Семь единиц времени, о которых вы не знали. Промежутки времени и их измерение Длина тел в разных системах отсчета

В современных единицах измерения времени за основу берутся периоды обращения Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца, а также периоды обращения Луны вокруг Земли.

Это обусловлено как историческими, так и практическими соображениями, т.к. людям необходимо согласовывать свою деятельность со сменой дня и ночи или сезонов.

Исторически основной единицей для измерения коротких интервалов времени были сутки (или день ), отсчитываемые по минимальным полным циклам смены солнечной освещённости (день и ночь). В результате деления суток на меньшие временные интервалы одинаковой длины возникли часы , минуты и секунды . Сутки делили на два равных последовательных интервала (условно день и ночь). Каждый из них делили на 12 часов . Каждый час делили на 60 минут . Каждую минуту - на 60 секунд .

Таким образом, в часе 3600 секунд ; в сутках 24 часа = 1440 минут = 86 400 секунд .

Секунда стала основной единицей измерения времени в Международной системе единиц (СИ) и системе СГС.

Существует две системы указания времени суток:

Французская - не учитывается разделение суток на два интервала по 12 часов (день и ночь), а считается, что сутки напрямую делятся на 24 часа. Номер часа может быть от 0 до 23 включительно.

Английская - это разделение учитывается. Часы указывают с момента начала текущих полусуток, а после цифр пишут буквенный индекс половины суток. Первую половину суток (ночь, утро) обозначают AM, вторую (день, вечер) - PM от лат. Ante Meridiem/Post Meridiem (до полудня/после полудня). Номер часа в 12‑часовых системах в разных традициях записывается по-разному: от 0 до 11 либо 12.

За начало отсчёта времени принята полночь. Таким образом, полночь во французской системе - это 00:00, а в английской - 12:00 AM. Полдень - 12:00 (12:00 PM). Момент времени по прошествии 19 часов и ещё 14 минут с полуночи - 19:14 (в английской системе 7:14 PM).

На циферблатах большинства современных часов (со стрелками) используется именно английская система. Однако выпускаются и такие стрелочные часы, где используется французская 24-часовая система. Такие часы находят применение в тех областях, где судить о дне и ночи затруднительно (например, на подводных лодках или за Полярным кругом, где существует полярная ночь и полярный день).

Длительность средних солнечных суток - величина непостоянная. И хотя она изменяется совсем немного (увеличивается в результате приливов из-за действия притяжения Луны и Солнца в среднем на 0,0023 секунды в столетие за последние 2000 лет, а за последние 100 лет всего на 0,0014 секунды), этого достаточно для значительных искажений продолжительности секунды, если считать за секунду 1/86 400 часть продолжительности солнечных суток. Поэтому от определения «час - 1/24 суток; минута - 1/60 часа; секунда - 1/60 минуты» перешли к определению секунды в качестве основной единицы, основанной на периодическом внутриатомном процессе, не связанном с какими-либо движениями небесных тел (на неё иногда ссылаются как на секунду СИ или «атомную секунду», когда по контексту её можно спутать с секундой, определённой из астрономических наблюдений).

Время - это непрерывная величина, используемая для указания последовательности событий в прошлом, настоящем и будущем. Время также используется для определения интервала между событиями и для количественного сравнения процессов, происходящих с разными скоростями или частотами. Для измерения времени используется какая-либо периодическая последовательность событий, которая признается эталоном некоторого промежутка времени.

Единицей времени в Международной системе единиц (СИ) является секунда (с), которая определяется как 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями квантового состояния атома цезия-133 в покое при 0 К. Это определение было принято в 1967 году (уточнение относительно температуры и состояния покоя появилось в 1997 году).

Сокращение сердечной мышцы здорового человека длится одну секунду. За одну секунду Земля, вращаясь вокруг солнца, покрывает расстояние в 30 километров. За это время само наше светило успевает проделать путь в 274 километра, с огромной скоростью несясь через галактику. Лунный свет за этот временной интервал не успеет достичь Земли.

Миллисекунда (мс) - единица измерения времени, дольная по отношению к секунде (тысячная доля секунды ).

Кратчайшее время экспозиции в обычной фотокамере. Муха взмахивает крылышками один раз в три миллисекунды. Пчела – один раз за пять миллисекунд. С каждым годом луна вращается вокруг Земли на две миллисекунды медленнее, так как ее орбита постепенно расширяется.

Микросекунда (мкс) - единица измерения времени, дольная по отношению к секунде (миллионная доля секунды ).

Пример: вспышка с воздушным зазором для съемки быстротечных событий способна выдать световой импульс длительностью короче одной микросекунды. Она используется для съемки объектов, движущихся с очень большой скоростью (пули, взрывающиеся воздушные шары).

За это время луч света в вакууме покроет расстояние в 300 метров, длину примерно трех футбольных полей. Звуковая же волна на уровне моря способна за этот же промежуток времени преодолеть расстояние равное всего одной трети миллиметра. 23 микросекунды потребуется для того, чтобы взорвалась динамитная шашка, фитиль которой догорел до конца.

Наносекунда (нс) - единица измерения времени, дольная по отношению к секунде (миллиардная доля секунды ).

Луч света, проходящий через безвоздушное пространство, за это время способен преодолеть расстояние всего в тридцать сантиметров. Микропроцессору в персональном компьютере потребуется от двух до четырех наносекунд, чтобы выполнить одну команду, к примеру, сложить два числа. Время существования К-мезона, еще одной редкой субатомной частицы, составляет 12 наносекунд.

Пикосекунда (пс) - единица измерения времени, дольная по отношению к секунде (одна тысячная миллиардной доли секунды ).

За одну пикосекунду свет в вакууме проходит приблизительно 0,3 мм. Самые быстродействующие транзисторы функционируют во временных рамках измеряемых в пикосекундах. Время существования кварков, редких субатомных частиц, получаемых в мощных ускорителях, составляет всего одну пикосекунду. Средняя продолжительность гидрогенной связи между молекулами воды при комнатной температуре равняется трем пикосекундам.

Фемтосекунда (фс) - единица измерения времени, дольная по отношению к секунде (одна миллионная миллиардной доли секунды ).

Импульсные титан-сапфировые лазеры способны генерировать сверхкороткие импульсы длительностью всего 10 фемтосекунд. За это время свет проходит всего 3 микрометра. Это расстояние сравнимо с размером красных кровяных телец (6–8 мкм). Атом в молекуле совершает одно колебание за время от 10 до 100 фемтосекунд. Даже самая быстротекущая химическая реакция протекает за период, исчисляемый несколькими сотнями фемтосекунд. Взаимодействие света с пигментами сетчатой оболочки глаза, а именно этот процесс и позволяет нам видеть окружающее, длится около 200 фемтосекунд.

Аттосекунда (ас) - единица измерения времени, дольная по отношению к секунде (одна миллиардная миллиардной доли секунды ).

За одну аттосекунду свет проходит расстояние, равное диаметру трех атомов водорода. Самые быстротекущие процессы, которые способны захронометрировать ученые, измеряют в аттосекундах. С помощью наиболее совершенных лазерных установок исследователи сумели получить световые импульсы длящиеся всего 250 аттосекунд. Но какими бы бесконечно малыми ни казались эти временные промежутки, они представляются целой вечностью по сравнению с так называемым временем Планка (около 10-43 секунды), по мнению современной науки, наикратчайшим из всех возможных временных отрезков.

Минута (мин) - внесистемная единица измерения времени. Минута равна 1/60 часа или 60 секундам.

За это время мозг новорожденного ребенка прибавляет в весе до двух миллиграммов. Сердце землеройки успевает сократиться 1000 раз. Обычный человек за это время может произнести 150 слов или прочитать 250 слов. Свет от солнца достигает Земли за восемь минут. Когда же Марс находится на наиболее близком расстоянии от Земли, солнечный свет, отражаясь от поверхности Красной планеты, доходит до нас меньше чем за четыре минуты.

Час (ч) - внесистемная единица измерения времени. Час равен 60 минутам или 3600 секундам.

Столько времени требуется репродуцирующим клеткам, чтобы разделиться пополам. За один час с конвейера Волжского автомобильного завода сходят 150 «Жигулей». Свет от Плутона – самый отдаленной планеты Солнечной системы – достигает Земли за пять часов двадцать минут.

Сутки (сут) - внесистемная единица измерения времени, равная 24 часам. Обычно под сутками подразумевается солнечные сутки, то есть промежуток времени, за который Земля совершает один поворот вокруг своей оси относительно центра Солнца. Сутки состоят из дня, вечера, ночи и утра.

Для людей это, пожалуй, самая естественная единица измерения времени, основанная на вращении Земли. Согласно данным современной науки долгота суток составляет 23 часа 56 минут и 4,1 секунды. Вращение нашей планеты постоянно замедляется из-за лунной гравитации и других причин. Сердце человека за сутки совершает около 100000 сокращений, легкие вдыхают около 11000 литров воздуха. За это же время детеныш голубого кита прибавляет в весе 90 кг.

Для измерения более длинных интервалов времени используются единицы измерения год , месяц и неделя , состоящие из целого числа солнечных суток. Год приблизительно равен периоду обращения Земли вокруг Солнца (примерно 365,25 суток), месяц - периоду полной смены фаз Луны (называемому синодическим месяцем, равным 29,53 суток).

Неделя - внесистемная единица измерения времени. Обычно неделя равна семи дням. Неделя - стандартный период времени, используемый в большинстве стран мира для организации циклов рабочих дней и дней отдыха.

Месяц - внесистемная единица измерения времени, связанная с обращением Луны вокруг Земли.

Синодический месяц (от др.-греч. σύνοδος «соединение, сближение [с Солнцем]») - промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами Луны (например, новолуниями). Синодический месяц - это период фаз Луны, так как вид Луны зависит от положения Луны относительно Солнца для наблюдателя, находящегося на Земле. Синодический месяц используется при расчете времени солнечных затмений.

В наиболее распространённом григорианском, а также в юлианском календаре за основу принят год равный 365 суткам. Так как тропический год не равен целому количеству солнечных суток(365,2422), для синхронизации календарных времён года с астрономическими в календаре используется високосные года, продолжительностью 366 дней. Год делится на двенадцать календарных месяцев разной продолжительности (от 28 до 31 дня). Обычно, на каждый календарный месяц выпадает по одному полнолунию, но так как фазы Луны сменяются немного быстрее, чем 12 раз в году, иногда случаются и вторые полнолуния за месяц, называемые голубой луной.

В еврейском календаре основой является лунный синодический месяц и тропический год, при этом год может содержать 12 или 13 лунных месяцев. В длительной перспективе одни и те же месяцы календаря приходятся на примерно одно и то же время.

В исламском календаре основой является лунный синодический месяц, а год содержит всегда строго 12 лунных месяцев, то есть около 354 дней, что на 11 дней меньше тропического года. Благодаря этому начало года и все мусульманские праздники каждый год смещаются относительно климатических времён года и равноденствий.

Год (г) - внесистемная единица измерения времени, равная периоду обращения Земли вокруг Солнца. В астрономии юлианский год - это единица времени, определяемая как 365,25 дней по 86400 секунд каждый.

Земля совершает один оборот вокруг Солнца и поворачивается вокруг своей оси 365,26 раза, средний уровень мирового океана повышается на величину от 1 до 2,5 миллиметров. Потребуется 4,3 года, чтобы свет от ближайшей звезды Proxima Centauri достиг Земли. Примерно столько же времени понадобится на то, чтобы поверхностные океанские течения обогнули земной шар.

Юлианский год (a) - единица измерения времени, определяемая в астрономии как 365,25 юлианского дня по 86 400 секунд каждый. Это средняя продолжительность года в юлианском календаре, использовавшемся в Европе в античности и средневековье.

Високосный год - год в юлианском и григорианском календарях, продолжительность которого равна 366 дням. То есть, этот год содержит на одни сутки больше дней, чем в обычном, невисокосном году.

Тропический год , известный также как солнечный год - отрезок времени, за который солнце завершает один цикл смены времён года, как это видно с Земли.

Сидерический период, также сидерический год (лат. sidus - звезда) - промежуток времени, в течение которого Земля совершает вокруг Солнца полный оборот относительно звёзд. В полдень 1 января 2000 сидерический год был равен 365,25636 дня. Это приблизительно на 20 минут дольше, чем длительность среднего тропического года в тот же день.

Сидерический день - промежуток времени, в течение которого Земля совершает один полный оборот вокруг своей оси относительно точки весеннего равноденствия. Сидерический день для Земли равен 23 часам 56 минутам 4,09 секундам.

Звёздное время, также сидерическое время - время, измеряемое относительно звезд, в отличие от времени, измеряемого относительно Солнца (солнечного времени). Звёздное время используется астрономами, чтобы определить, куда надо направить телескоп, чтобы увидеть нужный объект.

Фортнайт - единица измерения времени равная двум неделям, то есть 14 суткам (или точнее 14 ночам). Единица широко используется в Великобритании и некоторых странах Содружества, но редко в Северной Америке. В канадской и американской системах оплаты труда для описания соответствующего периода выплаты заработной платы используют термин «раз в две недели».

Десятилетие - период времени, включающий десять лет.

Век, столетие - внесистемная единица времени, равная 100 последовательным годам.

За это время Луна удалится от Земли еще на 3,8 метра. Современные компакт-диски и CD к тому времени безнадежно устареют. Лишь один из каждых детенышей кенгуру может дожить до ста лет, но гигантская морская черепаха способна прожить целых 177 лет. Продолжительность эксплуатации самого современного CD может составить более 200 лет.

Тысячелетие (также миллениум) - внесистемная единица измерения времени, равная 1000 годам.

Мегагод (обозначение Myr) - кратная году единица измерения времени, равная миллиону (1 000 000 = 10 6) лет.

Гигагод (обозначение Gyr) - аналогичная единица, равная миллиарду (1 000 000 000 = 10 9) лет. Применяется преимущественно в космологии, а также в геологии и в науках, связанных с изучением истории Земли. Так, например, возраст Вселенной оценивается в 13,72±0,12 тысяч мегалет или, что то же самое, в 13,72±0,12 гигалет.

