Головна » Вимова » Проект на тему час та його вимір. Вимірювання часу

Проект на тему час та його вимір. Вимірювання часу

Cлайд 1

Районна науково-практична конференція «Крок у майбутнє» «Час. Вимірювання часу. Годинник». Столярова Вікторія 5 клас Керівник: Серкіна Г.М.

Cлайд 2

Мета 1. Провести анкетування, з'ясувати, що учні знають походження часу. 2. Дослідити походження часу та його вимір. 3. Скласти класифікацію годинника від стародавньої людини до наших днів. 4. Показати значення часу для людини та її вплив на організм людини та тварин. 5. Підібрати завдання, пов'язані з часом, на логічне мислення.

Cлайд 3

Завдання: 1. Розвиток пізнавального інтересу навчання. 2. Застосування отриманих знань у подальшому навчанні. Зміст: 1. Введення 2. Походження часу, класифікація та опис годин 3. Біологічний час та його вплив на організм. 4. Цікаві завдання на якийсь час.

Cлайд 4

У нашому повсякденному житті ми так часто користуємося часом, що навіть не замислюємося і не підозрюємо, що це таке? Звідки з'явилися поняття: рік, місяць, день, годину, яким чином давні люди вимірювали час і за допомогою чого. Звернувшись до однокласників і старших хлопців, я зрозуміла, що і вони не можуть пояснити мені походження часу та його вимірювання, тоді я вирішила дізнатися про це більше, звернувшись до книг, Інтернету, та розповісти про свої відкриття одноліткам.

Cлайд 5

Походження часу, класифікація та опис годин Предмети вважати легко: один, два, три тощо. Виміряти невелику відстань теж, нескладно. Достатньо мати якусь мірку, навіть нерідко відстань ми міряємо за способом первісних людей – вважаємо кроки. Набагато складніше знайти мірку для часу. Тут ні пальці, ні кроки не допоможуть: час можна вимірювати лише часом, а мірку потрібно шукати у природі.

Cлайд 6

Найдавнішим «годинником», який ніколи не ламався, було сонце. Ранок день вечір ніч. Не дуже точно, але первісної людини цього було достатньо. Потім люди навчилися визначати час точніше: вдень сонцем, а вночі зірками. Стародавні сонячний годинник. Стародавні години Єгипту.

Cлайд 7

Люди помітили, що зірки на небі рухаються, до того ж повільно. Всі вони ніби прив'язані до однієї зірки, яку назвали Цвяхом Неба. Зараз ми називаємо цю Полярну зірку, вона показує напрямок на Північний полюс. Неподалік Полярної зірки на небі завжди можна знайти сім зірок, розташованих у вигляді ковша. Це сузір'я Велика Ведмедиця. За добу вона обходить повний оберт навколо Полярної зірки, за ніч півкола. Ось і виходить, що на небі є справжній годинник із зірковою стрілкою.

Cлайд 8

Ще три чи чотири тисячі років тому люди не лише точно знали цей день, а й зуміли збудувати кам'яний календар, який без помилки показував початок року, він зберігся і до наших днів. Коли перший промінь сонця падав на священний камінь усередині кола, це означало, що настав початок нового року. Цілий рік це 365 днів.

Cлайд 9

Після того, як тиждень розбили на добу, навчилися розбивати їх на 24 години. Найперший годинник був сонячним. Про час судили за довжиною тіні, що відкидається вертикальними предметами. Вказівниками сонячного годинника були і знамениті обеліски Стародавнього Єгипту. Вони відкидали чіткі тіні, якими можна було вказати час з точністю до кількох хвилин.

Cлайд 10

До нашого часу такий годинник зберігся, наприклад, у місті Пушкіні. Там стоїть невеликий верстовий стовп із написом: «Від Санкт-Петербурга 22 версти», а біля нього лежить плита з римськими цифрами по колу. Тінь, що падає на ту чи іншу цифру, вказує час дня як стрілка годинника. Такі стовпи були поставлені понад 200 років тому на кожній версті всією дорогою з Петербурга до Москви.

Cлайд 11

Сонячний годинник не працює в похмурий день і тим більше вночі. На цей випадок у стародавніх був водяний годинник. Зазвичай це була посудина, з якої крізь вузьку трубочку повільно випливала вода. Рівень її в цій посудині або в іншій, куди виливалася вода, вказував час вдень і вночі. Похибка водяного годинника була не менше 10 хвилин за добу. У давнину в деяких східних містах існував міський водяний годинник. На сходах кам'яних сходів одна під одною стояло кілька судин. Наповнювали водою верхню посудину і вода, через невеликий отвір виливалася з неї в другу посудину, з неї в третю і т.д. Служитель, який спостерігав за годинником, через певний час оголошував якусь годину.

Cлайд 12

Cлайд 13

У давнину винайшли і всім відомий пісочний годинник. Дата виникнення першого пісочного годинника невідома. Згадки про годинник пляшкового типу, ймовірно пісочних, є вже з часу Архімеда. Незважаючи на те, що пісочний годинник з'явився в Європі пізно, він швидко поширився. Цьому сприяла їхня простата, надійність, низька ціна та можливість вимірювати за їх допомогою у будь-який момент дня та ночі. Недоліком, що заважало широкому застосуванню цього годинника, був порівняно короткий інтервал часу, який можна було виміряти, не перевертаючи цей годинник. Зазвичай пісочний годинник розраховувався працювати протягом півгодини чи години.

Cлайд 14

Крім сонячного, пісочного годинника і водяного годинника, з початку ХIII ст. з'явився перший вогневий - свічковий годинник. Це дуже простий годинник у вигляді довгої тонкої свічки з нанесеною за її довжиною шкалою. Вони порівняно задовільно показували час, а вночі ще й висвітлювали житла. Свічки, що застосовувалися для цієї мети, були довжиною близько метра. Звідси походить і звичай вимірювати довжину ночі кількістю свічок, що згоріли за ніч. Зазвичай за ніч вигоряли три такі свічки, а взимку – більше. До бокових боків свічки іноді прикріплювали металеві штирі, які в міру вигоряння та танення воску падали, і їх удар по металевій чашці свічника був своєрідною звуковою сигналізацією часу.

Cлайд 15

Винаходом, що ознаменував новий етап розвитку став «колісний годинник», згодом перейменований у механічний. Спочатку вони довго мали лише одну стрілку – вартову. Набагато пізніше з'явилася хвилинна, а через 60 років та секундна стрілка. Потім настав час Електронного, кварцового годинника і т. д. Навряд чи ще якийсь вимірювальний інструмент може похвалитися такою різноманітністю втілень як годинник. Навіть якщо розглядати, починаючи тільки з механічних, то можна зустріти годинник з пружиною для заводу і годинник з гирями, годинник з зозулею і годинник з маятником, годинник з боєм та будильники.

Cлайд 16

Різноманітність розмірів - від баштового годинника заввишки кілька метрів до годинника в персні на пальці. За точністю вимірювань - від звичайних побутових, до спортивних, що відміряють соті частки секунди. Останній винахід - годинник, у якому секундна стрілка не «стрибає» на нове положення, а рухається рівномірно по колу.

Cлайд 17

Крім того, що є годинник, яким ми звикли користуватися, існує так звані біологічні годинники, коли організм кожної людини пристосовується до певних умов. Ще за часів водяного годинника з'явилися перші спроби перевести біологічний годинник людини. Це було пов'язано з «розтрастуванням денного світла». У Великій Британії було запропоновано перевести влітку стрілки годинника на 20 хвилин уперед, а взимку повернути стрілки назад. Цю ідею втілили усі європейські країни. Крім того, що є годинник, яким ми звикли користуватися, існує так звані біологічні годинники, коли організм кожної людини пристосовується до певних умов. Ще за часів водяного годинника з'явилися перші спроби перевести біологічний годинник людини. Це було пов'язано з «розтрастуванням денного світла». У Великій Британії було запропоновано перевести влітку стрілки годинника на 20 хвилин уперед, а взимку повернути стрілки назад. Цю ідею втілили усі європейські країни.

