Время. Измерение времени

Р Е Ф Е Р А Т

по астрономии на тему:

«Измерение времени и календарь»

ученицы 11 класса «А»

средней школы № 314

Мельниковой Ксении

Измерение времени

Ответить на вопрос «что такое время» нелегко. В самом общем виде можно сказать, что время – это непрерывная череда сменяющих друг друга явлений. Главное свойство времени состоит в том, что оно длится, течет безостановочно. Пространство можно оградить, но время остановить невозможно. Время необратимо – путешествия на машине времени в прошлое невозможны. «Нельзя дважды войти в одну и ту же реку», – говорил Гераклит.

Величественный Стоунхендж – одна из древнейших астрономических обсерваторий, построенная пять тысяч лет назад в Южной Англии.

Тысячи лет назад люди заметили, что многое в природе повторяется: Солнце встает на востоке и заходит на западе, лето сменяет зиму и наоборот. Именно тогда возникли первые единицы времени – день, месяц и год. С помощью простейших астрономических приборов было установлено, что в году около 360 дней, и приблизительно за 30 дней силуэт Луны проходит цикл от одного полнолуния к следующему. Поэтому халдейские мудрецы приняли в основу шестидесятеричную систему счисления: сутки разбили на 12 ночных и 12 дневных часов, окружность – на 360 градусов. Каждый час и каждый градус были разделены на 60 минут, а каждая минута – на 60 секунд.

Однако последующие более точные измерения безнадежно испортили это совершенство. Оказалось, что Земля делает полный оборот вокруг Солнца за 365 суток 5 часов 48 минут и 46 секунд. Луне же, чтобы обойти Землю, требуется от 29,25 до 29,85 суток.

Сутки, связанные с видимым движением Солнца вокруг Земли, называются солнечными. Они начинаются в момент нижней кульминации Солнца на данном меридиане (т.е. в полночь). Солнечные сутки не одинаковы – из-за эксцентриситета земной орбиты зимой в северном полушарии сутки длятся немного больше, чем летом, а в южном – наоборот. Кроме того, плоскость эклиптики наклонена к плоскости земного экватора. Поэтому были введены средние солнечные сутки, равные 24 часам.

Рисунок 2.

Вследствие движения Земли вокруг Солнца оно смещается для земного наблюдателя на фоне звезд на 1° за сутки. Проходит 4 минуты, прежде чем Земля «догоняет» его.

Итак, Земля делает один оборот вокруг своей оси за 23 часа 56 минут. 24 часа – средние солнечные сутки – время оборота Земли относительно центра Солнца.

Человек живет и работает по солнечным часам. С другой стороны, астрономам для организации наблюдений нужно именно звездное время.

В каждой местности существует свое солнечное и свое звездное время. В городах, расположенных на одном меридиане, оно одно и то же, а при перемещении вдоль параллели оно будет меняться. Местное время удобно для повседневной жизни – оно связано с чередованием дня и ночи в данной местности. Однако многие службы, например, транспорт, должны работать по одному и тому же времени; так, все поезда в России идут по московскому времени. Чтобы не возникало путаницы, было введено понятие гринвичского времени (UT): это местное время на нулевом меридиане, на котором расположена Гринвичская обсерватория. Но россиянам жить по одному времени с лондонцами неудобно; так появилась идея поясного времени. Были выбраны 24 земных меридиана (через каждые 15 градусов). На каждом из этих меридианов время отличается от всемирного на целое число часов, а минуты и секунды совпадают с гринвичскими. От каждого из этих меридианов отмерили 7,5° в обе стороны и провели границы часовых поясов. Внутри часовых поясов время всюду одинаково. Для того, чтобы отдельные населенные пункты не оказывались сразу в двух часовых поясах, границы между поясами немного сдвинули: они проводятся по границам государств и областей.

В нашей стране поясное время было введено с 1 июля 1919 года. В 1930 году на территории бывшего Советского Союза все часы были переведены на час вперед. Так появилось декретное время. А в марте россияне переводят часы еще на час вперед (т.е. уже на 2 часа по сравнению с поясным) и до конца октября живут по летнему времени. Подобная практика принята во многих европейских странах.

Часовые пояса Земли.

По московскому зимнему времени истинный полдень в Москве наступает в 12 часов 30 минут, по летнему – в 13 часов 30 минут.

Возвращаясь из первого кругосветного плавания, экспедиция Фернана Магеллана выяснила, что куда-то потерялись целые сутки: по корабельному времени была среда, а местные жители, все как один, утверждали, что уже четверг. Никакой ошибки в этом нет – путешественники плыли все время на запад, догоняя Солнце, и, в итоге, сэкономили 24 часа. Похожая история случилась с русскими землепроходцами, встретившимися на Аляске с англичанами и французами.

Чтобы решить эту проблему, было принято соглашение о международной линии смены дат. Она проходит через Берингов пролив по 180- му меридиану. На острове Крузенштерна, лежащем восточнее, по календарю на сутки меньше, чем на острове Ротманова, лежащем западнее этой линии.

Издревле для более точного измерения времени применяли песочные и водяные часы, а в XI веке появились первые механические часы, но их время приходилось по несколько раз в день сверять с солнечными часами. В середине XVII века, открыв закон колебания маятника, Галилео Галилей вывел механические часы на новый уровень точности. Однако даже лучшие механические часы показывают не совсем точное время: они спешат или отстают из-за неточной регулировки, вибрации, перепадов в температуре, каких-то внешних воздействий. В 1939 году астрономы заменили механические маятниковые часы на кварцевые: точность хода увеличилась в сотни раз и стала составлять 10 -4 – 10 –6 c в сутки. А еще через двадцать лет появились атомные часы; отклонение хода у них всего 10 -10 –10 -11 с.

История нашего календаря

Мы так привыкли пользоваться календарем, что даже и не вполне отдаем себе отчет в том, как велика в нашей жизни и во всем нашем мышлении

роль упорядоченного счета времени; между тем нетрудно видеть,

что никакая культура невозможна без него...

Н.И.Идельсон

Календарем принято называть определенную систему счета продолжительных промежутков времени с подразделениями их на отдельные более короткие периоды (годы, месяцы, недели, дни). Само же слово календарь произошло от латинских слов "caleo" - провозглашать и "calendarium" - долговая книга. Первое напоминает о том, что в древнем Риме начало каждого месяца провозглашалось особо, второе - что первого числа месяца там было принято уплачивать проценты по долгам.

Все календари можно разделить на следующие типы: солнечные, лунные и лунно-солнечные. Все эти календари используют естественные периодические процессы – сутки, то есть смену дня и ночи, смену фаз Луны, которые происходят на протяжении месяца, или смену времен года между двумя весенними равноденствиями, то есть период так называемого тропического года.

Кочевые народы древности больше пользовались лунным календарем, в основу которого положена продолжительность лунного месяца. Народы, занимавшиеся земледелием, основывали свой календарь на продолжительности тропического года. В Древней Греции и странах Востока использовался лунно-солнечный календарь, в котором начало каждого месяца располагалось как можно ближе к новолунию, а средняя продолжительность года соответствовала промежутку времени между двумя весенними равноденствиями. Поскольку 12 лунных месяцев по продолжительности меньше 1 года, приходилось добавлять дополнительный 13 месяц. Этот процесс называется интеркаляцией.

Лунно-солнечными календарями уже в глубокой древности пользовались в Китае, Индии. Было замечено, что появление определенных звезд на небе утром или вечером соответствуют определенному периоду в календаре. Такими звездами-ориентирами являлись Ригель и Бетельгейзе, Антарес, Сириус. Особенно пристально в древности следили за положением созвездия Большая Медведица, за ее поворотом и положением «ручки» Ковша или «хвоста Медведицы» относительно горизонта. С XXI века до н.э. месяцы в календаре Китая начинались с новолуния, а начало нового года приходилось на время между зимним солнцестоянием и весенним равноденствием. В VII в. до н.э. устанавливается продолжительность года в 365,25 суток, а в IV в. до н.э. через каждые 19 лет вставляются дополнительные месяцы. Примерно за сто лет до наступления нашей эры в Китае был введен календарь, в котором продолжительность месяца была 29,5 суток, продолжительность года – 365,2502 суток. При этом, в каждый третий, шестой, девятый, одиннадцатый, четырнадцатый, семнадцатый и девятнадцатый год надо было вставлять дополнительный 13 месяц.

В Древнем Египте было замечено, что разлив Нила начинается после первой утренней видимости звезды Сириус (Сотис). На одном из египетских храмов в Дендере есть надпись: «Сотис великая впервые блистает на небе, река Нил выходит из своих берегов». Жрецы вначале оценили длину года в 360 дней и соответственно этому разделили небесную сферу на 360 частей (это в будущем будет соответствовать 360°). Год жрецы разделили на 12 месяцев, в каждом по 30 дней. Через несколько сотен лет стало понятно, что восход Сириуса запаздывает, поэтому в систему календаря были введены дополнительные 5 дней.