За 1 миллион лет космический корабль, летящий со скоростью света, не покроет и половины пути до галактики Андромеда (она находится на расстоянии 2,3 млн. световых лет от Земли). Самые массивные звезды, голубые супергиганты (они в миллионы раз ярче Солнца) сгорают примерно за это время. Вследствие сдвигов тектонических пластов Земли, Северная Америка отдалится от Европы примерно на 30 километров.

1 миллиард лет. Примерно столько времени потребовалось, чтобы наша Земля остыла после своего образования. Чтобы на ней появились океаны, зародилась одноклеточная жизнь и вместо атмосферы богатой углекислым газом установилась бы атмосфера, богатая кислородом. За это время Солнце четыре раза прошло по своей орбите вокруг центра Галактики.

Планковское время (tP) - единица времени в планковской системе единиц. Физический смысл этой величины - время, за которое частица, двигаясь со скоростью света, преодолеет планковскую длину, равную 1,616199(97)·10⁻³⁵ метра.

В астрономии и в ряде других областей наряду с секундой СИ применяется эфемеридная секунда , определение которой основано на астрономических наблюдениях. Считая, что в тропическом году 365,242 198 781 25 суток, а сутки полагая постоянной длительности (т. н. эфемеридное исчисление), получают, что в году 31 556 925,9747 секунд. Тогда полагают, что секунда - это 1/31 556 925,9747 часть тропического года. Вековое изменение продолжительности тропического года заставляет привязывать это определение к определённой эпохе; так, данное определение относится к тропическому году в момент 1900,0.

Иногда встречается единица терция , равная 1/60 секунды.

Единица декада , в зависимости от контекста, может относиться к 10 дням или (реже) к 10 годам.

Индикт (индиктион ), использовавшийся в Римской империи (со времён Диоклетиана), позже в Византии, древней Болгарии и Древней Руси, равен 15 годам.

Олимпиада в античности использовалась как единица измерения времени и была равна 4 годам.

Сарос - период повторения затмений, равный 18 годам 11⅓ дням и известный ещё древним вавилонянам. Саросом назывался также календарный период в 3600 лет; меньшие периоды носили названия нерос (600 лет) и соссос (60 лет).

На сегодняшний день самый маленький экспериментально наблюдаемый промежуток времени составляет порядка аттосекунды (10 −18 с), что соответствует 10 26 планковским временам. По аналогии с планковской длиной, интервал времени меньший планковского времени невозможно измерить.

В индуизме «день Брахмы» - кальпа - равен 4,32 млрд. лет. Эта единица вошла в Книгу рекордов Гиннеса как самая большая единица измерения времени.

Вокруг Земли. Такой выбор единиц обусловлен как историческими, так и практическими соображениями: необходимостью согласовывать деятельность людей со сменой дня и ночи или сезонов.

Энциклопедичный YouTube

Понятие времени как величины. Сутки – единица измерения времени. Час.

Математика (4 класс) - Единицы времени. Сутки. 24-часовое исчисление времени

Единица измерения времени: Год / Время / Что Есть Что

«Время. Единицы измерения времени» - Гордикова Е.А.

Почемучка. Сезон 5. Серия 25. Способы измерения времени

Субтитры

Сутки, час, минута и секунда

Исторически основной единицей для измерения коротких интервалов времени были сутки (часто говорят «день»), отсчитываемые по минимальным полным циклам смены солнечной освещённости (день и ночь).

В результате деления суток на меньшие временны́е интервалы одинаковой длины возникли часы, минуты и секунды. Происхождение деления, вероятно, связано с двенадцатеричной системой счисления, которой придерживались в древнем Шумере. Сутки делили на два равных последовательных интервала (условно день и ночь). Каждый из них делили на 12 часов . Дальнейшее деление часа восходит к шестидесятеричной системе счисления. Каждый час делили на 60 минут . Каждую минуту - на 60 секунд .

Таким образом, в часе 3600 секунд; в сутках - 24 часа, или 1440 минут, или 86 400 секунд.

Часы, минуты и секунды прочно вошли в наш обиход, стали естественно восприниматься даже на фоне десятичной системы счисления. Сейчас именно эти единицы наиболее часто используются для измерения и выражения промежутков времени. Секунда (русское обозначение: с ; международное: s ) является одной из семи основных единиц в Международной системе единиц (СИ) и одной из трёх основных единиц в системе СГС.

Единицы «минута» (русское обозначение: мин ; международное: min ), «час» (русское обозначение: ч ; международное: h ) и «сутки» (русское обозначение: сут ; международное: d ) не входят в систему СИ, однако в Российской Федерации они допущены для использования в качестве внесистемных единиц без ограничения срока действия допуска с областью применения «все области» . В соответствии с требованиями Брошюры СИ и ГОСТ 8.417-2002 , наименование и обозначение единиц времени «минута», «час» и «сутки» не допускается применять с дольными и кратными приставками СИ.

В астрономии используют обозначения ч , м , с (или h , m , s ) в верхнем индексе: например, 13 ч 20 м 10 с (или 13 h 20 m 10 s).

Использование для обозначения времени суток

В первую очередь часы, минуты и секунды были введены для облегчения указания временной координаты в пределах суток.

Точка на оси времени в пределах конкретно взятых календарных суток обозначается указанием целого количества часов, которые прошли с начала суток; затем целого количества минут, которые прошли с начала текущего часа; затем целого количества секунд, которые прошли с начала текущей минуты; при необходимости ещё точнее указать временную позицию далее используют десятичную систему, указывая десятичной дробью прошедшую долю текущей секунды (обычно до сотых или до тысячных).

На письме обычно не пишут буквенные обозначения «ч», «мин», «с», а указывают только числа через двоеточие или точку. Номер минуты и номер секунды может быть в пределе от 0 до 59 включительно. Если высокая точность не требуется, количество секунд не указывают.

Существует две системы указания времени суток. В так называемой французской системе не учитывается разделение суток на два интервала по 12 часов (день и ночь), а считается, что сутки напрямую делятся на 24 часа. Номер часа может быть от 0 до 23 включительно. В «английской системе» это разделение учитывается. Часы указывают с момента начала текущих полусуток, а после цифр пишут буквенный индекс половины суток. Первую половину суток (ночь, утро) обозначают AM, вторую (день, вечер) - PM; эти обозначения происходят от лат. ante meridiem и post meridiem (до полудня / после полудня). Номер часа в 12‑часовых системах в разных традициях записывается по разному: от 0 до 11 либо 12, 1, 2, …, 11 . Поскольку все три временные субкоординаты не превосходят ста, для записи их в десятичной системе достаточно двух цифр; поэтому значения часов, минут и секунд пишут двузначным десятичным числом, добавляя ноль перед числом, если это необходимо (в английской системе, впрочем, номер часа пишут одно- или двузначным десятичным числом).

За начало отсчёта времени принята полночь. Таким образом, полночь во французской системе - это 00:00, а в английской - 12:00 AM . Полдень - 12:00 (12:00 PM). Момент времени по прошествии 19 часов и ещё 14 минут с полуночи - 19:14 (в английской системе - 7:14 PM).

Использование для обозначения временно́го интервала

Для измерения интервалов времени часы, минуты и секунды не очень удобны, поскольку не используют десятичную систему счисления. Поэтому для измерения временны́х интервалов обычно используют только секунды.

Тем не менее, иногда используют и собственно часы, минуты и секунды. Так, продолжительность 50 000 с можно записать как 13 ч. 53 мин. 20 с.

Эталонизация

Отталкиваясь от секунды СИ, минуту определяют как 60 секунд, час - как 60 минут, и календарные (юлианские) сутки как равные точно 86 400 с. В настоящее время юлианские сутки короче средних солнечных суток примерно на 2 миллисекунды; для устранения накапливающихся расхождений вводят високосные секунды. Определяют также юлианский год (точно 365,25 юлианских суток, или 31 557 600 с), иногда называемый научным годом.

В астрономии и в ряде других областей наряду с секундой СИ применяется эфемеридная секунда, определение которой основано на астрономических наблюдениях. Считая, что в тропическом году 365,24219878125 суток, а сутки полагая постоянной длительности (т. н. эфемеридное исчисление), получают, что в году 31 556 925,9747 секунд. Тогда полагают, что секунда - это 1 ⁄ 31 556 925,9747 часть тропического года. Вековое изменение продолжительности тропического года заставляет привязывать это определение к определённой эпохе; так, данное определение относится к тропическому году в момент 1900,0 .

Кратные и дольные единицы

Секунда - единственная единица времени, с которой используются приставки СИ для образования дольных и (редко) кратных единиц.

Год, месяц, неделя

Для измерения более длинных интервалов времени используются единицы измерения год, месяц и неделя, состоящие из целого числа солнечных суток. Год приблизительно равен периоду обращения Земли вокруг Солнца (примерно 365,25 суток), месяц - периоду полной смены фаз Луны (называемому синодическим месяцем, равным 29,53 суток).

В наиболее распространённом григорианском, а также в юлианском календаре за основу принят год равный 365 суткам. Так как тропический год не равен целому количеству солнечных суток (365,2422), для синхронизации календарных времён года с астрономическими в календаре используется високосные года, продолжительностью 366 дней. Год делится на двенадцать календарных месяцев разной продолжительности (от 28 до 31 дня). Обычно, на каждый календарный месяц выпадает по одному полнолунию, но так как фазы Луны сменяются немного быстрее, чем 12 раз в году, иногда случаются и вторые полнолуния за месяц, называемые голубой луной.

Век, тысячелетие

Ещё более крупные единицы времени - век (100 лет) и тысячелетие (1000 лет). Век иногда делят на десятилетия. В таких науках как астрономия и геология, которые изучают очень продолжительные периоды времени (миллионы и миллиарды лет), иногда применяют и ещё большие единицы измерения времени - например, гигагод (миллиард лет).

Мегагод и гигагод

Мегаго́д (обозначение Myr) - кратная году единица измерения времени, равная миллиону лет; гигаго́д (обозначение Gyr) - аналогичная единица, равная миллиарду лет. Эти единицы применяются преимущественно в космологии, а также в геологии и в науках, связанных с изучением истории Земли. Так, например, возраст Вселенной оценивается в 13,72 ± 0,12 гигалет. Сложившаяся практика применения этих единиц противоречит «Положению о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации», в соответствии с которым единица времени год (так же, как и, например, неделя , месяц , тысячелетие ) не должна применяться с кратными и дольными приставками.

Редкие и устаревшие единицы

В Великобритании и странах Содружества наций используется единица измерения времени фортнайт, равная двум неделям.

November 2nd, 2017

Когда люди говорят, что им «довольно момента», они наверняка не догадываются, что обещают освободиться ровно через 90 секунд. Ведь в Средние века термин «момент» определял промежуток времени продолжительностью в 1/40 часа или, как тогда было принято говорить, 1/10 пункта, составлявшего 15 минут. Иными словами, он насчитывал 90 секунд. С годами момент утратил свое первоначальное значение, но до сих пор используется в обиходе для обозначения неопределенного, но очень краткого интервала.

Так почему же мы помним момент, но забываем о гхари, нуктемероне или о чем-то ещё более экзотическом?

1. Атом

Слово «атом» происходит от греческого термина, обозначающего «неделимое», и потому используется в физике для определения мельчайшей частицы вещества. Но в старину это понятие применялось по отношению к кратчайшему промежутку времени. Считалось, что минута насчитывает 376 атомов, продолжительность каждого из которых составляет менее, чем 1/6 секунды (или 0,15957 секунды, если быть точным).

2. Гхари

Какие только приборы и приспособления не изобретались в Средние века для измерения времени! Пока европейцы вовсю эксплуатировали песочные и солнечные часы, индийцы применяли клепсидры - гхари. В полусферической чаше, изготовленной из дерева или металла, проделывали несколько отверстий, после чего помещали ее в бассейн с водой. Жидкость, просачиваясь через прорези, медленно наполняла сосуд, пока от тяжести он полностью не погружался на дно. Весь процесс занимал около 24 минут, поэтому такой диапазон и был назван в честь прибора - гхари. В то время считалось, что день состоит из 60 гхари.

3. Люстр

Люстр - это период, длящийся 5 лет. Использование этого термина уходит корнями в античность: тогда люструм обозначал пятилетний отрезок времени, завершавший установление имущественного ценза римских граждан. Когда сумма налога была определена, отсчет подходил к концу, и торжественная процессия высыпала на улицы Вечного города. Церемония заканчивалась люстрацией (очищением) - пафосным жертвоприношением богам на Марсовом поле, совершавшимся ради благополучия граждан.

4. Майлвэй

Не все то золото, что блестит. Тогда как световой год, казалось бы, созданный для определения периода, измеряет дистанцию, mileway, путь длиной в милю, служит для отсчета времени. Хотя термин и звучит как единица измерения расстояния, в раннем Средневековье он обозначал отрезок продолжительностью 20 минут. Именно столько в среднем занимает у человека преодоление маршрута длиной в милю.

5. Нундин

Жители Древнего Рима трудились семь дней в неделю, не покладая рук. На восьмой день, впрочем, считавшийся у них девятым (римляне относили к диапазону и последний день предыдущего периода), они организовывали в городах огромные рынки - нундины. Базарный день получил название «novem» (в честь ноября - девятого месяца 10-месячного земледельческого «Года Ромула»), а временной промежуток между двумя ярмарками - нундин.

6. Нуктемерон

Нуктемерон, комбинация из двух греческих слов «nyks» (ночь) и «hemera» (день), является не более, чем альтернативным обозначением привычных нам суток. Все, что считается нуктемеронным, соответственно, длится менее 24 часов.

7. Пункт

В Средневековой Европе пункт, называемый также точкой, использовался для обозначения четверти часа.

8. Квадрант

А сосед пункта по эпохе, квадрант, определял четверть дня - период продолжительностью 6 часов.

9. Пятнадцать

После нормандского завоевания слово «Quinzieme», переводимое с французского как «пятнадцать», было заимствовано британцами для определения пошлины, пополнявшей казну государства на 15 пенсов с каждого заработанного в стране фунта. В начале 1400-х термин приобрел и религиозный контекст: его стали использовать для указания дня важного церковного праздника и двух полных недель, следующих за ним. Так «Quinzieme» превратился в 15-дневный период.

10. Скрупул

Слово «Scrupulus», в переводе с латыни обозначающее «маленький острый камушек», прежде служило аптечной единицей измерения веса, равной 1/24 унции (около 1,3 гр). В 17 веке скрупул, ставший условным обозначением небольшого объема, расширил свое значение. Он стал применяться для указания 1/60 части круга (минуты), 1/60 минуты (секунды) и 1/60 дня (24 минут). Сейчас, утратив свой былой смысл, скрупул трансформировался в скрупулезность - внимательность к мелочам.

И еще некоторые временные величины:

1 аттосекунда (одна миллиардная миллиардной доли секунды)

Самые быстротекущие процессы, которые способны захронометрировать ученые, измеряют в аттосекундах. С помощью наиболее совершенных лазерных установок исследователи сумели получить световые импульсы длящиеся всего 250 аттосекунд. Но какими бы бесконечно малыми ни казались эти временные промежутки, они представляются целой вечностью по сравнению с так называемым временем Планка (около 10-43 секунды), по мнению современной науки, наикратчайшим из всех возможных временных отрезков.

1 фемтосекунда (одна миллионная миллиардной доли секунды)

Атом в молекуле совершает одно колебание за время от 10 до 100 фемтосекунд. Даже самая быстротекущая химическая реакция протекает за период, исчисляемый несколькими сотнями фемтосекунд. Взаимодействие света с пигментами сетчатой оболочки глаза, а именно этот процесс и позволяет нам видеть окружающее, длится около 200 фемтосекунд.

1 пикосекунда (одна тысячная миллиардной доли секунды)

Самые быстродействующие транзисторы функционируют во временных рамках измеряемых в пикосекундах. Время существования кварков, редких субатомных частиц, получаемых в мощных ускорителях, составляет всего одну пикосекунду. Средняя продолжительность гидрогенной связи между молекулами воды при комнатной температуре равняется трем пикосекундам.

1 наносекунда (миллиардная доля секунды)

1 микросекунда (миллионная доля секунды)

1 миллисекунда (тысячная доля секунды)

Кратчайшее время экспозиции в обычной фотокамере. Всем нам знакомая муха взмахивает своими крылышками один раз в три миллисекунды. Пчела - один раз за пять миллисекунд. С каждым годом луна вращается вокруг Земли на две миллисекунды медленнее, так как ее орбита постепенно расширяется.

1/10 секунды

Глазом моргнуть. Именно это мы успеем сделать за указанный промежуток. Человеческому уху требуется как раз такое время, чтобы отличить эхо от первоначального звука. Космический корабль Voyager 1, направляющийся за пределы солнечной системы, за это время удаляется от солнца на два километра. За десятую долю секунды колибри успевает семь раз взмахнуть своими крылышками.

1 секунда

Сокращение сердечной мышцы здорового человека длится как раз это время. За одну секунду Земля, вращаясь вокруг солнца, покрывает расстояние в 30 километров. За это время само наше светило успевает проделать путь в 274 километра, с огромной скоростью несясь через галактику. Лунный свет за этот временной интервал не успеет достичь Земли.

1 минута

1 час

Столько времени требуется репродуцирующим клеткам, чтобы разделиться пополам. За один час с конвейера Волжского автомобильного завода сходят 150 «Жигулей». Свет от Плутона - самый отдаленной планеты Солнечной системы - достигает Земли за пять часов двадцать минут.

1 сутки

1 год

Земля совершает один оборот вокруг солнца и поворачивается вокруг своей оси 365,26 раза, средний уровень мирового океана повышается на величину от 1 до 2,5 миллиметров, а в России проводятся 45 выборов федерального значения. Потребуется 4,3 года, чтобы свет от ближайшей звезды Proxima Centauri достиг Земли. Примерно столько же времени понадобится на то, чтобы поверхностные океанские течения обогнули земной шар.

1 столетие

За это время Луна удалится от Земли еще на 3,8 метра, но гигантская морская черепаха способна прожить целых 177 лет. Продолжительность эксплуатации самого современного CD может составить более 200 лет.

1 миллион лет

Космический корабль, летящий со скоростью света, не покроет и половины пути до галактики Андромеда (она находится на расстоянии 2,3 млн световых лет от Земли). Самые массивные звезды, голубые супергиганты (они в миллионы раз ярче Солнца) сгорают примерно за это время. Вследствие сдвигов тектонических пластов Земли, Северная Америка отдалится от Европы примерно на 30 километров.

1 миллиард лет

Примерно столько времени потребовалось, чтобы наша Земля остыла после своего образования. Чтобы на ней появились океаны, зародилась одноклеточная жизнь и вместо атмосферы богатой углекислым газом установилась бы атмосфера, богатая кислородом. За это время Солнце четыре раза прошло по своей орбите вокруг центра Галактики.

Поскольку вселенная всего существует 12-14 миллиардов лет, единицы измерения времени, превышающие миллиард лет, используются достаточно редко. Однако ученые, специалисты по космологии, считают, что вселенная, возможно, будет продолжаться и после того, как погаснет последняя звезда (через сто триллионов лет) и испарится последняя черная дыра (через 10100 лет). Так что Вселенной предстоит еще пройти путь гораздо более длительный, чем она уже прошла.

источники
http://www.mywatch.ru/conditions/

------------------
Хочу обратить ваше внимание на то, что сегодня в ПРЯМОМ ЭФИРЕ будет интересный разговор посвященный Октябрьской Революции. Вы сможете задать вопросы через чат

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

Первой естественной единицей меры времени были сутки, регулировавшие труд и отдых людей. С доисторической эпохи сутки делились на две части - день и ночь. Затем выделились утро (начало дня), полдень (середина дня), вечер (конец дня) и полночь (середина ночи). Еще позже сутки были разделены на 24 равные части, которые получили название «час». Для измерения более коротких промежутков времени час стали делить на 60 мин, минуту - на 60 с, секунду - на десятые, сотые, тысячные и т. д. доли секунды.

Периодическая смена дня и ночи происходит вследствие вращения Земли вокруг своей оси. Но мы, находясь на поверхности Земли и участвуя вместе с нею в этом вращении, не ощущаем его и судим о ее вращении по суточному движению Солнца, звезд и других небесных тел.

Промежуток времени между двумя последовательными верхними (или нижними) кульминациями центра Солнца на одном и том же географическом меридиане, равный периоду вращения Земли относительно Солнца, называется истинными солнечными сутками, а время, выраженное в долях этих суток - часах, минутах и секундах, - истинным солнечным временем Т 0 .

За начало истинных солнечных суток принимается момент нижней кульминации центра Солнца (истинная полночь), когда считается Т 0 = 0 ч. В момент верхней кульминации Солнца, в истинный полдень, T 0 = 12 ч. В любой другой момент суток истинное солнечное время T 0 = 12ч + t 0 , где t 0 - часовой угол (см. Небесные координаты) центра Солнца, который может быть определен, когда Солнце находится над горизонтом.

Но измерять время истинными солнечными сутками неудобно: в течение года они периодически меняют свою продолжительность - зимой они длиннее, летом короче. Наиболее длинные истинные солнечные сутки на 51 с продолжительнее самых коротких. Происходит это потому, что Земля кроме вращения вокруг своей оси движется по эллиптической орбите и вокруг Солнца. Следствием этого движения Земли является видимое годичное движение Солнца среди звезд по эклиптике, в направлении, противоположном его суточному движению, т. е. с запада на восток.

Движение Земли по орбите происходит с переменной скоростью. Когда Земля находится вблизи перигелия, скорость ее движения по орбите наибольшая, а когда она проходит вблизи афелия - ее скорость наименьшая. Неравномерное движение Земли по орбите, а также наклон ее оси вращения к плоскости орбиты служат причинами неравномерности изменения прямого восхождения Солнца в течение года, а следовательно, и непостоянства продолжительности истинных солнечных суток.

Для того чтобы устранить это неудобство, ввели понятие так называемого среднего солнца. Это воображаемая точка, которая в течение года (за такое же время, как и настоящее Солнце по эклиптике) совершает один полный оборот по небесному экватору, двигаясь при этом среди звезд с запада на восток совершенно равномерно и проходя точку весеннего равноденствия одновременно с Солнцем. Промежуток времени между двумя последовательными верхними (или нижними) кульминациями среднего солнца на одном и том же географическом меридиане называется средними солнечными сутками, а время, выраженное в их долях - часах, минутах и секундах, - средним солнечным временем Т ср. Продолжительность средних солнечных суток, очевидно, равна средней продолжительности за год истинных солнечных суток.

За начало средних солнечных суток принимается момент нижней кульминации среднего солнца (средняя полночь). В этот момент Т ср = 0 ч. В момент верхней кульминации среднего солнца (в средний полдень) среднее солнечное время Т ср = 12 ч, а в любой другой момент суток Т ср = 12ч + t ср, где t ср - часовой угол среднего солнца.

Среднее солнце - это воображаемая точка, на небе ничем не отмеченная, так что определить часовой угол t ср, непосредственно из наблюдений нельзя. Но его можно вычислить, если известно уравнение времени.

Уравнением времени называется разность между средним солнечным временем и истинным солнечным временем в один и тот же момент, или разность часовых углов среднего и истинного Солнца, т. е.

η = Т ср - Т0 0 = t ср - t 0 .

Уравнение времени может быть вычислено теоретически для любого момента времени. Обычно оно публикуется в астрономических ежегодниках и календарях для средней полночи на Гринвичском меридиане. Приближенная величина уравнения времени может быть найдена по прилагаемому графику.

Из графика видно, что 4 раза в году уравнение времени равно нулю. Это бывает около 15 апреля, 14 июня, 1 сентября и 24 декабря. Наибольшей положительной величины уравнение времени достигает около 11 февраля (η = +14 мин), а отрицательной - около 2 ноября (η = -16 мин).

Зная уравнение времени и истинное солнечное (из наблюдений Солнца) время для данного момента, можно найти среднее солнечное время. Однако среднее солнечное время проще и точнее вычисляется по определяемому из наблюдений звездному времени.

Промежуток времени между двумя последовательными верхними (или нижними) кульминациями точки весеннего равноденствия на одном и том же географическом меридиане называется звездными сутками, а время, выраженное в их долях - часах, минутах и секундах, - звездным временем.

За начало звездных суток принимается момент верхней кульминации точки весеннего равноденствия. В этот момент звездное время s=0 ч, а в момент нижней кульминации точки весеннего равноденствия 5=12 ч. В любой другой момент звездных суток звездное время s = t γ , где t γ - часовой угол точки весеннего равноденствия.

Точка весеннего равноденствия на небе ничем не отмечена, и найти ее часовой угол из наблюдений нельзя. Поэтому астрономы вычисляют звездное время, определяя часовой угол звезды t * , для которой известно прямое восхождение α; тогда s=α+t * .

В момент верхней кульминации звезды, когда t * = 0, звездное время s = α; в момент нижней кульминации звезды t * =12 ч и s = α + 12 ч (если а меньше 12 ч) или s = α - 12 ч (если α больше 12 ч).

Измерение времени звездными сутками и их долями (звездными часами, минутами и секундами) используется при решении многих астрономических задач.

Среднее солнечное время определяется с помощью звездного времени на основе следующего соотношения, установленного многочисленными наблюдениями:

365,2422 средних солнечных суток = 366,2422 звездных суток, откуда следует:

24 ч звездного времени = 23 ч 56 мин 4,091 с среднего солнечного времени;

24 ч среднего солнечного времени = 24 ч 3 мин 56,555 с звездного времени.

Измерение времени звездными и солнечными сутками связано с географическим меридианом. Время, измеренное на данном меридиане, называется местным временем этого меридиана, и оно одинаково для всех пунктов, находящихся на нем. Вследствие вращения Земли с запада на восток местное время в один и тот же момент на разных меридианах различно. Например, на меридиане, лежащем на 15° к востоку от данного, местное время будет больше на 1 ч, а на меридиане, расположенном на 15° к западу, - меньше на 1 ч, чем на данном меридиане. Разность местных времен двух пунктов равна разности их долгот, выраженной в часовой мере.

По международному соглашению за начальный меридиан для счета географических долгот принят меридиан, проходящий через бывшую Гринвичскую обсерваторию в Лондоне (сейчас она переведена в другое место, но Гринвичский меридиан оставили начальным). Местное среднее солнечное время Гринвичского меридиана называется всемирным временем. В астрономических календарях и ежегодниках моменты большинства явлений указываются по всемирному времени. Моменты этих явлений по местному времени какого-либо пункта легко определить, зная долготу этого пункта от Гринвича.

В повседневной жизни пользоваться местным временем неудобно, потому что местных систем счета времени в принципе столько же, [ сколько географических меридианов, т. е. бесчисленное множество. Большое различие между всемирным временем и местным временем меридианов, удаленных от Гринвичского на значительные расстояния, создает неудобства и при использовании всемирного времени в повседневной жизни. Так, например, если в Гринвиче полдень, т. е. 12 ч всемирного времени, то в Якутии и в Приморье на Дальнем Востоке нашей страны уже наступил поздний вечер.

С 1884 г. во многих странах мира стала применяться поясная система счета среднего солнечного времени. Эта система счета времени основана на разделении поверхности Земли на 24 часовых пояса; во всех пунктах в пределах одного пояса в каждый момент поясное время одинаково, в соседних поясах оно отличается ровно на 1 ч. В системе поясного времени 24 меридиана, отстоящих по долготе на 15° друг от друга, приняты за основные меридианы часовых поясов. Границы поясов на морях и океанах, а также в малонаселенных местах проводят по меридианам, отстоящим на 7,5° к востоку и западу от основного. В остальных районах Земли границы поясов для большего удобства проведены по близким к этим меридианам государственным и административным границам, рекам, горным хребтам и т. п.

По международному соглашению за начальный был принят меридиан с долготой 0° (Гринвичский). Соответствующий часовой пояс считается нулевым. Остальным поясам в направлении от нулевого на восток присвоены номера от 1 до 23.

Поясным временем какого-либо пункта называется местное среднее солнечное время основного меридиана того часового пояса, на территории которого этот пункт находится. Разность между поясным временем в каком-либо часовом поясе и всемирным временем (временем нулевого пояса) равна номеру часового пояса.

Часы, поставленные по поясному времени во всех часовых поясах, показывают одно и то же количество секунд и минут, и их показания различаются только на целое число часов. Система поясного счета времени устраняет неудобства, связанные с использованием как местного, так и всемирного времени.

