В этой статье мы попросили мастера ответить на вопрос: «Что можно измерять часами?», а также дать полезные рекомендации для наших читателей. Что из этого получилось, читайте далее.
В наше время не так-то просто отвечать на детские вопросы. Вот что такое секунда? Попробуйте рассказать ребенку про одну шестидесятую часть минуты, потом про часы, сутки, обороты Земли вокруг своей оси. А он прочитает в Википедии, что секунда — время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. И посмотрит с недоверием: какой такой цезий, что куда переходит, при чем тут вообще время.
Представьте, что все часы в мире остановились, а вам надо договориться с приятелем о встрече. Придется выкручиваться, как в старину, полагаясь на Солнце. «Встречаемся на закате». Плюс-минус час, нестрашно. А можно соорудить солнечные часы — тогда можно назначить время посреди дня. Если, конечно, день выдастся ясным.
Чтобы измерить время, на протяжении всей истории люди искали периодические явления вроде вращения Земли вокруг Солнца. В основе механических часов лежат колебания маятника. На первый взгляд, эти колебания постоянны и зависят только от формы маятника, но это не так. Температура, сопротивление воздуха и другие внешние факторы незаметно сбивают маятник.
В кварцевых часах используется другая закономерность — периодические сжимания и разжимания кристалла под воздействием электричества. Проблема в том, что со временем кристалл теряет свои свойства, и точность измерения падает.
В конце XIX века физики обнаружили, что материя состоит из атомов. В этом микромире тоже бывают периодические колебания, причем извне на них почти ничего не влияет. Но чтобы приспособить их для измерения времени, понадобилось более полувека.
Первые атомные часы были представлены в Национальном бюро стандартов США в 1955 году. Они были размером со шкаф и совсем не походили на те, что вешают на стены или носят на запястье. Ведущий разработчик Льюис Эссен из Национальной физической лаборатории Великобритании применил в их конструкции кварц (в 1938 году он сконструировал кварцевые часы, самые точные на тот момент). Только теперь сжимания и разжимания кристалла зависели от колебаний внутри атома цезия-133.
Чтобы лучше понять принцип действия, вспомним, как устроен атом. В центре находится положительно заряженное ядро, а вокруг него — отрицательно заряженные электроны. Электроны располагаются неравномерно, на разных уровнях. Если придать им больше энергии, например, нагрев вещество, то электроны перескакивают на более высокий уровень. Потом они возвращаются обратно, а излишек энергии рассеивается в виде электромагнитного излучения. У этого излучения есть определенная частота, как у маятника, только почти ничто не может ее исказить. Это-то и придает атомным часам точность.
Изобретение Льюиса Эссена и его коллег стало настоящим прорывом, но тем не менее в 1960 году стандартом было выбрано астрономическое определение секунды как доли времени, за которое Земля делает оборот вокруг Солнца. Только в 1967 году на Генеральной конференции мер и весов одну секунду определили через периоды излучения атомов цезия-133, как настаивали Эссен и его напарник Уильям Марковиц из Военно-морской обсерватории США.
Физики до сих пор совершенствуют атомные часы. Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) регулярно отчитывается о разработке все новых и новых моделей. Их лучшее на сегодняшний день достижение — часы, отстающие на одну секунду за несколько сотен миллиардов лет. Это в разы больше, чем возраст Вселенной. В этом приборе используется уже не цезий, а стронций (есть и аппараты на рубидии или водороде).
Стремление к еще большей точности не блажь. Без атомных часов было бы невозможным развитие систем спутниковой навигации вроде ГЛОНАСС или GPS: расстояние они определяют именно по времени, за которое сигнал проходит от точки на Земле до спутника и обратно. На современных навигационных спутниках установлено по несколько рубидиевых, более компактных атомных часов.
Главные же «заказчики» точных часов по-прежнему астрономы. Огромные расстояния в космосе нельзя измерить линейкой. Чтобы определить, далеко ли планета или астероид, мы можем лишь послать сигнал и засечь время до его возвращения. Погрешность в одну секунду приведет к ошибке на 300 тыс. км. Для новых научных задач потребуется определять время еще точнее — прогресс на этом наверняка не остановится.