Cлайд 18

Різні відгуки на перехід зимового та літнього часу: ЗА ПРОТИ 1. ЕНЕРГЕТИКИ: Економія електроенергії, вугілля. 2.ФАРМАЦЕВТИ: Переведення годинника впливає на організм, збільшується продаж ліків. 3. ФЕРМЕРИ: З переходом на літній час збільшується час посівних робіт. 1.МЕДИКИ: Порушення сну, порушення ритмів серця, збільшення стресів, зниження працездатності, збільшується кількість викликів швидкої допомоги. 2.ТВАРИННИКИ: Знижується удій молока.

Cлайд 19

Дані опитування школярів 5-6 класів, з метою з'ясувати, як впливає на їхній організм переведення годинників на літній та зимовий час. Висновок: на моїх ровесниках переведення годинника ніяк не відбивається, але приємно, що восени є можливість поспати зайву годину. Запитання Літній час Зимовий час 1.Чи відчуваєте ви на собі переведення годинника? 32 5 2. Вам стало легше вставати? 2 25 3. Чи збільшилася ваша працездатність? 15 12 4 Переклад, на який час вас влаштовує більше? 2 30 5.Коли у вас з'явилося більше вільного часу? 15 15 6.Чи вплинув переведення годинника на ваш апетит? 20 3 7. Чи впливає переведення часу на вашу успішність? 4 5 8 Ваш режим змінився? 18 14 9. Вас влаштовує переведення годинника на сезонне? 10 22

Cлайд 20

Cлайд 21

Цікаві завдання на якийсь час. 1. Є пісочний годинник на 7 і 9 хвилин. Як за їх допомогою відміряти рівно 20 хвилин? 2. Годинник пробив 3 години, витративши на це 3 секунди. Скільки часу знадобиться цим годинникам, щоб пробити 7 годин. 3.У скільки разів швидше рухається кінець хвилинної стрілки, ніж кінець годинної стрілки? 4. Який годинник, частіше показує правильний час - який поспішає на 2 хвилини на добу, або який коштує? 5. У кімнаті дві години. Одні йдуть точно, а інші поспішають на 8 хвилин на добу. Опівдні години були поставлені точно на 12. Через який час уперше ці дві години знову покажуть одночасно 12 годин? 6. У Євгена Онєгіна був кишеньковий годинник, який він заводив двічі на добу: вранці о 8.30 він робив 11 повних обертів заводної голівки, а ввечері, лягаючи спати, доводилося робити 9 обертів. О котрій годині лягав спати Онєгін? 7. Скільки є положень на правильно годинниках, коли годинникова і хвилинна стрілки поєднуються? 8. У людини зупинився настінний годинник. Він йде до свого приятеля, годинник якого йде правильно, просиджує в нього деякий час і, повернувшись, додому, вірно, ставить свій годинник. Як це зробити, якщо відомо, скільки часу займає дорога, і скільки він просидів у приятеля?

Cлайд 22

Цікаві факти з області: Годинник традиційно не встановлюється в приміщеннях казино. Традиційний рух годинникових стрілок за годинниковою стрілкою використовується для вказівки напрямку кругового руху. Однак є годинник, у якого стрілки рухаються «проти годинникової стрілки». Біг-Бен – це назва не вежі, а 13-тонного дзвона, який дзвонить усередині. Атомний годинник має похибку в 1 секунду за шість мільйонів років. Одна секунда - це 9192631770 коливань випромінювання атома цезію -133. Годинник йде за годинниковою стрілкою - зліва направо - тому що саме в цьому напрямку рухається тінь сонячного годинника. Найдавніший сонячний годинник, що відноситься до XV ст. до н.е., виявлено в Єгипті. Існує 24 часових пояси.

Cлайд 23

Номер високосного року (з доданим днем 29 лютого) має бути кратним чотири. Існує виняток: роки, кратні 100, не високосни. Існує виняток із винятку: роки, кратні 400, високосни. 1900 не був високосним, а 2000 – був. Існують високосні секунди. Існують: тисячоліття, століття, п'ятирічка, рік, квартал, місяць, декада, тиждень, доба, година, хвилина, секунда, мілісекунду, мікросекунду, наносекунду, пікосекунду, фемтосекунду тощо. Ніхто точно не знає, чому рік ділиться на 12 місяців (такий поділ не відповідає ні місячному, ні сонячному календарю). Вважається, що розподіл години на 60 хвилин пов'язаний з вавилонською системою числення, в основі якої було не 10, а 60. Хоча в одній хвилині 60 секунд, в одній секунді 1000 мілісекунд. Неправильно говорити "скільки час?". Варто говорити тільки «котра година?». 24 години зоряного часу дорівнюють 23 годин 56 хвилин 4,091 секунд середнього сонячного часу.

Слайд 1

Вимірювання часу

Слайд 2

Час
Всесвітнє Поясне Місцеве Зоряне Сонячне Декретне Літнє

Слайд 3

Всесвітній час
Обертанням Землі навколо осі задається шкала всесвітнього часу. Обертання Землі та зміна дня і ночі визначають найприроднішу одиницю часу - добу. Доба - це проміжок часу між послідовними верхніми кульмінаціями на даному меридіані однієї з трьох фіксованих точок небесної сфери: точки весняного рівнодення, центру видимого диска Сонця (справжнього Сонця) або фіктивної точки, що рівномірно рухається по екватору і називається "середнім сонцем". Відповідно до цього добу бувають зоряні, справжні сонячні або середні сонячні. Початковим меридіаном при всіх вимірах часу з 1884 вважається меридіан Грінвічської обсерваторії, а середній сонячний час на меридіані Грінвіча називається всесвітнім часом UT (Universal Time). Всесвітній час визначається з астрономічних спостережень, що проводяться спеціальними службами на багатьох обсерваторіях світу.

Слайд 4

В астрономічному календарі на місяць моменти явищ даються за всесвітнім часом. Перехід від однієї системи рахунку часу до іншої виконується за формулами: То=Тm - L, Tп=Tо+n(год)=Tm+n(год) - L. У цих формулах То - всесвітній час; Тm - місцеве середнє сонячне час; Тп – поясний час; n(ч) - номер часового поясу (на території Росії до номера часового поясу додається ще 1 година декретного часу); L - географічна довгота в одиницях часу, що вважається позитивною на схід від Грінвіча.
Про рахунок часу для спостережень

Слайд 5

Зірковий час
При астрономічних спостереженнях використовується зоряний час s, який пов'язаний із середнім сонячним часом Тm та з всесвітнім часом To співвідношеннями: S=So+To+L+ 9,86c* (Tо), S=So+Tm+ 9,86c* (Tm -L ), Тут So - зоряний час у середню грінвічську північ (зоряний час на меридіані Грінвіча в О годині всесвітнього часу), а укладені в дужки значення (Tо) і (Tm -L), виражені в годинах і десяткових частках години. Оскільки твори 9,86c*(Tо) та 9,86c*(Tm-L) не перевищують чотирьох хвилин, то при наближених обчисленнях ними можна знехтувати.

Слайд 6

Поясний час Москви
Поясне час другого часового поясу, у якому розташована Москва, називається московським часом і позначається Тм. Поясне час інших пунктів біля РФ виходить додатком до московського часу цілого числа годин дельтаТ, яке дорівнює різниці номерів часового поясу цього пункту і часового пояса Москви: Т=Тм + дельтаТ.

Слайд 7

Літній час
У весняно-літній період на значній частині території Росії та інших країн вводиться літній час, тобто весь годинник переводиться на одну годину вперед. Переклад здійснюється о другій годині ночі останньої неділі березня. На початку осінньо-зимового періоду, о третій годині ночі останньої неділі жовтня, годинник знову переводиться на одну годину тому: вводиться зимовий час. Таким чином, у весняно-літній період Тм=То+4год і Т=Тm-L+4Ч+дельтаТ, в осінньо-зимовий період Тм=То+3ч і Т=Тm-L+ЗЧ+дельтаТ.