Поясное время некоторых часовых поясов имеет особые названия. Так, например, время нулевого пояса называется западно-европейским, время 1-го пояса - среднеевропейским, 2-го пояса - восточно-европейским. В США время 16, 17, 18, 19 и 20-го поясов называют соответственно тихоокеанским, горным, центральным, восточным и атлантическим временем.

Территорию СССР сейчас делят на 10 часовых поясов, которые имеют номера от 2-го до 11-го (см. карту часовых поясов).

На карте поясного времени по меридиану 180° долготы проведена линия перемены даты.

В целях экономии и более рационального распределения электроэнергии в течение суток, особенно в летний период, в некоторых странах весной стрелки часов переводят на час вперед и такое время называют летним временем. Осенью стрелка возвращается на час назад.

В нашей стране в 1930 г. декретом Советского правительства стрелки часов во всех часовых поясах были переведены на один час вперед на все время, впредь до отмены (такое время получило название декретного времени). Изменен этот порядок счета времени был в 1981 г., когда была введена система летнего времени (вводилось оно временно и ранее, до 1930 г.). По существующему правилу переход к летнему времени происходит ежегодно в 2 ч ночи последнего воскресенья марта, когда стрелки часов переводятся на 1 ч вперед. Отменяется оно в 3 ч ночи последнего воскресенья сентября, когда стрелки часов отводятся на 1 ч назад. Поскольку временный перевод стрелок производится по отношению к постоянному времени, идущему на 1 ч впереди поясного (оно совпадает с существовавшим ранее декретным временем), то в весенние и летние месяцы наши часы идут впереди поясного времени на 2 ч, а в осенние и зимние месяцы - на 1 ч. Столица нашей Родины Москва находится во 2-м часовом поясе, поэтому время, по которому живут в этом поясе (и летом, и зимой), называется московским временем. По московскому времени в СССР составляют расписания движения поездов, пароходов, самолетов, отмечается время на телеграммах и т. п.

В обыденной жизни время, которым пользуются в том или ином населенном пункте, часто называют местным временем этого пункта; его не следует путать с астрономическим понятием местного времени, о котором говорилось выше.

Начиная с 1960 г. в астрономических ежегодниках координаты Солнца, Луны, планет и их спутников публикуются в системе эфеме-ридного времени.

Еще в 30-х гг. XX в. было окончательно установлено, что Земля вращается вокруг своей оси неравномерно. При уменьшении скорости вращения Земли сутки (звездные и солнечные) удлиняются, а при увеличении ее - укорачиваются. Величина средних солнечных суток вследствие неравномерности вращения Земли увеличивается за 100 лет на 1-2 тысячных доли секунды. Это очень малое изменение несущественно для повседневной жизни человека, однако им нельзя пренебрегать в некоторых разделах современной науки и техники. Была введена равномерная система счета времени - эфемеридное время.

Эфемеридное время - равномерно текущее время, которое мы подразумеваем в формулах и законах динамики при вычислении координат (эфемерид) небесных тел. Для того чтобы вычислить разность между эфемеридным временем и всемирным временем, сравнивают наблюденные в системе всемирного времени координаты Луны и планет с их координатами, вычисленными по формулам и законам динамики. Разность эта была принята равной нулю в самом начале XX в. Но так как скорость вращения Земли в XX в. в среднем уменьшилась, т. е. наблюдаемые сутки были длиннее равномерных (эфемеридных) суток, то эфемеридное время «уходило» вперед относительно всемирного времени, и в 1986 г. разность составила плюс 56 с.

До открытия неравномерности вращения Земли производная единица меры времени - секунда - определялась как 1/86400 доля средних солнечных суток. Непостоянство средних солнечных суток вследствие неравномерного вращения Земли заставило отказаться от такого определения и дать следующее: «Секунда есть 1/31556925,9747 Доля тропического года для 1900 г., января 0, в 12 ч эфемеридного времени».

Определяемая таким путем секунда получила название эфемеридной. Число 31 556 925, 9747, равное произведению 86400 х 365,2421988, есть число секунд в тропическом году, продолжительность которого для 1900 г., января 0, в 12 ч эфемеридного времени равнялась 365,2421988 средних солнечных суток.

Иначе говоря, эфемеридная секунда есть промежуток времени, равный 786400 доле средней продолжительности средних солнечных суток, которую они имели в 1900 г., в январе 0, в 12 ч эфемеридного времени.

Таким образом, новое определение секунды связано с движением Земли по эллиптической орбите вокруг Солнца, тогда как старое определение основывалось только на ее вращении вокруг своей оси.

Создание атомных часов позволило получить принципиально новую шкалу времени, не зависящую от движений Земли и получившую название атомного времени. В 1967 г. на Международной конференции по мерам и весам в качестве единицы меры времени была принята атомная секунда, определяемая как «время, равное 9 192 631 770 периодам излучения соответствующего перехода между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133».

Продолжительность атомной секунды выбрана таким образом, чтобы она была максимально близка к продолжительности эфемеридной секунды.

Атомная секунда является одной из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ).

Шкала атомного времени основывается на показаниях цезиевых атомных часов обсерваторий и лабораторий служб времени нескольких стран мира, в том числе и Советского Союза.

Итак, мы познакомились со множеством различных систем измерения времени, но нужно четко представить себе, что все эти различные системы времени относятся к одному и тому же реально и объективно существующему времени. Иными словами, никаких различных времен не существует, есть лишь различные единицы времени и различные системы счета этих единиц.

Самый короткий промежуток времени, имеющий физический смысл, - так называемое планковское время. Это время, за которое фотон, перемещающийся со скоростью света, преодолеет планковскую длину. Планковская длина выражается, в свою очередь, через формулу, в которой связаны между собой фундаментальные физические константы - скорость света, гравитационная постоянная и постоянная Планка. В квантовой физике считается, что на расстояниях меньше планковской длины не может быть применено представление о непрерывном пространстве-времени. Протяженность Планковского времени составляет 5,391 16 (13)·10–44 с.

Торговцы Гринвичем

Джон Генри Бельвиль, сотрудник знаменитой Гринвичской обсерватории в Лондоне, додумался еще в 1836 году продавать время. Суть бизнеса заключалась в том, что мистер Бельвиль ежедневно сверял свои часы с точнейшими часами обсерватории, а потом разъезжал по клиентам и позволял им за деньги выставить точное время на своих часах. Сервис оказался настолько востребованным, что был унаследован дочерью Джона - Рут Бельвиль, которая оказывала услугу до 1940 года, то есть уже 14 лет спустя после того, как по радио Би-би-си впервые передали сигналы точного времени.

Без стрельбы

Современные системы хронометрирования бега на спринтерские дистанции далеко ушли от тех времен, когда судья стрелял из пистолета, а секундомер запускался вручную. Поскольку сейчас в результате учитываются доли секунды, которые намного короче времени человеческой реакции, всем рулит электроника. Пистолет - это больше не пистолет, а светошумовое устройство без всякой пиротехники, передающее точное время старта на компьютер. Чтобы из-за скорости распространения звука один бегун не услышал стартовый сигнал раньше другого, «выстрел» транслируется на динамики, установленные рядом с бегунами. Фальстарт также определяется электронным способом, с помощью датчиков, встроенных в стартовые колодки каждого бегуна. Время финиша регистрируется лазерным лучом и фотоэлементом, а также с помощью сверхскоростной камеры, снимающей буквально каждое мгновение.

Секунда за миллиарды

Самыми точными в мире считаются атомные часы из JILA (Joint Institute for Laboratory Astrophysics) - исследовательского центра, базирующегося в Университете Колорадо, город Боулдер. Этот центр - совместный проект Университета и Национального института стандартов и технологий США. В часах охлажденные до сверхнизких температур атомы стронция помещены в так называемые оптические ловушки. Лазер заставляет атомы колебаться со скоростью 430 трлн колебаний в секунду. В результате за 5 млрд лет прибор накопит погрешность лишь в 1 секунду.

Атомная прочность

Все знают, что самые точные часы - атомные. Система GPS использует время атомных часов. И если наручные часы подстраивать по сигналу GPS , они станут суперточными. Такая возможность уже существует. Часы Astron GPS Solar Dual-Time, произведенные компанией Seiko, имеют на борту чипсет GPS , что дает им возможность сверяться со спутниковым сигналом и показывать исключительно точное время в любой точке мира. Причем никаких специальных источников энергии для этого не требуется: Astron GPS Solar Dual-Time питается только энергией света через панели, встроенные в циферблат.

Не разгневать Юпитера

Известно, что на большинстве часов, где на циферблате используются римские цифры, четвертый час обозначен символом IIII вместо IV. Судя по всему, за этой «подменой» стоит долгая традиция, ибо точного ответа на вопрос, кто и зачем придумал неправильную четверку, не существует. Зато есть разные легенды, например о том, что поскольку римские цифры - это те же латинские буквы, то число IV оказывалось первым слогом имени очень почитаемого бога Юпитера (IVPPITER). Появление этого слога на циферблате солнечных часов римляне якобы считали кощунством. Оттуда все и пошло. Те, кто не верит легендам, предполагают, что дело в дизайне. С заменой IV на IIII в. первой трети циферблата используется только цифра I, во второй только I и V, а в третьей только I и Х. Так циферблат выглядит аккуратнее и упорядоченнее.

Сутки при динозаврах

Кому-то в сутках не хватает 24 часов, а у динозавров и того не было. В давние геологические времена Земля вращалась гораздо быстрее. Считается, что в период образования Луны сутки на Земле длились два-три часа, а Луна, которая была намного ближе, облетала нашу планету за пять часов. Но постепенно лунная гравитация тормозила вращение Земли (за счет создания приливных волн, которые образуются не только в воде, но и в коре, и в мантии), при этом орбитальный момент Луны увеличивался, спутник ускорялся, переходил на более высокую орбиту, где его скорость падала. Этот процесс продолжается и поныне, и за век сутки увеличиваются на 1/500 с. 100 млн лет назад, в разгар эпохи динозавров, продолжительность суток составляла примерно 23 часа.

Бездны времени

Календари в различных древних цивилизациях разрабатывались не только ради практических нужд, но и в тесной связи с религиозно-мифологическими воззрениями. Из-за этого в календарных системах прошлого фигурировали единицы времени, намного превышавшие продолжительность жизни человека и даже срок существования самих этих цивилизаций. Например, в календаре майя фигурировали такие единицы времени, как «бактун», составлявший 409 лет, а также эпохи из 13 бактунов (5125 лет). Дальше всех пошли древние индусы - в их священных текстах фигурирует период вселенской деятельности Маха Манвантара, составляющий 311,04 трлн лет. Для сравнения: срок существования Вселенной по данным современной науки - примерно 13,8 млрд лет.

У всех своя полночь

Унифицированные системы исчисления времени, системы часовых поясов появились уже в индустриальную эпоху, а в прежнем мире, особенно в аграрной его части, счет времени был организован по-своему в каждом населенном пункте с опорой на наблюдаемые астрономические явления. Следы этой архаики можно наблюдать и сегодня на горе Афон, в греческой монашеской республике. Здесь тоже используются часы, однако полночью считается момент заката, и часы каждый день выставляются по этому моменту. С учетом того, что некоторые монастыри расположены выше в горах, а другие ниже, и Солнце для них скрывается за горизонтом в разное время, то и полночь для них наступает не одномоментно.

Живи дольше - живи глубже

Сила гравитации замедляет течение времени. В глубокой шахте, где сила притяжения Земли сильнее, время идет медленнее, чем на поверхности. А на вершине горы Эверест - быстрее. Эффект гравитационного замедления был предсказан Альбертом Эйнштейном в 1907 году в рамках общей теории относительности. Ждать экспериментального подтверждения эффекта пришлось более полувека, пока не появилась аппаратура, способная фиксировать сверхмалые изменения в течении времени. В наши дни самые точные атомные часы фиксируют эффект гравитационного замедления при изменении высоты на несколько десятков сантиметров.

Время - стоп!

Давно замечен такой эффект: если человеческий взгляд случайно падает на циферблат часов, то секундная стрелка будто бы на какое-то время замирает на месте, а ее последующий «тик» кажется более длительным, чем все остальные. Этот феномен носит название хроностазиса (то есть «времястояния») и, видимо, восходит к тем временам, когда нашему дикому предку жизненно необходимо было среагировать на любое обнаруженное движение. Когда взгляд падает на стрелку и мы обнаруживаем движение, мозг делает для нас стоп-кадр, а потом быстро приводит ощущение времени к обычному.

Прыжки во времени

Мы, жители России, привыкли, что время во всех наших многочисленных часовых поясах отличается на целое количество часов. Но за пределами нашей страны можно встретить часовые зоны, где время отличается от Гринвича на целое количество плюс полчаса или даже 45 минут. Например, время в Индии отличается от GMT на 5,5 ч, что в свое время породило шутку: если ты в Лондоне и хочешь узнать время в Дели - переверни часы. Если из Индии переехать в Непал (GMT?+?5,45), то часы придется перевести на 15 минут назад, а если в Китай (GMT?+?8), который тут же, по соседству, то сразу на 3,5 часа назад!

Часы для любых испытаний

Швейцарская компания Victorinox Swiss Army создала часы, способные не только показывать время и переносить жесточайшие испытания (от падения с высоты 10 м на бетон до переезда по ним восьмитонного экскаватора), но и в случае необходимости спасти жизнь своего обладателя. Они называются I.N.O. X. Naimakka. Браслет сплетен из особой парашютной стропы, используемой для сброса тяжелой военной техники, и в сложной ситуации обладатель может распустить браслет и использовать стропу множеством способов: чтобы поставить палатку, сплести сеть или силки, зашнуровать ботинки, наложить шину на поврежденную конечность и даже добыть огонь!

Часы с ароматом

Гномон, клепсидра, песочные часы - все эти названия старинных приборов для счета времени нам хорошо знакомы. Менее известны так называемые огневые часы, в простейшем виде представляющие собой градуированную свечу. Свеча прогорела на одно деление - прошел, допустим, час. Гораздо изобретательнее в этом отношении были люди Дальнего Востока. В Японии и Китае существовали так называемые часы с благовониями. В них вместо свечей тлели палочки с благовониями, причем каждому часу мог соответствовать собственный аромат. К палочкам иногда привязывали нити, на конце которых крепился грузик. В нужный момент нить перегорала, грузик падал на звучащую пластину и раздавался бой часов.

К Америке и обратно

Международная линия смены дат проходит в Тихом океане, однако и там, на множестве островов, живут люди, жизнь которых «между датами» порой приводит к курьезам. В 1892 году американские торговцы убедили короля островного королевства Самоа перейти «из Азии в Америку», переместившись к востоку от линии смены дат, для чего островитянам пришлось дважды пережить один день - 4 июля. Более века спустя самоанцы решили все вернуть обратно, так что в 2011 году пятницу, 30 декабря, отменили. «Жители Австралии и Новой Зеландии не будут нам больше звонить во время воскресной службы, думая, что у нас понедельник», - заявил по этому поводу премьер-министр страны.

Иллюзия момента

Мы привыкли делить время на прошлое, настоящее и будущее, но в известном (физическом) смысле настоящее время - это некоторая условность. Что происходит в настоящем? Мы видим звездное небо, но свет от каждого светящегося объекта летит до нас разное время - от нескольких световых лет до миллионов лет (туманность Андромеды). Солнце мы видим таким, каким оно было восемь минут назад.
Но даже если речь идет о наших ощущениях от ближайших объектов - например, от лампочки в люстре или теплой печки, которой касаемся рукой, - необходимо учитывать время, которое проходит, пока свет летит от лампочки к сетчатке глаза или информация об ощущениях движется от нервных окончаний к мозгу. Все, что мы ощущаем в настоящем, - это «сборная солянка» явлений прошлого, далекого и близкого.

Основная единица измерения времени - звездные сутки. Это промежуток времени, за который Земля совершает полный оборот вокруг своей оси. При определении звездных суток вместо равномерного вращения Земли удобнее рассматривать равномерное вращение небесной сферы.

Звездными сутками называют промежуток времени между двумя одноименными последовательными кульминациями точки Овна (или какой-нибудь звезды) на одном и том же меридиане. За начало звездных суток принимают момент верхней кульминации точки Овна, т. е. момент, когда она проходит через полуденную часть меридиана наблюдателя.

Вследствие равномерного вращения небесной сферы точка Овна равномерно изменяет свой часовой угол на 360°. Поэтому звездное время можно выражать западным часовым углом точки Овна, т. е. S= f y/w.

Часовой угол точки Овна выражают в градусной и во временной мере. Для этой цели служат следующие соотношения: 24 ч ч = = 360°; 1 м =15° ; 1 м =15" ; 1 с =0/2 5 и наоборот: 360°=24 ч; 1° = (1/15) ч =4 M ; 1"=(1/15)*=4 c ; 0",1=0 c ,4.

Звездные сутки делят на еще более мелкие единицы. Звездный час равен 1/24 части звездных суток, звездная минута - 1/60 части звездного часа и звездная секунда - 1/60 части звездной минуты.

Следовательно, звездным временем называют количество звездных часов, минут и секунд, протекших от начала звездных суток до данного физического момента.

Звездным временем широко пользуются астрономы при наблюдениях в обсерваториях. Но это время неудобно для обыденной жизни человека, которая связана с суточным движением Солнца.

Суточным движением Солнца можно воспользоваться для счета времени в истинных солнечных сутках. Истинными солпечными сутками называют промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями Солнца на одном и том же меридиане. За начало истинных солнечных суток принимают момент верхней кульминации истинного Солнца. Отсюда можно получить истинный час, минуту и секунду.

Большим недостатком солнечных суток является то, что их продолжительность в течение года непостоянна. Взамен истинных солнечных суток приняты средние солнечные сутки, которые одинаковы по величине и равны среднему за год значению истинных солнечных суток. Слово «солнечные» часто опускают и просто говорят - средние сутки.

Для введения понятия средних суток пользуются вспомогательной фиктивной точкой, равномерно движущейся по экватору и называемой средним экваториальным солнцем. Положение ее на небесной сфере предвычислено методами небесной механики.

Часовой угол среднего солнца изменяется равномерно, а следовательно, средние сутки одинаковы по величине в течение года. Имея представление о среднем солнце, можно дать другое определение средним суткам. Средними сутками называют промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями среднего солнца на одном и том же меридиане. За начало средних суток принимают момент нижней кульминации среднего солнца.

Средние сутки делят на 24 части - получают средний час. Средний час делят на 60, получают среднюю минуту и соответственно среднюю секунду. Таким образом, средним временем называют количество средних часов, минут и секунд, протекших от начала средних суток до данного физического момента. Среднее время измеряется западным часовым углом среднего солнца. Средние сутки длиннее звездных на 3 M 55 c ,9 средних единиц времени. Поэтому звездное время ежесуточно уходит вперед примерно на 4 мин. За один месяц звездное время по сравнению со средним уйдет на 2 ч и т. д. За год звездное время уйдет вперед на одни сутки. Следовательно, начало звездных суток в течение года будет приходиться на разное время средних суток.

В навигационных пособиях и литературе по астрономии часто встречается выражение «гражданское среднее время», или чаще «среднее (гражданское) время». Это объясняется следующим. До 1925 г. за начало средних суток принимали момент верхней кульминации среднего солнца, следовательно, среднее время от- считывалось от среднего полдня. Этим временем пользовались астрономы при наблюдениях, чтобы не делить ночь на две даты. В гражданской жизни пользовались тем же средним временем, но за начало средних суток принимали среднюю полночь. Такие средние сутки называли гражданскими средними сутками. Среднее время, отсчитываемое от полночи, называли гражданским средним временем.

В 1925 г. по Международному соглашению астрономы приняли для своих работ гражданское среднее время. Следовательно, понятие среднего времени, отсчитываемого от среднего полдня, утратило свое значение. Осталось только гражданское среднее время, которое упрощенно стали называть средним временем.

Если обозначим через Т - среднее (гражданское) время, а через -часовой угол среднего солнца, то Т=т+12 Ч.

Особо важное значение имеет связь между звездным временем, часовым углом какого-либо светила и его прямым восхождением. Эта связь называется основной формулой звездного времени и записывается так:

Очевидность основной формулы времени вытекает из рис. 86. В момент верхней кульминации t-0°. Тогда S - a. Для нижней кульминации 5 = 12 Ч -4+a.

Основная формула времени может служить для вычисления часового угла светила. В самом деле: г = S+360°-а; обозначим 360°- а=т. Тогда

Величину т называют звездным дополнением, она приведена в Морском Астрономическом Ежегоднике. Звездное время S вычисляют по заданному моменту.

Все полученные нами времена отсчитывались от произвольно избранного меридиана наблюдателя. Поэтому они называются местными временами. Итак, местным временем называется время на данном меридиане. Очевидно, в один и тот же физический момент местные времена различных меридианов не будут равны между собой. Это относится и к часовым углам. Часовые углы, отсчитываемые от произвольного меридиана наблюдателя, называют местными часовыми углами, последние не равны между собой.

Выясним соотношения между однородными местными временами и местными часовыми углами светил на разных меридианах.

Небесная сфера на рис. 87 спроектирована на плоскость экватора; QZrpPn Q"-меридиан наблюдателя, проходящий через Гринвич Zrp- зенит Гринвича.

Рассмотрим дополнительно еще две точки: одну - расположенную к востоку в долготе ЛoSt с зенитом Z1 а другую - к западу в долготе Лw с зенитом Z2. Нанесем точку Овна у, среднее солнце О и светило о.

Если исходить из определений времен и часовых углов, то

и
где S ГР, T ГР и t ГР - соответственно звездное время, среднее время и часовой угол светила на меридиане Гринвича; S 1 Т 1 и t 1 - звездное время, среднее время и часовой угол светила на меридиане, расположенном к востоку от Гринвича;

S 2 , Т 2 и t 2 - звездное время, среднее время и часовой угол светила на меридиане, расположенном к западу от Гринвича;

Л - долгота.

Рис. 86.

Рис. 87.

Времена и часовые углы, отнесенные к какому-либо меридиану, как сказано выше, называются местными временами и часовыми углами, тогда
Таким образом, однородные местные времена и местные часовые углы в двух каких-либо точках отличаются между собой на разность долгот между ними.

Для сравнения времен и часовых углов в один и тот же физический момент принят начальный (нулевой) меридиан, проходящий через Гринвичскую обсерваторию. Этот меридиан получил название гринвичского.

Времена и часовые углы, отнесенные к этому меридиану, называют гринвичскими временами и гринвичскими часовыми углами. Гринвичское среднее (гражданское) время называют всемирным (или мировым) временем.

В соотношениях между временами и часовыми углами важно помнить, что к востоку времена и западные часовые углы всегда больше, чем на Гринвиче. Эта особенность - следствие того, что восход, заход и кульминация небесных светил на меридианах, расположенных к востоку, происходят раньше, чем на гринвичском меридиане.

Таким образом, местное среднее время в различных точках земной поверхности будет неодинаково в один и тот же физический момент. Это приводит к большим неудобствам. Для устранения этого весь земной шар разбили по меридианам на 24 пояса. В каждом поясе принято одинаковое так называемое поясное время, равное местному среднему (гражданскому) времени центрального меридиана. Центральными меридианами являются меридианы 0; 15; 30; 45° и т. д. к востоку и западу. Границы поясов проходят в одну и другую сторону от центрального меридиана через 7°,5. Ширина каждого пояса равна 15°, а поэтому в один и тот же физический момент разность времен в двух соседних поясах равна 1 ч. Пояса нумеруются от 0 до 12 в восточную и западную стороны. Пояс, центральный меридиан которого проходит через Гринвич, принято считать нулевым поясом.

В действительности границы поясов проходят не строго по меридианам, в противном случае пришлось бы делить некоторые районы, области и даже города. Для устранения этого границы идут иногда по границам государств, республик, рек и т. д.

Таким образом, поясным временем называют местное, среднее (гражданское) время центрального меридиана пояса, принятое одинаковым для всего пояса. Поясное время обозначают ТП. Поясное время у нас введено в 1919 г. В 1957 г. вследствие изменения административных районов внесены некоторые изменения в ранее существовавшие пояса.

Связь между поясным ТП и всемирным временем (гринвичским) ТГР выражается следующей формулой:

Кроме того (см. формулу 69)

На основании последних двух выражений

После первой мировой войны в разных странах, в том числе и в СССР, стали переводить часовую стрелку на 1 ч или больше вперед или назад. Перевод делался на определенный срок, большей частью на лето и по правительственному распоряжению. Такое время стали называть декретным временем Т Д.

В Советском Союзе с 1930 г. по декрету Совнаркома стрелки часов всех поясов были переведены круглогодично на 1 ч вперед. Это было вызвано экономическими соображениями. Таким образом, декретное время на территории СССР отличается от гринвичского времени на номер пояса плюс 1 ч.

Судовая жизнь экипажа и счисление пути судна идут по судовым часам, которые показывают судовое время Т C . Судовым временем называют поясное время того часового пояса, по которому поставлены судовые часы; его записывают с точностью до 1 мин.

При переходе судна из одного пояса в другой стрелки судовых часов переводят на 1 ч вперед (если переход совершается в восточный пояс) или на 1 ч назад (если в западный пояс).

Если в один и тот же физический момент отойти от нулевого пояса и прийти к двенадцатому поясу с восточной и западной сторон, то мы заметим расхождение на одну календарную дату.

Меридиан 180° принято считать линией смены даты (демаркационная линия времени). Если суда пересекают эту линию в восточном направлении (т. е. идут курсами от 0 до 180°), то в первую полночь повторяют одну и ту же дату. Если суда пересекают ее в западном направлении (т. е. идут курсами от 180 до 360°), то в первую полночь опускают одну (последнюю) дату.

Демаркационная линия на преобладающей части своего протяжения совпадает с меридианом 180° и только местами уклоняется от него, огибая острова и мысы.

Для счисления больших промежутков времени служит календарь. Основной трудностью создания солнечного календаря является несоизмеримость тропического года (365, 2422 средних суток) целым количеством средних суток. В настоящее время в СССР и в основном во всех государствах пользуются григорианским календарем. Для уравнивания длины тропического и календарного (365, 25 средних суток) годов в григорианском календаре принято в каждые четыре года считать: три года простыми но 365 средних суток и один год високосным - по 366 средних суток.

Пример 36. 20 марта 1969г. Поясное время ТП = 04 Ч 27 М 17 С, 0; A=81°55",0 O st (5 Ч 27 М 40 С, 0 О st). Определить Т гр и Т М.

Современные единицы измерения времени основаны на периодах обращения Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца, а также обращения Луны вокруг Земли. Такой выбор единиц обусловлен как историческими, так и практическими соображениями: необходимостью согласовывать деятельность людей со сменой дня и ночи или сезонов; смена фаз Луны влияет на высоту приливов.

Сутки, час, минута и секунда

Исторически основной единицей для измерения коротких интервалов времени были сутки (часто говорят «день»), равные периоду обращения Земли вокруг своей оси. В результате деления суток на меньшие временны?е интервалы точной длины возникли часы, минуты и секунды. Происхождение деления, вероятно, связано с двенадцатеричной системой счисления, которой придерживались древние. Сутки делили на два равных последовательных интервала (условно день и ночь). Каждый из них делили на 12 часов. Дальнейшее деление часа восходит к шестидесятеричной системе счисления. Каждый час делили на 60 минут. Каждую минуту — на 60 секунд.

Таким образом, в часе 3600 секунд; в сутках 24 часа = 1440 минут = 86400 секунд.

Считая, что в году 365 (в високосном 366) суток, получаем, что в году 31 536 000 (31 622 400) секунд.

Часы, минуты и секунды прочно вошли в наш обиход, стали естественно восприниматься даже на фоне десятичной системы счисления. Сейчас именно эти единицы (в первую очередь секунда) являются основными для измерения промежутков времени. Секунда стала основной единицей измерения времени в СИ и СГС.

Секунда обозначается «с» (без точки); ранее использовалось обозначение «сек», которое и поныне часто употребляется в речи (из-за большего удобства в произношении, нежели «с»). Минута обозначается «мин», час — «ч». В астрономии используют обозначения ч, м, с (или h, m, s) в верхнем индексе: 13ч20м10с (или 13h20m10s).

Использование для обозначения времени суток

Существует две системы указания времени суток. В так называемой французской системе (принятой и в России) не учитывается разделение суток на два интервала по 12 часов (день и ночь), а считается, что сутки напрямую делятся на 24 часа. Номер часа может быть от 0 до 23 включительно. В английской системе это разделение учитывается. Часы указывают с момента начала текущих полусуток, а после цифр пишут буквенный индекс половины суток. Первую половину суток обозначают AM, вторую — PM. Номер часа может быть от 0 до 11 включительно (в качестве исключения 0 часов обозначают 12). Поскольку все три временные субкоординаты не превосходят ста, для записи их в десятичной системе достаточно двух цифр; поэтому значения часов, минут и секунд пишут двузначным десятичным числом, добавляя ноль перед числом, если это необходимо (в английской системе, впрочем, номер часа пишут одно- или двузначным десятичным числом).

За начало отсчёта времени принята полночь. Таким образом, полночь во французской системе — это 00:00:00, а в английской — 12:00:00 AM. Полдень — 12:00:00 (12:00:00 PM). Момент времени по прошествии 19 часов и ещё 14 минут с полуночи — 19:14 (в английской системе 7:14 PM).

Использование для обозначения временного интервала

Для измерения интервалов времени часы, минуты и секунды не очень удобны, поскольку не используют десятичную систему счисления. Поэтому для измерения временных интервалов обычно используют только секунды.

Тем не менее, иногда используют и собственно часы, минуты и секунды. Так, продолжительность 50 000 с можно записать как 13 ч 53 мин 20 с.

Эталонизация

На деле длительность солнечных суток — величина не постоянная. И хотя она изменяется совсем немного (увеличивается в результате приливов из-за действия притяжения Луны и Солнца в среднем на 0,0023 секунды в столетие за последние 2000 лет, а за последние 100 лет всего на 0,0014 секунды), этого достаточно для значительных искажений продолжительности секунды, если считать за секунду 1/86 400 часть продолжительности солнечных суток. Поэтому от определения «час — 1/24 суток; минута — 1/60 часа; секунда — 1/60 минуты» перешли к определению секунды в качестве основной единицы, основанной на периодическом внутриатомном процессе, не связанном с какими-либо движениями небесных тел (на неё иногда ссылаются как на секунду СИ или «атомную секунду», когда по контексту её можно спутать с секундой, определённой из астрономических наблюдений).

В настоящее время принято следующее определение «атомной секунды»: одна секунда — это интервал времени, равный 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного (квантового) состояния атома в покое при 0 К цезия-133. Это определение было принято в 1967 году (уточнение относительно температуры и состояния покоя появилось в 1997 году).

Отталкиваясь от секунды СИ, минуту определяют как 60 секунд, час как 60 минут, и календарные (юлианские) сутки (равные в точности 86 400 с. В настоящее время юлианские сутки короче средних солнечных суток примерно на 2 миллисекунды; для устранения накапливающихся расхождений вводят високосные секунды. Определяют также юлианский год (точно 365,25 юлианских суток, или 31 557 600 с), иногда называемый научным годом.

В астрономии и в ряде других областей наряду с секундой СИ применяется эфемеридная секунда, определение которой основано на астрономических наблюдениях. Считая, что в тропическом году 365,242 198 781 25 суток, а сутки полагая постоянной длительности (т. н. эфемеридное исчисление), получают, что в году 31 556 925,9747 секунд. Тогда полагают, что секунда — это 1/31 556 925,9747 часть тропического года. Вековое изменение продолжительности тропического года заставляет привязывать это определение к определённой эпохе; так, данное определение относится к тропическому году в момент 1900,0.

Кратные и дольные единицы

Секунда — единственная единица времени, с которой используются приставки СИ для образования дольных и (редко) кратных единиц.

Год, месяц, неделя

Для измерения более длинных интервалов времени используются единицы измерения год, месяц и неделя, состоящие из целого числа суток. Год приблизительно равен периоду обращения Земли вокруг Солнца (примерно 365 суток), месяц — периоду полной смены фаз Луны (так называемому синодическому месяцу, равному 29,53 суток).

В наиболее распространённом григорианском, а также в юлианском календаре за основу принят год. Так как период обращения Земли не равен точно целому числу суток, для более точной синхронизации календаря с движением Земли используются високосные года, продолжительностью 366 дней. Год делится на двенадцать месяцев разной продолжительности, которые лишь очень примерно соответствуют длительности лунного месяца.

Так почему же мы помним момент, но забываем о гхари, нуктемероне или о чем-то ещё более экзотическом?

1. Атом

2. Гхари

Какие только приборы и приспособления не изобретались в Средние века для измерения времени! Пока европейцы вовсю эксплуатировали песочные и солнечные часы, индийцы применяли клепсидры — гхари. В полусферической чаше, изготовленной из дерева или металла, проделывали несколько отверстий, после чего помещали ее в бассейн с водой. Жидкость, просачиваясь через прорези, медленно наполняла сосуд, пока от тяжести он полностью не погружался на дно. Весь процесс занимал около 24 минут, поэтому такой диапазон и был назван в честь прибора — гхари. В то время считалось, что день состоит из 60 гхари.

3. Люстр

Люстр — это период, длящийся 5 лет. Использование этого термина уходит корнями в античность: тогда люструм обозначал пятилетний отрезок времени, завершавший установление имущественного ценза римских граждан. Когда сумма налога была определена, отсчет подходил к концу, и торжественная процессия высыпала на улицы Вечного города. Церемония заканчивалась люстрацией (очищением) — пафосным жертвоприношением богам на Марсовом поле, совершавшимся ради благополучия граждан.

4. Майлвэй

5. Нундин

Жители Древнего Рима трудились семь дней в неделю, не покладая рук. На восьмой день, впрочем, считавшийся у них девятым (римляне относили к диапазону и последний день предыдущего периода), они организовывали в городах огромные рынки — нундины. Базарный день получил название «novem» (в честь ноября — девятого месяца 10-месячного земледельческого «Года Ромула»), а временной промежуток между двумя ярмарками — нундин.

6. Нуктемерон

7. Пункт

В Средневековой Европе пункт, называемый также точкой, использовался для обозначения четверти часа.

8. Квадрант

А сосед пункта по эпохе, квадрант, определял четверть дня — период продолжительностью 6 часов.

9. Пятнадцать

10. Скрупул

И еще некоторые временные величины:

1 аттосекунда (одна миллиардная миллиардной доли секунды)

1 фемтосекунда (одна миллионная миллиардной доли секунды)

1 пикосекунда (одна тысячная миллиардной доли секунды)

1 наносекунда (миллиардная доля секунды)

1 микросекунда (миллионная доля секунды)

1 миллисекунда (тысячная доля секунды)

1/10 секунды

1 секунда

1 минута

1 час

Столько времени требуется репродуцирующим клеткам, чтобы разделиться пополам. За один час с конвейера Волжского автомобильного завода сходят 150 «Жигулей». Свет от Плутона - самый отдаленной планеты Солнечной системы - достигает Земли за пять часов двадцать минут.

1 сутки

1 год

1 столетие

1 миллион лет

1 миллиард лет

источники
http://www.mywatch.ru/conditions/

Не требуется особых усилий самонаблюдения для того, чтобы показать, что истинна последняя альтернатива и что мы не можем сознавать ни длительности, ни протяжения без какого бы то ни было чувственного содержания. Подобно тому как с закрытыми глазами мы видим, точно так же при полном отвлечении от впечатлений внешнего мира мы все-таки погружены в то, что Вундт где-то назвал «полусветом» общего нашего сознания. Биение сердца, дыхание, пульсация внимания, обрывки слов и фраз, проносящиеся в нашем воображении, - вот что заполняет эту туманную область со» знания. Все эти процессы ритмичны и сознаются нами в непосредственной цельности; дыхание и пульсация внимания представляют периодическую смену подъема и падения; то же наблюдается в биении сердца, только здесь волна колебания гораздо короче; слова проносятся в нашем воображении не в одиночку, а связанными в группы. Короче говоря, как бы мы ни старались освободить наше сознание от всякого содержания, некоторая форма сменяющегося процесса всегда будет сознаваться нами, представляя не устранимый из сознания элемент. Наряду же с сознанием этого процесса и его ритмами мы сознаем и занимаемый им промежуток времени. Таким образом, осознание смены является условием для осознания течения времени, но нет никаких оснований предполагать, что течения абсолютно пустого времени достаточно, чтобы породить в нас осознание смены. Эта смена должна представлять известное реальное явление.

Оценка более длинных промежутков времени. Пытаясь наблюдать в сознании течение пустого времени (пустого в относительном смысле слова, согласно сказанному выше), мы следим мысленно за ним с перерывами. Мы говорим про себя: «теперь», «теперь», «теперь» или: «еще», «еще», «еще» по мере течения времени. Сложение известных единиц длительности представляет закон прерывного течения времени. Прерывность эта, впрочем, обусловлена только фактом прерывности восприятия или апперцепции того, что оно есть. На самом деле чувство времени так же непрерывно, как и всякое другое подобное ощущение. Мы называем отдельные куски непрерывного ощущения. Каждое наше «еще» отмечает некоторую конечную часть истекающего или истекшего промежутка. Согласно выражению Годжсона, ощущение есть измерительная тесьма, а апперцепция - делительная машина, отмечающая на тесьме промежутки. Прислушиваясь к непрерывно-однообразному звуку, мы воспринимаем его при помощи прерывной пульсации апперцепции, мысленно произнося: «тот же звук», «тот же», «тот же»! То же самое мы делаем, наблюдая течение времени. Начав отмечать промежутки времени, мы очень скоро теряем впечатление от их общей суммы, которое становится крайне неопределенным. Точно определить сумму мы можем, только считая, или следя за движением часовых стрелок, или пользуясь каким-нибудь другим приемом символического обозначения временных промежутков.

Представление о промежутках времени, превосходящих часы и дни, совершенно символично. Мы думаем о сумме известных промежутков времени, или представляя себе лишь ее название, или перебирая мысленно наиболее крупные события этого периода, нимало не претендуя воспроизводить мысленно все промежутки, образующие данную минуту. Никто не может сказать, что он воспринимает промежуток времени между нынешним столетием и первым столетием до Р. X. как более длинный период сравнительно с промежутком времени нынешним и X веками. Правда, в воображении историка более длинный промежуток времени вызывает большее количество хронологических дат и большее число образов и событий и потому кажется более богатым фактами. По той же причине многие лица уверяют, что они непосредственно воспринимают двухнедельный промежуток времени как более длинный сравнительно с недельным. Но здесь на самом деле вовсе нет интуиции времени, которая могла бы служить для сравнения.

Большее или меньшее количество дат и событий является в данном случае лишь символическим обозначением большей или меньшей продолжительности занимаемого ими промежутка. Я убежден, что это так даже В том случае, когда сравниваемые промежутки времени - не более часа или около того. То же самое бывает, когда мы сравниваем пространства в несколько миль. Критерием для сравнения в данном случае служит число единиц длины, заключающееся в сравниваемых промежутках пространства.

Теперь нам естественнее всего обратиться к анализу некоторых общеизвестных колебаний в нашей оценке длины времени. Вообще говоря, время, заполненное разнообразными и интересными впечатлениями, кажется быстро протекающим, но, протекши, представляется при воспоминании о нем очень продолжительным. Наоборот, время, не заполненное никакими впечатлениями, кажется длинным, протекая, а протекши, представляется коротким. Неделя, посвященная путешествию или посещению различных зрелищ, в воспоминании едва оставляет впечатление одного дня. При мысленном взгляде на протекшее время его продолжительность кажется большей или меньшей, очевидно, в зависимости от количества вызываемых им воспоминаний. Обилие предметов, событий, перемен, многочисленные подразделения немедленно делают наш взгляд на прошлое более широким. Бессодержательность, однообразие, отсутствие новизны делают его, наоборот, более узким.

По мере того как мы стареем, тот же промежуток времени нам начинает казаться более коротким - это справедливо относительно дней, месяцев и лет; относительно часов - сомнительно; что же касается минут и секунд, то они, по-видимому, всегда кажутся приблизительно одинаковой длины. Для старика прошлое, по всей вероятности, не кажется длиннее, чем оно казалось ему в детстве, хотя на самом деле оно может быть в 12 раз больше. У большинства людей все события зрелого возраста настолько привычного рода, что индивидуальные впечатления не надолго удерживаются в памяти. В то же время более ранние события все в большем и большем количестве начинают забываться вследствие того, что память не в состоянии удержать такого количества отдельных определенных образов.

Вот всё, что я хотел сказать по поводу кажущегося сокращения времени при взгляде на прошлое. В настоящем время кажется короче, когда мы настолько поглощены его содержанием, что не замечаем течения самого времени. День, занятый яркими впечатлениями, быстро проносится перед нами. Наоборот, день, преисполненный ожиданий и неудовлетворенных желаний перемены, покажется вечностью. Taedium, ennui, Langweile, boredom, скука - слова, для которых в каждом языке найдется соответствующее понятие. Мы начинаем ощущать скуку тогда, когда вследствие относительной бедности содержания нашего опыта внимание сосредоточивается на самом течении времени. Мы ожидаем новых впечатлений, готовимся воспринять их - они не появляются, вместо них мы переживаем почти ничем не заполненный промежуток времени. При беспрерывных многочисленных повторениях наших разочарований продолжительность самого времени начинает ощущаться с чрезвычайной силой.

Закройте глаза и попросите кого-нибудь сказать вам, когда пройдет одна минута: эта минута полного отсутствия внешних впечатлений покажется вам невероятно длинной. Она так же томительна, как первая неделя плавания по океану, и вы невольно удивляетесь, что человечество могло переживать несравненно более длинные периоды томительного однообразия. Все дело здесь заключается в направлении внимания на чувство времени per se (само по себе) и в том, что внимание в данном случае воспринимает чрезвычайно тонкие подразделения времени. В подобных опытах для нас нестерпима бесцветность впечатлений, ибо возбуждение является непременным условием для удовольствия, ощущение же пустого времени есть наименее возбуждающий нашу впечатлительность опыт из всех, какие мы можем иметь. По выражению Фолькмана, taedium представляет как бы протест против всего содержания настоящего.