Евгения Береснева, научно-популярный сайт «Чердак»
Точное время суток определяется положением Земли относительно Солнца. Поэтому, такие приборы как часы и компас самые точные приборы, с помощью которых можно определить время. А ещё можно определить время с помощью следующего:
- мобильного телефона
- компьютера
- Солнца
- звёзд (в ночное время)
- палки/шеста
- птиц (определённые виды птиц «поют» в определённые часы)
- цветов/растений (путешественники/туристы могут достаточно точно определять время до обеда с их помощью)
Надеюсь, что и участники игры «Сто к одному» вспомнят об этих способов определения времени суток.
Издавна люди владели искусством определять точное время даже тогда, когда не было часов. Есть несколько способов, с помощью которых можно определить время в нашей жизни. Но не все ими владеют.
Часы — (40 баллов) — в том случае, если вы их носите на руке.
Солнце — (80 баллов) — на глаз это можно сделать приблизительно, а вот если сделать солнечные часы, то время по ним определить легко.
Телефон — (120 баллов) — чаще всего мы пользуемся именно им для определения времени.
Радио — (160 баллов) — подойдет для тех, у кого оно есть, например в машине у автомобилистов.
Спросить — (200 баллов) — у прохожих, в транспорте, у коллег по работе.
Звёзды — (240 баллов) — не думаю, что в наше время многие умеют это делать.
Есть много способов определения точного времени и не очень, даже цветы и те по часам открываются и закрываются. В остальных случаях нужно постараться и найти возможность узнать, выяснить точное время, если это нам важно в конкретный момент
В викторине 100 к 1 опрошенные назвали такие ответы:
Часы дадут наиболее точное время — 40 баллов
Солнце тоже некоторая точность и 80 баллов
Телефон если он мобильный, тогда 120 баллов
Радио дождаться сигналов точного времени до 160 баллов
Спросить самое простое, если вы не в пустыне 200 баллов
Звёзды в ночное время, если астроном за 240 баллов
Правильными ответами в сегодняшней игре стали:
-часы — 40 очков, это самый распространенный ответ, они могут быть какими угодно: наручными, настенными, механическими, кварцевыми, с кукушкой и т.д.;
-солнце — 80 очков, этот ответ по популярности оказывается на второй строчке;
-телефон — 120 очков, ведь в каждом мобильном есть часы и самое главное чтобы они правильно показывали;
-радио — 160 очков, хотя сейчас не все им пользуются;
-спросить — 200 очков, можно у прохожих или у коллег по работе;
-звёзды — 240 очков, конечно это можно сделать только в ночное время, это самый редкий ответ, но зато с самыми выгодными начислениями.
Описание презентации по отдельным слайдам:
Урок по окружающему миру во 2 классе «Г» МБОУ СОШ №63 Учитель: Доронина Е.А.
Классические — имеют строгий стандартный дизайн, чаще всего не снабжаются излишними функциями. Сложные часы — часы, имеющие множество дополнительных функций. Спортивные часы — часы для работы при повышенных нагрузках. При изготовлении используют особо прочные материалы и прокладки для защиты от влаги. Как правило, имеют классический дизайн. Хронографы — часы с секундомером. Часовой механизм и секундомер работают независимо друг от друга. Дизайнерские часы — часы от конкретного дизайнера; это больше произведение искусства, нежели часовой прибор. Ювелирные часы — предмет роскоши, один из видов дизайнерских часов. Для изготовления используют золото, платину и прочие драгоценные металлы. Для оформления используют драгоценные камни. Женские часы — часы, созданные специально для женщин, основная задача которых быть частью гардероба. В женских часах более важна красота, чем функциональность и надёжность.
По механизму измерения: солнечные часы; огненные часы; песочные часы; водяные часы; механические часы; камертонные часы; кварцевые часы; электронные часы; астрономические часы; атомные часы.
По размерам и портативности: карманные часы; наручные часы; каретные часы; настольные часы; настенные часы; напольные часы; башенные часы.
Солнечные часы один из самых древних видов часов. Солнечные часы состоят из циферблата и стержня, установленного в центре циферблата. При перемещении солнца по небу тень от стержня движется по циферблату, показывая точное время.
Песочные часы Два сосуда, соединенных узкой горловиной, через которую песок из верхнего сосуда перемещается в нижний. Песочные часы предназначены для измерения ограниченного отрезка времени – от нескольких секунд до нескольких часов или суток (в зависимости от размера часов).
Маятниковые часы Изобретены в 17 веке Х. Гюйгенсом. Точность хода обеспечивается колебаниями маятника, в качестве источника энергии выступает спираль.
