Zaman kavramı uzunluk ve kütle kavramından daha karmaşıktır. Günlük hayatta bir olayı diğerinden ayıran şey zamandır. Matematik ve fizikte zaman, skaler bir nicelik olarak kabul edilir, çünkü zaman aralıkları uzunluk, alan ve kütleye benzer özelliklere sahiptir.
Zaman dilimleri karşılaştırılabilir. Örneğin bir yaya aynı yolda bisikletliye göre daha fazla zaman harcayacaktır.
Zaman dilimleri eklenebilir. Yani bir enstitüdeki bir ders, okuldaki iki dersle aynı süreyi kapsıyor.
Zaman aralıkları ölçülür. Ancak zamanı ölçme işlemi uzunluk, alan veya kütleyi ölçme işleminden farklıdır. Uzunluğu ölçmek için bir cetveli noktadan noktaya hareket ettirerek tekrar tekrar kullanabilirsiniz. Birim olarak alınan süre yalnızca bir kez kullanılabilir. Bu nedenle zaman biriminin düzenli olarak tekrarlanan bir süreç olması gerekir. Uluslararası Birimler Sistemindeki böyle bir birime ikinci denir. İkincisinin yanı sıra diğer zaman birimleri de kullanılır: dakika, saat, gün, yıl, hafta, ay, yüzyıl. Yıl, gün gibi birimler doğadan alınmış, saat, dakika, saniye ise insan tarafından icat edilmiştir.
Bir yıl, Dünyanın Güneş etrafında dönmesi için geçen süredir. Bir gün, Dünyanın kendi ekseni etrafında döndüğü süredir. Bir yıl yaklaşık 365 günden oluşur. Ancak bir insanın hayatındaki bir yıl, birkaç günden oluşur. Bu nedenle her yıla 6 saat eklemek yerine her dört yılda bir tam gün ekliyorlar. Bu yıl 366 günden oluşuyor ve yüksek yıl olarak adlandırılıyor.
Eski Rusya'da haftaya hafta denirdi ve Pazar, hafta içi bir gündü (iş olmadığında) veya sadece bir haftaydı, yani. bir dinlenme günü. Haftanın sonraki beş gününün adları Pazar gününden bu yana kaç gün geçtiğini gösterir. Pazartesi - haftanın hemen ardından, Salı - ikinci gün, Çarşamba - sırasıyla orta, dördüncü ve beşinci günler, Perşembe ve Cuma, Cumartesi - işlerin sonu.
Bir ay çok kesin bir zaman birimi değildir; otuz bir günden, otuz ve yirmi sekizden, yirmi dokuzdan yüksek yıllardan (günlerden) oluşabilir. Ancak bu zaman birimi eski çağlardan beri mevcuttur ve Ay'ın Dünya etrafındaki hareketi ile ilişkilidir. Ay, Dünya etrafında yaklaşık 29,5 günde bir devrim yapar ve bir yılda yaklaşık 12 devrim yapar. Bu veriler, eski takvimlerin oluşturulmasına temel oluşturdu ve bunların yüzyıllarca süren gelişiminin sonucu, bugün kullandığımız takvimdir.
Ay, Dünya etrafında 12 devir yaptığından, insanlar yılda tam devir sayısını (yani 22) saymaya başladılar, yani bir yıl 12 aydır.
Günün 24 saate modern bölünmesi de eski çağlara dayanıyor, Eski Mısır'da tanıtıldı. Dakika ve saniyenin Antik Babil'de ortaya çıktığı ve saatte 60 dakika, dakikada 60 saniye olduğu gerçeği Babilli bilim adamlarının icat ettiği altmışlık sayı sisteminden etkilenmiştir.
12.3. Göreli etkiler
12.3.1. Kütle, uzunluk ve zaman aralığındaki değişim
Lorentz dönüşümlerinden, uzunlukta bir azalma, zaman aralıklarında bir değişiklik, kütlede bir artış vb. gibi bir dizi spesifik etki ortaya çıkar. ışık hızına yakın hızlarda hareket ederken.
Göreli kütle artışı: Hareketli bir referans çerçevesindeki bir parçacığın kütlesinin her zaman, parçacığın hareketsiz olduğu referans çerçevesindeki aynı parçacığın kütlesinden daha büyük olduğu ortaya çıkar:
burada m 0 parçacığın hareketsiz olduğu referans çerçevesindeki kütlesidir; m, parçacığın göreceli v hızıyla hareket ettiği referans çerçevesindeki parçacığın kütlesidir; c, ışığın boşluktaki hızıdır, c ≈ 3,0 ⋅ 10 8 m/s.
Göreli uzunluk azalması: Hareketli bir referans çerçevesindeki bir nesnenin boylamasına boyutu her zaman aynı nesnenin, nesnenin hareketsiz olduğu referans çerçevesindeki boylamsal boyutundan daha küçük olduğu ortaya çıkar:
burada l0, nesnenin hareketsiz olduğu referans çerçevesindeki boylamasına (hareket hızı yönü boyunca) boyutudur; l, nesnenin göreceli bir v hızıyla hareket ettiği referans çerçevesindeki nesnenin boylamasına boyutudur; c, ışığın boşluktaki hızıdır, c ≈ 3,0 ⋅ 10 8 m/s.
Nesnenin enine boyutunun (hareket yönüne göre) değişmediğine dikkat edilmelidir.
Zaman aralığındaki göreceli artış: hareketli bir referans çerçevesindeki olaylar arasındaki zaman aralığı, sabit bir referans çerçevesindeki aynı aralıktan her zaman daha büyüktür:
burada τ 0, saatin hareketsiz olduğu referans çerçevesinde saatin yanından geçen zaman aralığıdır; τ, saatin göreli bir v hızıyla hareket ettiği referans çerçevesinde saatin yanından geçen zaman aralığıdır; c, ışığın boşluktaki hızıdır, c ≈ 3,0 ⋅ 10 8 m/s.