Современный (григорианский) календарь, принятый в большинстве стран, является солнечным календарем. В основе его лежит год продолжительностью 365,24220 суток (очень близкий к тропическому). Поэтому григорианский календарь содержит в разные годы разное количество суток, либо 365, либо 366 суток. В этом календаре не считаются високосными годы столетий, у которых число сотен не делится без остатка на 4 (1700, 1800, 1900, 2100 и т.д.). Подобная система даст ошибку в одни сутки за 3300 лет.

Новый стиль был почти сразу введен в странах, где основной религией был католицизм, то есть в Испании, Италии, Франции, Польше. Только в 1751 году григорианский календарь был введен в Великобритании.

Совокупность ста лет образуют век, а совокупность тысячи лет – тысячелетие. В настоящее время в большинстве стран мира применяется христианская эра. Счет лет начинается от Рождества Христова. Эта дата была введена монахом Дионисием в 525 году. Все годы до этой даты стали именоваться «до нашей эры», а все последующие даты стали «нашей эры».

Семидневная неделя

Происхождение семидневной недели. Искусственные единицы измерения времени, состоящие из нескольких (трех, пяти, семи и т.д.) дней, встречаются у многих народов древности. В частности, древние римляне вели счет дням "восьмидневками" - торговыми неделями, в которых дни обозначались буквами от А до Н; семь дней такой недели были рабочими, восьмые - базарными.

Но вот уже у известного иудейского историка Иосифа Флавия (37 - ок. 100 г. н.э.) читаем: "Нет ни одного города, греческого или же варварского, и ни одного народа, на который не распространился бы наш обычай воздерживаться от работы на седьмой день". Откуда же "пошла есть" эта семидневная неделя?

Обычай измерять время семидневной неделей пришел к нам из Древнего Вавилона и, по-видимому, связан с изменением фаз Луны. В самом деле, продолжительность синодического месяца составляет 29,53 суток, причем люди видели Луну на небе около 28 суток: семь дней продолжается увеличение фазы Луны от узкого серпа до первой четверти, примерно столько же - от первой четверти до полнолуния и т. д.

Но наблюдения за звездным небом дали еще одно подтверждение "исключительности" числа семь. В свое время древневавилонские астрономы обнаружили, что, кроме неподвижных звезд, на небе видны и семь "блуждающих" светил, которые позже были названы планетами (от греческого слова "планэтэс", которое и означает "блуждающий"). Предполагалось, что эти светила обращаются вокруг Земли и что их расстояния от нее возрастают в таком порядке: Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. В Древнем Вавилоне возникла астрология - верование, будто планеты влияют на судьбы отдельных людей и целых народов. Сопоставляя определенные события в жизни людей с положением планет на звездном небе, астрологи полагали, что такое же событие наступит снова, если это расположение светил повторится. Само же число семь - количество планет стало священным как для вавилонян, так и для многих других народов древности.

Название дней недели . Разделив сутки на 24 часа, древневавилонские астрологи составили представление, будто каждый час суток находится под покровительством определенной планеты, которая как бы "управляет" им. Счет часов был начат с субботы: первым ее часом управлял Сатурн, вторым - Юпитер, третьим Марс, четвертым - Солнце, пятым - Венера, шестым - Меркурий и седьмым - Луна. После этого цикл снова повторялся, так что 8-м, 15-м и 22-м часами "управлял" Сатурн, 9-м, 16-м, 23-м - Юпитер и т.д. В итоге получилось что первым часом следующего дня, воскресенья, "управляло" Солнце, первым часом третьего дня Луна, четвертого - Марс, пятого - Меркурий, шестого - Юпитер и седьмого - Венера. Соответственно этому и получили свое название дни недели.

Эти названия дней недели именами богов перекочевали к римлянам, а затем в календари многих народов Западной Европы. На латинском, русском и английском языках они выглядят так:

	латинское	перевод с латинского	английское
понедельник		день Луны
		деньМарса
		день Меркурия
		день Юпитера
	Dies Veneris	день Венеры
		день Сатурна
воскресенье		день Солнца

Сегодня почти все народы мира пользуются солнечным календарем, практически унаследованном от древних римлян. Но если в своем нынешнем виде этот календарь почти идеально соответствует годичному движению Земли вокруг Солнца, то о его первоначальном варианте можно сказать лишь "хуже было некуда". А все вероятно потому, что, как заметил римский поэт Овидий (43 г. до н. э. - 17 г. н. э.), древние римляне лучше знали оружие, чем звезды...

