Построим план исследования, позволяющий изучить эволюцию представлений человека о времени... Вступление. Почему мне интересно это исследование. Древний мир. Зарождение понятий, связанных со временем. Античность. Понятие о часах, минутах, секундах... Первые часы. Начало осмысления свойств времени. Наше время. Современные хронометры. Промежутки времени в современной хронологии. Новые знания о времени. Проблемы будущего. Часовые пояса. Релятивистское замедление. Машина времени?.. ПЕРВОБЫТНОЕ ОБЩЕСТВО ВСТУПЛЕНИЕ АНТИЧНОСТЬ НАШИ ДНИ ПРОБЛЕМЫ БУДУЩЕГО

Почему именно эта тема? Рядом с нами постоянно работают различные часовые механизмы: настенные механические, электронные, переносные устройства со встроенными часами и механические наручные часы. Двенадцатые часы (электронные) работают в нашем автомобиле. Помимо этого, часы есть на некоторых телевизионных каланах. Часов у нас столько, чтобы любой человек мог определить текущее время в течение нескольких секунд. С другой стороны, когда мы ездили в отпуск на Алтай, там была совсем другая ситуация: домашние часы мы оставили дома, телефоны там были выключены (мобильная связь там, где мы были не работала), автомобильные часы тоже не работали (двигатель был заглушен). Функционировали только папины наручные часы. Однако, когда я убегал играть в футбол с друзьями, папы рядом не было я несколько раз опаздывал к обеду, так как не мог определить время. А как же люди жили, когда часов еще не было? Неужели они всегда всюду опаздывали? Как были устроены школы? Если нет часов, когда давать звонок на перемену? И как потом всем одновременно собраться на следующий урок? Данное исследование поможет мне ответить на эти вопросы, а заодно и выяснить, все ли проблемы решены на сегодня, или часть проблем только предстоит решить? ПЕРВОБЫТНОЕ ОБЩЕСТВО ВСТУПЛЕНИЕ АНТИЧНОСТЬ НАШИ ДНИ ПРОБЛЕМЫ БУДУЩЕГО

Первыми естественными единицами измерения стали сутки. ВСТУПЛЕНИЕ АНТИЧНОСТЬ НАШИ ДНИ ПРОБЛЕМЫ БУДУЩЕГО Люди обратили внимание на то, что Солнце движется по небосклону циклически. Утром Солнце восходит, днем движется по небу, вечером садится за горизонт, ночью его не видно. Встает Солнце не из того места, где оно село... Ритмы биологической активности всех животных и растений, в.т. ч. и человека тоже имеют суточную цикличность (т. е. периодичность сна и еды у нас связана именно с сутками). Сутки моментами восхода и захода Солнца естественно делились на две части: день и ночь. Летом день длиннее ночи, зимой наоборот. Но продолжительность суток постоянна. ПЕРВОБЫТНОЕ ОБЩЕСТВО

Единицей измерения больших периодов времени стали года. ВСТУПЛЕНИЕ АНТИЧНОСТЬ НАШИ ДНИ ПРОБЛЕМЫ БУДУЩЕГО Люди обратили внимание на то, что время от времени, существует циклическая смена времени года (ВЕСНА-ЛЕТО-ОСЕНЬ-ЗИМА). В зависимости от времени года, менялись температура (зимой холоднее, чем летом). Меняется состояние окружающего мира (особенно растений, которые зимой теряют листву). Меняется и траектория движения Солнца (время светового дня и высота Солнца над горизонтом). Летом день длиннее ночи, зимой наоборот. Но продолжительность суток постоянна. Люди заметили, что в году примерно 365 суток. (На самом деле измерить продолжительность одного года без часов очень сложно. Для этого нужно несколько лет подряд каждый день измерять максимальную высоту Солнца, а потом вычислить разницу в днях между днями, где эта высота максимальна.) В годах стали измерять очень продолжительные интервалы времени (например время жизни человека или период правления царя). ПЕРВОБЫТНОЕ ОБЩЕСТВО

Для того, чтобы определять продолжительность года был придуман специальный инструмент - гномон. ВСТУПЛЕНИЕ АНТИЧНОСТЬ НАШИ ДНИ ПРОБЛЕМЫ БУДУЩЕГО Напомним, что чтобы измерить продолжительность одного года без часов, нужно иметь инструмент для измерения максимальной высоты Солнца. Гномон позволяет определить: астрономический полдень момент, когда длина его тени наименьшая. направление на север по направлению тени в астрономический полдень. широта места по длине тени в астрономический полдень. Точность гномона в принципе невелика, так как Солнце не точка, а диск, использовать же гномон для измерения по звёздам невозможно. Гномон из Запретного Города (Пекин). ПЕРВОБЫТНОЕ ОБЩЕСТВО

Третьей единицей измерения времени у древних стал месяц. ВСТУПЛЕНИЕ АНТИЧНОСТЬ НАШИ ДНИ ПРОБЛЕМЫ БУДУЩЕГО Люди обратили внимание на то, что время от времени, по ночам меняется форма видимого диска Луны (НОВОЛУНИЕ-ПЕРВАЯ ЧЕТВЕРТЬ- ПОЛНОЛУНИЕ-ПОСЛЕДНЯЯ ЧЕТВЕРТЬ). Фазы Луны не взаимосвязаны напрямую с ритмами живой природы, но в зависимости от фаз Луны менялась видимость в темное время суток. Период между двумя новолуниями гораздо проще измерить чем год. Люди заметили, что в месяце примерно дней, а в году – немногим больше, чем 12 месяцев. Период времени из 7 суток (примерно равный периоду между двумя соседними фазами Луны) люди назвали неделей. В неделях и месяцах стали выражать средние по продолжительности промежутки времени (продолжительности с/х работ, интервалы путешествий, воин, торговых сделок). ПЕРВОБЫТНОЕ ОБЩЕСТВО

Подытожим знания Древнего Мира: ВСТУПЛЕНИЕ АНТИЧНОСТЬ НАШИ ДНИ ПРОБЛЕМЫ БУДУЩЕГО Сутки (периодичность смены времени суток). Цикл УТРО_ДЕНЬ_ВЕЧЕР_НОЧЬ. Сутки моментами восхода и захода Солнца делились на день и ночь. Сложно было назначить встречу... (если только на восходе Солнца, или на закате Солнца). Год (периодичность смены времен года). Цикл ВЕСНА-ЛЕТО-ОСЕНЬ-ЗИМА. Люди заметили, что в году примерно 365 суток. 1 год очень сложно измерить. Удобно измерять только очень большие периоды времени. Для измерения года был изобретен гномон. Месяц (периодичность смены фаз Луны). Цикл НОВОЛУНИЕ-ПЕРВАЯ ЧЕТВЕРТЬ-ПОЛНОЛУНИЕ-ПОСЛЕДНЯЯ ЧЕТВЕРТЬ. Делится на недели. Люди заметили, что в месяце примерно дней, а в году – немногим больше, чем 12 месяцев. 1 месяц легко измерить. Подходит для измерения длинных интервалов. ПЕРВОБЫТНОЕ ОБЩЕСТВО

Итак, перед людьми встали три проблемы измерения времени, которые предстояло решить... ВСТУПЛЕНИЕ АНТИЧНОСТЬ НАШИ ДНИ ПРОБЛЕМЫ БУДУЩЕГО Неделимость суток. В природе нет повторяющегося цикла меньшего по длительности, чем суточный (на берегах морей были приливы, но там где нет моря, воспользоваться ими невозможно. Сложно было назначить встречу... (если только на восходе Солнца, или на закате Солнца). То есть если учитель в древней школе хотел всех собрать в одно и тоже время, назначить такое время он мог только на момент рассвета... Отсутствие календаря. Сложно назначить событие на конкретный день через длительный промежуток времени. Например позвать друзей и родственников из других городов на свой день рожденья. Ведь надо быть очень преданным другом, чтобы ради кого-либо считать когда пройдет ровно 365 дней с момента последнего праздника. Отсутствие часов. Даже, если удалось договориться на встречу после работы на момент заката Солнца как быть, если Солнце скрылось за тучами? Необходим какой- нибудь бытовой прибор для оценки настоящего момента времени... ПЕРВОБЫТНОЕ ОБЩЕСТВО

Вскоре люди решили разделить каждый день на 12 частей. Так появился час. ВСТУПЛЕНИЕ АНТИЧНОСТЬ НАШИ ДНИ ПРОБЛЕМЫ БУДУЩЕГО Часы. Исторически основной единицей для измерения коротких интервалов времени были сутки (часто говорят «день»), равные периоду обращения Земли вокруг своей оси. В результате деления суток на меньшие временны́е интервалы точной длины возникли часы. Происхождение деления, вероятно, связано с двенадцатеричной системой счисления, которой придерживались древние. Сутки делили на два равных последовательных интервала (условно день и ночь). Каждый из них делили на 12 часов. При таком делении час в Новосибирске будет короче, чем час в Петербурге летом, а зимой наоборот длиннее. В Мурманске (за полярным кругом) летом час будет в 2 раза длиннее обычного, а зимой его длительность будет падать до нуля! Минуты и секунды. Деление часа восходит к шестидесятеричной системе счисления. Каждый час делили на 60 минут. Каждую минуту на 60 секунд. В средние века лишь астрономы для своих нужд делили часы на минуты. В повседневной жизни минуты значения не имели. ПЕРВОБЫТНОЕ ОБЩЕСТВО

Уже в XV в. до н. э. Египтяне изобретают солнечные часы, поняв, что тень в течение дня перемещается... ВСТУПЛЕНИЕ АНТИЧНОСТЬ НАШИ ДНИ ПРОБЛЕМЫ БУДУЩЕГО Первое известное описание солнечных часов в Древнем Египте надпись в гробнице Сети I, датируемая гг. до н.э. Сделанные по такому принципу инструменты также были найдены. Один из них восходит ко времени правления Тутмоса III и датируется гг. до н.э., второй из Саиса, он на 500 лет моложе. Несколько позже (VIII в. до н.э.) подобный механизм описан в Библии под названием «ступени Ахаза». ПЕРВОБЫТНОЕ ОБЩЕСТВО

Вскоре, удалось построить достаточно точный прибор, усовершенствовав древний гномон. ДРЕВНИЙ МИР ВСТУПЛЕНИЕ АНТИЧНОСТЬ НАШИ ДНИ ПРОБЛЕМЫ БУДУЩЕГО Чем гномон выше, тем длиннее отбрасываемая им тень, тем точнее измерения. На циферблате имелось только одна отметка – прямая линия к северу от столба, куда тень падает в полдень. Экран гномона можно разбить на часы, но все часы дня будут иметь разную продолжительность, и, кроме того, день ото дня длительность такого «часа» тоже будет меняться. Чтобы гномон показывал всегда время правильно, его надо наклонить в направлении земной оси, т. е. на Полярную звезду. Такое усовершенствование гномона предпринял грек Анаксимен Милетский, около 530 г. до н. э. построивший в спартанской столицы Лакедемоне солнечные часы. С той поры более 2 тысячелетий этот прибор оставался главным измерителям времен. Чаще всего его устанавливали либо на тумбе с горизонтальным циферблатом, либо на стене здания – это были вертикальные солнечные часы. Обычно на циферблате отмечали только часы.

ВСТУПЛЕНИЕ АНТИЧНОСТЬ НАШИ ДНИ ПРОБЛЕМЫ БУДУЩЕГО XVI в до н. э. «Солнечные часы» III в до н. э. «Песочные часы» IV в до н. э. «Водные часы» XVI в н. э. «Звездные часы» XVI в н. э. «Механические часы» IX в н. э. «Огненные часы» После солнечных вскоре появились и другие виды часовых механизмов... ПЕРВОБЫТНОЕ ОБЩЕСТВО

Проблему с календарями разные цивилизации решили по-разному... ВСТУПЛЕНИЕ АНТИЧНОСТЬ НАШИ ДНИ ПРОБЛЕМЫ БУДУЩЕГО Солнечные. Солнечный год период между двумя летними солнцестояниями (т.е. 365 дней). Неточность связана с тем, что в году суток, повышают точность високосные годы (примерно 24 суток за 100 лет). Примеры такого календаря в древности: календарь египтян (привязывался к появлению Сириуса), календарь майя. Современные примеры: григорианский и юлианский календари (т.н. новый и старый стили). Лунные. Лунный год период равный 12 месяцам (т.е * 12 = 354 сут.). Привязан к фазам Луны. Неточность связана с тем, что в лунном году суток. Повышают точность високосные годы (примерно 11 суток за 30 лет). Пример такого календаря: мусульманский календарь. Лунно-солнечные. Лунно-солнечный год период примерно равный солнечному году, состоящий из промежутков, равных лунным месяцам. Продолжительность равна 354 суток (обычный год) или 384 (високосный год). Неточность связана с неоднозначностью принципа добавления високосного месяца. Пример такого календаря: календарь в Израиле. ПЕРВОБЫТНОЕ ОБЩЕСТВО

Когда решились основные проблемы бытового измерения времени, пришла пора задуматься о сути времени... ВСТУПЛЕНИЕ АНТИЧНОСТЬ НАШИ ДНИ ПРОБЛЕМЫ БУДУЩЕГО ПЕРВОБЫТНОЕ ОБЩЕСТВО Наиболее ранее в не-восточной философии высказывание на тему времени принадлежит древнеегипетскому мыслителю Птаххотепу (ок до н. э.). Он писал: «Не умаляй времени следования желаниям, ибо растрачивание времени впустую противно духу.» В текстах «Вед», наиболее ранних текстах индуизма (ок. XVI века до н. э. и позднее), описывается индуистская космология, в которой вселенная переживает повторяющиеся циклы создания, разрушения и возрождения, каждый цикл длится 4,320,000 лет. Во вступлении к первой книге «Махабхараты» Санджая говорит: «Бытие и небытие, счастье и несчастье все это имеет свой корень во времени. Время приводит к зрелости существа, время их же уничтожает. Время вновь успокаивает время, сожигающее существа. Именно время изменяет в мире все благоприятные и неблагоприятные чувства и мысли. Время уничтожает все существа и создает их вновь. Время проходит неудержимо одинаково для всех существ.» В Книге Екклесиаста говорится: «Всему свое время, и время всякой вещи под небом: время рождаться, и время умирать; время насаждать, и время вырывать посаженное; время убивать, и время врачевать; время разрушать, и время строить; время плакать, и время смеяться; время сетовать, и время плясать; время разбрасывать камни, и время собирать камни; время обнимать, и время уклоняться от объятий; время искать, и время терять; время сберегать, и время бросать; время раздирать, и время сшивать; время молчать, и время говорить; время любить, и время ненавидеть; время войне, и время миру.»

Крепко задуматься о природе времени людей заставил греческий философ Зенон... ВСТУПЛЕНИЕ АНТИЧНОСТЬ НАШИ ДНИ ПРОБЛЕМЫ БУДУЩЕГО ПЕРВОБЫТНОЕ ОБЩЕСТВО Допустим, Ахиллес бежит в десять раз быстрее, чем черепаха, и находится позади неё на расстоянии в тысячу шагов. За то время, за которое Ахиллес пробежит это расстояние, черепаха в ту же сторону проползёт сто шагов. Когда Ахиллес пробежит сто шагов, черепаха проползёт ещё десять шагов, и так далее. Процесс будет продолжаться до бесконечности, Ахиллес так никогда и не догонит черепаху. Чтобы преодолеть путь, нужно сначала преодолеть половину пути, а чтобы преодолеть половину пути, нужно сначала преодолеть половину половины, и так до бесконечности. Поэтому движение никогда не начнётся. Летящая стрела неподвижна, так как в каждый момент времени она покоится, а поскольку она покоится в каждый момент времени, то она покоится всегда. Зенон (V в до н. э.) «СТАВЛЮ НА ЧЕРЕПАХУ» Аристотель (IV в до н. э.) «СТАВЛЮ НА АХИЛЛЕСА»

Еще 150 лет назад (к середине XIX века) представления о времени окончательно сформировались... ВСТУПЛЕНИЕ АНТИЧНОСТЬ НАШИ ДНИ ПРОБЛЕМЫ БУДУЩЕГО ПЕРВОБЫТНОЕ ОБЩЕСТВО ВРЕМЯ ПРОСТИРАЕТСЯ БЕСКОНЕЧНО В ПРОШЛОЕ. Люди стали считать, что Вселенная и время в ней существовали всегда. ВРЕМЯ, В ОТЛИЧИИ ОТ ВЕЩЕСТВА, НЕ СОСТОИТ ИЗ НЕДЕЛИМЫХ ЧАСТИЦ. Если вещество делится на атомы, то время можно делить бесконечно. ВРЕМЯ ТЕЧЕТ ВЕЗДЕ С ОДИНАКОВОЙ СКОРОСТЬЮ. По крайней мере, если часы достаточно точные, а метод сравнения корректный. УДИВИТЕЛЬНО! НО СЕЙЧАС ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ВРЕМЕНИ ПРЯМО ПРОТИВОПОЛОЖНЫ!

Сейчас представления о времени кардинально изменились: ВСТУПЛЕНИЕ АНТИЧНОСТЬ НАШИ ДНИ ПРОБЛЕМЫ БУДУЩЕГО ПЕРВОБЫТНОЕ ОБЩЕСТВО У ВРЕМЕНИ БЫЛО НАЧАЛО Эдвин Хаббл доказал, что временная шкала имела начало отсчета примерно лет назад. ВРЕМЯ, ПО ВИДИМОМУ СОСТОИТ ИЗ НЕДЕЛИМЫХ ЧАСТИЦ. Из вычислений Макса Планка следует, что существует самый мелкий промежуток времени, меньше которого уже быть не может. Его называют «временем Планка». ВРЕМЯ ТЕЧЕТ ВЕЗДЕ С РАЗНОЙ СКОРОСТЬЮ. Альберт Эйнштейн показал, что для время течет для всех по своему. Например, для Ахиллеса время течет несколько медленнее, чем для черепахи.

Если вернуться к уровню обычного человека, то произошло следующее: ВСТУПЛЕНИЕ АНТИЧНОСТЬ НАШИ ДНИ ПРОБЛЕМЫ БУДУЩЕГО ПЕРВОБЫТНОЕ ОБЩЕСТВО ВСЯ ПЛАНЕТА ПОДЕЛЕНА НА ЧАСОВЫЕ ПОЯСА Раньше люди путешествовали мало и разницей во времени в пределах путешествий чаще всего можно было пренебречь. Сейчас из-за высокой скорости передвижения (например на самолете) можно перемещаться со скоростью вращения Земли. Для простоты взаимоотношений в таких ситуациях вся планета была поделена на 24 часовых пояса. Интересно, что из-за этого разница во времени между Чукоткой (Россия) и Аляской (США), находящихся по соседству составляет 24 часа (т.е. целые сутки). При этом по разным причинам в некоторых странах есть понятие «летнего времени», когда стрелки летом переводятся на час вперед. Иногда соседние деревни отличаются по времени сразу на 2 часа. НЕБЫВАЛАЯ ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ Секундомер на мобильном телефоне учитывает промежутки времени в 0.1 секунду. В спортивных соревнованиях учитывают 0.01 секунды. А в науке и технике точность иногда измеряется долями секунды, меньшими чем секунда во столько, во сколько секунда меньше возраста Вселенной... ВПОЛНЕ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ КАЛЕНДАРЬ. Григорианский календарь обеспечивает хорошую точность для солнечного года. При этом по разным причинам в некоторых странах есть понятие «летнего времени», когда стрелки летом переводятся на час вперед.

В течении ближайших 50 лет человечество наконец сможет придумать общий календарь. ВСТУПЛЕНИЕ АНТИЧНОСТЬ НАШИ ДНИ ПРОБЛЕМЫ БУДУЩЕГО ПЕРВОБЫТНОЕ ОБЩЕСТВО ОСНОВНАЯ ПРОБЛЕМА НЫНЕШНЕГО КАЛЕНДАРЯ РАССОГЛАСОВАНИЕ ЧИСЕЛ МЕСЯЦА И ДНЕЙ НЕДЕЛИ. На данный момент предложено сразу несколько реформ календаря, предлагающих устранение этого недостатка. Большинство из них предполагает оставить в году 364 дня, равных 4 кварталам по 13 недель в каждом. При этом 365 день 31 декабря (в високосный год 2 дня) объявляется «Днем мира и дружбы народов» и выносится за пределы недели. Главным недостаток этого проекта в том, что при его введении возникает неопределенность с религиозными праздниками. Праздники связаны с днями недели (например пятница в исламе, суббота в иудаизме и воскресенье в христианстве), и вынос дня за пределы этой недели влечет не мало вопросов... При другом варианте в году только 364 дня, но один раз примерно в 5-6 лет добавляется «Високосная неделя». НАКОНЕЦ БУДЕТ РЕШЕНА ПРОБЛЕМА ПЕРЕВОДА ЧАСОВ.

Через 100 лет, при помощи замедления времени, человек полетит к звездам... ВСТУПЛЕНИЕ АНТИЧНОСТЬ НАШИ ДНИ ПРОБЛЕМЫ БУДУЩЕГО ПЕРВОБЫТНОЕ ОБЩЕСТВО Рассмотрим гипотетический полёт к звёздной системе Альфа Центавра, удалённой от Земли на расстояние в 4,3 световых года. Пусть половину пути космический корабль двигается с ускорением равным ускорению свободного падения (тогда космонавты будут ощущать в космосе свой обычный земной вес, а вторую половину с таким же ускорением тормозит (для космонавтов пол и потолок поменяются местами). Затем корабль разворачивается и повторяет этапы разгона и торможения. В этой ситуации время полёта в земной системе отсчёта составит примерно 12 лет, тогда как по часам на корабле пройдёт 7,3 года. Максимальная скорость корабля достигнет 0,95 от скорости света. За 64 года собственного времени космический корабль с единичным ускорением потенциально может совершить путешествие (вернувшись на Землю) к галактике Андромеды, удалённой на 2,5 млн св. лет. На Земле за время такого полёта пройдёт около 5 млн лет.

А через 200 лет человек построит первую машину времени! ВСТУПЛЕНИЕ АНТИЧНОСТЬ НАШИ ДНИ ПРОБЛЕМЫ БУДУЩЕГО ПЕРВОБЫТНОЕ ОБЩЕСТВО Хотя в будущее мы путешествуем постоянно, никто не имеет опыта перемещение в прошлое. В фантастической литературе XIX века зарождается идея путешествия во времени. Широкую известность получил изданный в 1895 году роман Герберта Уэллса «Машина времени». В ХХ веке данная идея развивалась многими, но самыми знаменитыми стали кинотрилогия Роберта Земекиса «НАЗАД В БУДУЩЕЕ» и советский фильм «ГОСТЬЯ ИЗ БУДУЩЕГО». Современная физика утверждает, что перемещения во времени, в том числе и в прошлое возможны, но для этого необходимо во-первых перемещаться в пространстве со скоростью, близкой к световой, во-вторых необходимо либо обнаружить в космосе, либо сконструировать искусственно очень экзотические объекты под названием «кротовые норы», в-третьих саму машину времени нужно строить с применением материалов, обладающих отрицательной плотностью энергии, что на данный момент не наблюдается ни у одного из известных материалов.

ВСТУПЛЕНИЕ АНТИЧНОСТЬ НАШИ ДНИ ПРОБЛЕМЫ БУДУЩЕГО ПЕРВОБЫТНОЕ ОБЩЕСТВО Мы увидели, как люди от определения времени по положению Солнца и Луны перешли к кварцевым и атомным часам... Мы видим, что часы есть к каждой квартире и даже каждой комнате этой квартиры... Но мы видим так же, что и теперь остались неразрешенные проблемы управления временем, которые предстоит решить в будущем... ИТАК... Мы увидели, как люди от определения времени по положению Солнца и Луны перешли к кварцевым и атомным часам... Мы видим, что часы есть к каждой квартире и даже каждой комнате этой квартиры... Но мы видим так же, что и теперь остались неразрешенные проблемы управления временем, которые предстоит решить в будущем...

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.

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 данной местности. Однако 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. 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.

Подгоренского муниципального района

Воронежской области

История измерения времени,

или что мы знаем о часах?

(исследовательская работа)

Выполнил:

ученик 4 класса

Панюта Иван Витальевич

Руководитель работы:

учитель начальных классов

Кулькина Людмила Владимировна

х. Красюковский, 2012

Введение …………………………………………………………………………. 3

История измерения времени…………………………………………. ………… 5

Самые известные часы……………………………………………...... ………… 9

Практическая часть…………………………………………………… …………11

Заключение …………………………………………………………… …………13

Список источников…………………………………………………… …………14

Приложения

Пословицы и поговорки……………………………………………………… 15

Загадки……………………………………………………………… ………… 16

Стихотворения…………………………………………………………………. 17

Буклет «Учитесь ценить время»……………………………………………….18

Введение Актуальность темы Время – это счёт, которым оценивают учение, труд, добрые дела человека. Ценность времени сейчас значительно возросла, потому что время людей наполнено большими и значительными делами. Счёт времени мы ведём часто не на годы, часы, а на минуты. Часто драгоценное время теряется из-за неорганизованности, излишней суеты, неумения использовать его рационально. Научиться беречь своё и чужое время надо уже в школе, так как юношеские годы – это не только годы учения, но и время становления личности, подготовки к труду. Умение ценить каждую минуту особенно важно в наши дни, когда ускоряются темпы жизни, труда, увеличивается объём информации и знаний. Люди, которые постоянно везде опаздывают и раздражают этим других, вырастают из детей, которым в детстве родители не объяснили ценность времени. Мы часто слышим от бабушек пословицы: «Делу время, потехе - час», «Время - деньги». Эти повторяемые ежедневно фразы являются залогом понимания времени и как его правильно распределять. Первые часы возникли, когда человек узнал, что такое время и понял, что ему необходимо за ним следить.
Постановка проблемы: изучить историю появления и изобретения часов человеком.
Объект исследования: часы, время.
Гипотеза: я думаю, что измерять время человек начал очень давно, хочу узнать, какими способами он это делал.
Цели и задачи:

выяснить, как измеряли время наши предки;

познакомиться с действием и строением солнечных, песочных, водяных и других видов часов;

научиться ориентироваться в прошлом часов;

доказать, что часы человек создаёт для облегчения своей жизни;

Методы исследования:

изучение литературы по данной теме;

поиск информации в сети Интернет;

проведение экспериментов, опытов.

Результаты исследования:

История измерения времени

Часы – это инструмент, с помощью которого

можно разделить сутки на маленькие

промежутки времени и сделать

эти промежутки видимыми.

Иоганн Литров. Тайны неба. 1834г.

Как появились часы?

Кто именно изобрёл первые часы, точно неизвестно, так как измерять время человек пытался во все времена и разными способами: с использованием воды, песка, масла, свечей и т. д.

Первые часы возникли, когда человек узнал, что такое время и понял, что ему необходимо за ним следить. История изобретения часов уходит в глубокую древность.

Солнечные часы

А удобнее всего было следить за временем с помощью солнца, каждый день проходившего по небу один и тот же путь. Самые древние часы, которыми пользовались люди, чтобы хотя бы примерно знать время, - солнечные. Циферблат таких часов помещали на открытом ярко освещаемом солнцем месте, а стрелкой служил стержень, отбрасывающий тень на циферблат.

Но пользоваться солнечными часами человек мог не всегда. Часы работают только в солнечную погоду. Их в дом не принесёшь. Ночью и вечером они не работают.

Водяные часы

Человек стал думать и придумал водяные часы. В высокий и узкий стеклянный сосуд с дырочкой у дна наливали воду. Капля за каплей вода вытекала из отверстия. Её становилось все меньше и меньше. Но такие часы были неудобны – все время приходилось доливать воду.

Песочные часы

Из древности пришли к нам и песочные часы. Может быть, кто-нибудь из вас видел их? Ведь песочные часы до сих пор применяются в медицине, когда нужно отмерить небольшой, но совершенно определённый отрезок времени.

Песочные часы представляют собой два небольших сосуда, имеющих форму конусов, соединённых вершинами друг с другом, с узким отверстием в месте соединения сосудов. В верхнем сосуде находится песок, который тонкой струйкой просачивается сквозь отверстие в нижний сосуд. Когда весь песок из верхнего сосуда окажется в нижнем, проходит определённое время, например, одна минута.

Огневые часы

Помимо солнечных и водяных, с начала XIII века появились и первые огневые, или свечные, часы. Это тонкие свечи длиной около метра с нанесённой по всей длине шкалой. Они сравнительно точно показывали время, а в ночные часы ещё и освещали жилища церковных и светских сановников. 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.

Цветочные часы

Давным – давно люди заметили, что одни цветки раскрываются утром, а днём закрываются, другие раскрываются под вечер, третьи – только ночью, а днём они всегда закрыты. Открываются не когда им вздумается, а в “своё собственное” время. Так появились цветочные часы. Но “ходят” они только в солнечную погоду.

Рано утром навстречу солнечным лучам поднимают свои головки золотистые одуванчики, а за ними открывает лепестки гвоздика полевая, шиповник, лен и другие.

Цветы, которые рано раскрыли свои лепестки, днем начинают засыпать… В пасмурную погоду цветочные часы не “работают” совсем. Цветки у них остаются закрытыми. Поэтому люди их используют только для украшения клумб. (По Ю. Дмитриеву.)

Механические часы

Прошло много времени с тех пор, как человек придумал часы с механизмом. Внутрь их поставил пружину, закрутил её, а чтобы она не раскручивалась, прикрепил к ней зубчатое колёсико. Оно цепляется за другое колёсико, и вертит его. Второе же колёсико вертит стрелки, а стрелки показывают часы и минуты. Это механические часы. У них есть заводная головка. Когда её поворачивают, то слышится внутри часов поскрипывание. Это закручивается пружина.

Электрические часы

Есть часы без пружины. Вместо неё внутри часов находится маленький электрический моторчик, который работает при помощи батарейки. Такие часы заводить не надо. А заводная головка служит только для перевода стрелок.

На улицах, башнях, в метро висят большие электрические часы. У них стрелки прыгают по команде командира – главных часов. Прошла минута – прыгнули, ещё минута – снова прыгнули.

Электронные часы

Но человек не остановился и изобрёл часы без стрелок. В таких часах светятся только цифры. Они очень быстро меняются, только успевай их разглядеть. Эти часы электронные и работают, как и электрические, на батарейках.

Ещё есть карманные, настольные, напольные, настенные часы, часы – кулон, будильник и много других часов.

Самые известные часы нашей страны

Кремлёвские куранты

На городских улицах и площадях тоже есть часы. Их устанавливают на башнях, зданиях вокзалов, театров и кинотеатров.

Самые знаменитые часы России – Кремлёвские куранты, установленные на Спасской башне, появились в начале XVII века. Их создал английский мастер Христофор Галовей. За свою работу он получил царский подарок – серебряный кубок и в придачу к нему атласу, меха соболей и куниц.

Через некоторое время русский царь Петр I выписал из Голландии другие часы. Сначала их везли на корабле по морю, затем доставляли на тридцати подводах до Кремля.

Старые часы мастера Галовея сняли и заменили на голландские часы. Когда эти часы обветшали, вместо них поставили другие большие курантовые часы, хранившиеся в Оружейной палате.

Несколько столетий Спасскую башню Кремля украшают часы. Целая бригада опытных часовщиков обслуживает их работу, следит, чтобы часы не отставали и не торопились. К курантам ведут 117 каменных ступеней. За ними начинаются чугунные ступени винтовой лестницы, ведущие на восьмой этаж. Здесь находится механизм курантов.

«Железная махина вся блестит смазанная маслом. Блестят начищенные медные диски циферблатов, красной краской покрашены рычаги, сияет позолоченный диск маятника, похожий на круг солнца. Он царит над этой системой валов, тросов, зубчатых колес, образующих сложный механизм отсчета времени» (Л. Колодный).

31 декабря с первым ударом Кремлёвских курантов страна вступает в Новый год. Услышав бой знаменитых часов, мы желаем друг другу счастья и поздравляем с Новым годом!

Часы – сказка

Часы – сказка висят на стене Центрального театра кукол в Москве. Как только стрелки замирают на цифре 12, золотой петух, сидящий на высоком шесте, важно поворачивается, расправляет крылья и на всю улицу кричит: “Ку-ка-ре-ку-у!” – приглашая людей на представление. Раздаётся звон колокольчиков, следует 12 размеренных ударов. Все ждут чуда. И чудо происходит.

Одна за другой раскрываются двери волшебных домиков, и появляются музыканты во главе с мишкой и начинают играть весёлую музыку. Осёл лихо ударяет по струнам балалайки, баран растягивает меха гармоники, звенят в лапах медведя тарелки. “Во саду ли, в огороде”, – поют весело музыканты.

Отыграют музыканты и снова спрячутся в домики.

Практическая часть

Эксперимент

За одну минуту

Цель: формировать представления о единицах измерения времени – секундах, минутах, часах, проверить, что я успею сделать за одну минуту.

Материал и оборудование:

часы (секундомер), книга, лист бумаги, ножницы.

Эксперимент:

Засечь время продолжительностью 1 мин и за это время прочесть текст, посчитать, сколько смогу отрезать полосок бумаги, сколько раз успею присесть.

За одну минуту я прочёл 90 слов, отрезал 4 полоски длиной 20 см, присел 50 раз.

Вывод: За 1 минуту можно успеть что-то сделать, поэтому время необходимо ценить и правильно его распределять в течение дня.

Опыт

Изготовление солнечных часов

Цель: продемонстрировать через перемещение тени движение Земли вокруг Солнца.

Материалы: стержень с заострённым концом.

Ход:

Делаем солнечные часы по алгоритму: начертить на песке ровный круг, точно в центре закрепить стержень и в течение дня на окружности делать отметки и ставить цифры в соответствии со временем.

Вывод:

Тень от колышка действительно перемещается по кругу. Неудобство – на дворе осенняя погода, солнце часто прячется за тучи – и часы в это время не работают.

Опыт

Изготовление водяных, парафиновых часов

Цель: погрузиться в историю, понять, как измеряли время наши предки.

Материал: свеча, 2 чашки, часы с секундомером.

Ход изготовления:

Парафиновые часы: Берется свеча, по всей длине, через равные промежутки маркером делаются метки. Зажигаем свечу, засекам время и определяем, за сколько времени свеча сгорает до каждой метки. В конце определяем, сколько времени прошло.

Водяные часы: Берём пластиковую чашку, делаем в дне отверстие. К чашке привязываем верёвки и подвешиваем. Под этой чашкой ставим другую. Наливаем в верхнюю чашку воды. Каждую минуту отмечаем уровень воды в верхней чашке. Это приспособление используется как минутные часы.

Вывод: часы не удобны в употреблении: свеча сгорает – её не восстановишь, воду приходится постоянно доливать.

Заключение

Я удовлетворён проведённым исследованием: моя гипотеза подтвердилась – люди действительно придумывали различные способы измерения промежутков времени. Многие из этих способов не удобны. В настоящее время мы имеем точные приборы для измерения времени.

Раньше я думал, что минута – это очень маленький промежуток времени, теперь моё представление о минуте изменилось – я постараюсь не терять времени зря.

Ещё я заметил, что если очень увлечён каким-то делом, то время летит незаметно, и почти не устаёшь. А если выполняешь работу, которая тебе не нравится, время тянется очень медленно.

. Во всех видах деятельности человека, так или иначе, требуется ориентация во времени, чувство времени. Много дополнительных трудностей приходится преодолевать человеку, у которого не развито это чувство. В свою очередь чувство времени побуждает человека быть организованным, собранным, помогает беречь время, более рационально его использовать, быть точным. Все эти качества помогут избежать множества проблем во взрослой жизни.

Список использованных источников

Дыбина О.В. Что было до … . - М.: ТЦ «Сфера», 2001 г.

Кобитина И.И. Дошкольникам о технике. - М.: Просвещение, 1991 г.

Куликовская И.Э., Совчир Н.Н. Детское экспериментирование. - М.: Педагогическое общество России, 2003 г.

Энциклопедия для детей. Том 8. Астрономия. – Москва: «Аванта +», 1997г.

Юдин Г. Заниматика. - М.: РОСМЭН, 2005 г.

Интернет – источники:

http://papa-vlad.narod.ru/photo/predmety/CHasy-2.files/064-Ognennye-chasy.html

Фото из личного архива.

Приложение 1

Пословицы и поговорки

Порядок бережёт время.

Наладь порядок - дальше он сам пойдет.

Делу - время, потехе - час.

Поспешишь - людей насмешишь.

Век живи - век учись.

Приложение 2

Загадки Стучит,
Бренчит,
Вертится,
Никого не боится,
Считает свой век,
А всё не человек. (Часы) Хоть и сладок утром сон,
Но упорно этот звон
Каждый раз торопит в школу.
Как, скажи, зовётся он?
(Будильник) Стучат, стучат,
Не велят скучать.
Идут, идут,
А всё тут да тут. (Часы) На руке, и на стене,
И на башне в вышине
Ходят, ходят ровным ходом
От восхода до захода. (Часы)

Я напрасно не хожу,
Когда надо, разбужу. (Будильник)

На стене висит тарелка,
По тарелке ходит стрелка.
Стрелка та не для красы -
Время скажут вам... (Часы)

Мы бьём исправно каждый час, А вы, друзья, не бейте нас. (Часы)
Из каютки в каютку Пробегают малютки, Считают минутки. (Песочные часы)
За деревянной дверцей Бьётся чьё-то сердце. (Часы с кукушкой)

Приложение 3

Стихотворения ЧАСЫ
Говорят: часы стоят.
Говорят: часы спешат.
Говорят: часы идут,
Но немножко отстают.
Мы смотрели с Мишкой вместе,
Но часы висят на месте.
В. Орлов. Мы знаем: время растяжимо,
Оно зависит от того,
Какого рода содержимым
Вы наполняете его.
Бывают у него застои,
А иногда оно течёт
Незагружённое, пустое,
Часов и дней ненужный счёт.
Пусть равномерны промежутки,
Что разделяют наши сутки,
Но, положив их на весы,
Находим долгие минутки
И очень краткие часы.
(С.Я. Маршак) Бежит стремглав минута.
Минута коротка,
Но за минуту можно
Найти звезду, жука,

Который до сих пор ещё
Никто не открывал.
(С.Я. Маршак)

Люди, которые постоянно везде опаздывают и раздражают этим других, вырастают из детей, которым в детстве родители не объяснили ценность времени. Мы часто слышим от бабушек пословицы: «Делу время, потехе - час», «Время - деньги». Эти повторяемые ежедневно фразы являются залогом понимания времени и того, как его правильно распределять.

Современные условия труда требуют от человека умения следить за течением времени в процессе деятельности, распределять её во времени, реагировать на разные сигналы с определённой скоростью и через заданные временные интервалы, ускорять или замедлять темп своей деятельности, рационально использовать время. Во всех видах деятельности человека, так или иначе, требуется ориентация во времени, чувство времени. В свою очередь чувство времени побуждает человека быть организованным, собранным, помогает беречь время, более рационально его использовать, быть точным. Время является регулятором не только различных видов деятельности, но и социальных отношений человека.

Наш

Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение

Даньковская основная общеобразовательная школа

Учитесь

ценить время

Подготовил: ученик 4 класса

Панюта Иван

Руководитель: учитель начальных классов Кулькина Людмила Владимировна

х. Красюковский,

2012

Время - это счёт, которым оценивают учение, труд, добрые дела человека. Ценность времени сейчас значительно возросла, потому что время людей наполнено большими и значительными делами. Счёт времени мы ведём часто не на годы, часы, а на минуты.

Часто драгоценное время теряется из-за неорганизованности, излишней суеты, неумения использовать его рационально. Научиться беречь своё и чужое время надо уже в школе, так как юношеские годы - это не только годы учения, но и время становления личности, подготовки к труду.

Рациональному распределению времени способствует периодический хронометраж своего рабочего дня: определить, сколько времени уходит на выполнение домашнего задания, на обед, чтение газет, на разговоры по телефону, на разыскивание нужного учебника, тетради и т. д., сколько времени было потеряно на уроке.

По окончании рабочего дня необходимо проанализировать, нельзя ли было поступить более рационально, т. е. где и за счёт чего можно было сократить потери времени, на что его лучше было бы использовать. Впоследствии эти выводы следует учесть в своей работе.

Б
ежит стремглав минута.
Минута коротка,
Но за минуту можно
Найти звезду, жука,
Решение задачи и редкий минерал,
Который до сих пор ещё
Никто не открывал.
(С.Я. Маршак)

Пословицы и поговорки

Порядок время бережёт.

Наладь порядок - дальше он сам пойдёт.

Упустишь минуту - потеряешь час.

Береги секунду - с неё начинается выигрыш времени.

Делу - время, потехе - час.

Скоро сказка сказывается, да не скоро дело делается.
Поспешишь - людей насмешишь.
Наскоро делать - переделывать.
Скоро огонь горит, да вода бежит.
Век живи - век учись. Долог день до вечера, коли делать нечего. Рано встала, да мало напряла.

"Кто не умеет с толком употреблять свое время, тот первым жалуется на его нехватку" (Жан де Лабрюйер)

Как научиться беречь время?

1 . Учись беречь своё время.
"Сфотографируй" один свой обычный день: на листке бумаги слева запиши каждое даже самое маленькое дело, а справа – проставь потраченное на него время. Вечером же просмотри записи и определи, где и когда было потрачено время зря. Такая "фотография" поможет научиться дорожить временем и разработать рациональный режим дня.
2. Укладывайся в отведённое для выполнения домашних заданий время.
На выполнение домашних заданий рекомендуется затрачивать не более: в младших классах – 1 часа, в 5-8 классах – 2,5 часов, в старших классах – 3,5 часов. Поэтому строго запланируй время начала и окончания приготовления домашних заданий – это поможет тебе не отвлекаться во время их выполнения.
3. Лучшее время для выполнения домашних заданий в первой половине дня между 10 и 12 часами, во второй половине – в период с 15 до 18 часов.
4. До начала выполнения домашних заданий:
1) плотный обед - не позднее, чем за 2-2,5 часа до их начала, легкий прием пищи может быть и за 1-1,5 часа; но не приступай к работе голодным;
2) выполнение высоких физических нагрузок допустимо не позднее, чем за 2-2,5 часа до выполнения умственной работы;
3) хорошо проветри рабочее помещение;
4) подготовь рабочее место.
5. В каком порядке следует делать уроки – зависит от твоих особенностей:
если ты входишь в работу легко и в начале работаешь с подъёмом, более продуктивно, чем к концу занятий, но относительно быстро утомляешься, то начинай приготовление домашних заданий с наиболее трудного предмета;
если ты втягиваешься в работу медленно, много времени тратишь на «раскачку», продуктивность работы нарастает постепенно, а усталость появляется не так скоро, то следует начинать со средних по трудности заданий и постепенно переходить к более сложным;
если ты вообще с трудом приступаешь к домашним заданиям, если тебя нервирует любая неудача в их выполнении, то лучше начинать с самых простых, успех в которых приносит тебе удовлетворение;
если тебе не удается решить трудную задачу, отложи её «на потом», иначе может не хватить времени на приготовление других заданий.

Отдых при признаках наступающего утомления необходимо планировать заранее.

Р Е Ф Е Р А Т

по астрономии на тему:

«Измерение времени и календарь»

ученицы 11 класса «А»

средней школы № 314

Мельниковой Ксении

Измерение времени

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.

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.

Рисунок 2.

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.

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. 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.

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.

История нашего календаря

Мы так привыкли пользоваться календарем, что даже и не вполне отдаем себе отчет в том, как велика в нашей жизни и во всем нашем мышлении

роль упорядоченного счета времени; между тем нетрудно видеть,

что никакая культура невозможна без него...

Н.И.Идельсон

Календарем принято называть определенную систему счета продолжительных промежутков времени с подразделениями их на отдельные более короткие периоды (годы, месяцы, недели, дни). Само же слово календарь произошло от латинских слов "caleo" - провозглашать и "calendarium" - долговая книга. Первое напоминает о том, что в древнем Риме начало каждого месяца провозглашалось особо, второе - что первого числа месяца там было принято уплачивать проценты по долгам.

Все календари можно разделить на следующие типы: солнечные, лунные и лунно-солнечные. Все эти календари используют естественные периодические процессы – сутки, то есть смену дня и ночи, смену фаз Луны, которые происходят на протяжении месяца, или смену времен года между двумя весенними равноденствиями, то есть период так называемого тропического года.

Кочевые народы древности больше пользовались лунным календарем, в основу которого положена продолжительность лунного месяца. Народы, занимавшиеся земледелием, основывали свой календарь на продолжительности тропического года. В Древней Греции и странах Востока использовался лунно-солнечный календарь, в котором начало каждого месяца располагалось как можно ближе к новолунию, а средняя продолжительность года соответствовала промежутку времени между двумя весенними равноденствиями. Поскольку 12 лунных месяцев по продолжительности меньше 1 года, приходилось добавлять дополнительный 13 месяц. Этот процесс называется интеркаляцией.

Лунно-солнечными календарями уже в глубокой древности пользовались в Китае, Индии. Было замечено, что появление определенных звезд на небе утром или вечером соответствуют определенному периоду в календаре. Такими звездами-ориентирами являлись Ригель и Бетельгейзе, Антарес, Сириус. Особенно пристально в древности следили за положением созвездия Большая Медведица, за ее поворотом и положением «ручки» Ковша или «хвоста Медведицы» относительно горизонта. С XXI века до н.э. месяцы в календаре Китая начинались с новолуния, а начало нового года приходилось на время между зимним солнцестоянием и весенним равноденствием. В VII в. до н.э. устанавливается продолжительность года в 365,25 суток, а в IV в. до н.э. через каждые 19 лет вставляются дополнительные месяцы. Примерно за сто лет до наступления нашей эры в Китае был введен календарь, в котором продолжительность месяца была 29,5 суток, продолжительность года – 365,2502 суток. При этом, в каждый третий, шестой, девятый, одиннадцатый, четырнадцатый, семнадцатый и девятнадцатый год надо было вставлять дополнительный 13 месяц.

В Древнем Египте было замечено, что разлив Нила начинается после первой утренней видимости звезды Сириус (Сотис). На одном из египетских храмов в Дендере есть надпись: «Сотис великая впервые блистает на небе, река Нил выходит из своих берегов». Жрецы вначале оценили длину года в 360 дней и соответственно этому разделили небесную сферу на 360 частей (это в будущем будет соответствовать 360°). Год жрецы разделили на 12 месяцев, в каждом по 30 дней. Через несколько сотен лет стало понятно, что восход Сириуса запаздывает, поэтому в систему календаря были введены дополнительные 5 дней.

Современный (григорианский) календарь, принятый в большинстве стран, является солнечным календарем. В основе его лежит год продолжительностью 365,24220 суток (очень близкий к тропическому). Поэтому григорианский календарь содержит в разные годы разное количество суток, либо 365, либо 366 суток. В этом календаре не считаются високосными годы столетий, у которых число сотен не делится без остатка на 4 (1700, 1800, 1900, 2100 и т.д.). Подобная система даст ошибку в одни сутки за 3300 лет.

Новый стиль был почти сразу введен в странах, где основной религией был католицизм, то есть в Испании, Италии, Франции, Польше. Только в 1751 году григорианский календарь был введен в Великобритании.

Совокупность ста лет образуют век, а совокупность тысячи лет – тысячелетие. В настоящее время в большинстве стран мира применяется христианская эра. Счет лет начинается от Рождества Христова. Эта дата была введена монахом Дионисием в 525 году. Все годы до этой даты стали именоваться «до нашей эры», а все последующие даты стали «нашей эры».

Семидневная неделя

Происхождение семидневной недели. Искусственные единицы измерения времени, состоящие из нескольких (трех, пяти, семи и т.д.) дней, встречаются у многих народов древности. В частности, древние римляне вели счет дням "восьмидневками" - торговыми неделями, в которых дни обозначались буквами от А до Н; семь дней такой недели были рабочими, восьмые - базарными.

Но вот уже у известного иудейского историка Иосифа Флавия (37 - ок. 100 г. н.э.) читаем: "Нет ни одного города, греческого или же варварского, и ни одного народа, на который не распространился бы наш обычай воздерживаться от работы на седьмой день". Откуда же "пошла есть" эта семидневная неделя?

Обычай измерять время семидневной неделей пришел к нам из Древнего Вавилона и, по-видимому, связан с изменением фаз Луны. В самом деле, продолжительность синодического месяца составляет 29,53 суток, причем люди видели Луну на небе около 28 суток: семь дней продолжается увеличение фазы Луны от узкого серпа до первой четверти, примерно столько же - от первой четверти до полнолуния и т. д.

Но наблюдения за звездным небом дали еще одно подтверждение "исключительности" числа семь. В свое время древневавилонские астрономы обнаружили, что, кроме неподвижных звезд, на небе видны и семь "блуждающих" светил, которые позже были названы планетами (от греческого слова "планэтэс", которое и означает "блуждающий"). Предполагалось, что эти светила обращаются вокруг Земли и что их расстояния от нее возрастают в таком порядке: Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. В Древнем Вавилоне возникла астрология - верование, будто планеты влияют на судьбы отдельных людей и целых народов. Сопоставляя определенные события в жизни людей с положением планет на звездном небе, астрологи полагали, что такое же событие наступит снова, если это расположение светил повторится. Само же число семь - количество планет стало священным как для вавилонян, так и для многих других народов древности.

Название дней недели . Разделив сутки на 24 часа, древневавилонские астрологи составили представление, будто каждый час суток находится под покровительством определенной планеты, которая как бы "управляет" им. Счет часов был начат с субботы: первым ее часом управлял Сатурн, вторым - Юпитер, третьим Марс, четвертым - Солнце, пятым - Венера, шестым - Меркурий и седьмым - Луна. После этого цикл снова повторялся, так что 8-м, 15-м и 22-м часами "управлял" Сатурн, 9-м, 16-м, 23-м - Юпитер и т.д. В итоге получилось что первым часом следующего дня, воскресенья, "управляло" Солнце, первым часом третьего дня Луна, четвертого - Марс, пятого - Меркурий, шестого - Юпитер и седьмого - Венера. Соответственно этому и получили свое название дни недели.

Эти названия дней недели именами богов перекочевали к римлянам, а затем в календари многих народов Западной Европы. На латинском, русском и английском языках они выглядят так:

	латинское	перевод с латинского	английское
понедельник		день Луны
		деньМарса
		день Меркурия
		день Юпитера
	Dies Veneris	день Венеры
		день Сатурна
воскресенье		день Солнца

Сегодня почти все народы мира пользуются солнечным календарем, практически унаследованном от древних римлян. Но если в своем нынешнем виде этот календарь почти идеально соответствует годичному движению Земли вокруг Солнца, то о его первоначальном варианте можно сказать лишь "хуже было некуда". А все вероятно потому, что, как заметил римский поэт Овидий (43 г. до н. э. - 17 г. н. э.), древние римляне лучше знали оружие, чем звезды...

Древнеримский календарь

Сельскохозяйственный календарь. Как и их соседи греки, древние римляне определяли начало своих работ по восходу и заходу отдельных звезд и их групп, т.е. они связывали свой календарь с годичным изменением вида звездного неба. Едва ли не главным "ориентиром" при этом был восход и заход (утренний и вечерний) звездного скопления Плеяды, которое в Риме именовалось Вергилиями. Начала многих полевых работ здесь связывали и с фавонием - теплым западным ветром, который начинает дуть в феврале (3 - 4 февраля по современному календарю). По свидетельству Плиния, в Риме "с него начинается весна". Вот несколько примеров проведенной древними римлянами "привязки" полевых работ к изменению вида звездного неба:

"Между фавонием и весенним равноденствием подрезают деревья, окапывают лозы... Между весенним равноденствием и восходом Вергилий (утренний восход Плеяд наблюдается в середине мая) пропалывают нивы..., рубят иву, огораживают луга..., следует сажать маслины".

"Считают, что не следует начинать сев до (осеннего) равноденствия, потому что если начнется непогода, то семена станут гнить... От фавония до восхода Арктура (с 3 по 16 февраля) рыть новые канавы, производить обрезку в виноградниках ".

Следует, однако, иметь в виду, что этот календарь был переполнен самыми невероятными предрассудками. Так, луга следовало удобрять ранней весной не иначе, как в новолуние, когда молодой месяц еще не виден ("тогда травы будут расти так же, как и молодой месяц"), а на поле не будет сорняков. Яйца под курицу рекомендовалось подкладывать только в первую четверть фазы Луны. Согласно Плинию, "всякая рубка, обрывание, стрижка принесут меньше вреда, если их делать, когда Луна на ущербе". Поэтому тот, кто решил стричься когда "Луна прибывает", рисковал облысеть. А если в указанное время срезать листья на дереве, то оно вскоре потеряет все листья. Срубленному в это время дереву грозила гниль...

Месяцы и вставные дни. Остановимся на общей структуре древнеримского календаря, сложившейся в середине I в. до н. э.

В указанное время год римского календаря с общей продолжительностью в 355 дней состоял из 12 месяцев с таким распределением дней в них:

Мартиус 31 Квинтилис 31 Новембер 29

Априлис 29 Секстилис 29 Децембер 29

Майус 31 Септембер 29 Януариус 29

О добавочном месяце Мерцедонии речь пойдет ниже.

Как видно, за исключением одного, все месяцы древнеримского календаря имели нечетное число дней. Это объясняется суеверными представлениями древних римлян, будто нечетные числа счастливые, тогда как четные приносят несчастья. Год начинался с первого числа марта. Этот месяц был назван Мартиусом в честь Марса, которого первоначально почитали как бога земледелия и скотоводства, а позже как бога войны, призванного защищать мирный труд. Второй месяц получил название Априлис от латинского aperire - раскрывать, так как в этом месяце раскрываются почки на деревьях или от слова apricus - "согреваемый Солнцем". Он был посвящен богине красоты Венере. Третий месяц Майус посвящался богине земли Майе, четвертый Юниус - богине неба Юноне, покровительнице женщин, супруге Юпитера. Названия шести дальнейших месяцев были связаны с их положением в календаре: Квинтилис - пятый, Секстилитис - шестой, Септембер - седьмой, Октобер - восьмой, Новембер - девятый, Децембер - десятый.

Название Януариса - предпоследнего месяца древнеримского календаря - происходит, как полагают, от слова janua - "вход", "дверь". Месяц был посвящен богу Янусу, который, по одной из версий, считался богом небесного свода, открывавшим ворота Солнцу в начале дня и закрывавшим их в его конце. В Риме ему было посвящено 12 алтарей - по числу месяцев в году. Он же был богом входа, всяких начинаний. Римляне изображали его с двумя лицами: одним, обращенным вперед, бог будто бы видит будущее, вторым, обращенным назад, созерцает прошедшее. И, наконец, 12-й месяц был посвящен богу подземного царства Фебруусу. Само же его название происходит, по-видимому, от februare - "очищать", но, возможно и от слова feralia. Так римляне называли приходившуюся на февраль поминальную неделю. По истечении ее, в конце года они совершали очистительный обряд (lustratio populi) "для примирения богов с народом". Возможно, из-за этого они и не могли делать вставку дополнительных дней в самом конце года, а производили ее между 23 и 24 февраля.

Продолжительность года в 355 дней была на 10,242 суток короче тропического. Но в хозяйственной жизни римлян важную роль играли земледельческие работы - сев, сбор урожая и т. д. И чтобы держать начало года вблизи одного и того же сезона, они делали вставку дополнительных дней. При этом римляне из каких-то суеверных побуждений не вставляли целого месяца отдельно, а в каждом втором году между 23 и 24 февраля "вклинивали" попеременно 22 или 23 дня. В итоге число дней в римском календаре чередовалось в таком порядке:

377 (355 + 22) дней,

378 (355 + 23) дней.

Вставные дни (dies intercalares) получили название месяца Мерцедония, хотя древние писатели называли его просто вставочным месяцем - интеркалярием (intercalaris). Само слово "мерцедоний" происходит как будто от "merces edis" - "плата за труд": это будто бы был месяц, в котором производились расчеты арендаторов с владельцами имущества.

Как видно, в результате таких вставок средняя продолжительность года римского календаря была равной 366,25 суток - на одни сутки больше истинной. Поэтому время от времени эти сутки из календаря приходилось выбрасывать.

Юлианский календарь.

Реформу календаря провел в 46 г. до н. э. римский верховный жрец, полководец и писатель Гай Юлий Цезарь (100 - 44 гг. до н. э.). До этого Цезарь побывал в Египте, познакомился с египетским солнечным календарем и даже сам составил несколько не дошедших до нас трактатов по астрономии. Разработку нового календаря осуществила группа александрийских астрономов во главе с Созигеном.

В основу календаря, получившего позже название юлианского, положен солнечный год, продолжительность которого была принята равной 365,25 суток. Но в календарном году может быть лишь целое число суток. Поэтому предписывалось считать в трех из каждых четырех годов по 365 дней, в четвертом - 366 дней.

Как прежде целый месяц Мерцедоний, так и теперь этот один день решили "упрятать" между 24 и 25 февраля. Дополненный год позже был назван annus bissextus, откуда и пошло наше слово високосный.

Юлий Цезарь упорядочил также число дней в месяцах по такому принципу: нечетный месяц имеет 31 день, четный - 30. Февраль же в простом году - 29, в високосном - 30 дней. Кроме того он решил начать счет дней в новом году с новолуния, которое как раз пришлось на первое января.

В благодарность за реформу, а так же учитывая выдающиеся военные заслуги Юлия Цезаря (который был убит через два года после реформы), римский сенат переименовал месяц Квинтилис (в этом месяце Цезарь родился) в Юлиус.

Вскоре, однако, римские жрецы запутали календарь объявляя високосным каждый третий год календаря. Эту ошибку исправил император Август. Таким образом, юлианский календарь начал нормально функционировать с 1 марта 4 г. н. э. В связи с этим сенат, учитывая большие военные победы и в благодарность за исправление календаря, переименовал месяц Секстилис в месяц Августус. Но продолжительность этого месяца была установлена Юлием Цезарем в 30 дней, теперь же к нему добавили еще один день, отняв его от Фебруариуса. А чтобы три месяца - Юлиус, Августус и Септембер - не имели подряд по 31 дню, то от Септембера один день был перенесен на Октобер, а от Новембера - один день на Децембер. Тем самым было нарушено введенное Цезарем правильное чередование долгих и коротких месяцев, а первое полугодие в простом году оказалось на четыре дня короче второго. И после Августа некоторые императоры стремились увековечить свое имя в календаре. Но эти желания властелинов были отвергнуты самим временем...

В 324г. римский император Константин (ок. 285 - 337 гг.) провозгласил христианство государственной религией. Через год в 325 г. он созвал в городе Никее церковный собор, на котором обсуждению подвергся и вопрос о дате празднования пасхи. И начиная с IVв. н.э. христианская церковь связала свой годичный цикл праздников с юлианским календарем. Но в результате разной продолжительности тропического и года юлианского календаря за каждые 128 лет накапливалась ошибка в целые сутки. И все праздники передвигались "вперед": весенние - на лето, летние - на осень. Поэтому церковь и стала инициатором последующей календарной реформы.

Введение "нового стиля".

Причины календарной реформы. В конце III в. н.э. весеннее равноденствие приходилось на 21 марта. По-видимому, "отцы церкви", участвовавшие в работе Никейского собора, полагали, что так оно и будет. Но в результате вышеупомянутой ошибки, как дата весеннего равноденствия, так и даты пасхальных новолуний, принятые в качестве основы для расчета пасхи, уже не соответствовали реальным астрономическим явлениям.

Поэтому проблема календарной реформы обсуждалась католической церковью на Базельском (1437 г.), Латеранском (1512-1517 гг.) и Тридентском (1545-1563 гг.) соборах.

Григорианская реформа. Реформу календаря осуществил папа Григорий XIII на основе проекта итальянского врача и математика Луиджи Лилио. Весеннее равноденствие было передвинуто на 21 марта, "на свое место". А чтобы ошибка в дальнейшем не накапливалась, было решено из каждых 400 лет выбрасывать трое суток. Принято было считать простыми те столетия, число сотен которых не делится без остатка на 4.

Такая система получила название григорианской, или "нового стиля". В противовес ей за юлианским календарем укрепилось название "старого стиля"

Введение Григорианского календаря в России. Вопрос о реформе календаря в России поднимался неоднократно. В частности, с этим предложением выступала Российская Академия наук в 1830 г. Однако бывший в то время министром народного просвещения князь К.А.Ливен представил в своем докладе царю Николаю I реформу как дело "несвоевременное, недолжное, могущее произвести нежелательные волнения и смущения умов". Также он докладывал, что выгоды от перемены календаря маловажны, почти ничтожны, а неудобства и затруднения неизбежны и велики". Царь написал на этом докладе: "Замечания князя Ливена совершенно справедливы" - и вопрос был похоронен.

Вопрос о реформе календаря в России был решен сразу после Великой Октябрьской социалистической революции. Уже 16 ноября 1917 г. он был поставлен на обсуждение Совнаркома РФСФР, который 24 января и принял "Декрет о введении в Российской республике западноевропейского календаря". В декрете говорилось: "В целях установления в России одинакового почти со всеми культурными народами исчисления времени Совет Народных Комиссаров постановляет ввести по истечении января месяца сего год в гражданский обиход новый календарь". Для этого: "Первый день после 31 января сего года считать не 1 февраля, а 14 февраля, второй день - считать 15 и т.д.".

Дамоклов меч реформы

Сегодня наш календарь с астрономической точки зрения является достаточно точным и, по существу, не требует никаких изменений, и все же о реформе его говорят уже десятилетиями. При этом имеют в виду не изменение типа календаря, не введение новых приемов счета високосных годов. Нет, речь идет исключительно о перегруппировании дней в году с тем, чтобы уровнять длину месяцев, кварталов, полугодий, ввести такой порядок счета дней в году, при котором новый год приходился бы на один и тот же день недели, например, на воскресенье.

В самом деле, наши календарные месяцы имеют продолжительность в 28, 29, 30 и 31 день, длина квартала меняется от 90 до 92 дней, а первое полугодие на три-четыре дня короче второго. Вследствие этого усложняется работа плановых и финансовых органов. Неудобным является и то, что неделя начинается в одном месяце или квартале, а заканчивается в другом. Поскольку же год содержит 365 дней, то он заканчивается тем же днем, с которого он начался, а каждый новый год начинается с другого дня.

Поэтому каждое государство тратит ежегодно крупные суммы на печатание новых календарей.

На протяжении последних 160 лет выдвигались всевозможные проекты реформы календаря. В 1923 г. при Лиге Наций был создан специальный комитет по вопросам календарной реформы. После второй мировой войны этот вопрос был передан в руки Экономического и Социального Совета ООН.

Какие же существуют проекты календаря?

Проекты календарей. Хотя проектов существует очень много, выбирать приходится только из двух: 13 - месячный календарь или 12 - месячный. Первый из них был предложен в 1849 г. французским философом Огюстом Контом (1798 - 1857). В этом календаре каждый месяц начинается в воскресенье и заканчивается в субботу. Один день в году не имеет названия и вставляется после субботы последнего, XIII месяца, перед Новым годом, как дополнительный день отдыха. В високосном году такой же день отдыха вставляется также после субботы VI месяца.

Однако 13 - месячный календарь имел бы ряд существенных недостатков хотя бы потому, что при делении года на кварталы пришлось бы делить и месяцы. Поэтому главное внимание уделяется другому варианту календаря, предложенному в 1888 году французским астрономом Гюставом Армелином. Согласно этому проекту календарный год состоит из 12 месяцев и делится на 4 квартала по 91 дню в каждом. Первый месяц квартала имеет 31 день, два остальных - по 30. Первое число года и квартала приходится на воскресенье, каждый квартал заканчивается субботой и имеет 13 недель. В каждом месяце 26 рабочих дней. В простом году один день, как Международный праздник мира и дружбы народов, вставляется после 30 декабря, в високосном году праздничный день високосного года вставляется еще после 30 июня.

Вводить же календарь Армелина удобно вводить с того года, в котором 1 января приходится на воскресенье.

Проект этого календаря был одобрен Советским Союзом, Индией, Францией, Югославией и рядом других государств. Однако Генеральная Ассамблея ООН все откладывала его окончательное рассмотрение и утверждение. В настоящее же время эта деятельность под эгидой ООН вообще прекратилась.

Позиция церкви. С введением нового календаря не будет непрерывной смены дней недели при переходе от одного года к другому. Церковь же не возражает только против таких вечных календарей, "которые сохраняют и защищают семидневную неделю с воскресным днем, не вводя никаких дней помимо седмиц, так что последовательность седмиц не нарушается, разве только неожиданно появятся весьма основательные причины, о которых апостольский престол должен будет иметь суждение".

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