Вимірювання часу

§ 3. Вимірювання часу та календар

1.Вимірювання часу

Час є філософською, фізичною та соціальною категорією, тому задача точного вимірювання часу є однією з найважливіших проблем сучасної науки. З нашого досвіду відомо, що час “тече” рівномірно, подібно до води в спокійній, тихій річці. За цим принципом були в давнину сконструйовані водяні та пісочні годинники. З часом був створений механічний годинник, дія якого основана на принципі періодичних коливань маятника, що довго може зберігати сталим період своїх коливань. Принцип дії

найточніших сучасних електронних годинників базується на використанні коливань в електромагнітному полі кристалів або навіть окремих молекул. Хоча годинники протягом віків змінювали вигляд (рис. 3.1, 3.2) і збільшувалась точність вимірювань, деякі одиниці для визначення часу залишилися одними й тими самими – рік та доба, бо вони пов’язані з рухом Землі навколо Сонця та її обертанням навколо своєї осі.

Для визначення кутової швидкості обертання Землі орієнтирами можуть служити небесні світила

– Сонце, зорі та інші небесні світила. Тому і використовують дві системи відліку часу – зоряний час і сонячний час. Зоряний час переважно використовують астрономи, а в повсякденному житті всі люди застосовують тільки сонячний час. Проміжок часу, за який Земля робить повний оберт навколо своєї осі відносно Сонця, називають сонячною добою. Доба поділяється на 24 години. За традицією початок сонячної доби (0 год) настає опівночі.

Сонячний час у певному місці, або місцевий час, можна визначити за допомогою сонячного годинника – звичайної палички, тінь від якої допоможе приблизно виміряти місцевий час. Місцевий полудень – 12 година за місцевим часом – настає о тій порі, коли триває верхня кульмінація Сонця,- тоді тінь від палички найкоротша (див. §2).

Сонячна доба – час, за який Земля робить повний оберт навколо своєї осі відносно Сонця.

1 год = 1/24 доби

1 год=60 хв = 3600 с

 Вимірювання часу

Рис. 3.1. Старовинний сонячний годинник

 Вимірювання часу

Рис. 3.2. Перший атомний годинник

У повсякденному житті користуватись місцевим часом незручно, бо в кожній точці на поверхні Землі він різний, і ми, переїжджаючи від одного місця до іншого, мусили б постійно переводити стрілки годинника на кілька хвилин. Ця проблема усувається, якщо користуватись поясним часом, який запровадили в кінці XIX ст. Землю поділили меридіанами на 24 годинні пояси і домовились, що всі годинники в одному поясі будуть показувати однаковий час, який дорівнює місцевому часу середнього меридіана (рис. 3.3). Мандрівники переводять годинники на одну годину тільки у випадку, коли вони перетинають межу відповідного поясу.

Нульовий пояс проходить через Гринвіцький меридіан, тому годинники у Великій Британії показують місцевий час Гринвіцького меридіана – цей час називають всесвітнім часом. У сучасних мобільних телефонах місцевий час нульового поясу позначають GMT (з англ. Гринвіцький середній час). Західна Європа живе за часом першого поясу, який на 1 годину випереджає всесвітній.

 Вимірювання часу

Рис. 3.3. Годинні пояси. Земля поділена на 24 пояси, у кожному з яких всі годинники показують однаковий час. Переїжджаючи з одного поясу в інший, мандрівники переводять стрілки годинників на ціле число годин

Місцевий час визначається за допомогою сонячного годинника. Кожний меридіан має свій місцевий час

Поясний час дорівнює місцевому часу середнього меридіана відповідного поясу.

Всесвітній час (англ. UT) – місцевий час Гринвіцького меридіана. Всесвітній час застосовують в астрономи для визначення моментів різних космічних подій.

Київський час – час другого поясу, який на 2 години випереджає всесвітній час мешканці (київський час), випереджає всесвітній час на 2 години. Якщо поїхати на захід, до Польщі, то стрілки наших годинників треба перевести на 1 годину назад, а якщо подорожувати на схід, до Росії, наприклад до Москви,- то на 1 годину вперед.

Різниця між місцевим і київським часом визначається різницею географічних довгот Києва та місця спостереження. Наприклад, ми хочемо визначити різницю між київським і місцевим часом у Харкові. Довгота Харкова Хх = 36° = 2 год 25 хв, довгота Києва Хк =30° = 2 год 00 хв. Тобто місцевий час у Харкові на 25 хвилин попереду київського часу, тому взимку Сонце у Харкові кульмінує приблизно об 11 год 35 хв за київським часом.

На меридіані з довготою 180° проходить лінія зміни дат. Для тих, хто її перетинає, є можливість подорожувати не тільки в просторі, а й у часі. Наприклад, якщо летіти з Азії на схід, в Америку, 1 січня, то наступний день теж буде 1 січня, тобто виникає на перший погляд фантастична можливість прожити той самий день двічі. Зате коли пасажири летять у зворотному напрямку, з Америки на захід, в Азію, то протягом перельоту за кілька годин можна прожити 2 доби – після 1 січня зразу настане 3 січня.

Для допитливих

Весною, в останню неділю березня, всі годинники більшості країн Європи переводять на 1 годину вперед, запроваджується так званий літній час, тому влітку київський час буде випереджати місцевий час усіх міст України. Фактично, Західна Європа переходить на київський час, а Україна – на московський. Наприклад, улітку місцевий час навіть на сході України, в Луганську, відстає від київського на 23 хв, і полудень на Луганському меридіані настає о 12 год 23 хв за київським часом. Правда, не в усіх країнах світу переводять стрілки годинника на літній час. Нема сенсу вводити літній час у тропічній зоні, бо там тривалість дня протягом року майже однакова – 12 год. У Росії на значній території тривалість літнього дня перевищує 20 год, тому там теж відмовились від переводу стрілок годинника. З березня 2011 року в Росії ввели постійний літній час, тому московський час взимку буде випереджати київський на 2 години.




Вимірювання часу