Слайд 8

З історії виміру часу
Доба розділена на 24 години, щогодини – на 60 хвилин. Тисячі років тому люди помітили, що багато що в природі повторюється: Сонце встає на сході і заходить на заході, літо змінює зиму і навпаки. Саме тоді виникли перші одиниці часу – день, місяць та рік.
За допомогою найпростіших астрономічних приладів було встановлено, що року близько 360 днів, і приблизно за 30 днів силует Місяця проходить цикл від одного повного місяця до наступного. Тому халдейські мудреці прийняли в основу шістдесяткову систему числення: добу розбили на 12 нічних та 12 денних годин, коло – на 360 градусів. Кожна година та кожен градус були поділені на 60 хвилин, а кожна хвилина – на 60 секунд. Однак наступні точніші виміри безнадійно зіпсували цю досконалість. Виявилося, що Земля робить повний оберт навколо Сонця за 365 діб 5 годин 48 хвилин і 46 секунд. Місяцю ж, щоб обійти Землю, потрібно від 29,25 до 29,85 діб.

Слайд 9

Зоряна та сонячна доба
Виберемо будь-яку зірку та зафіксуємо її становище на небі. На тому самому місці зірка з'явиться за добу, точніше через 23 години 56 хвилин. Доба, виміряна щодо далеких зірок, називаються зоряною (якщо бути зовсім точною, зіркова доба – проміжок часу між двома послідовними верхніми кульмінаціями точки весняного рівнодення). Куди ж діваються ще 4 хвилини? Справа в тому, що внаслідок руху Землі навколо Сонця воно зміщується для земного спостерігача на фоні зірок на 1 ° за добу. Щоб "наздогнати" його, Землі і потрібні ці 4 хвилини. Доба, пов'язана з видимим рухом Сонця навколо Землі, називаються сонячними. Вони починаються в момент нижньої кульмінації Сонця на даному меридіані (тобто опівночі). Сонячна доба не однакова - через ексцентриситет земної орбіти взимку в північній півкулі доба триває трохи більше, ніж влітку, а в південній - навпаки. Крім того, площина екліптики нахилена до площини екватора земного. Тому було введено середню сонячну добу, що дорівнює 24 годинам.

Слайд 10

Внаслідок руху Землі навколо Сонця воно зміщується для земного спостерігача і натомість зірок на 1° на добу. Проходить 4 хвилини, перш ніж Земля «наздоганяє» його. Отже, Земля робить один оберт навколо своєї осі за 23 години 56 хвилин. 24 години – середня сонячна доба – час обороту Землі щодо центру Сонця.

Слайд 11

Нульовий меридіан
Нульовий меридіан проходить через Грінвічську обсерваторію, розташовану неподалік Лондона. Людина живе і працює сонячним годинником. З іншого боку, астрономам для організації спостережень потрібен саме зірковий час. У кожній місцевості існує свій сонячний та свій зоряний час. У містах, розташованих на одному меридіані, воно те саме, а при переміщенні вздовж паралелі воно змінюватиметься. Місцевий час зручний для повсякденного життя – воно пов'язане з чергуванням дня та ночі у цій місцевості. Однак багато служб, наприклад, транспорт, повинні працювати за одним і тим же часом; так, всі поїзди в Росії йдуть за московським часом. Для того, щоб окремі населені пункти не виявлялися одразу у двох часових поясах, кордони між поясами трохи зрушили: вони проводяться за межами держав та областей.

Слайд 12

Щоб не виникало плутанини, було запроваджено поняття грінвічського часу (UT): це місцевий час на нульовому меридіані, на якому розташована Грінвічська обсерваторія. Але росіянам жити за одним часом із лондонцями незручно; так виникла ідея поясного часу. Було обрано 24 земні меридіани (через кожні 15 градусів). На кожному з цих меридіанів час відрізняється від всесвітнього на ціле число годин, а хвилини та секунди збігаються з грінвічськими. Від кожного з цих меридіанів відміряли 7,5 в обидві сторони і провели межі часових поясів. Всередині часових поясів час скрізь однаково. У нашій країні поясний час було запроваджено з 1 липня 1919 року.
У 1930 році на території колишнього Радянського Союзу весь годинник був переведений на годину вперед. Так виник декретний час. А в березні росіяни переводять годинник ще на годину вперед (тобто вже на 2 години в порівнянні з поясним) і до кінця жовтня живуть за літнім часом. Подібна практика прийнята у багатьох європейських країнах.
Поясний час
http://24timezones.com/map_ua.htm

Слайд 13

Лінія зміни дати
Повертаючись із першого навколосвітнього плавання, експедиція Фернана Магеллана з'ясувала, що кудись загубилася ціла доба: за корабельним часом було середовище, а місцеві жителі, як один, стверджували, що вже четвер. Жодної помилки в цьому немає – мандрівники весь час пливли на захід, наздоганяючи Сонце, і, зрештою, заощадили 24 години. Схожа історія трапилася з російськими землепрохідцями, що зустрілися на Алясці з англійцями та французами. Щоб вирішити цю проблему, було ухвалено угоду про міжнародну лінію зміни дат. Вона проходить через Берінгову протоку 180-м меридіаном. На острові Крузенштерна, що лежить на схід, за календарем на добу менше, ніж на острові Ротманова, що лежить на захід від цієї лінії.

Слайд 14

Питання вікторини
http://www.eduhmao.ru/info/1/3808/34844/ http://www.afportal.ru/astro/test

Слайд 15

1. Зоряна доба в протилежність до справжньої сонячної доби має постійну тривалість. Чому ж ними не користуються у суспільному житті?
Тому що: 1) зручніше вимірювати час, використовуючи рух небом найпомітнішого небесного тіла - Сонця, а чи не точки весняного рівнодення, нічим на небі не позначеної; 2) при користуванні зоряним часом за рік вийшло б 366 зіркових діб за 365 цілком помітних днів; 3) зоряна доба починається, принаймні зараз, у різні години днів і ночей; 4) при користуванні будь-якої сонячної доби ми певною мірою можемо орієнтуватися в часі за становищем Сонця на небі, а при користуванні зірковою добою така орієнтація була б досить скрутною і зовсім неможлива для осіб, погано знайомих з астрономією.

Слайд 16

2. Чому сьогодні у повсякденному житті не користуються сонячним часом?
Тому що тривалість справжньої сонячної доби протягом року безперервно змінюється, чого не могли помітити в давнину. Було б дуже важко виготовити годинник, що йде точно за справжнім сонячним часом, і, крім того, інтереси науки і техніки вимагають встановлення постійних, а не змінних одиниць часу (у даному випадку доби).

Слайд 17

3. Коли в році бувають найдовші та найкоротші справжні сонячні доби? Яка різниця між тими та іншими?
Найдовша справжня сонячна доба буває близько 23 грудня - 24 год 04 хв 27 сек, а найкоротша - близько 16 вересня-24 год 03 хв 36 сек. Різниця між ними становить близько 51 зіркових секунд.

Слайд 18

4. Зазвичай вважається, що протягом усього будь-якого меридіана, від полюса і до полюса, одну й ту саму годину доби і що під час руху по меридіану немає потреби у перестановці стрілки годинника. Дайте відповідь, чи так це насправді?
Ні. Досить часто той самий меридіан проходить по різних часових поясах. Проте місцеве зоряне та місцеве середнє сонячне час протягом усього якогось меридіана однакові.

Слайд 19

5. Вважаючи, що час телефонних розмов починається о 8ч. і закінчується о 23ч. Поясного часу за кордоном та декретного часу у нас, знайдіть години доби, зручні для телефонних переговорів між Лондоном та Нью-Йорком щодо лондонського поясного часу; між Москвою та Владивостоком за московським декретним часом.
З 13 по 23 год включно за лондонським поясним часом. З 8 по 16 год включно за московським декретним часом.

Слайд 20

6. Пароплав вийшов із Сан-Франциско 1 серпня о 12 год. І прибув до Владивостока теж о 12 год. 18 серпня. Скільки діб тривав цей рейс?
16 діб
7. О котрій годині за московським декретним часом Новий рік вступає на територію Росії?
О 14 год.
8. Скільки часу утримується на Землі будь-яка дата, наприклад, 1 січня?
Будь-яка календарна дата утримується на земній кулі протягом двох діб.

