Другая физика » Большая книга физики » Мир физики » Измерение времени

Измерение времени

Основным признаком времени является изменчивость окружающей нас действительности. Время как раз и является мерой происходящих изменений. Потому нам легче понять принцип измерения времени как величины, характеризующей какие-то объекты природы и процессы с ними происходящие. Легче, чем воспринимать время как реальный объект окружающего мира, со своими признаками и свойствами.
Но что же показывают нам часы? Что значит 4:00 часа на часах? Что значит 2017 год на календаре? Вообще-то 4:00 часа на часах – это промежуток времени от полуночи до данного момента. 2017 год – это промежуток времени от … до нашего времени. Но от чего?


Коллаж Утро в Москве из фотографий с часами

Историки нам преподносят за начало отсчёта (ноль на оси времени) рождение Иисуса Христа. Было ли это реальное событие или событие вымышленное? Это не важно. Не вызывает сомнений одно – эта точка на временной оси связана с зарождением христианства на земле. Вот от неё-то и берёт начало летоисчисление. А даты событий до этого времени указывают при обратном отсчёте с указанием «до нашей эры». Например: 2000-е годы до н. э. – в Египте и Китае время суток определялось по тени от палочки. 1970-е годы – появление часов с жидкокристаллическим экраном (табло).

Рисунок временной шкалы с датами изобретения часов


Или возьмём другой пример: годы жизни учёных античного периода и современной эпохи. Например, Архимед Сиракузский  и Галилео Галилей. Обратим внимание на следующее. Если указан период «до нашего времени», то сначала указывается большее число, а затем – меньшее. Так и должно быть: дата рождения будет отстоять от ноля влево дальше, чем время окончания жизни учёного. При исчислении «в нашем времени» будет всё наоборот: дата рождения будет ближе к началу отсчёта, поэтому и число сначала указывается меньшее.

Рисунок временной шкалы с указанием времени жизни учёных

Время является мерой происходящих вокруг нас изменений. У времени отсутствует одно из самых важных материальных свойств – повторяемость. И, тем не менее, измерение времени основано  на  наблюдении периодических процессов. Основной принцип измерений: сравнить измеряемую величину с однородной величиной, принятой за единицу. Значит, чтобы измерить время (промежуток времени) нам надо сравнить с каким-то определённым промежутком времени. Это может быть: год, месяц, неделя, сутки, часы, минуты, секунда.

Уже  в  глубокой  древности  в  основу измерения   промежутков   времени   легли    астрономические    явления, обусловленные  периодическим движением  небесных  тел,  прежде  всего  Земли  и  Луны.

Год – это время оборота Земли относительно Солнца.

Месяц – это время оборота Луны вокруг Земли. Но в календаре месяц также соотносят с нахождением Земли в одном из 12 зодиакальных созвездий, которые Земля проходит, огибая Солнце в течение года. Поэтому протяженность календарного месяца непостоянна: 31, 30 и 28 суток.

Суточное вращение Земли относительно звезд определяет звездное время. На практике пользуются солнечным  временем,  определяемым  вращением  Земли вокруг своей оси. Вот Земля своей «половиной с глазами наблюдателя» (нашими глазами) сначала «отвернулась» от Солнца – и у нас ночь.  Затем она  «повернулась» к Солнцу – и у нас день. И снова «отвернулась». Один полный оборот – сутки.

Рисунок, объясняющий причину смены времени суток
 

Принято считать, что сутки – это промежуток времени от полуночи до полуночи.

Для справки:

1 год = 365,2425 средних солнечных суток.

1 сутки = 24 часа = 1440 мин = 86 400 с.

1 час – 1/24 часть суток, то есть сутки делят на 24 часа = 60 мин = 3600 с.

1 минута – 1/60 часа, то есть час делят на 60 частей = 60 с.

1 секунда = 1/31556925,9747 года.

 

Все измерения проводятся с определённой точностью. И у часов есть погрешность измерения. Замечали, наверное, что иногда показания наших часов начинают отличаться от показаний других часов. Особенно это касается настенных электронных часов. Часы смартфонов и компьютеров могут синхронизироваться с эталонным временем при выходе в интернет. А вот настенные или наручные часы мы сверяем с сигналами точного времени по радио или телевизору. Или по своему компьютеру. Погрешность измерения времени обусловлена тем, что периодические природные явления, лежащие в основе измерения времени, не всегда укладываются в данный период целочисленно. И со временем из всех этих малых приближений накапливаются существенные погрешности, и появляется необходимость добавить один день в году (високосный год) и даже подкорректировать календарь. По григорианскому календарю Новый год сместили на 13 дней (в России с 1918 года), и поэтому у нас сохранилось понятие «старый Новый год».

Позже в основу отсчёта времени был заложен принцип механических колебаний. Ещё Галилей в 1581 году заметил, что период колебаний маятника остаётся постоянным, даже если амплитуда колебаний со временем несколько уменьшается. Но ему не удалось изобрести механизм, поддерживающий колебания в часах. Не успел, наверное. Это сделал позже, в 1657 г., нидерландский ученый Христиан Гюйгенс, которому удалось сконструировать первые действующие маятниковые часы.

Полностью независимая от  астрономических  наблюдений  равномерная  система  счета времени  основана  на  измерении  частоты  излучения  некоторых   атомов в кристаллах твёрдых тел (атомное время).

1 секунда = 9 192 631 772 периодов колебаний атома цезия-133, соответствующих переходам атома изотопа между двумя основными уровнями.

Техническими средствами для  измерения  времени являются часы, секундомеры и хронометры.
 

Читать похожее:

1.Что такое время

Категория: Мир физики | Добавил: Лана (24.07.2017) | Автор: Александрова С.В. W
Просмотров: 195 | Теги: год, сутки, Месяц, солнечное время, атомное время, звёздное время, Секунда | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar