Главная » Произношение » Проект на тему время и его измерение. Измерение времени

Проект на тему время и его измерение. Измерение времени

Cлайд 1

Районная научно практическая конференция «Шаг в будущее» «Время. Измерение времени. Часы». Столярова Виктория 5 класс Руководитель: Серкина Г.Н.

Cлайд 2

Цель 1. Провести анкетирование, выяснить, что учащиеся знают о происхождении времени. 2. Исследовать происхождение времени и его измерение. 3. Составить классификацию часов от древнего человека до наших дней. 4. Показать значение времени для человека и его влияние на организм человека и животных. 5. Подобрать задачи, связанные со временем, на логическое мышление.

Cлайд 3

Задачи: 1. Развитие познавательного интереса к обучению. 2.Применение полученных знаний в дальнейшем обучении. Содержание: 1.Введение 2.Происхождение времени, классификация и описание часов 3.Биологическое время и его влияние на организм. 4. Занимательные задачи на время.

Cлайд 4

Введение В нашей повседневной жизни мы так часто пользуемся временем, что даже не задумываемся и не подозреваем, что же это такое? Откуда появились понятия: год, месяц, день, час, каким образом древние люди измеряли время и с помощью чего. Обратившись к одноклассникам и старшим ребятам, я поняла, что и они не могут объяснить мне происхождение времени и его измерении, тогда я решила узнать об этом больше, обратившись к книгам, Интернету, и рассказать о своих открытиях сверстникам.

Cлайд 5

Происхождение времени, классификация и описание часов Предметы считать легко: один, два, три и т.д. Измерить небольшое расстояние тоже, несложно. Достаточно иметь какую-нибудь мерку, даже нередко расстояние мы мерим по способу первобытных людей - считаем шаги. Гораздо труднее найти мерку для времени. Тут ни пальцы, ни шаги не помогут: время можно измерять только временем, а мерку нужно искать в природе.

Cлайд 6

Самыми древними «часами», которые никогда не ломались, было солнце. Утро, день, вечер, ночь. Не очень точно, но первобытному человеку этого было достаточно. Потом люди научились определять время более точно: днем по солнцу, а ночью по звездам. Древние солнечные часы. Древние часы Египта.

Cлайд 7

Люди заметили, что звезды на небе двигаются, причем медленно. Все они как бы привязаны к одной звезде, которую назвали Гвоздем Неба. Сейчас мы называем эту звезду Полярной, она показывает направление на Северный полюс. Неподалеку от Полярной звезды на небе всегда можно найти семь звезд, расположенных в виде ковша. Это созвездие Большая Медведица. За сутки она обходит полный оборот вокруг Полярной звезды, за ночь полкруга. Вот и получается, что на небе есть настоящие часы со звездной стрелкой.

Cлайд 8

Еще три или четыре тысячи лет назад люди не только точно знали этот день, но и сумели построить каменный календарь, который без ошибки показывал начало года, он сохранился и до наших дней. Когда первый луч восходящего солнца падал на священный камень внутри круга, это означало, что наступило начало нового года. Весь год это 365 дней.

Cлайд 9

После того как неделю разбили на сутки, научились разбивать их на 24 часа. Самые первые часы были солнечными. О времени судили по длине тени, отбрасываемой вертикальными предметами. Указателями солнечных часов были и знаменитые обелиски Древнего Египта. Они отбрасывали четкие тени, по которым можно было указать время с точностью до нескольких минут.

Cлайд 10

До нашего времени такие часы сохранились, например, в городе Пушкине. Там стоит небольшой верстовой столб с надписью:«От Санкт- Петербурга 22 версты», а около него лежит плита с римскими цифрами по окружности. Тень, падающая на ту или другую цифру, указывает время дня, как стрелка часов. Такие столбы были поставлены более 200 лет назад на каждой версте по всей дороге из Петербурга в Москву.

Cлайд 11

Солнечные часы не работают в пасмурный день и тем более, ночью. На этот случай у древних были водяные часы. Обычно, это был сосуд, из которого сквозь узкую трубочку медленно вытекала вода. Уровень ее в этом сосуде или в другом, куда выливалась вода, указывал время днем и ночью. Погрешность водяных часов, была не менее 10 минут за сутки. В древности в некоторых восточных городах существовали городские водяные часы. На ступеньках каменой лестницы один под другим стояло несколько сосудов. Наполняли водой верхний сосуд и вода, через небольшое отверстие выливалась из него во второй сосуд, из него в третий и т.д. Служитель, наблюдавший за часами, через определенное время оглашал который идет час.

Cлайд 12

Cлайд 13

В глубокой древности изобрели и всем известные песочные часы. Дата возникновения первых песочных часов неизвестна. Упоминания о часах бутылочного типа, по всей вероятности песочных, имеются уже со времени Архимеда. Несмотря на то, что песочные часы появились в Европе поздно, они быстро распространились. Этому способствовала их простата, надежность, низкая цена и возможность измерять с их помощью в любой момент дня и ночи. Недостатком, мешавшим широкому применению этих часов, был сравнительно короткий интервал времени, который можно было измерить, не переворачивая эти часы. Обычно песочные часы рассчитывались на работу в течение получаса или часа.

Cлайд 14

Помимо солнечных, песочных часов и водяных часов, с начала ХIII в. появились первые огневые - свечные часы. Это очень простые часы в виде длинной тонкой свечи с нанесенной по ее длине шкалой. Они сравнительно удовлетворительно показывали время, а в ночные часы еще и освещали жилища. Свечи, применявшиеся для этой цели, были длинной около метра. Отсюда происходит и обычай измерять длину ночи количеством сгоревших за ночь свечей. Обычно за ночь выгорали три таких свечи, а зимой - больше. К боковым сторонам свечи иногда прикрепляли металлические штырьки, которые по мере выгорания и таяния воска падали, и их удар по металлической чашке подсвечника был своего рода звуковой сигнализацией времени.

Cлайд 15

Изобретением, ознаменовавшим новый этап развития стали «колесные часы», впоследствии переименованные в механические. Первоначально они долго имели лишь одну стрелку - часовую. Гораздо позже появилась минутная, а спустя 60 лет и секундная стрелка. Затем пришло время Электронных, кварцевых часов и т. д. Вряд ли еще какой-нибудь измерительный инструмент может похвастать таким разнообразием воплощений как часы. Даже если рассматривать, начиная только с механических, то можно встретить часы с пружиной для завода и часы с гирями, часы с кукушкой и часы с маятником, часы с боем и будильники.

Cлайд 16

Разнообразие размеров - от башенных часов высотой в несколько метров до часов в перстне на пальце. По точности измерений - от обычных бытовых, до спортивных, отмеряющих сотые доли секунды. Последнее изобретение - часы, в которых секундная стрелка не «прыгает» на новое положение, а движется равномерно по кругу.

Cлайд 17

Кроме того, что есть часы, которыми мы привыкли пользоваться, существует так называемые биологические часы, когда организм каждого человека, приспосабливается к определенным условиям. Еще во времена водяных часов появились первые попытки перевести биологические часы человека. Это было связано с « растранжириванием дневного света». В Великобритании было предложено перевести летом стрелки часов на 20 минут вперед, а зимой вернуть стрелки назад. Эту идею воплотили все европейские страны. Кроме того, что есть часы, которыми мы привыкли пользоваться, существует так называемые биологические часы, когда организм каждого человека, приспосабливается к определенным условиям. Еще во времена водяных часов появились первые попытки перевести биологические часы человека. Это было связано с « растранжириванием дневного света». В Великобритании было предложено перевести летом стрелки часов на 20 минут вперед, а зимой вернуть стрелки назад. Эту идею воплотили все европейские страны.