Kendi referans çerçevesi- bir parçacığın, nesnenin veya saatin hareketsiz olduğu bir referans sistemi; kendi referans çerçevesi - bir parçacık, nesne veya saatle ilişkili referans çerçevesi.
Sorunları çözerken doğru referans sistemini seçmelisiniz:
1. Parçacığın göreceli bir hızda hareket etmesine izin verin ve gözlemci Dünya'da olsun; dinleniyor. Parçacıkla ilişkili referans çerçevesinde parçacık hareketsizdir; bu nedenle, parçacığın kendi referans çerçevesindeki kütlesi m 0'a eşittir ve gözlemcinin referans çerçevesinde - m, çünkü gözlemciye göre parçacığın göreli bir hızı v vardır (m > m 0 olduğundan, o zaman Dünya üzerinde bulunan gözlemciye göre, parçacık kütlesi artar).
2. Parçacığın göreceli hızla hareket etmesine izin verin ve gözlemci Dünya'da olsun; dinleniyor. Parçacıkla ilişkili referans çerçevesinde parçacık hareketsizdir; bu nedenle, bir parçacığın kendi referans çerçevesindeki ömrü τ 0'a ve gözlemcinin referans çerçevesinde - τ'ya eşittir, çünkü gözlemciye göre parçacığın göreceli bir hızı v vardır (τ > τ 0'dan beri, o zaman göreli olarak Dünya üzerinde bulunan gözlemci, parçacık ömrü artar).
3. Nesnenin göreceli hızla hareket eden bir roketin içinde olmasına ve gözlemcinin Dünya'da olmasına izin verin, yani. dinleniyor. Roketle ilişkili referans çerçevesinde nesne hareketsizdir; bu nedenle, nesnenin kendi referans çerçevesindeki boyutu l 0'a ve gözlemcinin referans çerçevesinde - l'ye eşittir, çünkü gözlemciye göre nesnenin göreceli bir hızı v vardır (çünkü l< l 0 , то относительно наблюдателя, находящегося на Земле, nesnenin boyutu küçültülür).
Örnek 3. Belirli bir cetvel bir roketin içindedir ve seçilen koordinat eksenine 60° açıyla yerleştirilmiştir. Roket, belirlenen koordinat ekseni yönünde 0,60c'ye eşit (c ışık hızıdır) göreli bir hızla Dünya'dan uzaklaşmaya başlar. Dünya ile ilişkili referans çerçevesindeki roketin hareket yönüne göre cetvelin dönme açısını bulun.
Çözüm . Cetvel rokete göre hareketsizdir, bu nedenle kendi referans çerçevesini roketle ilişkilendirmeniz tavsiye edilir. Şek. ve şunları tasvir eder: roketle ilişkili bir koordinat sistemi; cetvel (uzunlamasına l ||0 ve enine l ⊥0 boyutları); roketin hızının yönü.
Kendi referans sistemindeki cetvel aşağıdaki boyutlara sahiptir:
- boyuna (hareket yönü boyunca) -
l ||0 = l 0 cos 60°;
- enine (harekete dik yönde):
l ⊥0 = l 0 sin 60°,
burada l 0 roketle ilişkili referans çerçevesindeki cetvelin boyutudur.
Dünya ile ilişkili referans çerçevesinde cetvel roketle birlikte hareket eder. Şek. b şunu gösterir: Dünya ile ilişkili bir koordinat sistemi; cetvel (uzunlamasına l || ve enine l ⊥ boyutları); Cetvelin roketin Dünya ile ilişkili referans çerçevesindeki hareket yönü ile yaptığı β açısı.
Belirtilen referans sistemindeki cetvel aşağıdaki boyutlara sahiptir:
- boyuna -
ben |
- |
= ben |
|
0 1 - v 2 c 2;
enine -
ben ⊥ = ben ⊥0 ,
burada v roket hız modülüdür, v = 0,6 s; c ışığın boşluktaki hızıdır.
Cetvelin boyuna boyutu azalır, ancak enine boyut değişmeden kalır.
Cetvelin Ox ′ koordinat ekseniyle yaptığı açı formülle belirlenir
ten rengi β = l ⊥ l |
|
= ben |
|
0 1 - v 2 c 2 l ⊥ 0 = l 0 çünkü 60 ° 1 - v 2 c 2 l 0 günah 60 ° = 1 - v 2 c 2 tg 60 ° = 3 3 1 - v 2 c 2 .
Hesaplama β açısının değerini verir:
β = arktan(2,165) = 65°.
Dünya ile ilişkili referans çerçevesindeki roketin hareket yönüne göre cetvelin dönme açısı:
γ = β − α = 65° − 60° = 5°.
Örnek 4. Yer koşulları altında yoğunluğu 7,80 g/cm3 olan bir malzemeden bir çubuk yapılıp bir rokete yerleştirilmiştir. Roket 0,70c hızla hareket eder (c, ışığın hızıdır) ve çubuk, roketin içinde hareket yönü boyunca bulunur. Yerdeki bir gözlemcinin hesaplamalarına göre çubuk malzemesinin yoğunluğundaki artışı bulun.
Çubuğun kesit alanı her iki referans sisteminde de aynıdır.
Yoğunluk oranı
ρ ρ 0 = m l 0 S m 0 l S = m l 0 m 0 l
Dünya ile ilişkili referans çerçevesindeki çubuğun yoğunluğu için bir ifade verir:
ρ = ρ 0 m l 0 m 0 l .