Ощущение прошедшего времени есть настоящее. Рассуждая о modus operandi нашего познания временных отношений, можно подумать при первом взгляде, что это простейшая вещь на свете. Явления внутреннего чувства сменяются в нас одно другим: они осознаются нами как таковые; следовательно, можно, по-видимому, сказать, что мы осознаем и их последовательность. Но такой грубый способ рассуждения не может быть назван философским, ибо между последовательностью в смене состояний нашего сознания и осознанием их последовательности лежит такая же широкая бездна, как между всякими другими объектом и субъектом познания. Последовательность ощущений сама по себе еще не есть ощущение последовательности. Если же к последовательным ощущениям здесь присоединяется ощущение их последовательности, то такой факт надо рассматривать как некоторое добавочное душевное явление, требующее особого объяснения, более удовлетворительного, чем приведенное выше поверхностное отождествление последовательности ощущений с ее осознанием.

И ЕДИНИЦ ИХ ИЗМЕРЕНИЯ

Понятие времени более сложное, чем понятие длины и массы. В обыденной жизни время - это то, что отделяет одно событие от другого. В математике и физике время рассматривают как скалярную величину, потому что промежутки времени обладают свойствами, похожими на свойства длины, площади, массы.

Промежутки времени можно сравнивать. Например, на один и тот же путь пешеход затратит больше времени, чем велосипедист.

Промежутки времени можно складывать. Так, лекция в институте длится столько же времени, сколько два урока в школе.

Промежутки времени измеряют. Но процесс измерения времени отличается от измерения длины, площади или массы. Для измерения длины можно многократно использовать линейку, перемещая её с точки на точку. Промежуток времени, принятый за единицу, может быть использован лишь один раз. Поэтому единицей времени должен быть регулярно повторяющийся процесс. Такой единицей в Международной системе единиц названа секунда . Наряду с секундой используются и другие единицы времени: минута, час, сутки, год, неделя, месяц, век. Такие единицы, как год и сутки, были взяты из природы, а час, минута, секунда придуманы человеком.

Год - это время обращения Земли вокруг Солнца.

Сутки - это время обращения Земли вокруг своей оси.

Год состоит приблизительно из 365 суток. Но год жизни людей складывается из целого числа суток. Поэтому вместо того, чтобы к каждому году прибавлять 6 часов, прибавляют целые сутки к каждому четвёртому году. Этот год состоит из 366 дней и называется високосным .

Неделя. В Древней Руси неделя называлась седмицей, а воскресенье – днём недельным (когда нет дел) или просто неделей, т.е. днём отдыха. Названия следующих пяти дней недели указывают, сколько дней прошло после воскресенья. Понедельник - сразу после неделя, вторник - второй день, среда - середина, четвёртые и пятые сутки соответственно четверг и пятница, суббота - конец дел.

Месяц - не очень определённая единица времени, он может состоять из тридцати одного дня, из тридцати и двадцати восьми, двадцати девяти в високосные годы (дней). Но существует эта единица времени с древних времён и связана с движением Луны вокруг Земли. Один оборот вокруг Земли Луна делает примерно за 29,5 суток, и за год она совершает примерно 12 оборотов. Эти данные послужили основой для создания древних календарей, а результатом их многовекового усовершенствования является тот календарь, которым мы пользуемся и сейчас.

Так как Луна совершает 12 оборотов вокруг Земли, люди стали считать полнее число оборотов (то есть 22) за год, то есть год – 12 месяцев.

Современное деление суток на 24 часа также восходит к глубокой древности, оно было введено в Древнем Египте. Минута и секунда появились в Древнем Вавилоне, а в том, что в часе 60 минут, а в минуте 60 секунд, сказывается влияние шестидесятеричной системы счисления, изобретённой вавилонскими учёными.

Время является самой трудной для изучения величиной. Временные представления у детей развиваются медленно в процессе длительных наблюдений, накопления жизненного опыта, изучения других величин.

Временные представления у первоклассников формируются прежде всего в процессе их практической (учебной) деятельности: режим дня, ведение календаря природы, восприятие последовательности событий при чтении сказок, рассказов, при просмотре кинофильмов, ежедневная запись в тетрадях даты работы - всё это помогает ребёнку увидеть и осознать изменения времени, почувствовать течение времени.

Единицы времени, с которыми знакомятся дети в начальной школе: неделя, месяц, год, век, сутки, час, минута, секунда.

Начиная с 1 класса , необходимо приступать к сравнению знакомых, часто встречающихся в опыте детей временных промежутков. Например, что длится дольше: урок или перемена, учебная четверть или зимние каникулы; что короче: учебный день ученика в школе или рабочий день родителей?

Такие задания способствуют развитию чувства времени. В процессе решения задач, связанных с понятием разности, дети приступают к сравнению возраста людей и постепенно овладевают важными понятиями: старше - моложе - одинаковые по возрасту. Например:

«Сестре 7 лет, а брат на 2 года старше сестры. Сколько лет брату?»

«Мише 10 лет, а сестра моложе его на 3 года. Сколько лет сестре?»

«Свете 7 лет, а её брату 9 лет. Сколько лет будет каждому из них через 3 года?»

Во 2 классе у детей формируются более конкретные представления о данных промежутках времени. (2 кл. «Час. Минута » с. 20)

Для этой цели учитель использует модель циферблата с подвижными стрелками; объясняет, что большая стрелка называется минутой, маленькая - часовой, поясняет, что все часы устроены таким образом, что пока большая стрелка движется от одного маленького деления до другого, проходит 1 мин , а пока маленькая стрелка движется от одного большого деления до другого, проходит 1 час . Счет времени ведется от полуночи до полудня (12 ч. дня) и от полудня до полуночи. Затем предлагаются упражнения с использованием модели часов:

♦ назвать обозначенное время (с. 20 №1, с. 22 №5, с. 107 №12)

♦ обозначить время, которое называет учитель или ученики.

Даются разные формы чтения показаний часов:

9 ч 30 мин, 30 мин десятого, половина десятого;

4 ч 45 мин, 45 мин пятого, без 15 пять, без четверти пять.

Изучение единицы времени используется при решении задач (с. 21 №1).

В 3 классе уточняются представления детей о таких единицах времени, как год, месяц, неделя . (3 кл. ч. 1, с. 9) С этой целью учитель использует табель-календарь. По нему дети выписывают названия месяцев по порядку и количество дней в каждом месяце. Сразу же выделяются одинаковые по продолжительности месяцы, отмечают самый короткий месяц в году (февраль). По календарю учащиеся определяют порядковый номер месяца:

♦ как называется пятый месяц в году?

♦ которым по счету является июль?

Устанавливают день недели, если известно, число и месяц и наоборот, устанавливают, на какие числа месяца приходятся определенные дни недели:

♦ на какие числа приходятся воскресенья в ноябре?

С помощью календаря учащиеся решают задачи на нахождение продолжительности события:

♦ сколько дней длится осень? Сколько недель она длится?

♦ сколько дней длятся весенние каникулы?

Понятия о сутках раскрывается через близкие детям понятия о частях суток - утро, день, вечер, ночь. Кроме того, опираются на представления временной последовательности: вчера, сегодня, завтра. (3 кл., ч. 1, с. 92 «Сутки»)

Детям предлагается перечислить, чем они были заняты от вчерашнего утра до сегодняшнего утра, что будет делать начиная с сегодняшнего вечера до завтрашнего вечера и т. п.

«Такие промежутки времени называют сутками »

Устанавливается соотношение: Сутки = 24 ч

Затем устанавливается связь с изученными единицами времени:

♦ Сколько часов в 2 сутках?

♦ Сколько суток в двух неделях? В 4 неделях?

♦ Сравнить: 1 нед. * 8 суток, 25 ч. * 1 сут., 1 мес. * 35 сут.

Позднее вводится такая единица времени, как квартал (каждые 3 мес, всего 4 квартала).

После знакомства с долями решаются задачи:

♦ Сколько минут составляет третья часть часа?

♦ Сколько часов составляет четвертая часть суток?

♦ Какую часть года составляет один квартал?

В 4 классе уточняются представления об уже изученных единицах времени (ч. 1, с. 59): вводится новое соотношение -

1 год = 365 или 366 суток

Дети узнают, что основными единицами измерения являются сутки - время, в течение которого Земля делает полный оборот вокруг своей оси, и год - время, в течение которого Земля делает полный оборот вокруг Солнца.

Тема «Время от 0 часов до 24 часов » (С. 60). Дети знакомятся с 24 -часовым счислением времени суток. Они узнают, что началом суток является полночь (0 ч.), что счет часов в течение суток идет от начала суток, поэтому после полудня (12 ч.) каждый час имеет другой порядковый номер (1 час дня - это 13 ч, 2 часа дня -14 ч...)

Примеры упражнения:

♦ Как сказать по-другому, сколько сейчас времени:

1) если от начала суток прошло 16 ч, 20 ч, три четверти часа, 21 ч 40 мин, 23 ч 45 мин;

2) если сказали: четверть пятого, половина второго, без четверти семь.

Вырази:

а) в часах: 5 суток, 10 суток 12 ч, 120 мин

б) в сутках: 48 ч, 2 недели

в) в месяцах: 3 года, 8 лет и 4 мес, четверть года

г) в годах: 24 мес, 60 мес, 84 мес.

Рассматривают простейшие случаи сложения и вычитания величин, выраженных в единицах времени. Необходимые преобразования единиц времени здесь выполняют попутно, без предварительной замены заданных величин. Чтобы предупредить ошибки в вычислениях, которые намного сложнее, чем вычисления с величинами, выраженными в единицах длины и массы, рекомендуется давать вычисления в сопоставлении:

30мин 45сек - 20мин58 сек;

30м 45см - 20м 58см;

30ц 45кг - 20ц 58кг;

♦ С помощью какого действия можно узнать:

1) какое время покажут часы через 4 ч, если сейчас 0 ч, 5 ч...

2) сколько времени пройдет от 14 ч до 20 ч, от 1 ч до 6 ч

3) какое время показывали часы 7 ч назад, если сейчас 13 ч, 7ч 25 мин?

1 мин = 60 с

Затем рассматривается самая крупная из рассматриваемых единиц времени - век, устанавливается соотношение:

Примеры упражнений:

♦ Сколько лет в 3 веках? В 10 веках? В 19 веках?

♦ Сколько веков составляют 600 лет? 1100 лет? 2000 лет?

♦ А.С. Пушкин родился в 1799 г, а умер в 1837г. В каком веке он родился и в каком умер?

Усвоению отношений между единицами времени помогает таблица мер , которую следует повесить в классе на некоторое время, а также систематические упражнения в преобразовании величин, выраженных в единицах времени, их сравнении, нахождении различных долей любой единицы времени, решение задач на вычисление времени.

1 в. = 100 г. в году 365 или 366 суток

1 г. = 12 мес. в месяце 30 или 31 сутки

1 сут = 24 ч (в феврале 28 или 29 суток)

1 ч = 60 мин

1 мин = 60 с

В теме «Сложение и вычитание величин » рассматриваются простейшие случаи сложения и вычитания составных именованных чисел, выраженных в единицах времени:

♦ 18ч 36 мин -9ч

♦ 20 мин 30 с + 25 с

♦ 18ч 36 мин - 9 мин (в строчку)

♦ 5 ч 48 мин + 35 мин

♦2 ч 30 мин - 55 мин

Позднее рассматриваются случаи умножения:

♦ 2 мин 30 с 5

Для развития временных представлений используется решение задач на вычисление продолжительности событий, его начала и конца.

Простейшие задачи на вычисление времени в пределах года (месяца) решаются с помощью календаря, а в пределах суток - с помощью модели часов.

Упражнение № 1

Детям предлагается прослушать две магнитофонные записи. Причём одна из них 20 секунд, а другая 15 секунд. После прослушивания дети должны определить, какая из предложенных записей длится дольше, чем другая. Данная задача вызывает определённые затруднения, мнения детей расходятся.

Тогда учитель выясняет, что для того, чтобы выяснить продолжительность мелодий, их необходимо измерить. Вопросы:

Какая из двух мелодий длится дольше?

Можно ли это определить на слух?

Что, нужно для того. чтобы определить продолжительность мелодий.

На этом уроке можно ввести часы и единицу измерения времени - минуту .

Упражнение № 2

Детям предлагается прослушать две мелодии. Одна, из них длится 1 минуту, а другая 55 секунд. После прослушивания дети должны определить, какая мелодия длится дольше. Это задание вызывает затруднение, мнения детей расходятся.

Тогда учитель предлагает во время прослушивания мелодии считать, сколько раз будет двигаться стрелка. В процессе этой работы дети выясняют, что при прослушивании первой мелодии стрелка двигалась 60 раз и прошла полный круг, т.е. мелодия длилась одну минуту. Вторая мелодия длилась меньше, т.к. пока она звучала стрелка двигалась 55 раз. После этого учитель сообщает детям, что каждый « шажок » стрелки - это отрезок времени, который называется секунда . Стрелка, проходя полный круг- минуту - совершает 60 «шагов, т.е. в одной минуте 60 секунд.

Детям предлагается афиша: «Приглашаем всех учащихся школы на лекцию о правилах поведения на воде. Длится лекция 60.....».

Учитель объясняет, что художник, который рисовал афишу, не знал единиц времени и не написал, сколько будет длится лекция. Ученики первого класса решили, что лекция будет длится 60 секунд, т.е. одну минуту, а ученики второго класса решили, что лекция будет длится 60 минут. Как вы думаете, кто из них прав? Ученики выясняют, что правы ученики второго класса. В процессе решения данной задачи дети делают вывод, что при измерении отрезков времени необходимо пользоваться единой мелкой. На этом уроке вводится новая единиц измерения времени - час .

Почему вы решили, что правы ученики второго класса?

Что нужно для того, чтобы не было таких ошибок?

Сколько минут в одном часе? сколько секунд?

Популярно об Эйнштейне и СТО

А вот еще один взгляд на теорию относительности: в одном интернет-магазине продаются часы, у которых нет секундной стрелки. Зато с той же скоростью относительно часовой и минутной вращается циферблат. А в названии этих часов присутствует имя знаменитого физика « Эйнштейн».

Относительность промежутков времени состоит в том, что ход часов зависит от движения наблюдателя. Движущиеся часы отстают от неподвижных: если какое-либо явление имеет определенную длительность для движущегося наблюдателя, то оно кажется более продолжительным для неподвижного. Если бы система двигалась со скоростью света, то неподвижному наблюдателю движения в ней казались бы бесконечно замедленными. В этом заключается знаменитый «парадокс часов».