Cлайд 18

Различные отзывы на переход зимнего и летнего времени: ЗА ПРОТИВ 1.ЭНЕРГЕТИКИ: Экономия электроэнергии, угля. 2.ФАРМАЦЕВТЫ: Перевод часов влияет на организм, увеличивается продажа лекарств. 3. ФЕРМЕРЫ: С переходом на летнее время увеличивается время посевных работ.. 1.МЕДИКИ: Нарушение сна, нарушение ритмов сердца, увеличение стрессов, снижение работоспособности, увеличивается количество вызовов скорой помощи. 2.ЖИВОТНОВОДЫ: Снижается удой молока.

Cлайд 19

Данные опроса школьников 5-6 классов, с целью выяснить, как влияет на их организм перевод часов на летние и зимнее время. Вывод: на моих ровесниках перевод часов никак не отражается, но приятно, что осенью есть возможность поспать лишний час. Вопросы Летнее время Зимнее время 1.Ощущаете ли вы на себе перевод часов? 32 5 2.Вам стало легче вставать? 2 25 3.Увеличилась ли ваша работоспособность? 15 12 4 Перевод, на какое время вас устраивает больше? 2 30 5.Когда у вас появилось больше свободного времени? 15 15 6.Повлиял ли перевод часов на ваш аппетит? 20 3 7. Влияет ли перевод времени на вашу успеваемость? 4 5 8 Ваш режим изменился? 18 14 9.Вас устраивает перевод часов на сезонное? 10 22

Cлайд 20

Cлайд 21

Занимательные задачи на время. 1. Имеются песочные часы на 7 и на 9 минут. Как с их помощью отмерить ровно 20 минут? 2. Часы пробили 3 часа, потратив на это 3 секунды. Сколько времени понадобится этим часам, чтобы пробить 7 часов. 3.Во сколько раз быстрее движется конец минутной стрелки, чем конец часовой стрелки? 4. Какие часы, чаще показывают правильное время - которые спешат на 2 минуты в сутки, или которые стоят? 5. В комнате двое часов. Одни идут точно, а другие спешат на 8 минут в сутки. В полдень часы были поставлены точно на 12. Через какое время в первый раз эти двое часов снова покажут одновременно 12 часов? 6. У Евгения Онегина были карманные часы, которые он заводил два раза в сутки: утром в 8.30 он делал 11 полных оборотов заводной головки, а вечером, ложась спать, приходилось делать 9 оборотов. В котором часу ложился спать Онегин? 7. Сколько есть положений на правильно идущих часах, когда часовая и минутная стрелки совмещаются? 8. У человека остановились настенные часы. Он идет к своему приятелю, часы которого идут правильно, просиживает у него некоторое время и, вернувшись, домой, верно, ставит свои часы. Как это сделать, если известно, сколько времени занимает дорога, и сколько времени он просидел у приятеля?

Cлайд 22

Интересные факты из области часов: Часы традиционно не устанавливаются в помещениях казино. Традиционное движение часовых стрелок «по часовой стрелке» используется для указания направления кругового движения. Однако существуют часы, у которых стрелки двигаются «против часовой стрелки». Биг - Бен - это название не башни, а 13-тонного колокола, который звонит внутри. Атомные часы имеют погрешность в 1 секунду за шесть миллионов лет. Одна секунда - это 9 192 631 770 колебаний излучения атома цезия -133. Часы идут по часовой стрелке - слева направо - потому что именно в этом направлении движется тень солнечных часов. Древнейшие солнечные часы, относящиеся к XV в. до н.э., обнаружены в Египте. Существует 24 часовых пояса.

Cлайд 23

Номер високосного года (с добавленным днём 29 февраля) должен быть кратен четырём. Существует исключение: года, кратные 100, не високосны. Существует исключение из исключения: года, кратные 400, високосны. 1900 не был високосным, а 2000 - был. Существуют високосные секунды. Существуют: тысячелетие, век, пятилетка, год, квартал, месяц, декада, неделя, сутки, час, минута, секунда, миллисекунда, микросекунда, наносекунда, пикосекунда, фемтосекунда и так далее. Никто точно не знает, почему год делится на 12 месяцев (такое деление не соответствует ни лунному, ни солнечному календарю). Считается, что деление часа на 60 минут связано с вавилонской системой счисления, в основе которой было не 10, а 60. Хотя в одной минуте 60 секунд, в одной секунде 1000 миллисекунд. Неправильно говорить «сколько время?». Стоит говорить только «который час?». 24 часа звёздного времени равняются 23 часам 56 минутам 4,091 секундам среднего солнечного времени.

Слайд 1

Измерение времени

Слайд 2

Время
Всемирное Поясное Местное Звёздное Солнечное Декретное Летнее

Слайд 3

Всемирное время
Вращением Земли вокруг оси задается шкала всемирного времени. Вращение Земли и смена дня и ночи определяют самую естественную единицу времени - сутки. Сутки - это промежуток времени между последовательными верхними кульминациями на данном меридиане одной из трех фиксированных точек небесной сферы: точки весеннего равноденствия, центра видимого диска Солнца (истинного Солнца) либо фиктивной точки, равномерно движущейся по экватору и называемой "средним солнцем". В соответствии с этим сутки бывают звездные, истинные солнечные или средние солнечные. Начальным меридианом при всех измерениях времени с 1884 года считается меридиан Гринвичской обсерватории, а среднее солнечное время на меридиане Гринвича называется всемирным временем UT (Universal Time). Всемирное время определяется из астрономических наблюдений, которые ведутся специальными службами на многих обсерваториях мира.

Слайд 4

В астрономическом календаре на месяц моменты явлений даются по всемирному времени То. Переход от одной системы счета времени к другой выполняется по формулам: То=Тm - L, Tп=Tо+n(ч)=Tm+n(ч) - L. В этих формулах То - всемирное время; Тm - местное среднее солнечное время; Тп - поясное время; n(ч) - номер часового пояса (на территории России к номеру часового пояса прибавляется еще 1 час декретного времени); L - географическая долгота в единицах времени, считаемая положительной к востоку от Гринвича.
О счете времени для наблюдений

Слайд 5

Звёздное время
При астрономических наблюдениях используется звездное время s, которое связано со средним солнечным временем Тm и со всемирным временем To соотношениями: S=So+To+L+ 9,86c * (Tо), S=So+Tm+ 9,86c * (Tm -L), Здесь So - звездное время в среднюю гринвичскую полночь (звездное время на меридиане Гринвича в О часов всемирного времени), а заключенные в скобки значения (Tо) и (Tm -L), выражены в часах и десятичных долях часа. Поскольку произведения 9,86c * (Tо) и 9,86c * (Tm -L) не превосходят четырех минут, то при приближенных вычислениях ими можно пренебречь.

Слайд 6

Поясное время Москвы
Поясное время второго часового пояса, в котором расположена Москва, называется московским временем и обозначается Тм. Поясное время других пунктов на территории РФ получается прибавлением к московскому времени целого числа часов дельтаТ, которое равно разности номеров часового пояса данного пункта и часового пояса Москвы: Т=Тм + дельтаТ.

Слайд 7

Летнее время
В весенне-летний период на значительной части территории России и других стран вводится летнее время, т. е. все часы переводятся на один час вперед. Перевод осуществляется в два часа ночи последнего воскресенья марта. В начале осенне-зимнего периода, в три часа ночи последнего воскресенья октября, часы снова переводятся на один час назад: вводится зимнее время. Таким образом, в весенне-летний период Тм=То+4ч и Т=Тm-L+4Ч+дельтаТ, в осенне-зимний период Тм=То+3ч и Т=Тm-L+ЗЧ+дельтаТ.

Слайд 8

Из истории измерения времени
Сутки разделены на 24 часа, каждый час – на 60 минут. Тысячи лет назад люди заметили, что многое в природе повторяется: Солнце встает на востоке и заходит на западе, лето сменяет зиму и наоборот. Именно тогда возникли первые единицы времени – день, месяц и год.
С помощью простейших астрономических приборов было установлено, что в году около 360 дней, и приблизительно за 30 дней силуэт Луны проходит цикл от одного полнолуния к следующему. Поэтому халдейские мудрецы приняли в основу шестидесятеричную систему счисления: сутки разбили на 12 ночных и 12 дневных часов, окружность – на 360 градусов. Каждый час и каждый градус были разделены на 60 минут, а каждая минута – на 60 секунд. Однако последующие более точные измерения безнадежно испортили это совершенство. Оказалось, что Земля делает полный оборот вокруг Солнца за 365 суток 5 часов 48 минут и 46 секунд. Луне же, чтобы обойти Землю, требуется от 29,25 до 29,85 суток.