Древнеримский календарь

Сельскохозяйственный календарь. Как и их соседи греки, древние римляне определяли начало своих работ по восходу и заходу отдельных звезд и их групп, т.е. они связывали свой календарь с годичным изменением вида звездного неба. Едва ли не главным "ориентиром" при этом был восход и заход (утренний и вечерний) звездного скопления Плеяды, которое в Риме именовалось Вергилиями. Начала многих полевых работ здесь связывали и с фавонием - теплым западным ветром, который начинает дуть в феврале (3 - 4 февраля по современному календарю). По свидетельству Плиния, в Риме "с него начинается весна". Вот несколько примеров проведенной древними римлянами "привязки" полевых работ к изменению вида звездного неба:

"Между фавонием и весенним равноденствием подрезают деревья, окапывают лозы... Между весенним равноденствием и восходом Вергилий (утренний восход Плеяд наблюдается в середине мая) пропалывают нивы..., рубят иву, огораживают луга..., следует сажать маслины".

"Считают, что не следует начинать сев до (осеннего) равноденствия, потому что если начнется непогода, то семена станут гнить... От фавония до восхода Арктура (с 3 по 16 февраля) рыть новые канавы, производить обрезку в виноградниках ".

Следует, однако, иметь в виду, что этот календарь был переполнен самыми невероятными предрассудками. Так, луга следовало удобрять ранней весной не иначе, как в новолуние, когда молодой месяц еще не виден ("тогда травы будут расти так же, как и молодой месяц"), а на поле не будет сорняков. Яйца под курицу рекомендовалось подкладывать только в первую четверть фазы Луны. Согласно Плинию, "всякая рубка, обрывание, стрижка принесут меньше вреда, если их делать, когда Луна на ущербе". Поэтому тот, кто решил стричься когда "Луна прибывает", рисковал облысеть. А если в указанное время срезать листья на дереве, то оно вскоре потеряет все листья. Срубленному в это время дереву грозила гниль...

Месяцы и вставные дни. Остановимся на общей структуре древнеримского календаря, сложившейся в середине I в. до н. э.

В указанное время год римского календаря с общей продолжительностью в 355 дней состоял из 12 месяцев с таким распределением дней в них:

Мартиус 31 Квинтилис 31 Новембер 29

Априлис 29 Секстилис 29 Децембер 29

Майус 31 Септембер 29 Януариус 29

О добавочном месяце Мерцедонии речь пойдет ниже.

Как видно, за исключением одного, все месяцы древнеримского календаря имели нечетное число дней. Это объясняется суеверными представлениями древних римлян, будто нечетные числа счастливые, тогда как четные приносят несчастья. Год начинался с первого числа марта. Этот месяц был назван Мартиусом в честь Марса, которого первоначально почитали как бога земледелия и скотоводства, а позже как бога войны, призванного защищать мирный труд. Второй месяц получил название Априлис от латинского aperire - раскрывать, так как в этом месяце раскрываются почки на деревьях или от слова apricus - "согреваемый Солнцем". Он был посвящен богине красоты Венере. Третий месяц Майус посвящался богине земли Майе, четвертый Юниус - богине неба Юноне, покровительнице женщин, супруге Юпитера. Названия шести дальнейших месяцев были связаны с их положением в календаре: Квинтилис - пятый, Секстилитис - шестой, Септембер - седьмой, Октобер - восьмой, Новембер - девятый, Децембер - десятый.

Название Януариса - предпоследнего месяца древнеримского календаря - происходит, как полагают, от слова janua - "вход", "дверь". Месяц был посвящен богу Янусу, который, по одной из версий, считался богом небесного свода, открывавшим ворота Солнцу в начале дня и закрывавшим их в его конце. В Риме ему было посвящено 12 алтарей - по числу месяцев в году. Он же был богом входа, всяких начинаний. Римляне изображали его с двумя лицами: одним, обращенным вперед, бог будто бы видит будущее, вторым, обращенным назад, созерцает прошедшее. И, наконец, 12-й месяц был посвящен богу подземного царства Фебруусу. Само же его название происходит, по-видимому, от februare - "очищать", но, возможно и от слова feralia. Так римляне называли приходившуюся на февраль поминальную неделю. По истечении ее, в конце года они совершали очистительный обряд (lustratio populi) "для примирения богов с народом". Возможно, из-за этого они и не могли делать вставку дополнительных дней в самом конце года, а производили ее между 23 и 24 февраля.