Dünyevi bir gözlemci için çubuğun uzunlamasına boyutu azalır:
l = l 0 1 - v 2 c 2 ,
ve çubuğun kütlesi artar:
m = m 0 1 - v 2 c 2 ,
burada v roket hızıdır, v = 0,70c; c ışığın boşluktaki hızıdır.
Yoğunluk ifadesinde m, l ve v'yi değiştirmek aşağıdaki formülü verir:
ρ = ρ 0 l 0 m 0 l 0 1 − v 2 c 2 ⋅ m 0 1 − v 2 c 2 = ρ 0 1 − v 2 c 2 = ρ 0 1 − (0,7 c) 2 c 2 = ρ 0 0,51 .
Yoğunlukta istenen değişiklik:
Δ ρ = ρ − ρ 0 = ρ 0 (1 0,51 − 1) = 49 51 ρ 0 .
Hesaplayalım:
Δ ρ = 49 ⋅ 7,8 ⋅ 10 3 51 = 7,5 ⋅ 10 3 kg/m3 = 7,5 g/cm3 .
Çubuğun yapıldığı malzemenin yoğunluğu, yeryüzündeki bir gözlemciye göre 7,5 g/cm3 artar.
Örnek 5. Dünya'dan göreceli olarak 0,80c hızla (c ışık hızıdır) uzaklaşan bir roketin içine bir saat yerleştirilmiştir. Roket saatinden 10,0 gün geçerse Dünya'daki ve roketteki saat okumaları arasındaki farkı bulun.
Çözüm . Saat, rokete göre hareketsizdir, dolayısıyla kendi referans çerçevesini roketle ilişkilendirmek tavsiye edilir.
Kendi referans sisteminde (roket) bulunan saate göre τ 0 = 10 gün kadar bir süre geçmektedir.
Dünya ile ilişkili referans çerçevesinde formülle belirlenen bir süre geçer.
τ = τ 0 1 - v 2 c 2 ,
burada v roket hızıdır, v = 0,80c; c ışığın boşluktaki hızıdır.
Saat okumalarında istenen fark, farkla belirlenir.
Δ τ = τ - τ 0 = τ 0 (1 1 - v 2 c 2 - 1)
ve miktarı
Δ τ = 10 ⋅ 24 ⋅ (1 1 − (0,8 s) 2 s 2 − 1) = 10 ⋅ 24 ⋅ 0,4 0,6 = 160 saat.
Dünya'da bu, rokettekinden 160 saat daha fazla zaman alacak.
Duran ve hareketli referans çerçevelerinde bir çubuğun uzunluğunun ölçülmesi sorununu ele alalım. Çubuk gözlemciye göre hareketsizse, o zaman Ölçeği basit bir şekilde birleştirerek çubuğun uzunluğunu ölçebilirsiniz.çubuğun başlangıcı ve sonu. Bu şekilde ölçülen uzunluğa çubuğun gerçek uzunluğu denir ve belirtilir. Bu, herhangi bir doğrusal boyuttaki cismin sıradan deneysel ölçümlerinden elde ettiğimiz uzunluktur.
Şimdi gözlemcinin hareketsiz bir S eylemsiz çerçevesinde bulunduğunu ve bu çerçevenin X eksenine paralel bir çubuğun X ekseni boyunca v hızıyla hareket ettiğini varsayalım. Böyle bir gözlemci hareketli bir çubuğun l uzunluğunu nasıl ölçebilir?
Uzunluğun ölçülmesine ilişkin alışılagelmiş yöntem burada artık uygun değildir. Bunu yapabilirsiniz: Sistemindeki saate göre zamanın bir noktasında hareketsiz olan bir gözlemci referans S, x1 ve x2 çubuğunun başlangıç ve bitiş konumlarını işaretler (Şekil 36.3) ve ardından sabit referans çerçevesindeki hareketli çubuğun uzunluğu olan bu işaretler l arasındaki mesafeyi ölçer.
Görelilik teorisine göre:
l = l 0 √(1 – v 2 /c 2). (36.1)
Bu nedenle, çubuğun uzunluğunu ölçmenin sonuçları görecelidir ve referans sisteme göre hareketinin v hızına bağlıdır; uzunluk her zaman kendi uzunluğundan daha az olduğu ortaya çıkıyorl 0 (faktör √(1 -v 2 /c 2) birden az tsy) ve herhangi bir referans sistemine göre çubuğun hareket hızı ne kadar büyükse, bu sistemde ölçülen uzunluğu da o kadar az olur.
Ancak çubuk 90° döndürülürse, yani X eksenine ve hareket yönüne dik olarak konumlandırılırsa çubuğun uzunluğu l 0'a göre değişmeyecektir. Böylece, hareketli bir cismin boyutları ölçülürken, cismin hareket yönü boyunca boyutları azaltılır.
Bu etkinin göreceli olduğunu da belirtelim. Yani, eğer bir metre cetveli eylemsizlik çerçevesi S'de sabitse ve diğeri de S'de sabitse S sistemi ve bu eylemsiz sistemler S'ye göre hareket eder Birbirine v hızıyla hareket ederse, biri S sistemiyle, diğeri S sistemiyle ilişkili iki gözlemcinin her biri için ona göre hareket eden cetvel kısalmış görünecektir.
Şimdi zaman aralıklarının göreliliği sorununu ele alalım. Daha önce iki modelde aynı ideal saatlerin olduğunu görmüştük. Hareketli eylemsiz referans sistemleri birbirlerine göre asenkrondurlar.
Bir gözlemcinin hareket eden bir vagonda olmasına ve vagona göre sabit bir saate sahip olmasına izin verin. Arabayla ilişkili referans sistemine S' diyeceğiz. Başka bir gözlemcinin ve onun saatinin Dünya'ya göre hareketsiz olmasına izin verin ve trenin v hızıyla hareket etmesine izin verin. Dünya S ile ilişkili referans çerçevesini çağıracağız.