Слайд 21

9. Дізнавшись, що кожна дата затримується на Землі по дві доби, один учень запротестував: "Дозвольте, але тоді всі наші роки тривали б по два роки. Значить, тут щось не так". Що б ви відповіли цьому учневі?
У кожному місці на Землі будь-яка календарна дата "живе" лише одну добу, а тому рік має свою звичайну тривалість.

Основні види сонячного годинника. Рівняння часу - різниця між середнім сонячним та справжнім сонячним часом. Точний час та визначення географічної довготи. Служба точного часу та державний стандарт часу; сигнали точного часу

Вимірювання часу

Величний Стоунхендж – одна з найдавніших астрономічних обсерваторій, побудована п'ять тисяч років тому у Південній Англії.

Доба розділена на 24 години, щогодини – на 60 хвилин. Тисячі років тому люди помітили, що багато що в природі повторюється: Сонце встає на сході і заходить на заході, літо змінює зиму і навпаки. Саме тоді виникли перші одиниці часу – день, місяць та рік. За допомогою найпростіших астрономічних приладів було встановлено, що року близько 360 днів, і приблизно за 30 днів силует Місяця проходить цикл від одного повного місяця до наступного. Тому халдейські мудреці прийняли в основу шістдесяткову систему числення: добу розбили на 12 нічних і 12 денних годин, коло - на 360 градусів. Кожна година та кожен градус були поділені на 60 хвилин, а кожна хвилина – на 60 секунд. При цьому наступні точніші виміри безнадійно зіпсували цю досконалість. Виявилося, що Земля робить повний оберт навколо Сонця за 365 діб 5 годин 48 хвилин і 46 секунд. Місяцю ж, щоб обійти Землю, потрібно від 29,25 до 29,85 діб.

Виберемо будь-яку зірку та зафіксуємо її становище на небі. На тому самому місці зірка з'явиться за добу, точніше через 23 години 56 хвилин. Доба, виміряна щодо далеких зірок, називаються зоряною (якщо бути зовсім точною, зіркова доба - проміжок часу між двома послідовними верхніми кульмінаціями точки весняного рівнодення). Куди ж діваються ще 4 хвилини? Справа в тому, що внаслідок руху Землі навколо Сонця воно зміщується для земного спостерігача на фоні зірок на 1 ° за добу. Щоб "наздогнати" його, Землі і потрібні ці 4 хвилини. Доба, пов'язана з видимим рухом Сонця навколо Землі, називаються сонячними. Вони починаються в момент нижньої кульмінації Сонця на даному меридіані (тобто опівночі). Сонячна доба не однакова - через ексцентриситет земної орбіти взимку в північній півкулі доба триває трохи більше, ніж влітку, а в південній - навпаки. Крім того, площина екліптики нахилена до площини екватора земного. Тому було введено середню сонячну добу, що дорівнює 24 годинам.

Нульовий меридіан проходить через Грінвічську обсерваторію, розташовану неподалік Лондона. Людина живе і працює сонячним годинником. З іншого боку, астрономам для організації спостережень потрібен саме зірковий час. У кожній місцевості існує свій сонячний та свій зоряний час. У містах, розташованих на одному меридіані, воно те саме, а при переміщенні вздовж паралелі воно змінюватиметься. Місцевий час зручний для повсякденного життя - воно пов'язане з чергуванням дня та ночі у цій місцевості. При цьому багато служб, наприклад, транспорт, повинні працювати по тому самому часу; так, всі поїзди в Росії йдуть за московським часом. Щоб не виникало плутанини, було запроваджено поняття грінвічського часу (UT): це місцевий час на нульовому меридіані, на якому розташована Грінвічська обсерваторія. Але росіянам жити за одним часом із лондонцями незручно; так виникла ідея поясного часу. Було обрано 24 земні меридіани (через кожні 15 градусів). На кожному з цих меридіанів час відрізняється від всесвітнього на ціле число годин, а хвилини та секунди збігаються з грінвічськими. Від кожного з цих меридіанів відміряли 7,5 в обидві сторони і провели межі часових поясів. Всередині часових поясів час скрізь однаково. Для того, щоб окремі населені пункти не виявлялися одразу у двох часових поясах, кордони між поясами трохи зрушили: вони проводяться за межами держав та областей. У нашій країні поясний час було запроваджено з 1 липня 1919 року. У 1930 році на території колишнього Радянського Союзу весь годинник був переведений на годину вперед. Так виник декретний час. А в березні росіяни переводять годинник ще на годину вперед (тобто вже на 2 години в порівнянні з поясним) і до кінця жовтня живуть за літнім часом. Подібна практика прийнята у багатьох європейських країнах.

Часові пояси Землі

За московським зимовим часом справжній опівдні в Москві настає о 12 годині 30 хвилин, по літньому - о 13 годині 30 хвилин. Повертаючись із першого навколосвітнього плавання, експедиція Фернана Магеллана з'ясувала, що кудись загубилася ціла доба: за корабельним часом було середовище, а місцеві жителі, як один, стверджували, що вже четвер. Жодної помилки в цьому немає - мандрівники весь час пливли на захід, наздоганяючи Сонце, і, зрештою, заощадили 24 години. Схожа історія трапилася з російськими землепрохідцями, що зустрілися на Алясці з англійцями та французами. Щоб вирішити цю проблему, було ухвалено угоду про міжнародну лінію зміни дат. Вона проходить через Берінгову протоку 180-м меридіаном. На острові Крузенштерна, що лежить на схід, за календарем на добу менше, ніж на острові Ротманова, що лежить на захід від цієї лінії.

Стародавня індійська обсерваторія в Делі, що виконувала також роль сонячного годинника.

Наш календар і наш час підлаштовані під Сонце та Місяць, проте ці світила не годяться для точного виміру часу: Земля та Місяць нерівномірно рухаються своїми орбітами, швидкість обертання Землі, крім того, поступово зменшується під дією припливів. І тим більше незручно вимірювати по світилах короткі проміжки часу - хвилини і секунди. З давніх-давен для більш точного вимірювання часу застосовували пісочний і водяний годинник, а в XI столітті з'явився перший механічний годинник, але їх час доводилося по кілька разів на день звіряти з сонячним годинником. У середині XVII століття, відкривши закон коливання маятника, Галілео Галілей вивів механічний годинник на новий рівень точності. При цьому навіть найкращий механічний годинник показує не зовсім точний час: він поспішає або відстає через неточне регулювання, вібрацію, перепади в температурі, якісь зовнішні впливи. У 1939 році астрономи замінили механічний маятниковий годинник на кварцовий: точність ходу збільшилася в сотні разів і почала становити 10-4-10-6 c на добу. А ще через двадцять років з'явився атомний годинник; відхилення ходу в них лише 10-10-10-11 с.

Сонячні та зірковігодинник

Сонячний годинник

Людство відраховує час сонячним годинником з незапам'ятних часів. Складно сказати, хто і коли вперше запропонував використовувати Сонце (і тінь від нього) як годинникову стрілку. Одне очевидно – винахід це був геніальний! Ось чому і зараз - у століття надточної механіки, електроніки та ядерних частинок - любителям астрономії дуже корисно виготовити хоча б найпростіший сонячний годинник, стрілкою якого буде тінь від найближчої до нас зірки...

Як відомо, існує три основні види сонячного годинника: екваторіальний, вертикальний і горизонтальний. Екваторіальний годинник - найпростіший. Площина їхнього циферблату лежить у площині небесного екватора (тобто розташована під кутом (90°- f), де f – географічна широта). Сам циферблат поділено на однакові кути з розрахунку 1 годину = 15°. Вказівником може служити будь-який "штирьок", укріплений в центрі годинника перпендикулярно їх площині. Виготовити екваторіальний сонячний годинник нескладно, але в північній півкулі вони працюватимуть лише тоді, коли відмінювання Сонця позитивне (від весняного рівнодення до осіннього). У зимовий період доведеться використовувати нижню частину циферблату, що дуже незручно.