Слайд 9

Звёздные и солнечные сутки
Выберем любую звезду и зафиксируем ее положение на небе. На том же самом месте звезда появится через сутки, точнее через 23 часа 56 минут. Сутки, измеренные относительно далеких звезд, называются звездными (если быть совсем точными, звездные сутки – промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями точки весеннего равноденствия). Куда же деваются еще 4 минуты? Дело в том, что вследствие движения Земли вокруг Солнца оно смещается для земного наблюдателя на фоне звезд на 1° за сутки. Чтобы «догнать» его, Земле и нужны эти 4 минуты. Сутки, связанные с видимым движением Солнца вокруг Земли, называются солнечными. Они начинаются в момент нижней кульминации Солнца на данном меридиане (т.е. в полночь). Солнечные сутки не одинаковы – из-за эксцентриситета земной орбиты зимой в северном полушарии сутки длятся немного больше, чем летом, а в южном – наоборот. Кроме того, плоскость эклиптики наклонена к плоскости земного экватора. Поэтому были введены средние солнечные сутки, равные 24 часам.

Слайд 10

Вследствие движения Земли вокруг Солнца оно смещается для земного наблюдателя на фоне звезд на 1° за сутки. Проходит 4 минуты, прежде чем Земля «догоняет» его. Итак, Земля делает один оборот вокруг своей оси за 23 часа 56 минут. 24 часа – средние солнечные сутки – время оборота Земли относительно центра Солнца.

Слайд 11

Нулевой меридиан
Нулевой меридиан проходит через Гринвичскую обсерваторию, расположенную недалеко от Лондона. Человек живет и работает по солнечным часам. С другой стороны, астрономам для организации наблюдений нужно именно звездное время. В каждой местности существует свое солнечное и свое звездное время. В городах, расположенных на одном меридиане, оно одно и то же, а при перемещении вдоль параллели оно будет меняться. Местное время удобно для повседневной жизни – оно связано с чередованием дня и ночи в данной местности. Однако многие службы, например, транспорт, должны работать по одному и тому же времени; так, все поезда в России идут по московскому времени. Для того, чтобы отдельные населенные пункты не оказывались сразу в двух часовых поясах, границы между поясами немного сдвинули: они проводятся по границам государств и областей.

Слайд 12

Чтобы не возникало путаницы, было введено понятие гринвичского времени (UT): это местное время на нулевом меридиане, на котором расположена Гринвичская обсерватория. Но россиянам жить по одному времени с лондонцами неудобно; так появилась идея поясного времени. Были выбраны 24 земных меридиана (через каждые 15 градусов). На каждом из этих меридианов время отличается от всемирного на целое число часов, а минуты и секунды совпадают с гринвичскими. От каждого из этих меридианов отмерили 7,5° в обе стороны и провели границы часовых поясов. Внутри часовых поясов время всюду одинаково. В нашей стране поясное время было введено с 1 июля 1919 года.
В 1930 году на территории бывшего Советского Союза все часы были переведены на час вперед. Так появилось декретное время. А в марте россияне переводят часы еще на час вперед (т.е. уже на 2 часа по сравнению с поясным) и до конца октября живут по летнему времени. Подобная практика принята во многих европейских странах.
Поясное время
http://24timezones.com/map_ru.htm

Слайд 13

Линия смены даты
Возвращаясь из первого кругосветного плавания, экспедиция Фернана Магеллана выяснила, что куда-то потерялись целые сутки: по корабельному времени была среда, а местные жители, все как один, утверждали, что уже четверг. Никакой ошибки в этом нет – путешественники плыли все время на запад, догоняя Солнце, и, в итоге, сэкономили 24 часа. Похожая история случилась с русскими землепроходцами, встретившимися на Аляске с англичанами и французами. Чтобы решить эту проблему, было принято соглашение о международной линии смены дат. Она проходит через Берингов пролив по 180-му меридиану. На острове Крузенштерна, лежащем восточнее, по календарю на сутки меньше, чем на острове Ротманова, лежащем западнее этой линии.

Слайд 14

Вопросы викторины
http://www.eduhmao.ru/info/1/3808/34844/ http://www.afportal.ru/astro/test

Слайд 15

1. Звездные сутки в противоположность истинным солнечным суткам имеют постоянную длительность. Почему же ими не пользуются в общественной жизни?
Потому что: 1) удобнее измерять время, используя движение по небу наиболее заметного небесного тела - Солнца, а не точки весеннего равноденствия, ничем на небе не отмеченной; 2) при пользовании звездным временем за год получилось бы 366 звездных суток при 365 вполне заметных днях; 3) звездные сутки начинаются, по крайней мере в данное время, в разные часы дней и ночей; 4) при пользовании какими бы то ни было солнечными сутками мы в какой-то степени можем ориентироваться во времени по положению Солнца на небе, а при пользовании звездными сутками такая ориентация была бы довольно затруднительна и совсем невозможна для лиц, плохо знакомых с астрономией.

Слайд 16

2. Почему сейчас в обыденной жизни не пользуются солнечным временем?
Потому что длительность истинных солнечных суток в течение года непрерывно меняется, чего не могли заметить в древности. Было бы очень трудно изготовить часы, идущие в точности по истинному солнечному времени, и, кроме того, интересы науки и техники требуют установления постоянных, а не переменных единиц времени (в данном случае суток).

Слайд 17

3. Когда в году бывают самые длинные и самые короткие истинные солнечные сутки? Какова разница между теми и другими?
Самые длинные истинные солнечные сутки бывают около 23 декабря - 24 ч 04 мин 27 сек, а самые короткие - около 16 сентября-24 ч 03 мин 36 сек. Разница между ними составляет около 51 звездных секунд.

Слайд 18

4. Обычно считается, что на всем протяжении какого-либо меридиана, от полюса и до полюса, один и тот же час суток и что при движении по меридиану нет надобности в перестановке стрелки часов. Ответьте, так ли это на самом деле?
Нет. Довольно часто один и тот же меридиан проходит по разным часовым поясам. Однако местное звездное и местное среднее солнечное время на всем протяжении одного какого-либо меридиана одинаковы.

Слайд 19

5. Считая, что время для телефонных разговоров начинается в 8ч. и заканчивается в 23ч. Поясного времени за границей и декретного времени у нас, найдите часы суток, удобные для телефонных переговоров между Лондоном и Нью-Йорком по лондонскому поясному времени; между Москвой и Владивостоком по московскому декретному времени.
С 13 по 23 ч включительно по лондонскому поясному времени. С 8 по 16 ч включительно по московскому декретному времени.

Слайд 20

6. Пароход вышел из Сан-Франциско 1 августа в 12 ч. И прибыл во Владивосток тоже в 12ч. 18 августа. Сколько суток длился этот рейс?
16 суток
7. В котором часу по московскому декретному времени Новый год вступает на территорию России?
В 14 ч.
8. Сколько времени удерживается на Земле любая дата, например 1 января?
Любая календарная дата удерживается на земном шаре в течение двух суток.

Слайд 21

9. Узнав, что каждая дата задерживается на Земле по двое суток, один ученик запротестовал: "Позвольте, но ведь тогда все наши годы продолжались бы по два года. Значит, тут что-то не так". Что бы вы ответили этому ученику?
В каждом месте на Земле любая календарная дата "живет" только одни сутки, а поэтому и год имеет свою обычную длительность.

Основные виды солнечных часов. Уравнение времени - разница между средним солнечным и истинным солнечным временем. Точное время и определение географической долготы. Служба точного времени и государственный эталон времени; сигналы точного времени.