Şimdi şunu varsayalım: zamandaki noktat` 1 (Şekil 36.4, a) arabada bir ampul yandı (belirli bir olay meydana geldi) ve o anda t` 2 (Şekil 36.4, b) ışık söndü (yeni bir olay meydana geldi). Vagondaki bir gözlemci için bu iki olay uzayda aynı noktada (fayda) fakat t'1 ve t'2 zamanlarının farklı anlarında meydana geldi.
Her iki olayın da uzayda aynı noktada meydana geldiği bir referans sistemi için iki olay arasındaki zaman aralığına uygun zaman aralığı T0 denir. Dolayısıyla arabadaki gözlemci için t` 2 - t` 1 =T 0 . İçin Dünyadaki bir gözlemciye göre, bu olayların her ikisi de uzayın farklı noktalarında ve zamanın farklı noktalarında meydana geldi.t 1 veona göre t 2 saat. Nitekim ampul uzayda bir yerde yandı ve başka bir yerde söndü, çünkü yanarken araba Dünya'ya göre bir miktar mesafe kat etmişti. Dünyadaki bir gözlemci için bu olaylar arasındaki zaman aralığı t 2 -t 1 = T olacaktır. Görelilik teorisinde şunu kanıtlanmıştır:
T = T 0 /√(1 – v 2 /c 2). (36.2)
(36.2)'den açıkça görülüyor ki T 0<Т, т. е. интервал собственного времени меньше. Таким образом, по измерениям, произведенным наблюдателями в разных системах, медленнее идут часы в той инерциальной системе, для которой события происходят в одной точке пространства.
Eğer bir gözlemci bir istasyondaysa ve hareket eden bir vagonda meydana gelen olayları takip ediyorsa, o zaman ona göre vagondaki saat kendisininkinden daha yavaş çalışır, yani saatine göre vagondaki iki olay arasında daha fazla zaman geçer. vagondaki saate göre. Gözlemci hareketli bir vagondaysa ve olayları takip ediyorsa, istasyonda oluyorsa, ona göre istasyondaki saat vagondaki saatten daha yavaş çalışır, yani aralık istasyondaki iki olay arasındaki süre, onun saatine göre istasyondaki saate göre daha uzundur. Her gözlemcinin bakış açısından, kendisine göre hareket eden saat, kendi saatine göre ritmini yavaşlatır.
Zaman aralıklarının göreceli doğası burada açıkça görülmektedir, çünkü bu gözlemcilerden her biri diğer gözlemcinin saatinin kendi saatinin gerisinde olduğuna inanmaktadır.
Zaman aralıklarının seçilen referans sistemine bağımlılığı deneysel olarak keşfedildi. Bir örnek verelim. Dünyanın atmosferi, çok yüksek hızlarda hareket eden parçacık akışından oluşan kozmik ışınlara sürekli olarak maruz kalmaktadır. Bu parçacıklar üst atmosferde atmosferik nitrojen veya oksijen atomlarıyla çarpıştığında π mezonları oluşur. Kararsızdırlar ve çok kısa bir süre için var olurlar (ömürleri çok kısadır).
Büyük hızlandırıcılar kullanılarak yapay yöntemlerle π-mezonların elde edilmesi de mümkündür. Laboratuvarlarda bu π mezonların ortalama ömrü, yani görünümleri ile bozunmaları arasındaki ortalama zaman aralığı belirlendi. Bu yapay π-mezonların hareket hızı düşüktür, c'den çok daha azdır. Bu nedenle, bulunan şeyin olduğunu varsayabiliriz. deneysel olarak, T 0 ömrü π mezonunun asıl ömrüdür. Çok kısa olduğu ortaya çıktı, mikrosaniyenin yüzde biri mertebesinde! T 0 =2*10 -8 sn. Sonuç olarak, eğer π-mezon ışık hızına yakın bir hızda bile uçuyorsa, bu süre zarfında l=сT 0 =3*10 8 m/s*2 olduğundan, 6 m'den fazla uçma süresi olmayacaktır. *10 -8 sn =6 m.
Ancak π mezonları Dünya yüzeyine yakın keşfedildi, yani atmosfere nüfuz ederler ve Dünya yüzeyine ulaşırlar, çürümeden yaklaşık 30 km'lik bir mesafeye uçarlar. Bu, zaman genişlemesiyle açıklanmaktadır: her π-mezonun kendi ömrü T 0 tarafından belirlenen kendi saatini taşıyor gibi görünmektedir; ancak Dünya'daki bir gözlemci için T π-mezonun ömrünün çok daha uzun olduğu ortaya çıkar; 6 formülüne (36.2) göre, çünkü π mezonunun hızı gerçekten ışık hızına yakındır.
Bu gerçek, o'ya yakın bir hızla hareket eden bir π-mezon için farklı şekilde sunulabilir; Dünya'nın uzunlukları, (36.1) formülüne göre π-mezonun ve Dünyanın göreceli hareketi yönünde güçlü bir şekilde sıkıştırılmış olarak ortaya çıkar. . Başka bir deyişle, π-meson T 0'ın kendi ömrünü hesaba katarsak, o zaman dünyevi mesafeler referans sistemde ölçülmelidir., bu π-mezonla ilişkilidir.
Bu örnek, “ölçü” kavramının tek başına mutlak bir anlam ifade etmediğini, mesafeyi veya zamanı ifade eden sayıların mutlak bir anlamı olmadığını ve yalnızca belirli bir referans çerçevesinde anlam kazandığını açıkça göstermektedir.
