мероприятия, не тратить время впустую. Русские пословицы хранят эту мудрость:

Век долог, да час дорог.

Делу – время, потехе – час.

Часом опоздаешь, годом не поверстаешь.

Минутка час бережёт.

Минутка рабочая – не иголка: потеряешь – не найдёшь.

Упустишь минуту, потеряешь час.

Знай часам – цену, минутам — вес, секундам – счёт.

Потерянного времени не воротишь.

Часы являются ещё и стильным украшением, декоративным элементом, дополняя интерьер комнаты.

Часы называют зеркалом времени. Они шествуют из эпохи в эпоху, становясь неизменными свидетелями жизни разных поколений.

Производные: часовой, часик, сейчас, часы, часовщик.

1.3. Приборы для измерения времени

Увеличение и уменьшение теней от палок, камней и деревьев также служило для определения времени. Так появились солнечные часы.

Египтяне первыми сделали солнечные часы — бруски дерева с указателями, имеющими 12 периодов для деления дня. (Приложение 1).

Солнечные часы распространились по всему миру. (Приложение 2).

Нам определять время по таким часам неудобно. Для этого нужна только солнечная погода. Такие часы могут находиться лишь на улице.

Движение звёзд тоже служило человеку чем-то вроде гигантских часов. Человек заметил, что в течение ночи на небе становились видимыми различные звёзды. Древние египтяне делили ночь на двенадцать временных периодов, соответствующих восходу 12-ти звёзд. Говорят, что время не на миг не остановишь, земля движется и на небе звёзды появляются в определённые временные промежутки. У каждой звезды – своё время. Звёздные часы называют ноктурлабиум. (Приложение 3).

Но у таких часов есть недостаток, ими можно пользоваться только тогда, когда небо звёздное и безоблачное.

Следующими видами часов были водяные и огненные.

В первых водяных часах тарелка с маленьким отверстием на дне помещалась на воду. После определенного времени плавающая тарелка наполняется водой и тонет. (Приложение 4).

Примерно в 140 году до нашей эры греки и римляне применили зубчатое колесо для усовершенствования водяных часов. Поплавок, помещенный в сосуд, поднимался, когда вода текла тонкой струйкой в сосуд. Он был соединен с зубчатым колесом. Колесо поворачивало стрелку, которая постепенно двигалась от одной часовой отметки к другой.

Огненные (огневые) часы - одни из самых древних разновидностей часов, впервые были изобретены в Китае почти 3000 лет назад.

Простые огненные часы – свеча с нарезками, отсчитывала время по мере сгорания от нарезки к нарезке.

Другой вид огненных часов - лампа из глины или стекла, куда наливалось столько масла и подбирался такой фитиль, чтобы хватило на определенное время горения светильника. (Приложение 5).

Около 2000 лет назад человек изобрёл еще один вид часов — песочные. (Приложение 6). Они состояли из двух полых стеклянных сосудов, соединенных так, что песок мог пересыпаться из одного в другой. Верхний сосуд был наполнен песком в таком количестве, что он высыпался в отверстие в течение часа.

В наше время песочные часы применяют в детских играх, в кабинетах физиолечения. Продолжительность их работы 1, 3, 5, 10 минут.

Первые механические часы с жидкостным спусковым механизмом были изготовлены в Танском Китае в 725 году нашей эры мастерами Исином и Лян Линцзанем.

Из Китая секрет устройства попал к арабам .

Первые в Западной Европе механические часы имели всего одну стрелку — часовую. Минуты тогда не измерялись вообще , маятника в таких часах также не было. (Приложение 7).

В России первые башенные часы , сконструированные сербским мастером Лазарем, появились на княжеском дворе Московского Кремля в начале XV века , в дальнейшем они неоднократно реставрировались и заменялись. Современные куранты появились в 1852 году и в настоящее время являются единственными, полностью механическими. В 2020 году реставрирован бой курантов. Ежегодно на фоне Спасской башни президент России выступает с поздравительной речью, а звон колоколов объявляет о наступлении Нового года.

Но технический прогресс не стоит на месте. Люди в разных странах мира придумывают всё новые и новые устройства для измерения времени. Современная наука шагнула далеко вперёд, изобретатели применили в своей практике законы электроники и ядерной физики, чтобы изобрести полноценные часы.

Электрические часы созданы в 1847 году англичанином А. Бейном.

Атомные часы максимально точно измеряют время, изобретены в 1955 году британцем Луи Эссеном. Погрешность таких часов составляла всего лишь одну секунду на миллион лет. Именно эти часы стали всемирным эталоном измерения времени. На принятом точном времени работают компьютеры и системы коммуникации. Но самым важным последствием введения в действие атомных часов - стало их использование для путешествий на поездах, морских судах и самолётах.

Кварцевые часы разработал в 1929 году В. Мориссон. Основным элементом этого механизма является кристалл кварца.

Электронные часы появились в 70-х годах 20 столетия.

Осмотрев часы, я пришла к выводу, что ими могли пользоваться только зажиточные жители нашего городка, например, купцы.

Есть среди часов на выставке – солнечные часы. И современные песочные часы.

Сейчас старые способы определения времени нам не подходят. Например, нельзя по кукареканью петуха сесть на самолёт, поезд или электричку. У всех видов транспорта своё расписание работы. А петух может закукарекать в разное время в зависимости от погоды.

Таким образом, часы могут являться символом технического прогресса того или иного исторического периода. И если человек их совершенствует, значит, что для жизни в тот период нужно было знать более точное время, чтобы везде успевать, поэтому люди и придумали часы. Таким образом, моя гипотеза подтверждена.

Глава 2. Исследовательская часть.

2.1. Определение времени по песочным часам.

Что можно успеть за минуту?

Что можно успеть за минуту? Порой целые часы проходят впустую. Но на самом деле за минуту можно сделать много нужного для себя и для своих близких. С помощью песочных часов я засекла время в 1 минуту и получила такие результаты:

Например, за 1 минуту я успела прочитать 140 слов.

Вымыть 3 чашки и 6 блюдец.

Сделала 30 приседаний.

2.2. Определение времени по электронным часам.

Сколько времени уходит на разные дела.

На дорогу от дома до школы мне нужно 20 минут

Сделала домашнее задание по математике за 14 минут.

За 3 минуты собрала портфель в школу.

Таким образом, если разумно тратить время, то можно многое успеть. Например, чтобы не опоздать в школу, я должна выйти из дома более, чем за 20 минут. Но для этого я должна взглянуть на часы.

Мои опыты ещё раз доказывают, что человеку нужно знать точное время, чтобы везде успевать, поэтому люди придумали часы.

Так как раньше часов в каждом доме не было, то люди старались тратить время экономно, трудились не покладая рук, ценили время. Об этом и сложили пословицы:

Упустишь минуту - потеряешь час.

Делу - время, а потехе - час.

У молодых время тянется, у стариков - бежит.

Время как воробей: упустишь - не поймаешь.

Самая большая трата - трата времени.

Время дороже золота.

Деньги пропали - ещё наживёшь; время пропало - его не вернёшь.

Время не деньги, потеряешь - не найдёшь.

Целью моей исследовательской работы было – узнать, что такое часы.

Таким образом, задачи исследовательской работы решены, поставленная цель достигнута, выдвинутая гипотеза - человеку нужно знать точное время, чтобы везде успевать, поэтому люди изобрели часы - доказана.

Список литературы :

Приложение 1. Солнечные часы.

Самые древние солнечные часы (Др. Египет)