Вертикальний годинник набагато витонченіший. Але і тут є кілька "підводних каменів". По-перше, їхня математична модель досить складна. По-друге, (і це головне!) для виготовлення вертикального сонячного годинника потрібно точно виміряти азимут стіни будівлі, де вони будуть прикріплені. Звичайно, всі труднощі переборні, але на першому етапі я б порадив власноруч змайструвати горизонтальний сонячний годинник, який вдало поєднує в собі точність, ефективність і простоту. Такий годинник може мати різний розмір: від переносних (10-20 см у діаметрі), до стаціонарних (1-2 метри і більше). Отже, горизонтальний сонячний годинник складається з двох частин: 1) циферблата, розташованого в площині горизонту; 2) вказівника, що відкидає тінь, який у найпростішому випадку являє собою трикутник, один з кутів якого дорівнює географічній широті місця установки. Площина покажчика лежить у площині небесного меридіана (тобто розташована у напрямку північ – південь). При цьому кут трикутника, рівний широті місця, повинен вказувати на північ (полюс світу), а лінії годинника (і хвилин) на циферблаті повинні як би "віялом" розходитися від південної точки основи покажчика. Тепер про градуювання циферблату. Якщо ми хочемо, щоб наш горизонтальний сонячний годинник "показував" той самий час, що й звичайний годинник, чинимо наступним чином.

1) Розраховуємо момент справжнього полудня. Це нескладно зробити за формулою:

Т(підлога)=12+h-L+n+1, де

Т(підлога) - момент справжнього полудня, h - рівняння часу (різниця між середнім сонячним та справжнім сонячним часом), L - географічна довгота (виражена в часовій мірі), n - номер часового поясу, 1 - виправлення за декретний час. У літній період доведеться додати ще одну годину (через переход на "літній час"). Що стосується рівняння часу, то їм, в принципі, можна знехтувати, оскільки протягом року воно змінюється від -16 хвилин (приблизно 2 листопада) до +14 хвилин (близько 11 лютого), звертаючись до нуля близько 15 квітня, 14 червня, 1 вересня та 24 грудня. Ну, а якщо ви хочете виготовити суперточний сонячний годинник, то вам доведеться розрахувати кілька циферблатів і змінювати їх у міру зміни рівняння часу.

Наприклад, для Вологди влітку (L=2ч 40м, h=0, n=3) маємо:

Т(підлога) = 12 + 0 - (2ч 40м) + 3 + 1 = 13ч 20м Саме в цей момент Сонце знаходиться точно на півдні і, відповідно, відкидає тінь від вказівника на північ (N на малюнку). Значить, опівдні наші годинники повинні показати 13ч 20м. (У період дії зимового часу – 12ч 20м).

2) Оцифровуємо циферблат. Озброїмося калькулятором і скористаємося наступною формулою: tg(a)=sin(f)*tg(t), де а - кути, на які буде розкреслено циферблат, f - широта, t - інтервал часу, виражений, звичайно, у градусній мірі ( із розрахунку 1ч = 15°). Наприклад, ми хочемо дізнатися, на якій кутовій відстані від напрямку на північ знаходитиметься позначка "13 годин". Неважко збагнути, що замість t треба підставити 20 хвилин, виражені у градусах та його частках. (Для цього ділимо 20 на 60 і множимо на 15). Після обчислень (підставляючи точні значення широти для Вологди) отримуємо 4,4°. Саме такий кут потрібно відкласти від напрямку на північ проти годинникової стрілки. Після всіх обчислень отримуємо таблицю (негативні кути для а вказують, що їх потрібно відкладати на циферблаті за годинниковою стрілкою). Зрозуміло, не слід розраховувати дані для ночі.

Циферблат, розкреслений згідно з наведеними обчисленнями, можна бачити на малюнку. Для невеликого горизонтального сонячного годинника (діаметром близько 15 см) годинної розмітки цілком достатньо, тому що хвилини легко оцінити на око, дивлячись на тінь покажчика. Більший годинник вимагатиме додаткових розрахунків хвилин (або хоча б чвертьгодинних відміток) - це також можна зробити за вищенаведеною формулою.

t 22г 21ч 20ч 19ч 18ч 17ч

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

t 16г 15г 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, що в період дії зимового часу числові значення годинника слід зменшити на одиницю. Наприклад, замість "13 годин" отримаємо "12-ть", замість "14-ти" - "13-ть" і так далі. До речі, переносний горизонтальний сонячний годинник можна використовувати як компас. Для цього по звичайних годинниках виставляємо на потрібний час наші сонячні годинники: тоді трикутний покажчик покаже напрям північ - південь, причому північ буде там, де намальовані позначки "12" і "13".

Зірковий годинник

Якщо ясним днем час можна відраховувати за Сонцем, то як бути вночі? Правильно! Нам допоможуть зірки! Для справжнього любителя астрономії не складе труднощів визначити час за характерним розташуванням зірок у той чи інший сезон року. Але простіше дізнатися котра зараз година за орієнтацією сузір'я Великої Ведмедиці. Тим більше, що у безхмарну погоду у середніх та північних широтах "Небесний Ківш" ніколи не опускається під обрій. Уявіть собі величезний циферблат, в центрі якого розташована Полярна зірка. Тоді сузір'я Великої Ведмедиці стане величезною космічною стрілкою.

Зверніть увагу (див. рис), що наш циферблат розділений не на 12 годин (як у звичайному годиннику), а на 24 години. При цьому позначка "0год" знаходиться над точкою півночі, позначка "12ч" - з іншого боку від Полярної зірки. Значення "6ч" і "18ч" відповідно розташовуються у східному та західному напрямках. Іншими словами, хід часу у зоряному годиннику відраховується проти годинникової стрілки, оскільки саме так "обертається" Велика Ведмедиця, як, втім, і всі інші навколополярні сузір'я. Далі. Проводимо пряму лінію від Полярної зірки до зірок "Дельта" (Мегрец) та "Гамма" (Фекда), що прикрашають ліву сторону Ківша Великої Ведмедиці (див. рис). Стрілка вкаже на точку осіннього рівнодення. (Неважко здогадатися, що точка весняного рівнодення перебуватиме в діаметрально протилежному напрямку, в якому, на жаль, немає зірок Великої Ведмедиці).

Тоді цифри на уявному небесному циферблаті покажуть так званий зоряний час (годинний кут точки весняного рівнодення). Так, на малюнку зірковий час вийшов рівним приблизно 1 год 30 м. Зі сферичної астрономії відомо, що зоряний час (S) дорівнює сумі прямого сходження (R.A.) будь-якого небесного об'єкта (наприклад, зірки, Місяця, Сонця...) і його вартового кута (t).

Оскільки зоряний час нам відомо, то якимось чином дізнавшись пряме сходження Сонця, ми зможемо обчислити його годинний кут (t = S - R.A.). Додавши до отриманого результату 12 годин, ми отримаємо місцевий сонячний час. (Після цього можна перейти до поясного часу). Але як дізнатися пряме сходження Сонця? Звичайно, можна скористатися астрономічними календарями, де кожен день наводяться екваторіальні координати Сонця. Краще, проте, ці відомості "обчислити" самостійно – астрономічний щорічник не завжди буває під рукою! Насправді, якщо не гнатися за суперточністю, то дізнатися про пряме сходження Сонця для будь-якої дати нескладно.

Потрібно лише запам'ятати, що 21 березня (у день весняного рівнодення) пряме сходження Сонця дорівнює 0год, 22 червня (літнє сонцестояння) – 6год, 23 вересня (осіннє рівнодення) – 12год та 22 грудня (зимове сонцестояння) – 18ч. Крім того, запам'ятайте, що за добу пряме сходження Сонця збільшується приблизно на 4 хвилини.

Отже, припустимо, ми глянули на зоряний годинник і знайшли зоряний час рівним 1ч 30м. Нехай ми проводимо спостереження, скажімо, 1 жовтня. Від осіннього рівнодення минуло 8 днів та R.A. Сонця збільшилося на 8 х 4 = 32 хвилини і становить 12 год 32 м. Знайдене значення, звичайно, округлим до 12 год 30 м. Знаходимо годинниковий кут Сонця t = 1 год 30 м - 12 год 30 м = 25 год 30 м - 12 год 30 м =

Значить (додаємо 12 годин), місцевий сонячний час дорівнює 25 год 00 м (або 1 год 00 м). Припустимо, ми спостерігаємо у Вологді. Довгота цього міста дорівнює 2 год 40 м. Віднімаємо з 25 год 00 м 2 год 40 м, отримуємо 22 год 20 м - саме так на даний момент всесвітній час. Переходимо до поясного часу (додаємо 3 години) і ось він, довгоочікуваний результат: зараз 1 год 20 м! Перевіряємо рухливою картою зоряного неба і переконуємося, що ми не помилилися...