Кварцевые часы Самый распространенный в мире вид часов. Основными элементами кварцевых часов являются электронный блок и пошаговый электродвигатель, а также источник питания – батарейка. На кварцевый кристалл подается электрический ток, в результате чего кристалл с определенной периодичностью сокращается, посылая сигнал на счетчик импульсов. Последний, в свою очередь, воздействует на электромеханический преобразователь (если часы со стрелками) или электрооптическую систему (если часы цифровые).
Часы, работающие от электронного генератора. В основе работы электронных часов лежит микросхема, «питающаяся» от сети или батареек. Как правило, в качестве циферблата таких часов выступает дисплей. Разновидностью электронных часов являются электронно-механические, имеющие тот же принцип работы, но время указывается на циферблате стрелками.
Водянные часы Считается, что самым старым водяным часам около трех с половиной тысяч лет. Они были найдены в древнем Египте, в храме бога Аммона . На алебастровой чаше была высечена шкала с двенадцатью делениями. Мерой часа была толщина пальца или 18,75 миллиметра. Такие часы делились на ”часы истечения” и “часы пребывания”. Время в буквальном смысле истекало по капле из отверстия в дне сосуда или же наполняло его. Греки называли свои водяные часы «клепсидрой» — похитительницей воды. По солнечным часам время можно было определять только днем, а ночью им на замену приходила клепсидра.
Огненные часы можно разделить на три основных вида: 1.Лампадные. В лампаду наливалось масло и вставлялся фитиль. Причем количество масла и длина (толщина) фитиля зависели от нужного времени горения лампады. Такие часы были популярны у рудокопов (и лампа , и часы — удобно).
2.Свечные часы. были популярны в Китае. Сами часы представляли собой свечу в виде спирали. Такие палочки, разделенные насечками на секции (были призваны обозначать определенные промежутки времени) могли гореть месяцами. Могли использоваться в качестве будильника (на определенной насечке вешали металлический шарик на веревочке; огонь доходил до нужной насечки, веревочка перегорала, шарик падал в специальную посудину, издавая шум).
3.Фитильные часы. Металлический фитиль завертывали в оболочку (деготь+опилки). К фитилю крепили шарики на веревочках. Веревочки перегорали через определенные промежутки времени, шарики с грохотом падали. Это говорило о том, что прошел определенный промежуток времени (например, час).
Так как у различ-ных растений цветки открываются и закрывают-ся в различную пору дня, то можно так подо-брать растения, что по их цветению можно приблизительно узна-вать время дня.
Направление движение стрелок часов «по часовой стрелке» и «против часовой стрелки» используется для указания направления кругового движения. Традиционное направление движения часовой стрелки совпадает с направлением, в котором движется тень горизонтальных солнечных часов, расположенных в северном полушарии Земли. Однако, существуют часы, у которых стрелки движутся «против часовой стрелки» (как у солнечных настенных). На циферблатах с римскими цифрами четвёртый час иногда обозначают как IIII вместо IV. На рекламе стрелочных часов обычно около 10:10 или 8:20. Это делается для того, чтобы стрелки не закрывали название. Кроме того, время 10:10 на часах в витрине напоминают улыбочку (смайлик), что положительно влияет на лояльность покупателя. Интересные факты
Условный циферблат часов часто используется при ориентировании на местности для указания цели, маршрута или направления при взаимодействии подразделений (как правило американской армии) или отдельных наблюдателей. Направление объекта (или маршрута) указывается цифрой циферблата, угловому значению которого он соответствует относительно положения наблюдателя, как если бы циферблат представлялся горизонтально, его центр совпадал с наблюдателем, а 12 часов указывало текущее направление движения (или взгляда) самого наблюдателя. Так, объект находящийся строго справа, будет обозначен как «на 3 часа». После указания направления добавляется цифра, характеризующая расстояние до объекта. В Москве XVII века на часах Спасской башни двигалась не единственная часовая стрелка, а циферблат.
Меры измерения времени Секундой называют единицу измерения времени, которая равна 1/60 минуты; временной промежуток такой длительности. Минута — единицаизмерения времени. По современному определению, минута равна 60 секундам Час— единица измерения времени. По современному определению, час равен 3600 секундам или 60 минутам. Астрономический час = 60 минутам.
Возможно у Вас есть свои мнения на тему «Что можно измерять часами»? Напишите об этом в комментариях.
Загрузка...