Измерение времени

Ответить на вопрос «что такое время» нелегко. В самом общем виде можно сказать, что время - это непрерывная череда сменяющих друг друга явлений. Главное свойство времени состоит в том, что оно длится, течет безостановочно. Пространство можно оградить, но время остановить невозможно. Время необратимо - путешествия на машине времени в прошлое невозможны. «Нельзя дважды войти в одну и ту же реку», - говорил Гераклит.

Величественный Стоунхендж - одна из древнейших астрономических обсерваторий, построенная пять тысяч лет назад в Южной Англии.

Сутки разделены на 24 часа, каждый час - на 60 минут. Тысячи лет назад люди заметили, что многое в природе повторяется: Солнце встает на востоке и заходит на западе, лето сменяет зиму и наоборот. Именно тогда возникли первые единицы времени - день, месяц и год. С помощью простейших астрономических приборов было установлено, что в году около 360 дней, и приблизительно за 30 дней силуэт Луны проходит цикл от одного полнолуния к следующему. Поэтому халдейские мудрецы приняли в основу шестидесятеричную систему счисления: сутки разбили на 12 ночных и 12 дневных часов, окружность - на 360 градусов. Каждый час и каждый градус были разделены на 60 минут, а каждая минута - на 60 секунд. При этом последующие более точные измерения безнадежно испортили это совершенство. Оказалось, что Земля делает полный оборот вокруг Солнца за 365 суток 5 часов 48 минут и 46 секунд. Луне же, чтобы обойти Землю, требуется от 29,25 до 29,85 суток.

Выберем любую звезду и зафиксируем ее положение на небе. На том же самом месте звезда появится через сутки, точнее через 23 часа 56 минут. Сутки, измеренные относительно далеких звезд, называются звездными (если быть совсем точными, звездные сутки - промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями точки весеннего равноденствия). Куда же деваются еще 4 минуты? Дело в том, что вследствие движения Земли вокруг Солнца оно смещается для земного наблюдателя на фоне звезд на 1° за сутки. Чтобы «догнать» его, Земле и нужны эти 4 минуты. Сутки, связанные с видимым движением Солнца вокруг Земли, называются солнечными. Они начинаются в момент нижней кульминации Солнца на данном меридиане (т.е. в полночь). Солнечные сутки не одинаковы - из-за эксцентриситета земной орбиты зимой в северном полушарии сутки длятся немного больше, чем летом, а в южном - наоборот. Кроме того, плоскость эклиптики наклонена к плоскости земного экватора. Поэтому были введены средние солнечные сутки, равные 24 часам.

Вследствие движения Земли вокруг Солнца оно смещается для земного наблюдателя на фоне звезд на 1° за сутки. Проходит 4 минуты, прежде чем Земля «догоняет» его. Итак, Земля делает один оборот вокруг своей оси за 23 часа 56 минут. 24 часа - средние солнечные сутки - время оборота Земли относительно центра Солнца.

Нулевой меридиан проходит через Гринвичскую обсерваторию, расположенную недалеко от Лондона. Человек живет и работает по солнечным часам. С другой стороны, астрономам для организации наблюдений нужно именно звездное время. В каждой местности существует свое солнечное и свое звездное время. В городах, расположенных на одном меридиане, оно одно и то же, а при перемещении вдоль параллели оно будет меняться. Местное время удобно для повседневной жизни - оно связано с чередованием дня и ночи в этой местности. При этом многие службы, например, транспорт, должны работать по одному и тому же времени; так, все поезда в России идут по московскому времени. Чтобы не возникало путаницы, было введено понятие гринвичского времени (UT): это местное время на нулевом меридиане, на котором расположена Гринвичская обсерватория. Но россиянам жить по одному времени с лондонцами неудобно; так появилась идея поясного времени. Были выбраны 24 земных меридиана (через каждые 15 градусов). На каждом из этих меридианов время отличается от всемирного на целое число часов, а минуты и секунды совпадают с гринвичскими. От каждого из этих меридианов отмерили 7,5° в обе стороны и провели границы часовых поясов. Внутри часовых поясов время всюду одинаково. Для того, чтобы отдельные населенные пункты не оказывались сразу в двух часовых поясах, границы между поясами немного сдвинули: они проводятся по границам государств и областей. В нашей стране поясное время было введено с 1 июля 1919 года. В 1930 году на территории бывшего Советского Союза все часы были переведены на час вперед. Так появилось декретное время. А в марте россияне переводят часы еще на час вперед (т.е. уже на 2 часа по сравнению с поясным) и до конца октября живут по летнему времени. Подобная практика принята во многих европейских странах.

Часовые пояса Земли

По московскому зимнему времени истинный полдень в Москве наступает в 12 часов 30 минут, по летнему - в 13 часов 30 минут. Возвращаясь из первого кругосветного плавания, экспедиция Фернана Магеллана выяснила, что куда-то потерялись целые сутки: по корабельному времени была среда, а местные жители, все как один, утверждали, что уже четверг. Никакой ошибки в этом нет - путешественники плыли все время на запад, догоняя Солнце, и, в итоге, сэкономили 24 часа. Похожая история случилась с русскими землепроходцами, встретившимися на Аляске с англичанами и французами. Чтобы решить эту проблему, было принято соглашение о международной линии смены дат. Она проходит через Берингов пролив по 180-му меридиану. На острове Крузенштерна, лежащем восточнее, по календарю на сутки меньше, чем на острове Ротманова, лежащем западнее этой линии.

Древняя индийская обсерватория в Дели, выполнявшая также роль солнечных часов.

Наш календарь и наше время подстроены под Солнце и Луну, однако эти светила не годятся для точного измерения времени: Земля и Луна неравномерно движутся по своим орбитам, скорость вращения Земли, кроме того, постепенно уменьшается под действием приливов. И уж тем более неудобно измерять по светилам короткие промежутки времени - минуты и секунды. Издревле для более точного измерения времени применяли песочные и водяные часы, а в XI веке появились первые механические часы, но их время приходилось по несколько раз в день сверять с солнечными часами. В середине XVII века, открыв закон колебания маятника, Галилео Галилей вывел механические часы на новый уровень точности. При этом даже лучшие механические часы показывают не совсем точное время: они спешат или отстают из-за неточной регулировки, вибрации, перепадов в температуре, каких-то внешних воздействий. В 1939 году астрономы заменили механические маятниковые часы на кварцевые: точность хода увеличилась в сотни раз и стала составлять 10-4-10-6 c в сутки. А еще через двадцать лет появились атомные часы; отклонение хода у них всего 10-10-10-11 с.

Солнечные и звездные часы

Солнечные часы

Человечество отсчитывает время по солнечным часам с незапамятных времён. Сложно сказать, кто и когда впервые предложил использовать Солнце (и тень от него) в качестве часовой стрелки. Одно очевидно - изобретение это было гениальным! Вот почему и сейчас - в век сверхточной механики, электроники и ядерных частиц - любителям астрономии весьма полезно изготовить хотя бы простейшие солнечные часы, стрелкой которых будет служить тень от самой близкой к нам звезды...

Как известно, существует три основных вида солнечных часов: экваториальные, вертикальные и горизонтальные. Экваториальные часы - самые простые. Плоскость их циферблата лежит в плоскости небесного экватора (то есть расположена под углом (90°- f), где f - географическая широта). Сам циферблат разделён на одинаковые углы из расчёта 1 час = 15°. Указателем может служить любой "штырёк", укреплённый в центре часов перпендикулярно их плоскости. Изготовить экваториальные солнечные часы несложно, но в северном полушарии они будут работать только тогда, когда склонение Солнца положительно (от весеннего равноденствия до осеннего). В зимний период придётся использовать нижнюю часть циферблата, что очень неудобно.