Fiziksel anlamı olan en kısa zaman dilimi Planck zamanı olarak adlandırılır. Bu, ışık hızında hareket eden bir fotonun Planck uzunluğunu aşması için gereken süredir. Planck uzunluğu ise temel fiziksel sabitlerin (ışık hızı, yer çekimi sabiti ve Planck sabiti) ilişkilendirildiği bir formül aracılığıyla ifade edilir. Kuantum fiziğinde Planck uzunluğundan daha kısa mesafelerde sürekli uzay-zaman kavramının uygulanamayacağına inanılmaktadır. Planck zamanının uzunluğu 5,391 16 (13) 10-44 saniyedir.
Greenwich Tüccarları
Londra'daki ünlü Greenwich Gözlemevi'nin bir çalışanı olan John Henry Belleville, 1836'da zamanı satma fikrini ortaya attı. İşin özü, Bay Belleville'in saatlerini her gün en doğru gözlemevi saatleriyle kontrol etmesi ve ardından müşterilerini dolaşması ve para karşılığında saatlerinde tam zamanı ayarlamalarına izin vermesiydi. Hizmet o kadar popüler oldu ki, hizmeti 1940 yılına kadar, yani BBC'nin ilk yayın zamanı sinyallerinden 14 yıl sonra sağlayan John'un kızı Ruth Belleville'e miras kaldı.
Çekim yok
Modern sprint zamanlama sistemleri, hakemin tabancayla ateş ettiği ve kronometrenin manuel olarak çalıştırıldığı günlerden bu yana çok yol kat etti. Sonuç, artık insanın tepki süresinden çok daha kısa olan saniyenin kesirleri kadar bir süreyi kapsadığından, elektronik her şeye hükmediyor. Tabanca artık bir tabanca değil, herhangi bir piroteknik içermeyen, tam başlangıç zamanını bilgisayara ileten hafif gürültülü bir cihazdır. Ses hızı nedeniyle bir koşucunun başlangıç sinyalini diğerinden önce duymasını önlemek için “atış” koşucuların yanına kurulan hoparlörlere yayınlanır. Yanlış başlangıçlar, her koşucunun başlangıç bloklarına yerleştirilmiş sensörler kullanılarak elektronik olarak da tespit edilir. Bitirme süresi, bir lazer ışını ve bir fotoselin yanı sıra, kelimenin tam anlamıyla her anı yakalayan ultra yüksek hızlı bir kameranın yardımıyla kaydedilir.
Milyarlarca saniye
Boulder'daki Colorado Üniversitesi'nde bulunan bir araştırma merkezi olan JILA'nın (Ortak Laboratuvar Astrofiziği Enstitüsü) atom saatleri, dünyadaki en doğru saat olarak kabul ediliyor. Bu merkez, Üniversite ve ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'nün ortak bir projesidir. Saatte ultra düşük sıcaklıklara soğutulan stronsiyum atomları optik tuzaklar adı verilen yerlere yerleştiriliyor. Lazer, atomların saniyede 430 trilyon titreşim hızında titreşmesine neden olur. Sonuç olarak, 5 milyar yıldan fazla bir süre boyunca cihaz yalnızca 1 saniyelik bir hata biriktirecektir.
Atom Gücü
Herkes en doğru saatlerin atomik saatler olduğunu bilir. GPS sistemi atom saati zamanını kullanır. Kol saati GPS sinyaline göre ayarlanırsa son derece hassas olacaktır. Bu olasılık zaten mevcut. Seiko tarafından üretilen Astron GPS Solar Çift Zamanlı saat, uydu sinyalini kontrol etme ve dünyanın her yerinde son derece doğru zamanı gösterme olanağı sağlayan bir GPS yonga seti ile donatılmıştır. Üstelik bunun için özel bir enerji kaynağına da gerek yok: Astron GPS Solar Dual-Time, kadrana yerleştirilmiş paneller aracılığıyla yalnızca ışık enerjisinden güç alıyor.
Jüpiter'i kızdırmayın
Kadranında Romen rakamı kullanılan çoğu saatte dördüncü saatin IV yerine IIII simgesiyle gösterildiği biliniyor. Görünüşe göre bu "değiştirme"nin arkasında uzun bir gelenek var çünkü yanlış dörtlüyü kimin ve neden bulduğu sorusunun kesin bir cevabı yok. Ancak çeşitli efsaneler var, örneğin Roma rakamları aynı Latin harfleri olduğundan, IV sayısının çok saygı duyulan tanrı Jüpiter'in (IVPPITER) adının ilk hecesi olduğu ortaya çıktı. Bu hecenin güneş saatinin kadranında görünmesinin Romalılar tarafından küfür olarak kabul edildiği iddia edildi. Her şey oradan gitti. Efsanelere inanmayanlar bunun bir tasarım meselesi olduğunu varsayıyorlar. 4. yüzyılın yerini 3. yüzyılın almasıyla. Kadranın ilk üçte birinde yalnızca I, ikincisinde yalnızca I ve V, üçüncüsünde yalnızca I ve X rakamları kullanılıyor. Bu şekilde kadran daha düzgün ve düzenli görünüyor.
Dinozorlarla bir gün
Bazı insanların günde 24 saati yoktur ama dinozorlarda buna bile sahip değildi. Antik jeolojik zamanlarda Dünya çok daha hızlı dönüyordu. Ay'ın oluşumu sırasında Dünya'daki bir günün iki ila üç saat sürdüğü ve çok daha yakın olan Ay'ın gezegenimizin çevresini beş saat içinde dolaştığına inanılıyor. Ancak yavaş yavaş ayın yerçekimi, Dünya'nın dönüşünü yavaşlattı (sadece suda değil, aynı zamanda kabukta ve mantoda da oluşan gelgit dalgalarının oluşması nedeniyle), Ay'ın yörüngesel momentumu artarken, uydu hızlandı, hızının düştüğü daha yüksek bir yörüngeye taşındı. Bu süreç günümüze kadar devam etmekte ve bir yüzyıl boyunca gün 1/500 saniye kadar uzamaktadır. 100 milyon yıl önce, dinozorların en yüksek çağında, günün uzunluğu yaklaşık 23 saatti.