Точний час та визначення географічної довготи.

Сонце завжди висвітлює тільки половину земної кулі: на одній півкулі - день, а на іншому в цей час ніч, відповідно завжди є точки, де зараз опівдні, і Сонце знаходиться у верхній кульмінації. У міру того, як Земля обертається навколо осі, опівдні настає в тих місцях, які лежать на захід. За становищем Сонця (або зірок) на небі визначається місцевий час для будь-якої точки земної кулі. Місцевий час у двох пунктах (T1 і Т2) відрізняється рівно на стільки, на скільки відрізняється їхня географічна довгота:

Т1-Т2 = L1-L2.

Зрозуміло, що опівдні настає в цьому пункті Землі пізніше, ніж в іншому, рівно на стільки, скільки часу потрібно планеті, щоб повернутись на кут, що відповідає різниці їх довготи. Так, наприклад, у Санкт-Петербурзі, який знаходиться на 8°45" на захід від Москви, опівдні настає на 35 хвилин пізніше. Визначивши зі спостережень місцевий час у даному пункті і порівнявши його з місцевим часом іншого, географічна довгота якого відома, можна обчислити географічну Довготу пункту спостереження. Умовилися відраховувати довготу від початкового (нульового) меридіана, що проходить через Грінвічську обсерваторію. Місцевий час цього меридіана називають всесвітнім часом - Universal Time (UT). в цей момент плюс довгота даного пункту від початкового меридіана, виражена в годинниковій мірі. , що проходить від однієї верхньої кульмінації Сонця до іншої. Але в міру зростання точності астрономічних спостережень стало очевидним, що тривалість доби не залишається постійною.

Швидкість обертання нашої планети змінюється протягом року, крім того, відбувається, хоч і дуже повільно, уповільнення її обертання. Тому зрозуміло, що визначення секунди як одиниці часу, що становить 1/86 400 частину доби, вимагало уточнення. Сучасне визначення секунди вам відоме з курсу фізики. Використання атомного годинника, який мають служби точного часу і державний еталон часу і частоти, забезпечує виключно малу похибку в рахунку часу (близько 5 * 10-9 з за добу). Трансльовані по радіо сигнали точного часу передаються саме з атомного годинника. Приймаючи ці сигнали та визначаючи місцевий час за спостереженнями моментів кульмінації зірок, можна визначити точні координати будь-якого пункту земної поверхні. Ці пункти служать опорними точками при складанні карт, прокладання трас газопроводів, автомобільних і залізниць, будівництві великих об'єктів та інших робіт.

Сигнали точного часу, поряд з іншими засобами (радіомаяками, навігаційними супутниками тощо) необхідні в авіаційній та морській навігації. Якби у своєму повсякденному житті ми користувалися місцевим часом, то в міру пересування на захід чи схід доводилося б безперервно пересувати стрілки годинника. Виникаючі при цьому незручності настільки очевидні, що сьогодні майже все населення земної кулі користується поясним часом. Поясна система рахунку часу була запропонована в 1884 р. Відповідно до цієї системи вся земна куля була розділена за довготою на 24 часових пояси (за кількістю годин на добу), кожен з яких займає приблизно 15 °. По суті, рахунок часу за цією системою ведеться тільки на 24 основних меридіанах, що віддаляються один від одного на 15 ° по довготі. Час цих меридіанах, які розташовані приблизно посередині кожного часового поясу, відрізняється рівно одну годину. Місцевий час основного меридіана даного поясу називається поясним часом. По ньому ведеться рахунок часу на всій території, що відноситься до цього часового поясу. Поясний час, прийнятий у конкретному пункті, відрізняється від всесвітнього на число годин, рівних номеру його часового поясу:

де UT – всесвітній час, a n – номер часового поясу.

Межами часових поясів є лінії, які йдуть від Північного полюса Землі до Південного та відстоять приблизно на 7,5° від основних меридіанів. Ці кордони далеко не завжди проходять строго по меридіанах, а проведені по адміністративних кордонах областей або інших регіонів так, щоб на всій території діяло один і той же час. Звичайно, наприклад, що Москва живе за часом одного (другого) часового поясу. Якщо ж формально дотримуватися прийнятого правила поділу на часові пояси, то треба було б провести кордон поясу так, що місто виявилося б розділеним на дві нерівні частини.

У нашій країні поясний час було запроваджено з 1 липня 1919 р. З того часу межі часових поясів неодноразово переглядалися і змінювалися. З січня 1992 р., коли в Росії годинник був переведений на одну годину вперед, ми живемо за так званим декретним часом, який був введений в СРСР ще в 1930 р. Наприкінці березня країна переходить на літній час, стрілки годинника переводяться ще на один годину наперед. Скасується літній час наприкінці вересня, стрілки повертають на годину тому. Дні, коли вводиться та скасовується літній час, щорічно встановлюються розпорядженням уряду. Московський декретний час, який показує годинник не тільки в Москві, але також у Санкт-Петербурзі та центральних областях Росії, відрізняється від всесвітнього часу на 3 години взимку і на 4 години влітку.

	Щоб скачати роботубезкоштовно потрібно вступити до нашої групи ВКонтакті. Просто клацніть по кнопці нижче. До речі, у нашій групі ми безкоштовно допомагаємо із написанням навчальних робіт. Через кілька секунд після перевірки передплати з'явиться посилання на продовження роботи.
	Безкоштовна оцінка
	Підвищити оригінальність даної роботи. Обхід антиплагіату.

Доповідь
На тему:
<< Измерение времени>>

Виконав учень 8<<А>> класу
Чокля Максим
Вчитель фізики
Трунько С.І

Відповісти питанням «що таке час» нелегко. У найзагальнішому вигляді можна сказати, що час - це безперервна низка явищ, що змінюють один одного. Головна властивість часу полягає в тому, що воно триває, тече безупинно. Простір можна захистити, але час зупинити неможливо. Час необоротний - подорожі на машині часу в минуле неможливі. «Не можна двічі увійти в одну й ту саму річку», – говорив Геракліт.
Величний Стоунхендж – одна з найдавніших астрономічних обсерваторій, побудована п'ять тисяч років тому у Південній Англії.
Доба розділена на 24 години, щогодини – на 60 хвилин. Тисячі років тому люди помітили, що багато що в природі повторюється: Сонце встає на сході і заходить на заході, літо змінює зиму і навпаки. Саме тоді виникли перші одиниці часу – день, місяць та рік. За допомогою найпростіших астрономічних приладів було встановлено, що в році близько 360 днів, і приблизно за 30 днів силует Місяця проходить цикл від одного повня до наступного. коло – на 360 градусів. Кожна година та кожен градус були поділені на 60 хвилин, а кожна хвилина – на 60 секунд. Однак наступні точніші виміри безнадійно зіпсували цю досконалість. Виявилося, що Земля робить повний оберт навколо Сонця за 365 діб 5 годин 48 хвилин і 46 секунд. Місяцю ж, щоб обійти Землю, потрібно від 29,25 до 29,85 діб.
Виберемо будь-яку зірку та зафіксуємо її становище на небі. На тому самому місці зірка з'явиться за добу, точніше через 23 години 56 хвилин. Доба, виміряна щодо далеких зірок, називаються зоряною (якщо бути зовсім точною, зіркова доба – проміжок часу між двома послідовними верхніми кульмінаціями точки весняного рівнодення). Куди ж діваються ще 4 хвилини? Справа в тому, що внаслідок руху Землі навколо Сонця воно зміщується для земного спостерігача на фоні зірок на 1 ° за добу. Щоб "наздогнати" його, Землі і потрібні ці 4 хвилини. Доба, пов'язана з видимим рухом Сонця навколо Землі, називаються сонячними. Вони починаються в момент нижньої кульмінації Сонця на даному меридіані (тобто опівночі). Сонячна доба не однакова - через ексцентриситет земної орбіти взимку в північній півкулі доба триває трохи більше, ніж влітку, а в південній - навпаки. Крім того, площина екліптики нахилена до площини екватора земного. Тому було введено середню сонячну добу, що дорівнює 24 годинам.

