Čas a jeho meranie

Čas a jeho meranie

Maroš JevočinIX.C

Koľko je hodín? Máš málo času Čas zahojí všetky rany Čas sú peniaze

„Čas je to čo merajú hodiny“ Albert Einstein

Čo je to čas?

Rozmer vystihujúci plynutie, trvanie bytia Dôležitý pojem, meria trvanie ľudského života Nedá sa merať inou veličinou Štandartný časový interval definovaný

ako 9 192 631 770 kmitaní v atóme cézia Meral sa podľa cyklov ako rotácia Zeme, Mesiaca Planckov čas, pikosekunda, nanosekunda,

mikrosekunda, milisekunda, sekunda, minúta, hodina, deň, týždeň, mesiac, rok, priestupný rok, tropický rok, desaťročie...

Aristoteles:

Čas je podľa Aristotela podmienka pohybu. Je to miera pohybu podľa zásady "predtým a potom". Miera všetkého pohybu, ktorá sa orientuje podľa pohybu planét. Čas je tam, kde je skôr a neskôr. Tak ako sa priestor viaže na skutočné bytie vecí tak sa zasa čas viaže na jeho pohyb: čas je niečím na pohybe.

Immanuel Kant:

Čas je apriórna nazeracia forma, čisto formálna podmienka poznania, ktoré zabezpečuje jeho všeobecnosť

a nevyhnutnosť. Čas je čistým obrazom všetkých predmetov zmyslov vôbec.

Antický atomizmus:

• Čas je zložený z atómov, pretože presun vždy znamenal preskok z jednej elementárnej pozície (prvkovej) do druhej

– Elementárny časový interval (najmenej trvajúci dej – jeden preskok, najviac trvajúci – teliesko každým okamihom prechádza ďalším priestorovým elementom, ostatné deje sú zotrvačnosti v nasledujúcich elementov

Podľa čoho meriame čas• Otáčanie Zeme okolo osi:

– Siderický deň je doba, ktorá uplynie medzi dvomi za sebou nasledujúcimi hornými vrchmi tej istej hviezdy.

– Hviezdny deň je doba, ktorá uplynie medzi dvomi za sebou nasledujúcimi hornými vrchmi jarného bodu.

(Rozdiel medzi siderickým a hviezdnym dňom je zapríčinený kolísaním a otáčaním zemskej osi.)

Pravý slnečný deň je doba medzi dvomi za sebou idúcimi dolnými vrchmi Slnka (od polnoci do polnoci) predbieha alebo mešká voči občianskemu času vplyvom dráhy Zeme.

• Hviezdny čas sa rovná hodinovému uhlu jarného bodu

• Miestny čas sa viaže k miestu pozorovania, meria sa na nultom poludníko podľa hvezdárne v Greenwichi

• Svetový čas bol zavedený pre potrebu udania okamihu celosvetovej vrátane mimozemskej udalosti

• Efemeridový čas, zavedený v r. 1960. Zavedenie atómových hodín odkrylo nepravidelnosti

a sekundárne zmeny točenia našej Zeme, zapríčinenými:

– Klimatickými zmenami na povrchu (22 ms / rok),– polročná perióda gravitačným pôsobením Slnka (20ms /

rok),– zmena rotácie spôsobená mesiacom (1ms / 14 dní),

• Sekulárne zmeny spôsobujú predovšetkým slapové sily (brzdenie)

• Efemeridový čas sa kalkuluje predbežne vždy pre nasledujúci rok na základe pozorovaní a prepočtov sa táto hodnota určí dodatočne

Správnosť sa určuje predovšetkým pomocou zákrytov a zatmení

• Terestrický (dynamický) čas

Otáčanie Zeme okolo Slnka

• Rok je časová jednotka odvodená od pohybu Zeme okolo Slnka po ekliptike

• (Ekliptika – kružnica na oblohe, po ktorej zdanlivo sa pohybuje Slnko)

• Siderický rok je doba, za ktorú Zem opíše úplne uzavretú dráhu 360°. V astronómii sa nepoužíva.