Zamanın uçurumları
Çeşitli eski uygarlıklarda takvimler yalnızca pratik ihtiyaçlar için değil, aynı zamanda dini ve mitolojik görüşlerle de yakın bağlantılı olarak geliştirildi. Bu nedenle geçmişin takvim sistemleri, insanın ömrünü, hatta bu medeniyetlerin varlık süresini çok aşan zaman birimlerini içeriyordu. Örneğin Maya takviminde 409 yıl olan “baktun” gibi zaman birimlerinin yanı sıra 13 baktunluk (5125 yıl) dönemler de yer alıyordu. Eski Hindular en ileri gittiler - kutsal metinlerinde Maha Manvantara'nın evrensel faaliyet dönemi 311,04 trilyon yıl olarak görünüyor. Karşılaştırma için: Modern bilime göre Evrenin ömrü yaklaşık 13,8 milyar yıldır.
Herkesin kendi gece yarısı vardır
Zamanı hesaplamak için birleşik sistemler, zaman dilimi sistemleri zaten endüstriyel çağda ortaya çıktı ve eski dünyada, özellikle tarımsal kısmında, zaman sayımı, gözlemlenen astronomik olaylara dayanarak her bölgede kendi yöntemiyle düzenlendi. Bu arkaizmin izleri bugün hala Yunan manastır cumhuriyetindeki Athos Dağı'nda görülebilir. Burada da saat kullanılıyor ama gece yarısı gün batımı anı olarak kabul ediliyor ve saatler her gün bu ana göre ayarlanıyor. Bazı manastırların dağlarda daha yüksek, diğerlerinin daha alçakta olduğu ve onlar için Güneş'in farklı zamanlarda ufkun arkasında kaybolduğu göz önüne alındığında, gece yarısı hepsine birden gelmez.
Daha uzun yaşa - daha derin yaşa
Yer çekimi kuvveti zamanın geçişini yavaşlatır. Dünyanın yerçekimi kuvvetinin daha güçlü olduğu derin bir madende zaman, yüzeye göre daha yavaş akar. Ve Everest Dağı'nın zirvesinde - daha hızlı. Kütleçekimsel yavaşlamanın etkisi genel görelilik kuramı çerçevesinde 1907 yılında Albert Einstein tarafından tahmin edilmişti. Zaman içindeki çok küçük değişiklikleri kaydedebilecek ekipman ortaya çıkana kadar, etkinin deneysel olarak doğrulanmasını beklemek yarım yüzyıldan fazla sürdü. Günümüzde en doğru atom saatleri, yükseklik onlarca santimetre değiştiğinde yerçekimsel yavaşlamanın etkisini kaydediyor.
Zaman - dur!
Bu etki uzun zamandır fark ediliyor: Bir kişinin bakışları yanlışlıkla saat kadranına düşerse, saniye ibresi bir süre donmuş gibi görünür ve ardından gelen "tik" işareti diğerlerinden daha uzun görünür. Bu olguya kronostasis (yani "zamanın durması") denir ve görünüşe göre, vahşi atamızın tespit edilen herhangi bir harekete tepki vermek için hayati bir ihtiyaç duyduğu zamanlara kadar uzanır. Bakışımız oka takılıp bir hareket algıladığımızda beyin bizim için donmuş bir çerçeve alır ve ardından zaman algısını hızla normale döndürür.
Zaman atlamaları
Biz, Rusya'da yaşayanlar, birçok zaman dilimimizdeki saatlerin birkaç saat farklılık gösterdiği gerçeğine alışığız. Ancak ülkemizin dışında, saatin Greenwich'ten bir tamsayı artı yarım saat, hatta 45 dakika kadar farklı olduğu zaman dilimlerini bulabilirsiniz. Örneğin Hindistan'da saatin GMT'den 5,5 saat farklı olması bir zamanlar bir şakaya yol açmıştı: Londra'daysanız ve Delhi'deki saati bilmek istiyorsanız saatinizi ters çevirin. Hindistan'dan Nepal'e (GMT?+?5.45) hareket ederseniz saatin 15 dakika geriye ayarlanması gerekir; hemen yan taraftaki Çin'e (GMT?+?8) hareket ederseniz hemen saatin 15 dakika geriye ayarlanması gerekir. 3,5 saat önce!
Her zorluğa uygun bir saat
İsviçreli şirket Victorinox Swiss Army, yalnızca zamanı bildiren ve en zorlu testlere (10 m yükseklikten betona düşmekten, sekiz tonluk bir ekskavatörün üzerinden geçmesine kadar) dayanabilen bir saat yarattı, aynı zamanda gerekiyorsa sahibinin hayatını kurtarın. Onlara I.N.O denir. X. Naimakka. Bilezik, ağır askeri teçhizatı düşürmek için kullanılan özel bir paraşüt kordonundan dokunmaktadır ve zor bir durumda kullanıcı bileziği serbest bırakabilir ve kordonu çeşitli şekillerde kullanabilir: çadır kurmak, ağ veya tuzak örmek, bağcıkları bağlamak çizmeler, yaralı bir uzvu atelleyebilir ve hatta yangın başlatabilirsiniz!