Продолжительность года в 355 дней была на 10,242 суток короче тропического. Но в хозяйственной жизни римлян важную роль играли земледельческие работы - сев, сбор урожая и т. д. И чтобы держать начало года вблизи одного и того же сезона, они делали вставку дополнительных дней. При этом римляне из каких-то суеверных побуждений не вставляли целого месяца отдельно, а в каждом втором году между 23 и 24 февраля "вклинивали" попеременно 22 или 23 дня. В итоге число дней в римском календаре чередовалось в таком порядке:

377 (355 + 22) дней,

378 (355 + 23) дней.

Вставные дни (dies intercalares) получили название месяца Мерцедония, хотя древние писатели называли его просто вставочным месяцем - интеркалярием (intercalaris). Само слово "мерцедоний" происходит как будто от "merces edis" - "плата за труд": это будто бы был месяц, в котором производились расчеты арендаторов с владельцами имущества.

Как видно, в результате таких вставок средняя продолжительность года римского календаря была равной 366,25 суток - на одни сутки больше истинной. Поэтому время от времени эти сутки из календаря приходилось выбрасывать.

Юлианский календарь.

Реформу календаря провел в 46 г. до н. э. римский верховный жрец, полководец и писатель Гай Юлий Цезарь (100 - 44 гг. до н. э.). До этого Цезарь побывал в Египте, познакомился с египетским солнечным календарем и даже сам составил несколько не дошедших до нас трактатов по астрономии. Разработку нового календаря осуществила группа александрийских астрономов во главе с Созигеном.

В основу календаря, получившего позже название юлианского, положен солнечный год, продолжительность которого была принята равной 365,25 суток. Но в календарном году может быть лишь целое число суток. Поэтому предписывалось считать в трех из каждых четырех годов по 365 дней, в четвертом - 366 дней.

Как прежде целый месяц Мерцедоний, так и теперь этот один день решили "упрятать" между 24 и 25 февраля. Дополненный год позже был назван annus bissextus, откуда и пошло наше слово високосный.

Юлий Цезарь упорядочил также число дней в месяцах по такому принципу: нечетный месяц имеет 31 день, четный - 30. Февраль же в простом году - 29, в високосном - 30 дней. Кроме того он решил начать счет дней в новом году с новолуния, которое как раз пришлось на первое января.

В благодарность за реформу, а так же учитывая выдающиеся военные заслуги Юлия Цезаря (который был убит через два года после реформы), римский сенат переименовал месяц Квинтилис (в этом месяце Цезарь родился) в Юлиус.

Вскоре, однако, римские жрецы запутали календарь объявляя високосным каждый третий год календаря. Эту ошибку исправил император Август. Таким образом, юлианский календарь начал нормально функционировать с 1 марта 4 г. н. э. В связи с этим сенат, учитывая большие военные победы и в благодарность за исправление календаря, переименовал месяц Секстилис в месяц Августус. Но продолжительность этого месяца была установлена Юлием Цезарем в 30 дней, теперь же к нему добавили еще один день, отняв его от Фебруариуса. А чтобы три месяца - Юлиус, Августус и Септембер - не имели подряд по 31 дню, то от Септембера один день был перенесен на Октобер, а от Новембера - один день на Децембер. Тем самым было нарушено введенное Цезарем правильное чередование долгих и коротких месяцев, а первое полугодие в простом году оказалось на четыре дня короче второго. И после Августа некоторые императоры стремились увековечить свое имя в календаре. Но эти желания властелинов были отвергнуты самим временем...

В 324г. римский император Константин (ок. 285 - 337 гг.) провозгласил христианство государственной религией. Через год в 325 г. он созвал в городе Никее церковный собор, на котором обсуждению подвергся и вопрос о дате празднования пасхи. И начиная с IVв. н.э. христианская церковь связала свой годичный цикл праздников с юлианским календарем. Но в результате разной продолжительности тропического и года юлианского календаря за каждые 128 лет накапливалась ошибка в целые сутки. И все праздники передвигались "вперед": весенние - на лето, летние - на осень. Поэтому церковь и стала инициатором последующей календарной реформы.