Наш календар і наш час підлаштовані під Сонце та Місяць, проте ці світила не годяться для точного виміру часу: Земля та Місяць нерівномірно рухаються своїми орбітами, швидкість обертання Землі, крім того, поступово зменшується під дією припливів. І тим більше незручно вимірювати по світилах короткі проміжки часу – хвилини та секунди. З давніх-давен для більш точного вимірювання часу застосовували пісочний і водяний годинник, а в XI столітті з'явився перший механічний годинник, але їх час доводилося по кілька разів на день звіряти з сонячним годинником. У середині XVII століття, відкривши закон коливання маятника, Галілео Галілей вивів механічний годинник на новий рівень точності. Однак навіть кращий механічний годинник показує не зовсім точний час: він поспішає або відстає через неточне регулювання, вібрацію, перепади в температурі, якісь зовнішні впливи. У 1939 році астрономи замінили механічний маятниковий годинник на кварцовий: точність ходу збільшилася в сотні разів і почала становити 10–4–10–6 c на добу. А ще через двадцять років з'явився атомний годинник; відхилення ходу в них лише 10–10–10–11 с.

Розділи: Фізика

Мета уроку:

Подальше формування поняття часу, одиниці часу;
розглянути різні види годинника;
формування вимірювальних навичок (зокрема вміння користуватися секундоміром), уміння формулювати висновок за отриманими експериментальними даними.

Тип уроку:комбінований

Устаткування: мультимедійний проектор, комп'ютер.

Вибудувати свій розпорядок дня, визначити тривалість уроку та зміни нам допомагає фізична величина – час. А найперший вимірювальний прилад, з яким ти вперше зіткнувся у своєму житті – це звичайний годинник – прилад для вимірювання часу. служить. За допомогою годинника ми можемо визначити, швидко чи повільно протікає той чи інший процес.

Від винаходу перших годин (сонячних) до створення найскладніших атомних годин пройшло п'ять із половиною тисяч років. Людство на різних етапах свого розвитку вигадувало та використовувало різні види годинника.

У годиннику використовуються постійні періодичні процеси:

обертання Землі (сонячний годинник),
коливання маятника (механічний та електромагнітний годинник),
коливання камертону (камертонний годинник),
коливання пластинки кварцу (кварцовий годинник),
перехід атомів з одного енергетичного стану до іншого (квантовий годинник).

Годинник умовно поділяють на побутові (наручні, кишенькові, настільні, настінні та ін.) та спеціальні (напр., секундоміри, хронометри).

В результаті спостереження за обертанням Землі був винайдений сонячний годинник. Додаток 1 .

СОНЯЧНІ ГОДИННИКИ складаються з циферблату та стрижня, тінь від якого, переміщаючись по циферблату внаслідок руху Сонця по небу, показує справжній сонячний час.

До речі, ти ніколи не замислювався, чому на звичайному годиннику стрілки йдуть зліва направо? Годинник йде за годинниковою стрілкою - зліва направо - тому що саме в цьому напрямку рухається сонячна тінь. Тому сучасний годинник і перейняв цей рух від своїх предків.

От якби сонячний, а потім і механічний годинник був винайдений у Південній півкулі, все було б навпаки!

У 2-му тис. до зв. е. з'явився водяний годинник. Клепсидра - найдавніший годинник.

У дні судини з водою просвердлено дірочку, куди вставлено трубочку маленького діаметру. Вода по ній повільно стікає і падає в іншу посудину, на стінки якої нанесені поділки. Роль годинникової стрілки виконує рівень води. Чим вище він піднімається, тим більше натекло часу. Додаток 2.

Вираз “ваш час минув”, “даремно лити воду” прийшли до нас із життя Стародавнього Риму, де водяний годинник використовувався на засіданнях суду або на громадських зборах. З їхньою допомогою стежили, щоб оратор не перевищив відведений йому для виступу час.

Трохи пізніше з'явився пісочний годинник. Найпростіший прилад для відліку часу; 2 судини, з'єднані вузькою горловиною (один частково заповнений піском). Час, за який пісок через горловину пересипається в іншу посудину, може становити від кількох годин до кількох секунд.

Сьогодні годинник є не тільки у кожному будинку, а й майже у кожної людини. За принципом роботи вони поділяються на електронні та механічні. Найточніший годинник, який є еталоном часу, - атомний.

Робота годинника заснована на процесах, що періодично повторюються. Наприклад, принцип роботи пісочного годинника заснований на тому, що пісок протікає через невеликий отвір за певний час. Отже, можна розрахувати кількість піску, що просочиться через отвір за 5, 10 хвилин.

Робота механічних наручних і настінних годинників заснована на коливаннях маятника, що періодично повторюються.

Найбільш знаменитий і найбільший годинник у нашій країні - кремлівські куранти на Червоній площі в Москві.

Найбільший механічний годинник у світі, який і в наші дні заводиться тільки вручну, - це годинник на вежі Біг-Бен у Лондоні.

Фізкульхвилинка "Годинник"

Миша полізла вперше
Подивитися, котра година.
Раптом годинник сказав: "Бом!",
(Одна бавовна над головою).

Миша скотилася шкереберть.
(Руки "скочуються" на підлогу).

Миша полізла вдруге
Подивитися, котра година.
Раптом годинник сказав: "Бом, бом!"
(Дві бавовни).

Миша скотилася шкереберть.
Миша полізла втретє
Подивитися, котра година.
Раптом годинник сказав: "Бом, бом, бом!"
(Три бавовни).

А у чому вимірюється час?

Виконати завдання.

Визнач, скільки часу триває зміна. Вирази отриманий результат у секундах, хвилинах, годинах.

Час. Поняття часу значно складніше довжини. Якщо поняття довжини утвердилося з найдавніших часів, то трактування часу постійно трансформувалося з новими його властивостями. Аристотель вважав час “числом руху”, а Готфрід Вільгельм Лейбніц (1646–1716) фізик, філософ-ідеаліст, математик, винахідник, юрист, історик і філолог вважав, що є абстракція співвідношень всіх послідовностей. "Не можна в ту саму річку увійти двічі" безсумнівно, можна віднести і до поняття часу. Справа в тому, що еталоном довжини можна користуватися багаторазово, на свій розсуд, прикладаючи лінійку до об'єкта, що вимірювається необхідне число разів. Еталон часу може бути використаний тільки одноразово, що вимагає для використання періодичних процесів, що тільки повторюються. Перші спроби введення зразка часу пов'язані з очевидними періодичними процесами. У Месопотамії та Стародавньому Китаї практично одночасно звернули увагу на те, що Місяць виявляє своє обличчя через певні проміжки часу. Виникли місячні календарі. Виявилося, що фази Місяця не співпадають із тривалістю року, доводилося наприкінці року додавати дні. На зміну місячним календарям прийшли сонячні, запровадили поняття середньодобового сонячного часу. За зразок часу було прийнято 1/86400 частина середньої сонячної доби. Час, який обчислюється таким способом, називається всесвітнім часом. Все б нічого, але виявилося, що Земля, строго кажучи, обертається навколо своєї осі не зовсім поступово, звідси забезпечити точність більше 10-8 виявилося неможливим. У багатьох наукових, технологічних і транспортних процесах була потрібна жорсткіша синхронізація. За аналогією з довжиною збільшення точності вимірювання часу скористалися властивістю періодичності процесів на атомному рівні. Як один з найбільш точних еталонів часу стали використовувати тривалість 9192631770 періодів атомних коливань 133 ізотопу цезію. Використання атомного зразка часу дозволило порівнювати тривалість окремих подій із точністю до 10–12. Атомний годинник "помиляється" на 1 с за 30 тис. років. Пішли ще далі, виявивши, що випромінювання водневих лазерів ще стабільніше, що дозволяє підвищити точність у порівнянні з атомним зразком ще на два порядки.

