Главная→Дача →Единицы физических величин час сутки год. Школьная энциклопедия. Кратные и дольные единицы

Единицы физических величин час сутки год. Школьная энциклопедия. Кратные и дольные единицы

Уже в глубокой древности возникла у людей потребность в измерении времени.

Сначала труд и отдых людей регулировался только естественной мерой времени – сутками . Сутки делили на две части: день и ночь. Потом выделились утро, полдень, вечер, полночь . Позже сутки разделили на 24 части – получился час .

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

Периодическая смена дня и ночи происходит вследствие вращения Земли вокруг своей оси. Но мы находимся на поверхности Земли и вместе с ней участвуем в этом вращении, поэтому и не ощущаем его, а судим о нем по суточному движению Солнца, звезд и других небесных тел.

Что такое сутки? Это промежуток времени между двумя последовательными верхними или нижними кульминациями центра Солнца на одном и том же географическом меридиане, равный периоду вращения Земли относительно Солнца. Это истинные солнечные сутки . Доли этих суток (часы, минуты, секунды) – истинное солнечное время .

Но измерять время истинными солнечными сутками неудобно, так как они в течение года меняют свою продолжительность: зимой длиннее, а летом короче. Почему? Как известно, Земля, кроме вращения вокруг своей оси, движется и по эллиптической орбите вокруг Солнца. Ее движение по орбите происходит с переменной скоростью: вблизи перигелия ее скорость наибольшая, а вблизи афелия – наименьшая. К тому же ось ее вращения наклонена к плоскости орбиты, что также является причиной неравномерности изменения прямого восхождения Солнца в течение года, а следовательно, и непостоянства продолжения истинных солнечных суток.

В связи с эти ввели понятие среднего солнца . Это воображаемая точка, которая в течение года совершает один полный оборот по небесному экватору, двигаясь с запада на восток и проходя точку весеннего равноденствия одновременно с Солнцем. Промежуток времени между двумя последовательными верхними или нижними кульминациями среднего солнца на одном и том же географическом меридиане называется средними солнечными сутками, а время, выраженное в их долях (часах, минутах, секундах) – средним солнечным временем .

Сутки делятся на 2=12 часов.

Каждый час делится на 60 минут . Каждая минута - на 60 секунд .

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

Часы, минуты и секунды прочно вошли в наш обиход. Сейчас именно эти единицы (в первую очередь секунда) являются основными для измерения промежутков времени. Секунда стала основной единицей измерения времени в СИ (Международная система единиц) и СГС (с антиметр-г рамм-с екунда) - система единиц измерения, которая широко использовалась до принятия международной системы единиц (СИ).

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

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

Эталон времени

Но и длительность средних солнечных суток - величина непостоянная. И хотя она изменяется совсем немного (увеличивается в результате приливов из-за действия притяжения Луны и Солнца в среднем на 0,0023 секунды в столетие за последние 2000 лет, а за последние 100 лет всего на 0,0014 секунды), этого достаточно для значительных искажений продолжительности секунды, если считать за секунду 1/86 400 часть продолжительности солнечных суток.

Сейчас нашли новое определение секунды. Создание атомных часов позволило получить новую шкалу времени, не зависящую от движения Земли. Эта шакала называется атомным временем . В 1967 г. на Международной конференции по мерам и весам в качестве единицы меры времени была принята атомная секунда , определяемая как «время, равное 9192631770 периодам излучения соответствующего перехода между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133». Продолжительность атомной секунды выбрана так, чтобы она была максимально близка к продолжительности эфемеридной секунды (эфемеридное время – равномерно текущее время, которое мы подразумеваем в формулах и законах динамики при вычислении координат (эфемерид) небесных тел). Атомная секунда является одной из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ).

Шкала атомного времени основывается на показаниях цезиевых атомных часов обсерваторий и лабораторий служб времени нескольких стран мира.

Измерение более длинных интервалов времени

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

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

Неделя , обычно состоящая из 7 дней, не привязана к какому-либо астрономическому событию, однако широко используется как единица времени. Можно считать, что недели формируют независимый календарь, используемый параллельно с различными другими календарями. Предполагают, что продолжительность недели берет начало от округлённой до целого числа дней продолжительности одной из четырёх фаз Луны.

Ещё более крупные единицы времени - век (100 лет) и тысячелетие (1000 лет).

Другие единицы времени

Единица квартал равна трём месяцам (четверть года).