Koku izle
Gnomon, clepsydra, kum saati - zamanı ölçmek için kullanılan tüm bu eski enstrümanların isimleri bize tanıdık geliyor. Daha az bilineni, en basit haliyle dereceli bir mum olan ateş saatleridir. Mum bir derece yandı - diyelim ki bir saat geçti. Uzakdoğu insanı bu konuda çok daha yaratıcıydı. Japonya ve Çin'de tütsü saatleri adı verilen saatler vardı. İçlerinde mumlar yerine tütsü çubukları yanıyordu ve her saatin kendi aroması olabiliyordu. İplikler bazen çubuklara bağlanır ve ucuna bir ağırlık takılırdı. Doğru anda iplik yandı, ağırlık sondaj plakasının üzerine düştü ve saat çaldı.
Amerika'ya ve geri
Uluslararası Tarih Çizgisi Pasifik Okyanusu'nda çalışıyor, ancak orada bile, birçok adada, "tarihler arasında" hayatları bazen komik şeylere yol açan canlı insanlar var. 1892'de Amerikalı tüccarlar, ada krallığı Samoa'nın kralını, tarih çizgisinin doğusuna giderek "Asya'dan Amerika'ya" geçmeye ikna ettiler; bu, adalıların aynı günü, yani 4 Temmuz'u iki kez yaşamasını gerektiriyordu. Bir asırdan fazla bir süre sonra Samoalılar hepsini geri almaya karar verdi ve 2011'de 30 Aralık Cuma günü kaldırıldı. Ülkenin Başbakanı bu vesileyle yaptığı açıklamada, "Avustralya ve Yeni Zelanda sakinleri artık Pazar ayinleri sırasında Pazartesi olduğunu düşünerek bizi aramayacaklar" dedi.
Anın illüzyonu
Zamanı geçmiş, şimdiki zaman ve gelecek olarak ayırmaya alışığız, ancak şimdiki zaman belirli bir (fiziksel) anlamda bir tür gelenektir. Şu anda neler oluyor? Yıldızlı gökyüzünü görüyoruz, ancak her parlak nesneden gelen ışığın bize ulaşması birkaç ışık yılından milyonlarca yıla (Andromeda Bulutsusu) kadar farklı bir zaman alır. Güneşi sekiz dakika önceki haliyle görüyoruz.
Ancak yakındaki nesnelerden (örneğin bir avizedeki ampulden veya elimizle dokunduğumuz sıcak bir sobadan) gelen duyumlarımızdan bahsediyor olsak bile, ışığın uçarken geçen zamanı hesaba katmak gerekir. Ampulün gözün retinasına veya duyularla ilgili bilgilerin sinir uçlarından beyne taşınmasıdır. Şu anda deneyimlediğimiz her şey, geçmişten gelen uzak ve yakın olayların bir “karmaşıklığıdır”.
Alexander Taranov03.12.2015
Gönderiyi beğendin mi?
Faktrum'u destekleyin, tıklayın:
Zaten eski zamanlarda insanların zamanı ölçme ihtiyacı vardı.
Başlangıçta insanların çalışması ve dinlenmesi yalnızca doğal zaman ölçüsüne göre düzenleniyordu. günlerce. Gün iki bölüme ayrıldı: gündüz ve gece. Sonra öne çıktık sabah, öğlen, akşam, gece yarısı. Daha sonra gün 24 parçaya bölündü - ortaya çıktı saat.
Modern zaman birimleri Dünya'nın kendi ekseni etrafında ve Güneş etrafında dönüş periyotlarına ve ayrıca Ay'ın Dünya etrafındaki devrimine dayanmaktadır. Bu birim seçimi hem tarihsel hem de pratik nedenlerden kaynaklanmaktadır: insanların aktivitelerini gece, gündüz veya mevsimlerin değişmesiyle koordine etme ihtiyacı.
Gece ve gündüzün periyodik değişimi, Dünya'nın kendi ekseni etrafında dönmesi nedeniyle meydana gelir. Ama biz Dünya'nın yüzeyindeyiz ve onunla birlikte bu dönüşe katılıyoruz, bu nedenle bunu hissetmiyoruz, ancak bunu Güneş'in, yıldızların ve diğer gök cisimlerinin günlük hareketlerine göre yargılıyoruz.
Bir gün nedir? Bu, aynı coğrafi meridyen üzerinde Güneş'in merkezinin birbirini takip eden iki üst veya alt zirvesi arasındaki, Dünya'nın Güneş'e göre dönüş süresine eşit olan zaman dilimidir. Bu gerçek güneş günleri. Bu günün kesirleri (saat, dakika, saniye) – gerçek güneş zamanı.
Ancak zamanı gerçek güneş günlerine göre ölçmek sakıncalıdır, çünkü bu günlerin süreleri yıl boyunca değişir: kışın daha uzun, yazın daha kısa. Neden? Bilindiği gibi Dünya, kendi ekseni etrafında dönmenin yanı sıra, Güneş etrafında eliptik bir yörüngede de hareket etmektedir. Yörünge hareketi değişken bir hızda gerçekleşir: günberi yakınında hızı en yüksektir ve günöte yakınında en düşüktür. Ayrıca dönme ekseninin yörünge düzlemine eğik olması, Güneş'in yıl boyunca doğrudan yükselişindeki düzensiz değişimin ve buna bağlı olarak gerçek güneş gününün devamındaki değişkenliğin de nedenidir.
Bununla bağlantılı olarak tanıttılar güneş kavramı demek. Bu, yıl boyunca gök ekvatoru boyunca batıdan doğuya doğru hareket eden ve ilkbahar ekinoksunu Güneş ile aynı anda geçen, gök ekvatoru boyunca tam bir devrim yapan hayali bir noktadır. Ortalama güneşin aynı coğrafi meridyen üzerinde birbirini takip eden iki üst veya alt zirvesi arasındaki zaman aralığına ne ad verilir? ortalama güneşli gün, ve kesirleriyle ifade edilen süre (saat, dakika, saniye) – ortalama güneş zamanı.