• Tropický rok je doba medzi dvomi za sebou idúcimi prechodmi stredného Slnka cez jarný bod. Dĺžka tropického roku je 365 dní 5h 48min 45,7s

• Besselov rok je tropický rok so začiatkom v okamihu, keď slnečného disku prechádza ekliptikálnou dĺžkou 280°

• Anomalistický rok je doba medzi po sebe idúcimi prechodmi Zeme najbližším bodom k Slnku na obežnej dráhe Zeme. Vplyvom posúvania tohto bodu v smere pohybu Zeme je dlhší než siderický rok

Otáčanie Mesiaca okolo Zeme

• Mesiac je časová jednotka odvodená od pohybu Mesiaca okolo Zeme

• Siderický mesiac – dĺžka obežnej doby vzhľadom na hviezdy trvá 27,321 66 dní

• Synodický mesiac je doba, počas ktorej sa vystriedajú všetky fázy Mesiaca, čiže keď Slnko a Mesiac majú rovnakú ekliptikálnu dĺžku. Trvá 29,530 59 dní

• Anomalistický mesiac je doba medzi dvoma za sebou idúcimi prechodmi Mesiaca perigeom (najbližším bodom k Zemi na obežnej dráhe Mesiaca). Vplyvom posúvania perigea v smere pohybu Mesiaca je dlhší ako siderický mesiac. Trvá 27,554 60 dní

• Drakonický mesiac je doba medzi dvomi za sebou idúcimi prechodmi stredu Mesiaca cez výstupný (zostupný) uzol dráhy. Vplyvom posúvania sa uzla o 1,44° proti pohybu Mesiaca trvá kratšie ako siderický mesiac – 27,212 22 dní

Cykly

• Metonov cyklus je zachovaný zo staroveku cyklus opakovania mesačných fáz, využívaný v lunisolárnych kalendároch. Základom bol synodický mesiac a tropický rok. Cyklus má trvanie 19 rokov, po ktorých sa opakujú všetky fázy Mesiaca v ten istý deň roka

• Saros je doba (6585,32 dňa), po ktorej sa Mesiac dostane do rovnakej polohy svojej dráhy, čiže nastanú rovnaké podmienky pre slnečné a mesačné zatmenia. Počas tejto periódy sa vyskytne celkom: 29 zatmení Mesiaca 41 zatmení Slnka

Časová rovnica

• udáva rozdiel medzi pravým a stredným slnečným časom

– Tento rozdiel je spôsobený eliptickou obežnou dráhou Zeme a sklonom ekliptiky smerom k rovníku a nie je v priebehu roka rovnaký – spojito sa mení

– Oba časy sú zhodné štyrikrát do roka: 15./16. apríla, 14./15. júla, 1./2. septembra a 25./26. december (najväčšie odchýlky sú 12. februára, pravý slnečný čas mešká za stredným o 14,4 minút a 3. novembra, keď pravý čas predchádza stredný o 16,4 minút)

On nám to ukázal

• Einstein spojil čas a priestor do časopriestoru• Einstein: Zmysel relativity (1968): Dve udalosti

odohrávajúce sa v dvoch bodoch A a B systému K sú súčasne prebiehajúce,ak sa zdá, že sa odohrávajú súčasne pri pohľade zo stredového bodu M intervalu AB. Čas je potom definovaný ako súbor indikácií podobných hodín, vzhľadom na K relatívne v pokoji, ktoré rovnakú udalosť zaznamenávajú súčasne.

„Koľko je hodín?“ Hodiny a iné meracie pomôcky

Vodné hodiny

• Klepsydra (gr. zlodejka vody), alebo hydrologium• Merajú čas odkvapkávania vody z nádoby alebo

jej napĺňanie• Používali sa už v 2. tisícročí pred Kr., používali sa

do začiatku novoveku• V Grécku sa používali pri súdnom spore kde dve

strany mali vymedzený čas• V armáde Kartága sa používali ako telegraf. Na

vzdialených pozorovacích stanovištiach sa nimi odmeriavali trvania ohňových a dymových signálov

• Rozdelené na správy alebo písmena v abecede

Slnečné hodiny

• Zdanlivo pohyblivé Slnko vrhá tieň, ktorý za pomoci tienidla ukazuje čas

• Dejiny hovoria o prvom používaní v r. 1500 pred Kr. v Číne a Egypte

• Prvé slnečné hodiny zostrojil v starovekom Grécku Alexander Lakedaimonský v 5. storočí pred Kr.