Вертикальные часы намного более изящны. Но и здесь имеется несколько "подводных камней". Во-первых, их математическая модель довольно сложна. Во-вторых, (и это главное!) для изготовления вертикальных солнечных часов нужно точно измерить азимут стены здания, где они будут прикреплены. Конечно, все трудности преодолимы, но на первом этапе я бы посоветовал собственноручно смастерить горизонтальные солнечные часы, которые удачно сочетают в себе точность, эффективность и простоту. Такие часы могут иметь различный размер: от переносных (10-20 см в диаметре), до стационарных (1-2 метра и более). Итак, горизонтальные солнечные часы состоят из двух частей: 1) циферблата, расположенного в плоскости горизонта; 2) отбрасывающего тень указателя, который в простейшем случае представляет из себя треугольник, один из углов которого равен географической широте места установки. Плоскость указателя лежит в плоскости небесного меридиана (то есть расположена в направлении север - юг). При этом угол треугольника, равный широте места, должен указывать на север (полюс мира), а линии часов (и минут) на циферблате должны как бы "веером" расходиться от южной точки основания указателя. Теперь о градуировке циферблата. Если мы хотим, чтобы наши горизонтальные солнечные часы "показывали" то же самое время, что и обычные часы, поступаем следующим образом.

1) Рассчитываем момент истинного полудня. Это несложно сделать по формуле:

Т(пол)=12+h-L+n+1, где

Т(пол) - момент истинного полудня, h - уравнение времени (разница между средним солнечным и истинным солнечным временем), L - географическая долгота (выраженная в часовой мере), n - номер часового пояса, 1 - поправка за декретное время. В летний период придётся прибавить ещё один час (из-за перехода на "летнее время"). Что касается уравнения времени, то им, в принципе, можно пренебречь, поскольку в течение года оно изменяется от -16 минут (примерно 2 ноября) до +14 минут (около 11 февраля), обращаясь в нуль близ 15 апреля, 14 июня, 1 сентября и 24 декабря. Ну, а если вы хотите изготовить суперточные солнечные часы, то вам придётся рассчитать несколько циферблатов и менять их по мере изменения уравнения времени.

Например, для Вологды в летнее время (L=2ч 40м, h=0, n=3) имеем:

Т(пол) = 12 + 0 - (2ч 40м) + 3 + 1 = 13ч 20м Именно в этот момент Солнце находится точно на юге и, соответственно, отбрасывает тень от указателя на север (N на рисунке). Значит, в полдень наши часы должны показать 13ч 20м. (В период действия зимнего времени - 12ч 20м).

2) Оцифровываем циферблат. Вооружимся калькулятором и воспользуемся следующей формулой: tg(a)=sin(f)*tg(t), где а - углы, на которые будет расчерчен циферблат, f - широта, t - интервал времени, выраженный, конечно, в градусной мере (из расчёта 1ч = 15°). Например, мы хотим узнать, на каком угловом расстоянии от направления на север будет находиться отметка "13 часов". Несложно сообразить, что вместо t надо подставить 20 минут, выраженные в градусах и их долях. (Для этого делим 20 на 60 и умножаем на 15). После вычислений (подставляя точные значения широты для г. Вологды) получаем 4,4°. Именно такой угол нужно отложить от направления на север против часовой стрелки. После всех вычислений получаем таблицу (отрицательные углы для а указывают, что их нужно откладывать на циферблате по часовой стрелке). Разумеется, не следует рассчитывать данные для ночи...

Циферблат, расчерченный согласно приведённым вычислениям, можно видеть на рисунке. Для небольших горизонтальных солнечных часов (диаметром около 15 см) часовой разметки вполне достаточно, так как минуты легко оценить на глаз, глядя на тень указателя. Более крупные часы потребуют дополнительных расчётов минут (или хотя бы четвертьчасовых отметок) - это также можно сделать по вышеприведённой формуле.

t 22ч 21ч 20ч 19ч 18ч 17ч

a -134,2° -118,4° -101,5° -84,1° -66,9° -50,7°

t 16ч 15ч 14ч 13ч 12ч 11ч

a -35,7° -21,7° -8,5° 4,4° 17,5° 31,1°

t 10ч 9ч 8ч 7ч 6ч 5ч

a 45,8° 61,6° 78,5° 95,9° 113,1° 129,3°

Не забудьте, что в период действия зимнего времени числовые значения часов следует уменьшить на единицу. Например, вместо "13 часов" получим "12-ть", вместо "14-ти" - "13-ть" и так далее. Кстати, переносные горизонтальные солнечные часы можно использовать в качестве компаса. Для этого по обычным часам выставляем на нужное время наши солнечные часы: тогда треугольный указатель покажет направление север - юг, причём север будет там, где нарисованы отметки "12" и "13".

Звездные часы

Если ясным днём время можно отсчитывать по Солнцу, то как быть ночью? Правильно! Нам помогут звёзды! Для настоящего любителя астрономии не составит большого труда определить время по характерному расположению звёзд в тот или иной сезон года. Но проще узнать который сейчас час по ориентации созвездия Большой Медведицы. Тем более, что в безоблачную погоду в средних и северных широтах "Небесный Ковш" никогда не опускается под горизонт. Представьте себе огромный небесный циферблат, в центре которого расположена Полярная звезда. Тогда созвездие Большой Медведицы станет гигантской космической стрелкой.

Обратите внимание (см. рис), что наш циферблат разделён не на 12 часов (как в обычных часах), а на 24 часа. При этом отметка "0ч" находится над точкой севера, отметка "12ч" - по другую сторону от Полярной звезды. Значения "6ч" и "18ч" соответственно располагаются в восточном и западном направлениях. Иными словами, ход времени в звёздных часах отсчитывается против часовой стрелки, поскольку именно так "вращается" Большая Медведица, как, впрочем, и все остальные околополярные созвездия. Далее. Проводим прямую линию от Полярной звезды к звёздам "Дельта" (Мегрец) и "Гамма" (Фекда), украшающими левую сторону Ковша Большой Медведицы (см. рис). Стрелка укажет на точку осеннего равноденствия. (Нетрудно догадаться, что точка весеннего равноденствия будет находиться в диаметрально противоположном направлении, в котором, увы, нет звёзд Большой Медведицы).

Тогда цифры на нашем воображаемом небесном циферблате покажут так называемое звёздное время (часовой угол точки весеннего равноденствия). Так, на рисунке звёздное время получилось равным примерно 1 ч 30 м. Из сферической астрономии известно, что звёздное время (S) равно сумме прямого восхождения (R.A.) какого-либо небесного объекта (например, звезды, Луны, Солнца...) и его часового угла (t).

Поскольку звёздное время нам уже известно, то каким-либо образом узнав прямое восхождение Солнца, мы сможем вычислить его часовой угол (t = S - R.A.). Прибавив к полученному результату 12 часов, мы получим местное солнечное время. (После этого можно перейти к поясному времени). Но как узнать прямое восхождение Солнца??? Конечно, можно воспользоваться астрономическими календарями, где на каждый день приводятся экваториальные координаты Солнца. Лучше, однако, эти сведения "вычислить" самостоятельно - астрономический ежегодник не всегда бывает под рукой! На самом деле, если не гнаться за суперточностью, то узнать прямое восхождение Солнца для любой даты несложно.

Нужно лишь запомнить, что 21 марта (в день весеннего равноденствия) прямое восхождение Солнца равно 0ч, 22 июня (летнее солнцестояние) - 6ч, 23 сентября (осеннее равноденствие) - 12ч и 22 декабря (зимнее солнцестояние) - 18ч. Кроме того, запомните, что за сутки прямое восхождение Солнца увеличивается примерно на 4 минуты.

Итак, допустим, мы взглянули на звёздные часы и нашли звёздное время равным 1ч 30м. Пусть мы проводим наблюдения, скажем, 1 октября. От осеннего равноденствия прошло 8 дней и R.A. Солнца увеличилось на 8 х 4 = 32 минуты и составляет 12 ч 32 м. Найденное значение, конечно, округлим до 12 ч 30 м. Находим часовой угол Солнца t = 1ч 30м - 12ч 30м = 25ч 30м - 12ч 30м = 13ч 00м

Значит (прибавляем 12 часов), местное солнечное время равно 25 ч 00 м (или 1 ч 00 м). Предположим, мы наблюдаем в Вологде. Долгота этого города равна 2 ч 40 м. Вычитаем из 25 ч 00 м 2 ч 40 м, получаем 22 ч 20 м - именно таково в данный момент всемирное время. Переходим к поясному времени (прибавляем 3 часа) и вот он, долгожданный результат: сейчас 1 ч 20 м! Проверяем по подвижной карте звездного неба и убеждаемся, что мы не ошиблись...

Точное время и определение географической долготы.

Солнце всегда освещает только половину земного шара: на одном полушарии - день, а на другом в это время ночь, соответственно всегда есть точки, где в данный момент полдень, и Солнце находится в верхней кульминации. По мере того как Земля вращается вокруг оси, полдень наступает в тех местах, которые лежат западнее. По положению Солнца (или звезд) на небе определяется местное время для любой точки земного шара. Местное время в двух пунктах (T1 и Т2) отличается ровно на столько, на сколько отличается их географическая долгота:

Т1-Т2 =L1- L2.

Ясно, что полдень наступает в данном пункте Земли позже, чем в другом, ровно на столько, сколько времени нужно планете, чтобы повернуться на угол, соответствующий разности их долгот. Так, например, в Санкт-Петербурге, который находится на 8°45" западнее Москвы, полдень наступает на 35 минут позднее. Определив из наблюдений местное время в данном пункте и сравнив его с местным временем другого, географическая долгота которого известна, можно вычислить географическую долготу пункта наблюдения. Условились отсчитывать долготу от начального (нулевого) меридиана, проходящего через Гринвичскую обсерваторию. Местное время этого меридиана называют всемирным временем - Universal Time (UT). Тогда T1 = UT + L1, иначе говоря, местное время любого пункта равно всемирному времени в этот момент плюс долгота данного пункта от начального меридиана, выраженная в часовой мере. Точный счет времени осложняется тем, что его прежний эталон - период вращения Земли - оказался не вполне надежным. Одной из основных единиц времени уже давно были избраны солнечные сутки - промежуток времени, который проходит от одной верхней кульминации Солнца до другой. Но по мере возрастания точности астрономических наблюдений стало очевидно, что продолжительность суток не остается постоянной.

Скорость вращения нашей планеты меняется на протяжении года, а кроме того, происходит, хотя и очень медленно, замедление ее вращения. Поэтому понятно, что определение секунды как единицы времени, составляющей 1/86 400 часть суток, потребовало уточнения. Современное определение секунды вам известно из курса физики. Использование атомных часов, которыми располагают службы точного времени и государственный эталон времени и частоты, обеспечивает исключительно малую погрешность в счете времени (около 5 * 10-9 с за сутки). Транслируемые по радио сигналы точного времени передаются именно с атомных часов. Принимая эти сигналы и определяя местное время по наблюдениям моментов кульминации звезд, можно вычислить точные координаты любого пункта земной поверхности. Эти пункты служат опорными точками при составлении карт, прокладке трасс газопроводов, автомобильных и железных дорог, строительстве крупных объектов и ряде других работ.

Сигналы точного времени, наряду с другими средствами (радиомаяками, навигационными спутниками и т. п.) необходимы в авиационной и морской навигации. Если бы в своей повседневной жизни мы пользовались местным временем, то по мере передвижения на запад или восток приходилось бы непрерывно передвигать стрелки часов. Возникающие при всём этом неудобства столь очевидны, что сегодня практически все население земного шара пользуется поясным временем. Поясная система счета времени была предложена в 1884 г. Согласно этой системе весь земной шар был разделен по долготе на 24 часовых пояса (по числу часов в сутках), каждый из которых занимает примерно 15°. По сути дела, счет времени по этой системе ведется только на 24 основных меридианах, отстоящих друг от друга на 15° по долготе. Время на этих меридианах, которые расположены примерно посередине каждого часового пояса, отличается ровно на один час. Местное время основного меридиана данного пояса называется поясным временем. По нему ведется счет времени на всей территории, относящейся к этому часовому поясу. Поясное время, которое принято в конкретном пункте, отличается от всемирного на число часов, равных номеру его часового пояса:

где UT - всемирное время, a n - номер часового пояса.

Границами часовых поясов являются линии, которые идут от Северного полюса Земли до Южного и отстоят приблизительно на 7,5° от основных меридианов. Эти границы далеко не всегда проходят строго по меридианам, а проведены по административным границам областей или других регионов так, чтобы на всей их территории действовало одно и то же время. Естественно, например, что Москва живет по времени одного (второго) часового пояса. Если же формально следовать принятому правилу деления на часовые пояса, то нужно было бы провести границу пояса так, что город оказался бы разделенным на две неравные части.

В нашей стране поясное время было введено с 1 июля 1919 г. С тех пор границы часовых поясов неоднократно пересматривались и изменялись. С января 1992 г., когда в России часы были переведены на один час вперед, мы живем по так называемому декретному времени, которое было введено в СССР еще в 1930 г. В конце марта страна переходит на летнее время, стрелки часов переводятся еще на один час вперед. Отменяется летнее время в конце сентября, стрелки возвращают на один час назад. Дни, когда вводится и отменяется летнее время, ежегодно устанавливаются распоряжением правительства. Московское декретное время, которое показывают часы не только в Москве, но также в Санкт-Петербурге и центральных областях России, отличается от всемирного времени на 3 часа зимой и на 4 часа летом.

	Чтобы скачать работу бесплатно нужно вступить в нашу группу ВКонтакте . Просто кликните по кнопке ниже. Кстати, в нашей группе мы бесплатно помогаем с написанием учебных работ. Через несколько секунд после проверки подписки появится ссылка на продолжение загрузки работы.
	Бесплатная оценка
	Повысить оригинальность данной работы. Обход Антиплагиата.

Доклад
На тему:
<< Измерение времени>>

Выполнил ученик 8 <<А>> класса
Чокля Максим
Учитель физики
Трунько С.И

Ответить на вопрос «что такое время» нелегко. В самом общем виде можно сказать, что время – это непрерывная череда сменяющих друг друга явлений. Главное свойство времени состоит в том, что оно длится, течет безостановочно. Пространство можно оградить, но время остановить невозможно. Время необратимо – путешествия на машине времени в прошлое невозможны. «Нельзя дважды войти в одну и ту же реку», – говорил Гераклит.
Величественный Стоунхендж – одна из древнейших астрономических обсерваторий, построенная пять тысяч лет назад в Южной Англии.
Сутки разделены на 24 часа, каждый час – на 60 минут. Тысячи лет назад люди заметили, что многое в природе повторяется: Солнце встает на востоке и заходит на западе, лето сменяет зиму и наоборот. Именно тогда возникли первые единицы времени – день, месяц и год. С помощью простейших астрономических приборов было установлено, что в году около 360 дней, и приблизительно за 30 дней силуэт Луны проходит цикл от одного полнолуния к следующему.Поэтому халдейские мудрецы приняли в основу шестидесятеричную систему счисления: сутки разбили на 12 ночных и 12 дневных часов, окружность – на 360 градусов. Каждый час и каждый градус были разделены на 60 минут, а каждая минута – на 60 секунд. Однако последующие более точные измерения безнадежно испортили это совершенство. Оказалось, что Земля делает полный оборот вокруг Солнца за 365 суток 5 часов 48 минут и 46 секунд. Луне же, чтобы обойти Землю, требуется от 29,25 до 29,85 суток.
Выберем любую звезду и зафиксируем ее положение на небе. На том же самом месте звезда появится через сутки, точнее через 23 часа 56 минут. Сутки, измеренные относительно далеких звезд, называются звездными (если быть совсем точными, звездные сутки – промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями точки весеннего равноденствия). Куда же деваются еще 4 минуты? Дело в том, что вследствие движения Земли вокруг Солнца оно смещается для земного наблюдателя на фоне звезд на 1° за сутки. Чтобы «догнать» его, Земле и нужны эти 4 минуты. Сутки, связанные с видимым движением Солнца вокруг Земли, называются солнечными. Они начинаются в момент нижней кульминации Солнца на данном меридиане (т.е. в полночь). Солнечные сутки не одинаковы – из-за эксцентриситета земной орбиты зимой в северном полушарии сутки длятся немного больше, чем летом, а в южном – наоборот. Кроме того, плоскость эклиптики наклонена к плоскости земного экватора. Поэтому были введены средние солнечные сутки, равные 24 часам.

Наш календарь и наше время подстроены под Солнце и Луну, однако эти светила не годятся для точного измерения времени: Земля и Луна неравномерно движутся по своим орбитам, скорость вращения Земли, кроме того, постепенно уменьшается под действием приливов. И уж тем более неудобно измерять по светилам короткие промежутки времени – минуты и секунды. Издревле для более точного измерения времени применяли песочные и водяные часы, а в XI веке появились первые механические часы, но их время приходилось по несколько раз в день сверять с солнечными часами. В середине XVII века, открыв закон колебания маятника, Галилео Галилей вывел механические часы на новый уровень точности. Однако даже лучшие механические часы показывают не совсем точное время: они спешат или отстают из-за неточной регулировки, вибрации, перепадов в температуре, каких-то внешних воздействий. В 1939 году астрономы заменили механические маятниковые часы на кварцевые: точность хода увеличилась в сотни раз и стала составлять 10–4–10–6 c в сутки. А еще через двадцать лет появились атомные часы; отклонение хода у них всего 10–10–10–11 с.

Разделы: Физика

Цель урока:

Дальнейшее формирование понятия время, единицы времени;
рассмотреть различные виды часов;
формирование измерительных навыков (в частности умения пользоваться секундомером), умения формулировать вывод по полученным экспериментальным данным.

Тип урока: комбинированный

Оборудование : мультимедийный проектор, компьютер.

Выстроить свой распорядок дня, определить продолжительность урока и перемены нам помогает физическая величина - время. А самый первый измерительный прибор, с которым ты впервые столкнулся в своей жизни - это обыкновенные часы –прибор для измерения времени. служит. С помощью часов мы можем определить, быстро или медленно протекает тот или иной процесс.

От изобретения первых часов (солнечных) до создания сложнейших атомных часов прошло пять с половиной тысяч лет. Человечество на разных этапах своего развития придумывало и использовало различные виды часов.

В часах используются постоянные периодические процессы:

вращение Земли (солнечные часы),
колебания маятника (механические и электромагнитные часы),
колебания камертона (камертонные часы),
колебания пластинки кварца (кварцевые часы),
переход атомов из одного энергетического состояния в другое (квантовые часы).

Часы условно подразделяют на бытовые (наручные, карманные, настольные, настенные и др.) и специальные (напр.,секундомеры, хронометры).

В результате наблюдения за вращением Земли были изобретены солнечные часы. Приложение 1 .

СОЛНЕЧНЫЕ ЧАСЫ состоят из циферблата и стержня, тень от которого, перемещаясь по циферблату вследствие движения Солнца по небу, показывает истинное солнечное время.

Кстати, ты никогда не задумывался, почему на обычных часах стрелки идут слева направо? Часы идут по часовой стрелке - слева направо - потому что именно в этом направлении движется тень солнечных. Поэтому современные часы и переняли это движение от своих предков.

Вот если бы солнечные, а затем и механические часы были изобретены в Южном полушарии, все было бы наоборот!

Во 2-м тыс. до н. э. появились водяные часы.Клепсидра - древнейшие часы.

В дне сосуда с водой просверлена дырочка, куда вставлена трубочка маленького диаметра. Вода по ней медленно стекает и падает в другой сосуд, на стенки которого нанесены деления. Роль часовой стрелки выполняет уровень воды. Чем выше он поднимается, тем больше натекло времени. Приложение 2.

Выражение “ваше время истекло”, “напрасно лить воду” пришли к нам из жизни Древнего Рима, где водяные часы использовались на заседаниях суда или на общественных собраниях. С их помощью следили, чтобы оратор не превысил отведенное ему для выступления время.

Чуть позже появились песочные часы. Простейший прибор для отсчета времени; 2 сосуда, соединенные узкой горловиной (один частично заполнен песком). Время, за которое песок через горловину пересыпается в другой сосуд, может составлять от нескольких часов до нескольких секунд.

Сегодня часы есть не только в каждом доме, но и почти у каждого человека. По принципу работы они делятся на электронные и механические. Самые точные часы, которые являются эталоном времени, - атомные.

Работа часов основана на периодически повторяющихся процессах. Например, принцип работы песочных часов основан на том, что песок протекает через небольшое отверстие за определенное время. Значит, можно рассчитать количество песка, которое просочится через отверстие за 5, 10 минут.

Работа механических наручных и настенных часов основана на периодически повторяющихся колебаниях маятника

Самые знаменитые и самые большие часы в нашей стране - кремлевские куранты на Красной площади в Москве.

Самые большие механические часы в мире, которые и в наши дни заводятся только вручную, - это часы на башне Биг-Бен в Лондоне.

Физкульминутка "Часы"

Мышь полезла в первый раз
Посмотреть, который час.
Вдруг часы сказали: "Бом!",
(Один хлопок над головой).

Мышь скатилась кувырком.
(Руки "скатываются" на пол).

Мышь полезла второй раз
Посмотреть, который час.
Вдруг часы сказали: "Бом, бом!"
(Два хлопка).

Мышь скатилась кувырком.
Мышь полезла в третий раз
Посмотреть, который час.
Вдруг часы сказали: "Бом, бом, бом!"
(Три хлопка).

А в чем измеряется время?

Выполнить задание.

Определи, сколько времени длится перемена. Вырази полученный результат в секундах, минутах, часах.

Время. Понятие времени не в пример сложнее длины. Если понятие длины утвердилось с самых древних времён, то трактовка времени постоянно трансформировалась с всё новыми его свойствами. Аристотель считал время “числом движения”, а Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646–1716) физик, философ-идеалист, математик, изобретатель, юрист, историк и филолог полагал, что время есть абстракция соотношений всех последовательностей. “Нельзя в одну и ту же реку войти дважды” несомненно, можно отнести и к понятию времени. Дело в том, что эталоном длины можно пользоваться многократно, на своё усмотрение, прикладывая линейку к измеряемому объекту требуемое число раз. Эталон времени может быть использован только однократно, что требует для использования только повторяющихся, периодических процессов. Первые попытки введения эталона времени были связаны с очевидными периодическими процессами. В Месопотамии и Древнем Китае практически одновременно обратили внимание на то, что Луна являет свой лик через определённые промежутки времени. Возникли лунные календари. Оказалось, что фазы Луны не совпадают с продолжительностью года, приходилось в конце года добавлять дни. На смену лунным календарям пришли солнечные, ввели понятие среднесуточного солнечного времени. За эталон времени была принята 1/86400 часть средних солнечных суток. Время, исчисляемое таким способом, называется всемирным временем. Всё бы ничего, но обнаружилось, что Земля, строго говоря, вращается вокруг собственной оси не совсем равномерно, отсюда обеспечить точность более 10–8 оказалось невозможным. Во многих научных, технологических и транспортных процессах требовалась более жёсткая синхронизация. По аналогии с длиной для увеличения точности измерения времени воспользовались свойством периодичности процессов на атомном уровне. В качестве одного из наиболее точных эталонов времени стали использовать длительность 9 192 631 770 периодов атомных колебаний 133 изотопа цезия. Использование атомного эталона времени позволило сравнивать длительность отдельных событий с точностью до 10–12. Атомные часы “ошибаются” на 1 с за 30 тыс. лет. Пошли ещё дальше, обнаружив, что излучение водородных лазеров ещё более стабильно, что позволяет повысить точность в сравнении с атомным эталоном ещё на два порядка.