Gün 2=12 saate bölünür.
Her saat 60'a bölünür dakika. Her dakika - 60'a kadar saniye.
Yani bir saatte 3600 saniye vardır; Bir gün 24 saat = 1440 dakika = 86.400 saniyedir.
Saatler, dakikalar ve saniyeler günlük hayatımızın bir parçası haline geldi. Şimdi bu birimler (öncelikle ikincisi) zaman aralıklarını ölçmek için kullanılan ana birimlerdir. İkincisi, SI (Uluslararası Birim Sistemi) ve GHS'de temel zaman birimi haline geldi ( İle antimetre- G ramm- İle ikincisi), Uluslararası Birimler Sisteminin (SI) benimsenmesinden önce yaygın olarak kullanılan bir ölçü birimi sistemidir.
Saat, dakika ve saniyeler ondalık sayı sistemini kullanmadıkları için zaman aralıklarını ölçmeye pek elverişli değildir. Bu nedenle zaman aralıklarını ölçmek için genellikle yalnızca saniyeler kullanılır.
Ancak bazen gerçek saat, dakika ve saniye değerleri kullanılır. Böylece 50.000 saniyenin süresi 13 saat 53 dakika 20 saniye olarak yazılabilir.
Zaman standardı
Ancak ortalama güneş gününün süresi sabit değildir. Ve çok az değişmesine rağmen (Ay ve Güneş'in çekim kuvvetinden dolayı gelgitler sonucu son 2000 yılda yüzyılda ortalama 0,0023 saniye, son 100 yılda ise sadece 0,0014 saniye artmaktadır), bu Bir güneş gününün süresinin 1/86.400'ünü bir saniye olarak sayarsak, bir saniyedeki önemli bozulmalar için bu yeterlidir.
Artık ikincinin yeni bir tanımını bulduk. Atom saatlerinin yaratılması, Dünya'nın hareketine bağlı olmayan yeni bir zaman ölçeğinin elde edilmesini mümkün kıldı. Bu çakalın adı atom zamanı. 1967 yılında Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Konferansı'nda zaman birimi kabul edildi. atom saniyesi, şu şekilde tanımlanır: "zaman eşittir 9192631770 Sezyum-133 atomunun temel durumunun iki aşırı ince seviyesi arasındaki karşılık gelen geçişin radyasyon periyotları. Atomik saniyenin süresi, efemeris saniyenin süresine mümkün olduğu kadar yakın olacak şekilde seçilir (efemeris zamanı, göksel zamanın koordinatlarını (efemeris) hesaplarken formüllerde ve dinamik yasalarında kastettiğimiz tek biçimli güncel zamandır) bedenler). Atomik saniye, Uluslararası Birimler Sisteminin (SI) yedi temel biriminden biridir.
Atomik zaman ölçeği, dünya çapında çeşitli ülkelerdeki gözlemevleri ve zaman hizmetleri laboratuvarlarındaki sezyum atom saatlerinin okumalarına dayanmaktadır.
Daha uzun zaman aralıklarının ölçülmesi
Birimler daha uzun zaman dilimlerini ölçmek için kullanılır yıl, ay ve hafta, tamsayı sayıda güneş gününden oluşur. Bir yıl yaklaşık olarak Dünyanın Güneş etrafındaki dönüş periyoduna eşittir (yaklaşık 365,25 gün), bir ay ise Ay'ın evrelerinin tamamen değiştiği periyottur (sinodik ay olarak adlandırılır, 29,53 güne eşittir).
En yaygın Gregoryen takviminde ve Jülyen takviminde, yıl 365 güne eşittir. Tropikal yıl, güneş günlerinin tamamına (365.2422) eşit olmadığından, takvim mevsimlerini takvimdeki astronomik mevsimlerle senkronize etmek için, artık yıllar 366 gün sürüyor. Yıl, farklı uzunluklarda (28 ila 31 gün arasında) on iki takvim ayına bölünmüştür. Genellikle takvim ayı başına bir dolunay olur, ancak ayın evreleri yılda 12 defadan biraz daha hızlı değiştiğinden, bazen bir ay içinde mavi ay adı verilen ikinci bir dolunay olabilir.
Hafta Genellikle 7 günden oluşan, herhangi bir astronomik olaya bağlı olmayıp, yaygın olarak bir zaman birimi olarak kullanılır. Haftaların, diğer çeşitli takvimlerle paralel olarak kullanılan bağımsız bir takvim oluşturduğu düşünülebilir. Haftanın uzunluğunun, Ay'ın dört evresinden birinin tam gün sayısına yuvarlanmış süresinden kaynaklandığı varsayılmaktadır.
Daha da büyük zaman birimleri - yüzyıl(100 yıl) ve milenyum(1000 yıl).
Diğer zaman birimleri
Birim çeyreküç aya (bir yılın çeyreğine) eşittir.
Eğitimde kullanılan zaman birimi akademik saat(45 dakika), "çeyrek"(akademik yılın yaklaşık ¼'ü), "üç aylık dönem"(lat. üç- üç, adet dönemi- ay; yaklaşık 3 ay) ve "yarıyıl"(lat. seks- altı, adet dönemi- ay; yaklaşık 6 ay), buna denk geliyor "yarım yıl".
üç aylık dönem aynı zamanda doğum ve jinekolojide hamilelik süresini belirtmek için kullanılır = üç ay.
Olimpiyatlar antik çağda zaman birimi olarak kullanılıyordu ve 4 yıla eşitti.
İddianame Roma İmparatorluğu'nda, daha sonra Bizans'ta, Eski Bulgaristan'da ve Eski Rusya'da kullanılan (gösterge) 15 yıla eşittir.