– Boli zložené z pologuľovej misy a gnomónu, os bola rozdelená na 12 častí

• Do Ríma priniesol slnečné hodiny konzul Manlius Valerius Massala zo Sicílie v roku 263 pred Kr.

• Prvé slnečné hodiny s gnomómom boli nepresné• Výrobcovia: Hans Dorn, Ján Pretorius, Erazmus

Habermel a ďalší• O zdokonalenie gnomiky sa zaslúžil Hasan Alí

Kyvadlové hodiny

• Kyvadlové hodiny majú nad kolieskom, na ktorom je navinutý motúz so závažím, zahnutú doštičku pripomínajúcu kotvu. Kotva pohybuje zároveň kyvadlom a má podobnú funkciu ako starodávne váhy

Horiaca sviečka

Hodiny

• Meradlo času• Presnejšie hodiny chronometer• Najpresnejšie atómové hodiny• 24 hodinové sa používajú od 14. storočia• Majú dve (tri) ručičky: hodinová, minútová,

(sekundová)

Kremenné hodiny

• Kmity elektrického oscilačného systému regulovaného kremenným kryštálom

• Pri stálej teplote sú kmity kryštálu stále

• Využívajú na kontrolu vysokofrekvenčného generátora

• Pomocou nich sa dokázala nerovnomernosť

Atomóve hodiny

• Alebo molekulové hodiny• Využíva kmity napr. Amoniaku• Maximálna odchýlka• 1 sekunda sa zmení za 1000 rokov• Prvé atómové hodiny 1946 W. Libby• Atómové céziové hodiny vynašli L. Essen a J.

Parry(Spojené kráľovstvo)

Kalendár• Člení čas v periódach• Rozvrh udalostí či sviatkov, ročné obdobia• Delenie na dni (Zemská os), týždne (podľa Biblie),

mesiace (Obeh mesiaca), rok (Zem okolo Slnka)• Udáva začiatok a koniec roka• 1582 pápež Gregor XIII. Vyhlásil, že každý

priestupný rok (deliteľný štyrmi) je deň 29. február• Začiatok roka znamenal lehotu zaplatenia daní• Letopočet sa určoval podľa nástupu panovníka na

trón (dnes v Japonsku)• V Ríme sa roky nečíslovali, ale menovali podľa

konzulov• Letopočet od narodenia Krista• Neuspešný pokus o zmenu v 20. storočí

Typy kalendárov

Mesační kalendár. Je najstarší a má výhodu, že fázy Mesiaca je zreteľne vidieť. Riadi sa podľa cyklov Mesiaca. Keďže je 12 mesiacov tak vyjde to len na 354 dní. Vložil sa priestupný mesiac.

Slnečný kalendár. Riadi sa tropickým rokom. Rok sa delil na štyri ročné obdobia oddelené slnovratami a rovnodennosťami, ale pre ich presné určenie boli potrebné určité znalosti. Avšak nie je veľmi praktický a doplňuje sa prvkami mesačného kalendára.

Ďalší je slnečno-mesačný kalendár, ktorý ma 354 dní, ktoré sú rozdelené do mesiacov a 11 dní, ktoré sa nezaratavajú do žiadneho mesiaca, týždňa či ročného obdobia.

Prvý kalendárny systém

• Mayský letopočet začínal rokom 3114 pnl a pracoval s cyklami po 5119rokoch, "Veľkými rokmi"

Celá schéma zahŕňa viac než 36 000 rokov. Mayský dátum pre tento deň totiž je 13.0.0.0.0 4 Ahau 3 Kankin, zatiaľ čo maysky dátum pre začiatok mayského letopočtu v roku 3114 pred nl bolo 0.0.0.0.0 4Ahau 8 Cumhu, niekedy označované ako 13.0.0.0.0. A 4 Ahau 8 Cumhu je úplne iná kombinácia Calendar Round ako 4 Ahau 3 Kankin

r

Čas došiel...