В сфере образования используется единица измерения времени академический час (45 минут), «четверть » (примерно ¼ учебного года), «триместр» (от лат. tri - три, mensis - месяц; приблизительно 3 месяца) и «семестр» (от лат. sex - шесть, mensis - месяц; приблизительно 6 месяцев), совпадающий с «полугодием».

Триместр используется также в акушерстве и гинекологии для указания сроков беременности =трём месяцам.

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

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

План:

1 Сутки, час, минута и секунда
- 1.1 Использование для обозначения времени суток
- 1.2 Использование для обозначения временно́го интервала
- 1.3 Эталонизация
- 1.4 Кратные и дольные единицы
2 Год, месяц, неделя
3 Век, тысячелетие
4 Редкие и устаревшие единицы

Введение

1. Сутки, час, минута и секунда

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

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

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

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

Секунда обозначается «с» (без точки); ранее использовалось обозначение «сек» , которое и поныне часто употребляется в речи (из-за большего удобства в произношении, нежели «с»). Минута обозначается «мин», час - «ч». В астрономии используют обозначения ч , м , с (или h , m , s ) в верхнем индексе: 13 ч 20 м 10 с (или 13 h 20 m 10 s).

1.1. Использование для обозначения времени суток

Отображение времени в часах

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

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

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

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

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

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

1.2. Использование для обозначения временно́го интервала

1.3. Эталонизация

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

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

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

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

1.4. Кратные и дольные единицы

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

2. Год, месяц, неделя

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

В наиболее распространённом григорианском, а также в юлианском календаре за основу принят год. Так как период обращения Земли не равен точно целому числу суток, для более точной синхронизации календаря с движением Земли используются високосные года, продолжительностью 366 дней. Год делится на двенадцать календарных месяцев разной продолжительности (28, 29, 30, 31 день), длительность которых, начало и конец не связаны ни с каким астрономическим событием.

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

В исламском календаре основой является лунный синодический месяц, а год содержит всегда строго 12 лунных месяцев, т. е. около 354 дней, что на 11 дней меньше тропического года. Благодаря этому начало года и все мусульманские праздники происходят каждый год в разное время (относительно дат григорианского календаря).

Неделя, состоящая из 7 дней, не привязана к какому-либо астрономическому событию, однако широко используется как единица времени. Можно считать, что недели формируют независимый календарь, используемый параллельно с различными другими календарями. Предполагают, что продолжительность недели берет начало от округлённой до целого числа дней продолжительности одной из четырёх фаз Луны.

3. Век, тысячелетие

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

4. Редкие и устаревшие единицы

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

В СССР в разное время вместо недели использовались шести- и пятидневки, а также, в целях экономического планирования, пятилетки.

В основном для целей бухгалтерского учёта используется единица квартал, равная трём месяцам (четверть года).

В сфере образования используется единица измерения времени академический час (45 минут). Также в средних школах нередко встречается слово «час» в значении длительности одного урока, то есть 40 минут), «четверть» (примерно ¼ учебного года), примерно равный последней «триместр» (от лат. tri - три, mensis - месяц; приблизительно 3 месяца) и «семестр» (от лат. sex - шесть, mensis - месяц; приблизительно 6 месяцев), совпадающий с «полугодием». Триместр используется также в акушерстве и гинекологии для указания сроков беременности, в этом случае он точно равен трём месяцам.

Иногда встречается единица терция, равная 1/60 секунды.

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

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

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

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

История не в состоянии ответить на вопрос о том, когда люди научились измерять время. Очевидно, первым способам измерения должно было предшествовать развитие абстрактного представления о времени, возникновение потребности измерять его. Нет сомнения, что эти предпосылки появлялись в процессе первичных коллективных действий, в трудовых операциях, связанных с периодическими явлениями природы. Наконец, чтобы измерить время, человек уже должен был уметь считать.

Учет времени, так же как и возникновение счета, можно отнести к разряду конвергентных явлений, т. е. таких, которые возникали независимо друг от друга у разных народов под влиянием сходных условий и требований развивающихся обществ. Судя по совершенству первых календарных систем, появившихся у многих народов уже в период неолита, начальные стадии процесса счета времени следует относить к более ранним периодам. Косвенным подтверждением этому может служить наличие первичного счета в эпоху верхнего палеолита.

Первой единицей измерения времени были сутки любопытный счет дням в VI в. до н.э. у персов описывает Геродот. Царь Дарий, отправляясь в поход на скифов, оставил воинам, охранявшим переправу через Дунай, своеобразный календарь -- ремень с завязанными на нем узлами. Развязывая ежедневно по узлу, воины вели счет дням, прошедшим с начала похода. Оставшиеся узлы означали дни до планируемого возвращения царя. Разумеется, в эпоху Ахеменидов персам были знакомы и более совершенные системы счета времени, но для простых воинов пользование таким первобытным календарем было понятнееВолодомонов Н. Календарь: прошлое, настоящее, будущее. Стр. 99.

Очень рано возник и счет времени по чередованию фаз Луны. Но и оборот. Луны, лунный месяц, -- сравнительно небольшая мера времени. Потребности древней хронологии были удовлетворены с появлением в счете лунного и солнечного годов. Счет дней внутри года, разделенного на двенадцать приблизительно равных периодов (месяцев), позволял создавать простейшие приспособления: деревянные, костяные, керамические таблицы -- календари. У многих народов они сохранялись в быту вплоть до начала XX в., да и наши современные передвижные календарные таблицы восходят к этим простейшим приспособлениям. .

Наряду с портативными приспособлениями в древности создавали и монументальные календарные устройства, своеобразные каменные обсерватории, позволявшие сверять счет времени с астрономическими показателями. Таковы сооружения III тысячелетия до н. э. в Стоунхендже (Англия), каменный календарь близ г. Куско (Перу) и др.

В древности появились и первые способы измерения времени в пределах суток. Само восприятие времени в прошлом значительно отличалось от современного. Сегодня мы привыкли измерять время минутами и секундами, а средневековые часы имели на циферблате только часовую стрелку, минутная появилась в середине XVI в., а секундной еще не знали современники Пушкина.

Различные народы в разные эпохи делили сутки по-разному. Современная система деления их на 24 часа зародилась в Вавилоне, хотя официально ее ввел александрийский астроном Клавдий Птолемей, живший во II в. н.э.

Первые способы измерения времени в течение суток были связаны с Солнцем. Древнейшим и самым простым прибором, позволяющим измерить время по Солнцу, был гномон -- вертикальный столб. По длине отбрасываемой им тени можно было определить время суток. Первое упоминание гномона относится -кVI в. до н. э.

Дальнейшее развитие идеи измерения времени по Солнцу представляет скафис -- солнечные часы, указывающие время направлением тени, отбрасываемой на специальный циферблат вертикальной осью -- стрелкой. Первый скафис был построен жрецом Беросом из Вавилона в III в. до н. э. Усовершенствование скафиса привело к изобретению горизонтальных солнечных часов, в которых осью -- стрелкой служит ребро прямоугольного треугольника, ориентированного острым углом, равным широте места, где установлены часы, на юг.

У народов Азии с глубокой древности использовались песочные часы, где время измерялось количеством песка, пересыпающегося из одного сосуда в другой. Такие часы не связаны с Солнцем, они измеряют определенные небольшие промежутки времени, сосчитав которые можно установить время суток. Для отсчета коротких промежутков времени песочные часы используются в медицине и сейчас.

В Китае применялись так называемые огненные часы, где ход времени определялся равномерным сгоранием специальной свечи. Свечи с часовыми делениями знала и средневековая Европа, а на Руси короткие временные отрезки измеряли количеством сгоревших лучин.

В I тысячелетии до н.э. многие страны применяли водяные часы или "клепсидры". С использованием этих часов связаны сохранившиеся до наших дней латинские обороты речи, звучащие в русском языке как "не надо лить воду", или "с тех пор много воды утекло".

Все описанные системы не отличались точностью, были неудобны, но до определенного времени удовлетворяли общество. Однако с развитием производительных сил, с появлением новых задач возникла потребность в более совершенных способах измерения времени. Важным шагом в этом отношении был переход к механическим часам, первое упоминание о которых встречается в византийских источниках в 578 г. Широкое практическое использование механических (колесных) часов в Европе относится к XI--XII вв. Обычно их устанавливали на башнях ратуш, связывая механизм часов с устройством звона или боя. Недостатком колесных часов была их громоздкость и малая точность хода. В России первые колесные часы были установлены в Московском Кремле в 1404 г. Часы Спасской, башни Кремля установил в 1624 г. при царе Михаиле Федоровиче механик Галловей. В 1706 г. по приказу Петра I они были заменены голландскими курантами, которые действуют и ныне.

Замена в колесных часах приводного груза пружиной позволила создать в началеXVI в. первые портативные экземпляры. Наконец, в 1640 г. Галилей предложил конструкцию маятниковых часов, которые вошли в обиход после смерти ученого 1 .

Маятниковые часы, повысившие точность хода до нескольких секунд в сутки, стали важным орудием в руках ученых, помогли астрономам произвести расчеты, определившие форму и размеры Земли.

Изобретение в середине XVIII в. англичанином Д. Гарисоном хронометра позволило определять точное время не только на суше, но и на море, что очень важно для выяснения долготы местоположения корабля. В большинстве современных бытовых часов используется принцип хронометра.

В настоящее время кварцевые, молекулярные, атомные и другие системы сверхточных устройств используются в специальных научных целях. Современные астрономические часы могут обеспечить точность хода До 0,002 секунд в сутки. Ведутся работы и по дальнейшему усовершенствованию приборов, измеряющих время.

Повседневный распорядок жизни людей земного шара согласован с суточным ходом времени. При этом определение средних солнечных суток связано с конкретным местом наблюдения за кульминациями Солнца. Следовательно, среднее солнечное время имеет разное значение для разных меридианов Земли. Это обстоятельство рождает проблему так называемого местного времени. Поскольку в течение суток небесная сфера совершает полный оборот, а сутки состоят из 24 часов, то в угловых единицах можно вычислить 360°: 24 =15°, т.е. за час небесная сфера совершает поворот на 15°. Значит, два пункта на Земле, отстоящие друг от друга на 15° долготы, будут иметь разницу в местном времени на 1 час.

В 1878 г. канадец С. Флеминг предложил ввести так называемое поясное время. Вся поверхность земного шара условно подразделялась на 24 часовых пояса, ограниченных меридианами, проведенными с интервалом в 15°. Для каждого пояса (от 0 до 23-го) устанавливалось местное время, соответствующее его среднему меридиану. За нулевой принят пояс, средним меридианом которого является гринвичский. Восточнее нулевого лежит первый пояс, затем второй и т. д. Поясное время изменяется скачком на 1 час при переходе из одного пояса в смежный.

Поясное время было принято на Международном астрономическом конгрессе и введено в 1883 г. в Канаде и США, а затем и в европейских странах. В СССР поясное время (от 2 до 12 пояса) было введено постановлением СНК от 17 января 1924 г.

С 1 марта 1957 г. введены границы часовых поясов, следующие не строго по меридиану, а совпадающие с границами краев и областей.

Во многих странах из экономических соображений вводят поправки в поясное время, переводя часы вперед на 1 и более часов. В нашей стране декретом Совнаркома СССР от 16 июля 1930 г. в целях более рационального использования рабочего дня и экономии электроэнергии также было введено так называемое декретное время. Оно опережает поясное на 1 час. Следовательно, если в Гринвиче (нулевой пояс) воемя 20 часов, в Москве (второй пояс) время: 20 + 2=22 часа + 1 декретного времени = 23 часа.

С 1981 г. в дополнение к декретному времени на территории СССР введен ежегодный сезонный перевод стрелок часов (с 1 апреля по 1 октября) на 1 час вперед. Местное время в указанный весенне-летний период будет опережать истинное поясное на 2 часаЯнин В. Л. Хронология. Стр. 28.

С часовыми поясами связана и так называемая линия перемены дат. Новые сутки повсеместно измеряют с полуночи. Чтобы избежать путаницы в счете дней, международным соглашением установлено: меридиан с долготой в 180° (12 часов), разграничивающий западное и восточное полушария Земли, "считать линией перемены дат. На кораблях, пересекающих эту линию с запада на" восток, один и тот же день считают дважды, а на судах, идущих в обратном направлении, пропускают один календарный день.

В теории время представляет собой непрерывно изменяющуюся независимую переменную. Во всех процессах, связанных с движением, время играет роль определяющего параметра, так как записанное в виде выражения х=х(t) – означает, что процесс известен исследователю полностью во все моменты времени. Любое измерение времени означает установление равномерно следующих одна за другой меток, поддающихся счету. Расстояние между двумя такими метками во времени может быть выбрано в качестве единицы времени.

Введение равномерной шкалы времени основывалось на равномерной смене и неизменно вращении звезд и планет, периодической смене дня и ночи, циклической смене времен года и тд.

Точное значение единицы времени требовалось в физических исследованиях атомного ядра и элементарных частиц. Официально принятая единица времени установлена на базе методов атомной физики.

Исторически сложилось деление одной части (часа) на 60 минут, а затем уже в 15 веке, астрономы определяли секунду как 1/60 мин.

Время как физ. величина, измеряемая в процессах контроля или диагностирования, выступает либо в виде фиксируемого момента, соответствующего некоторому событию, либо в виде интервала времени между событиями.

Количественной оценкой в первом случае служит дата времени, а во втором – интервал времени. Естественной системой для измерения времени первоначально служил вращающийся Земной шар. В этой системе секунда определялась как 1/86400 части периода обращения Земли вокруг своей оси (среднесолнечных суток). Однако период вращения Земли вокруг своей оси изменяется по трем причинам:

1. За счет векового постепенного замедления (получено на основании данных по солнечным затмениям). Это привело к увеличению суток на 0,0023 с за каждые 100 лет.

2. За счет периодического (сезонного) изменения продолжительности суток (получено на основании данных по астрономическим измерениям, сопоставленных с астрономическими часами). Что приводит к неточности равной ∼ 0,001 с за год.

3. За счет непериодического (скачкообразного) изменения скорости вращения Земли (получено на основании данных о нерегулярности движения Луны, планет и Солнца). В этом случае ошибка составляет ∼ 0,0034 с.

Поэтому в 1956 г. был сделан переход от секунды, основанной на часах «Вращающаяся вокруг своей оси Земля» к секунде, основанной на часах «Земля, вращающаяся вокруг Солнца». В этой системе значение секунды равно 1/31556925,9747 тропического года.

Тропическим годом называют интервал времени между двумя последовательными прохождениями центра Солнца через точку весеннего равноденствия. Но в этом случае единица времени утрачивает воспроизводимость. В связи с чем, эталонную секунду привязали к продолжительности 1900 г.

Погрешность секунды в последнем случае стала меньше, т.к. она была привязана к году, величине более стабильной, чем сутки. Однако при практической реализации и в этом случае погрешности остаются значительными. Учитывая, что молекулы и атомы некоторых веществ в переменном электрическом поле возбуждаются и изменяют свое энергетическое состояние на резонансной частоте, свойственной только молекулам (атомам) данного вещества, в 1967 г. была принята новая единица измерения времени – атомная секунда. Атомная секунда это интервал времени, в течение которого совершается 1420405751,8 энергетических переходов в атоме водорода. Таким образом, в настоящее время параллельно существуют две системы измерения времени: астрономическая система измерения времени, и атомная система измерения времени, которые дополняют друг друга.

Под шкалой времени понимают непрерывную последовательность интервалов времени определенной длительности, отсчитываемую от начального момента. Шкалу времени можно воспроизвести, наблюдая за периодическим (хронометрическим) процессом протекающим непрерывно.

Мера времени это средство измерения времени, предназначенное для воспроизведения интервалов времени заданной длительности или заданных моментов времени.

К типичным временным величинам относятся период вращения, длительность периода колебания, период полураспада радиоактивного вещества, длительность импульса и др.

Секунда - единственная единица времени, с которой используются приставки СИ для образования дольных и (редко) кратных единиц. В настоящее время секунда определяется следующим образом: секунда равна 9192631770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями (f = 4 и f = 3) основного состояния атома цезия-133 (1967 г.).

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

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

Приборы и устройства времени по функциональным свойствам разделяются на следующие группы:

а) измерители текущего времени, которые позволяют устанавливать час, минуту, сек;

б) измерители интервалов времени (секундомеры, реле времени и т.д.);

в) измерители временных физических характеристик (тахометры, счетчики оборотов);

с) программно-временные датчики интервалов времени (таймеры);

д) датчики равномерной скорости (стабилизаторы частоты вращения двигателей, часовые механизмы самопишущих приборов идр.).

При измерении времени, как правило, используются два основных принципа: принцип периодической хронометрии и принцип апериодической хронометрии.

Основные элементы любого измерителя времени это источник энергии, колебательная система (осциллятор), счетчик, выходное устройство. Процедура измерения времени сводится к счету строго периодической последовательности импульсов, формируемых с помощью колебаний осциллятора.

(часто говорят «день»), отсчитываемые по минимальным полным циклам смены солнечной освещённости (день и ночь). В результате деления суток на меньшие временны́е интервалы одинаковой длины возникли часы , минуты и секунды . Происхождение деления, вероятно, связано с двенадцатеричной системой счисления , которой придерживались древние.Шаблон:Уточнить Сутки делили на два равных последовательных интервала (условно день и ночь). Каждый из них делили на 12 часов. Дальнейшее деление часа восходит к шестидесятеричной системе счисления . Каждый час делили на 60 минут . Каждую минуту - на 60 секунд .

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

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

Использование для обозначения времени суток

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

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

Использование для обозначения временно́го интервала

Эталонизация

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

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

Кратные и дольные единицы

Год, месяц, неделя

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

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

Век, тысячелетие

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

Редкие и устаревшие единицы

В основном для целей бухгалтерского учёта используется единица квартал , равная трём месяцам (четверть года).