Нині у різних галузях людських знань використовується кілька тимчасових шкал, які найкраще пристосовані до обчислення конкретних процесів.

Ефемерний час.Використовується як незалежна змінна при описі руху тіл космічного походження.

Зоряний час.Використовується в астрономії та астрофізиці. Як характерний період прийнято час одного повного обороту Землі навколо своєї осі щодо системи нерухомих зірок.

Сонячний час.За характерну величину прийнято зміну кута Сонця. Існує справжнє та середнє сонячне час, залежно від обраного способу відліку, за істинним або середнім становищем світила.

Світовий час.Середній сонячний час початкового меридіана, за який умовно прийнято меридіан обсерваторії у Грінвічі.

Місцевий час.Визначається відповідно до географічної довготи місцевості і однаково для всіх точок на одному меридіані.

Поясні часи.Середній сонячний час, визначений для 24 основних географічних меридіанів, що віддаляються один від одного на кутовій відстані 150 по довготі. Поверхня нашої планети розділена на 24 часові пояси, в межах кожного з яких поясний час збігається з часом, що проходить через них основного меридіана.

Декретний час. Запроваджується урядовими постановами. Декретний час обчислюється шляхом додавання однієї години влітку і віднімання години взимку. Переведення стрілок годинника на 1 годину проводиться в ніч з останньої суботи на неділю в березні та вересні. Така зміна часу дозволяє оптимізувати господарську діяльність стосовно світлого часу доби. Всім відомо, що рік представляється у вигляді проміжку часу, що дорівнює першому наближенні періоду звернення Землі навколо Сонця. Оскільки як зразок використовуються різні елементарні періоди часу, то існують різні визначення тривалості року.

Зоряний (сидеричний) рік. Цей період відповідає одному видимому обороту Сонця по небесній сфері щодо нерухомих зірок. Тривалість такого року становить 365,2564 середньої сонячної доби.

Тропічний рік.Проміжок часу між двома послідовними проходженнями центру Сонця через точку весняного рівнодення. Тропічний рік має тривалість 365,2422 середньої сонячної доби.

Аномалістичний рік.Тривалість такого року дорівнює часу між двома послідовними проходженнями центру Сонця через перигею його видимої геоцентричної орбіти. Аномалістичний рік складається з 365,2596 середньої сонячної доби.

Драконічний рік.Проміжок часу між двома послідовними проходженнями Сонця через той самий вузол орбіти Місяця на екліптиці. Драконічний рік складається з 346,62 середньої сонячної доби.

Місячний рік.Дванадцять синодичних місяців включають 354,3671 середньої сонячної доби.

Календарний юліанський рік (старий стиль).Складається з 365,25 середньої сонячної доби.

Календарний григоріанський рік (новий стиль).Включає 365,2425 середньої сонячної доби.

Як тривалість місяця, що формально становить 1/12 частину тривалості року, прийнятий проміжок часу, близький до періоду звернення Місяця навколо Землі. Прийнято місяці класифікувати так.

З Інодичний місяць.Обчислюється як проміжок часу, що відповідає періоду зміни фаз Місяця. Відповідає 29,5306 середньої сонячної доби.

Зоряний місяць (сидеричний).Час повного обороту Місяця навколо Землі щодо зірок, що становить 27,5306 середньої сонячної доби.

Календарний місяцьВід фаз Місяця не залежить і включає в себе від 28 до 31 доби. Як доба найчастіше, використовується поняття ефемерної, сонячної та зоряної доби.

Ефемерна доба,складаються з 24 годин, що дорівнює 1440 хвилин або 86 400 секунд.

Сонячна доба.Рівні періоду звернення Землі щодо Сонця. Тривалість сонячної доби дорівнює від 24 год 0,3 хв 36 с до 24 год 04 хв 27 з зоряного часу.

Зоряна доба (сидерична).Як зразок прийнятий період обертання Землі навколо своєї осі щодо зірок. Зоряна доба складається з 23 год 56 хв 040905 із середнього сонячного часу.

Годинники, хвилини та секунди виходять арифметично при простому розподілі тривалості доби. Година дорівнює проміжку часу, що відповідає 1/24 діб. Як хвилина, що складається з 60 с прийнята шістдесята частина години. Проте нагадаємо, що відлік починається з початкового зразка? секунди, що дорівнює 9192631770 періодів випромінювання цезію-133, відповідного переходу атома між двома надтонкими енергетичними рівнями.

Лабораторна робота №3. Вимірювання часу

Тема: Вимірювання часу.

Цілі: ознайомитись із принципом роботи метронома, секундоміра; навчитися виміряти проміжки часу за допомогою різних фізичних приладів.

УстаткуванняКабіна: метроном, секундомір, годинник з секундною стрілкою, скляна трубка довжиною 25-30 см і діаметром 7-8 мм, пластилін.

Теоретичні відомості

Метроном (рис. I) (від грецьких слів metron - "заходи" і nomos - "закон") - прилад для відліку відрізків часу на слух. Застосовується для дотримання точного темпу під час виконання музичних творів, а також у лабораторних дослідах. Метроном складається з корпусу пірамідальної форми зі шкалою (I), пружинного годинникового механізму та маятника (2) з рухомим вантажем (3).

Коливання маятника метронома супроводжуються рівномірним постукуванням. Число коливань маятника в одиницю часу залежить від розташування вантажу. Щоб досягти необхідної кількості ударів за хвилину, вантаж фіксують напроти відповідної цифри на шкалі.

Механічний секундомір (рис. 2) – прилад для вимірювання проміжків часу тривалістю від часток секунди до частки. Секундомір складається з годинникового механізму та механізму управління стрілками - секундної (I) та хвилинної (2), за допомогою якого здійснюються пуск, зупинка приладу та повернення стрілок у нульове положення.

Вказівки до роботи

Підготовка до експерименту

1. Налаштуйте метроном на 120 ударів на хвилину.

2. Визначте ціну поділу шкал годинника та секундоміра. Результати вимірювань занесіть до таблиці. (ціна поділу метронома, налаштованого на 120 ударів на хвилину, становить 60 с: 120 = 0,5 с).

3. Закрийте один кінець скляної трубки пластиліном. Наповніть її водою так, щоб у трубці залишилося небагато повітря. Закрийте пластиліном другий кінець трубки та покладіть її на стіл. Злегка постукавши по трубці, досягайте, щоб бульбашка повітря відокремився від пластиліну. Потім підніміть один кінець трубки та покладіть його на тонкий зошит. Пухирець почне повільно переміщатися вгору до тих пір, поки не досягне протилежного кінця трубки. Щоб повернути пляшечку у вихідне положення, підніміть кінець трубки, що лежить на столі.

Експеримент

1. Перевірте своє “почуття часу”. Для цього, не користуючись вимірювальними приладами, оцініть час переміщення бульбашки повітря від кінця трубки, що лежить на столі, до кінця трубки, що лежить на зошиті.

2. Виміряйте час руху бульбашки за допомогою:

а) годин; б) метрономії; в) секундоміра.

Кожен досвід повторіть тричі. Результати всіх вимірів відразу ж занесіть до таблиці.

3. Завершіть заповнення таблиці.

Аналіз результатів експерименту

1. Проаналізувавши умови проведення експерименту, порівняйте отримані результати та з'ясуйте:

а) яким із запропонованих приладів доцільніше користуватися;

б) з метою кожен досвід повторювався тричі;

в) які умови проведення експерименту призводили до похибок;

г) якомога вдосконалити техніку проведення експерименту.

2. Зробіть висновок, у якому вкажіть, що ви вимірювали, який результат отримали.

Додаткове завдання

Визначте один із показників діяльності вашого серця – кількість ударів пульсу за хвилину. (Довідка: для дітей віком 11–15 років у спокійному стані нормою вважається частота пульсу 70–80 ударів за хвилину.)

Підсумок заняття

Подякувати учням за активність та запропонувати подивитися результати роботи на занятті у підготовленій презентації.

Всім дякую за роботу.

Джерела інформації