В настоящее время в разных областях человеческих знаний используется несколько временных шкал, которые наилучшим образом приспособлены для исчисления конкретных процессов.

Эфемерное время. Используется в качестве независимой переменной при описании движения тел космического происхождения.

Звёздное время. Используется в астрономии и астрофизике. В качестве характерного периода принято время одного полного оборота Земли вокруг своей оси, относительно системы неподвижных звёзд.

Солнечное время. За характерную величину принято изменение часового угла Солнца. Существует истинное и среднее солнечное время, в зависимости от выбранного способа отсчёта, по истинному или среднему положению светила.

Всемирное время. Среднее солнечное время начального меридиана, за который условно принят меридиан обсерватории в Гринвиче.

Местное время. Определяется в соответствии с географической долготой местности и одинаково для всех точек на одном меридиане.

Поясное время. Среднее солнечное время, определённое для 24 основных географических меридианов, отстоящих друг от друга на угловом расстоянии 150 по долготе. Поверхность нашей планеты разделена на 24 часовых пояса, в пределах каждого из которых поясное время совпадает со временем, проходящего через них основного меридиана.

Декретное время . Вводится правительственными постановлениями. Декретное время исчисляется путём прибавления одного часа в летнее время и вычитания часа в зимнее время. Перевод стрелок часов на 1 час производится в ночь с последней субботы на воскресенье в марте и сентябре. Такое изменение времени позволяет оптимизировать хозяйственную деятельность применительно к светлому времени суток. Всем известно, что год представляется в виде промежутка времени, равного в первом приближении периоду обращения Земли вокруг Солнца. Поскольку в качестве эталона используются разные элементарные периоды времени, то и существуют различные определения продолжительности года.

Звёздный (сидерический) год . Этот промежуток времени соответствует одному видимому обороту Солнца по небесной сфере относительно неподвижных звёзд. Продолжительность такого года составляет 365,2564 средних солнечных суток.

Тропический год. Промежуток времени между двумя последовательными прохождениями центра истинного Солнца через точку весеннего равноденствия. Тропический год имеет продолжительность в 365,2422 средних солнечных суток.

Аномалистический год. Продолжительность такого года равна времени между двумя последовательными прохождения центра Солнца через перигей его видимой геоцентрической орбиты. Аномалистический год состоит из 365,2596 средних солнечных суток.

Драконический год. Промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Солнца через один и тот же узел орбиты Луны на эклиптике. Драконический год состоит из 346,62 средних солнечных суток.

Лунный год. Двенадцать синодических месяцев включают 354,3671 средних солнечных суток.

Календарный юлианский год (старый стиль). Состоит из 365,25 средних солнечных суток.

Календарный григорианский год (новый стиль). Включает в себя 365,2425 средних солнечных суток.

В качестве продолжительности месяца, формально составляющего 1/12 часть продолжительности года, принят промежуток времени, близкий к периоду обращения Луны вокруг Земли. Принято месяцы классифицировать следующим образом.

Синодический месяц. Исчисляется, как промежуток времени, соответствующий периоду смены фаз Луны. Соответствует 29,5306 средних солнечных суток.

Звёздный месяц (сидерический). Время полного оборота Луны вокруг Земли относительно звёзд, что составляет 27,5306 средних солнечных суток.

Календарный месяц. От фаз Луны не зависит и включает в себя от 28 до 31 суток.В качестве суток чаще всего, используется понятие эфемерных, солнечных и звёздных суток.

Эфемерные сутки, состоят из 24 часов, что равно 1440 минут или 86400 секунд.

Солнечные сутки. Равны периоду обращения Земли относительно Солнца. Продолжительность солнечных суток равна от 24 ч 0,3 мин 36 с до 24 ч 04 мин 27 с звёздного времени.

Звёздные сутки (сидерические). В качестве эталона принят период вращения Земли вокруг своей оси относительно звёзд. Звёздные сутки состоят из 23 ч 56 мин 040905 с среднего солнечного времени.

Часы, минуты и секунды получаются арифметически при простом делении продолжительности суток. Час равен промежутку времени, соответствующему 1/24 суток. В качестве минуты, состоящей из 60 с принята шестидесятая часть часа. Однако напомним, что отсчёт начинается с первоначального эталона? секунды, равной 9 192 631 770 периодов излучения цезия-133, соответствующего переходу атома между двумя сверхтонкими энергетическими уровнями.

Лабораторная работа № 3. Измерение времени

Тема: Измерение времени.

Цели : ознакомиться с принципом работы метронома, секундомера; научиться измерять промежутки времени с помощью различных физических приборов.

Оборудование : метроном, секундомер, часы с секундной стрелкой, стеклянная трубка длиной 25-30 см и диаметром 7-8 мм, пластилин.

Теоретические сведения

Метроном (рис. I) (от греческих слов metron - “мера” и nomos - “закон”) - прибор для отсчета отрезков времени на слух. Применяется для соблюдения точного темпа при исполнении музыкальных произведений, а также в лабораторных опытах. Метроном состоит из корпуса пирамидальной формы со шкалой (I), пружинного часового механизма и маятника (2) с подвижным грузом (3).

Колебания маятника метронома сопровождаются равномерным постукиванием. Число колебаний маятника в единицу времени зависит от местоположения груза. Чтобы добиться необходимого количества ударов в минуту, груз фиксируют напротив соответствующей цифры на шкале.

Механический секундомер (рис. 2) - прибор для измерения промежутков времени продолжительностью от долей секунды до долей часа. Секундомер состоит из часового механизма и механизма управления стрелками - секундной (I) и минутной (2), с помощью которого осуществляются пуск, остановка прибора и возвращение стрелок в нулевое положение.

Указания к работе

Подготовка к эксперименту

1. Настройте метроном на 120 ударов в минуту.

2. Определите цену деления шкал часов и секундомера. Результаты измерений занесите в таблицу. (Цена деления метронома, настроенного на 120 ударов в минуту, составляет 60 с: 120 = 0,5 с).

3. Закройте один конец стеклянной трубки пластилином. Наполните ее водой так, чтобы в трубке осталось немного воздуха. Закройте пластилином второй конец трубки и положите ее на стол. Слегка постучав по трубке, добейтесь, чтобы пузырек воздуха отделился от пластилина. Затем поднимите один конец трубки и положите его на тонкую тетрадь. Пузырек начнет медленно перемещаться вверх до тех пор, пока не достигнет противоположного конца трубки. Чтобы вернуть пузырек в исходное положение, поднимите конец трубки, лежащий на столе.

Эксперимент

1. Проверьте свое “чувство времени”. Для этого, не пользуясь измерительными приборами, оцените время перемещения пузырька воздуха от конца трубки, который лежит на столе, до конца трубки, лежащего на тетради.

2. Измерьте время движения пузырька с помощью:

а) часов; б) метронома; в) секундомера.

Каждый опыт повторите трижды. Результаты всех измерений сразу же занесите в таблицу.

3. Завершите заполнение таблицы.

Анализ результатов эксперимента

1. Проанализировав условия проведения эксперимента, сравните полученные результаты и выясните:

а) каким из предложенных приборов целесообразнее пользоваться;

б) с какой целью каждый опыт повторялся трижды;

в) какие условия проведения эксперимента приводили к погрешностям;

г) как можно усовершенствовать технику проведения эксперимента.

2. Сделайте вывод, в котором укажите, что вы измеряли, какой результат получили.

Дополнительное задание

Определите один из показателей деятельности вашего сердца – количество ударов пульса в минуту. {Справка: для детей в возрасте 11–15 лет в спокойном состоянии нормой считается частота пульса 70–80 ударов в минуту.)

Итог занятия

Поблагодарить учащихся за активность и предложить посмотреть результаты работы на занятии в подготовленной презентации.

Всем большое спасибо за работу.

Источники информации