Пример

Если я одновременно (для себя) щелкаю пальцами на раздвинутых руках, то для меня промежуток времени между щелчками равен нулю (предполагается, что я это проверил способом Эйнштейна - встречные световые сигналы вместе пришли в середину расстояния между парами щелкающих пальцев). Но тогда для любого наблюдателя, движущегося «боком» относительно меня, щелчки будут не одновременны. А значит, по его отсчету мое мгновение станет некоей длительностью.

Наоборот, если он щелкает пальцами на раздвинутых руках и с его точки зрения щелчки одновременны, то для меня они окажутся неодновременными. Поэтому его мгновение я воспринимаю как длительность.

Подобно этому, мое «почти мгновение» - очень короткая длительность - для движущегося наблюдателя растягивается. А его «почти мгновение» растягивается для меня. Словом, мое время для него замедляется, его же время замедляется для меня.

Правда, в этих примерах не сразу видно, что во всех системах отсчета сохраняется направление времени - обязательно от прошлого к будущему. Но это легко доказать, вспомнив о запрете сверхсветовых скоростей, что делает невозможным движение во времени вспять.

Еще один пример

Элла и Алла - космонавтки. Они летят на разных ракетах в противоположные стороны и проносятся мимо друг друга. Девушки любят смотреться в зеркальце. Кроме того, обе девушки наделены сверхчеловеческой способностью видеть и обдумывать неуловимо быстрые явления.

Элла сидит в ракете, разглядывает собственное отражение и размышляет о неумолимом беге времени. Там, в зеркале, она видит себя в прошлом. Ведь свет от ее лица сначала дошел до зеркала, потом отразился от него и вернулся обратно. На это путешествие света ушло время. Значит, Элла видит себя не той, какая она есть теперь, а чуть-чуть более молодой. Примерно на трехсотмиллионную долю секунды – т.к. скорость света равна 300 000 км/с, а путь от лица Эллы до зеркала и обратно - примерно 1 метру. «Да, - думает Элла, - даже увидеть себя можно только в прошлом!»

Алла, летящая на встречной ракете, поравнявшись с Эллой, приветствует ее и любопытствует, чем занята подруга. О, она смотрится в зеркало! Однако, Алла, заглянув в зеркало Эллы, приходит к иным заключениям. По оценке Аллы, Элла стареет медленнее, чем по оценке самой Эллы!

В самом деле, пока свет от лица Эллы добрался до зеркала, зеркало относительно Аллы сместилось - ведь ракета движется. На обратном пути света Алла отметила дальнейшее смещение ракеты.

Значит, для Аллы свет шел туда и обратно не по одной прямой линии, а по двум разным, несовпадающим. На пути «Элла - зеркало - Элла» свет шел углом, описал нечто похожее на букву «Д». Поэтому с точки зрения Аллы он прошел больший путь, чем с точки зрения Эллы. И тем больший, чем больше относительная скорость ракет.

Алла - не только космонавт, но и физик. Она знает: по Эйнштейну, скорость света всегда постоянна, в любых системах отсчета одинакова, т.к. не зависит от скорости движения светового источника. Следовательно, и для Аллы и для Эллы скорость света составляет 300 000 км/с. Но если с одной и той же скоростью свет умеет проходить в разных системах отсчета разные пути, вывод отсюда единственный: время в разных системах отсчета течет по-разному. С точки зрения Аллы, свет у Эллы прошел больший путь. Значит, на это и времени ушло больше, иначе скорость света не сохранилась бы неизменной. По измерениям Аллы, время у Эллы течет медленнее, чем по измерениям самой Эллы.

Последний пример

Если астронавт вылетает с Земли со скоростью, отличающейся от скорости света на одну двадцатитысячную, летит по прямой в течение года туда (отсчитанного по его часам и по событиям его жизни), а затем возвращается обратно. По часам астронавта на это путешествие уходит 2 года.

Вернувшись на Землю, он обнаружит (согласно релятивистской формуле замедления времени), что жители Земли состарились на 100 лет (по земным часам), т. е. встретит уже другое поколение.

Надо помнить, что при таком полете есть участки равномерного движения (система отсчета будет инерциальной, и СТО применима), а также участки движения с ускорением (разгон на старте, торможение при приземлении, разворот - система отсчета неинерциальная и СТО неприменима.

Формула релятивистского замедления времени:

Вся наша жизнь связана со временем и регулируется периодической сменой дня и ночи, а также времён года. Вам известно, что Солнце всегда освещает только половину земного шара: на одном полушарии - день, а на другом в это время ночь. Следовательно, на нашей планете всегда есть точки, где в данный момент полдень, и Солнце находится в верхней кульминации, а есть полночь, когда Солнце находится в нижней кульминации.

Момент верхней кульминации центра Солнца называется истинным полднем , момент нижней кульминации - истинной полночью . А промежуток времени между двумя последовательными одноимёнными кульминациями центра Солнца называется истинными солнечными сутками.

Казалось бы, их можно использовать для точного счёта времени. Однако из-за эллиптической орбиты Земли, солнечные сутки периодически меняют свою продолжительность. Так, когда Земля находится ближе всего к Солнцу, она движется по орбите примерно со 30,3 км/с. А через полгода Земля оказывается в самой удалённой точке от Солнца, где её скорость падает на 1 км/с. Такое неравномерно движение Земли по своей орбите вызывает неравномерное видимое перемещение Солнца по небесной сфере. Иными словами, в разное время года Солнце "перемещается" по небу с различной скоростью. Поэтому продолжительность истинных солнечных суток постоянно меняется и пользоваться ими в качестве единицы измерения времени неудобно. В связи с этим в повседневной жизни используются не истинные, а средние солнечные сутки , продолжительность которых принята постоянной и равной 24 часам. Каждый час среднего солнечного времени в свою очередь делится на 60 минут, а каждая минута - на 60 секунд.

Измерение времени солнечными сутками связано с географическим меридианом. Время, измеренное на данном меридиане, называется его местным временем , и оно одинаково для всех пунктов, находящихся на нём. При этом, чем восточнее земной меридиан, тем раньше на нём начинаются сутки. Если учесть, что за каждый час наша планета поворачивается вокруг своей оси на 15 о, то разность времени двух пунктов в один час соответствует и разности долгот в 15°. Следовательно, местное время в двух пунктах будет отличаться ровно на столько, на сколько отличается их географическая долгота, выраженная в часовой мере:

T 1 – T 2 = λ 1 – λ 2 .

Из курса географии вам известно, что за начальный (или, как его ещё называют, нулевой) меридиан принят меридиан, проходящий через Гринвичскую обсерваторию, находящуюся недалеко от Лондона. Местное среднее солнечное время Гринвичского меридиана называется всемирным временем - Universal Time (сокращённо UT).

Зная всемирное время и географическую долготу какого-либо пункта, можно легко определить его местное время:

T 1 = UT + λ 1 .

Эта формула также позволяет находить географическую долготу по всемирному времени и местному времени, которое определяется из астрономических наблюдений.

Однако, если бы в повседневной жизни мы с вами пользовались местным временем, то по мере передвижения между населёнными пунктами, находящимися восточнее или западнее постоянного места проживания, нам бы приходилось непрерывно передвигать стрелки часов.

Для примера, давайте определим, на сколько позже наступает полдень в Санкт-Петербурге по сравнению с Москвой, если их географическая долгота заранее известна.

Иными словами, в Санкт-Петербурге полдень наступит примерно на 29 мин 12 с позднее, чем в Москве.

Возникающие неудобства столь очевидны, что в настоящее время практически всё население земного шара пользуется поясной системой счёта времени . Она была предложена преподавателем из США Чарльзом Даудом в 1872 году для использования на железных дорогах Америки. А уже в 1884 году в Вашингтоне прошла Международная меридианная конференция, итогом которой стала рекомендация применения гринвичского времени в качестве всемирного времени.

Согласно этой системе, весь земной шар разделён на 24 часовых пояса, каждый из которых простирается по долготе на 15° (или на один час). Часовой пояс Гринвичского меридиана считается нулевым. Остальным же поясам в направлении от нулевого на восток присвоены номера от 1 до 23. В пределах одного пояса во всех пунктах в каждый момент поясное время одинаково, а в соседних поясах оно отличается ровно на один час.

Таким образом, поясное время, которое принято в конкретном месте, отличается от всемирного на число часов, равных номеру его часового пояса:

Т = UT + n .

Если посмотреть на карту часовых поясов, то не трудно заметить, что их границы совпадают с меридианами только в малонаселённых местах, на морях и океанах. В остальных же местах границы поясов для большего удобства проведены по государственным и административным границам, горным хребтам, рекам и другим естественным рубежам.

Также от полюса до полюса по поверхности земного шара проходит условная линия, по разные стороны которой местное время отличается почти на сутки. Эта линия получила название линии перемены даты. Она примерно проходит по меридиану 180 о.

В настоящее время более надёжным и удобным временем считается атомное время, которое было введено Международным комитетом мер и весов в 1964 году. А эталоном времени были приняты атомные часы, ошибка хода которых примерно составляет одну секунду за 50 тысяч лет. Поэтому с 1 января 1972 года страны земного шара ведут счёт времени по ним.

Для счёта длительных промежутков времени, в которых устанавливается определённая продолжительность месяцев, их порядок в году и начальный момент отсчёта лет, был введён календарь. В его основе лежат периодические астрономические явления: вращение Земли вокруг оси, изменение лунных фаз, обращение Земли вокруг Солнца. При этом любая календарная система (а их насчитывается более 200) опирается на три основные единицы измерения времени: средние солнечные сутки, синодический месяц и тропический (или солнечный) год.

Напомним, что синодический месяц - это промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами Луны. Он примерно равен 29,5 суток.

А тропический год - это промежуток времени между двумя последовательными прохождениями центра Солнца через точку весеннего равноденствия. Его средняя продолжительность с 1 января 2000 года составляет 365 д 05 ч 48 мин 45,19 с.

Как видим, синодический месяц и тропический год не содержат в себе целого числа средних солнечных суток. Поэтому многие народы по-своему пытались согласовать сутки, месяц и год. Это, в последствии, и привело к тому, что в разное время у разных народов была своя календарная система. Однако все календари можно условно разделить на три типа: лунные, лунно-солнечные и солнечные.

В лунном календаре год делится на 12 лунных месяцев, которые попеременно содержат в себе 30 или 29 суток. Вследствие этого, лунный календарь короче солнечного года примерно на десять суток. Такой календарь получил широкое распространение в современном исламском мире.

Лунно-солнечные календари самые сложные. В их основе лежит соотношение, что 19 солнечных лет равны 235 лунным месяцем. Вследствие этого, в году содержится 12 или 13 месяцев. В настоящее время такая система сохранилась в еврейском календаре.

В солнечном календаре за основу берётся продолжительность тропического года. Одним из первых солнечных календарей считается древнеегипетский календарь, созданный примерно в 5 тысячелетии до нашей эры. В нём год делился на 12 месяцев по 30 дней в каждом. А в конце года добавлялось ещё 5 праздничных дней.

Непосредственным предшественником современного календаря был календарь, разработанный 1 января 45 года до нашей эры в Древнем Риме по приказу Юлия Цезаря (отсюда и его название - юлианский).

Но и юлианский календарь не был совершенным, так как в нём продолжительность календарного года отличалась от тропического года на 11 минут и 14 секунд. Казалось бы, всего-ничего. Но к середине 16 века было замечено смещение дня весеннего равноденствия, с которыми связаны церковные праздники, на 10 суток.

Чтобы компенсировать накопившуюся ошибку и избежать подобного смещения в будущем, в 1582 году римский папа Григорий XIII провёл реформу календаря, передвинувшую счёт дней на 10 суток вперёд.

При этом, чтобы средний календарный год лучше соответствовал солнечному, Григорий XIII изменил правило високосных лет. По-прежнему високосным оставался год, номер которого кратен четырём, но исключение делалось для тех, которые были кратны ста. Такие годы были високосными только тогда, когда делились ещё и на 400. Например, 1700, 1800 и 1900 годы являлись простыми. А вот 1600 год и 2000 - високосными.

Исправленный календарь получил название григорианского календаря или календаря нового стиля.

В России новый стиль был введён лишь в 1918 году. К этому времени между ним и старым стилем накопилось разница в 13 дней.

Однако старый календарь всё ещё жив в памяти многих людей. Именно благодаря ему во многих странах бывшего СССР в ночь с 13 на 14 января отмечается «старый Новый год».

Если обозначим через Т - среднее (гражданское) время, а через -часовой угол среднего солнца, то Т=т+12 Ч.

Если исходить из определений времен и часовых углов, то

Л - долгота.

Рис. 86.

Рис. 87.

Связь между поясным ТП и всемирным временем (гринвичским) ТГР выражается следующей формулой:

Кроме того (см. формулу 69)

На основании последних двух выражений

Пример 36. 20 марта 1969г. Поясное время ТП = 04 Ч 27 М 17 С, 0; A=81°55",0 O st (5 Ч 27 М 40 С, 0 О st). Определить Т гр и Т М.

Главная > Проблемы со стулом

Семь единиц времени, о которых вы не знали. Промежутки времени и их измерение Длина тел в разных системах отсчета

Энциклопедичный YouTube

Субтитры

Сутки, час, минута и секунда

Использование для обозначения времени суток

Использование для обозначения временно́го интервала

Эталонизация

Кратные и дольные единицы

Год, месяц, неделя

Век, тысячелетие

Мегагод и гигагод

Редкие и устаревшие единицы

1. Атом

2. Гхари

3. Люстр

4. Майлвэй

5. Нундин

6. Нуктемерон

7. Пункт

8. Квадрант

9. Пятнадцать

10. Скрупул

Торговцы Гринвичем

Без стрельбы

Секунда за миллиарды

Атомная прочность

Не разгневать Юпитера

Сутки при динозаврах

Бездны времени

У всех своя полночь

Живи дольше - живи глубже

Время - стоп!

Прыжки во времени

Часы для любых испытаний

Часы с ароматом

К Америке и обратно

Иллюзия момента

Сутки, час, минута и секунда

1. Атом

2. Гхари

3. Люстр

4. Майлвэй

5. Нундин

6. Нуктемерон

7. Пункт

8. Квадрант

9. Пятнадцать

10. Скрупул

Рекомендуем также