Введение "нового стиля".

Причины календарной реформы. В конце III в. н.э. весеннее равноденствие приходилось на 21 марта. По-видимому, "отцы церкви", участвовавшие в работе Никейского собора, полагали, что так оно и будет. Но в результате вышеупомянутой ошибки, как дата весеннего равноденствия, так и даты пасхальных новолуний, принятые в качестве основы для расчета пасхи, уже не соответствовали реальным астрономическим явлениям.

Поэтому проблема календарной реформы обсуждалась католической церковью на Базельском (1437 г.), Латеранском (1512-1517 гг.) и Тридентском (1545-1563 гг.) соборах.

Григорианская реформа. Реформу календаря осуществил папа Григорий XIII на основе проекта итальянского врача и математика Луиджи Лилио. Весеннее равноденствие было передвинуто на 21 марта, "на свое место". А чтобы ошибка в дальнейшем не накапливалась, было решено из каждых 400 лет выбрасывать трое суток. Принято было считать простыми те столетия, число сотен которых не делится без остатка на 4.

Такая система получила название григорианской, или "нового стиля". В противовес ей за юлианским календарем укрепилось название "старого стиля"

Введение Григорианского календаря в России. Вопрос о реформе календаря в России поднимался неоднократно. В частности, с этим предложением выступала Российская Академия наук в 1830 г. Однако бывший в то время министром народного просвещения князь К.А.Ливен представил в своем докладе царю Николаю I реформу как дело "несвоевременное, недолжное, могущее произвести нежелательные волнения и смущения умов". Также он докладывал, что выгоды от перемены календаря маловажны, почти ничтожны, а неудобства и затруднения неизбежны и велики". Царь написал на этом докладе: "Замечания князя Ливена совершенно справедливы" - и вопрос был похоронен.

Вопрос о реформе календаря в России был решен сразу после Великой Октябрьской социалистической революции. Уже 16 ноября 1917 г. он был поставлен на обсуждение Совнаркома РФСФР, который 24 января и принял "Декрет о введении в Российской республике западноевропейского календаря". В декрете говорилось: "В целях установления в России одинакового почти со всеми культурными народами исчисления времени Совет Народных Комиссаров постановляет ввести по истечении января месяца сего год в гражданский обиход новый календарь". Для этого: "Первый день после 31 января сего года считать не 1 февраля, а 14 февраля, второй день - считать 15 и т.д.".

Дамоклов меч реформы

Сегодня наш календарь с астрономической точки зрения является достаточно точным и, по существу, не требует никаких изменений, и все же о реформе его говорят уже десятилетиями. При этом имеют в виду не изменение типа календаря, не введение новых приемов счета високосных годов. Нет, речь идет исключительно о перегруппировании дней в году с тем, чтобы уровнять длину месяцев, кварталов, полугодий, ввести такой порядок счета дней в году, при котором новый год приходился бы на один и тот же день недели, например, на воскресенье.

В самом деле, наши календарные месяцы имеют продолжительность в 28, 29, 30 и 31 день, длина квартала меняется от 90 до 92 дней, а первое полугодие на три-четыре дня короче второго. Вследствие этого усложняется работа плановых и финансовых органов. Неудобным является и то, что неделя начинается в одном месяце или квартале, а заканчивается в другом. Поскольку же год содержит 365 дней, то он заканчивается тем же днем, с которого он начался, а каждый новый год начинается с другого дня.

Поэтому каждое государство тратит ежегодно крупные суммы на печатание новых календарей.

На протяжении последних 160 лет выдвигались всевозможные проекты реформы календаря. В 1923 г. при Лиге Наций был создан специальный комитет по вопросам календарной реформы. После второй мировой войны этот вопрос был передан в руки Экономического и Социального Совета ООН.

Какие же существуют проекты календаря?

Проекты календарей. Хотя проектов существует очень много, выбирать приходится только из двух: 13 - месячный календарь или 12 - месячный. Первый из них был предложен в 1849 г. французским философом Огюстом Контом (1798 - 1857). В этом календаре каждый месяц начинается в воскресенье и заканчивается в субботу. Один день в году не имеет названия и вставляется после субботы последнего, XIII месяца, перед Новым годом, как дополнительный день отдыха. В високосном году такой же день отдыха вставляется также после субботы VI месяца.

Однако 13 - месячный календарь имел бы ряд существенных недостатков хотя бы потому, что при делении года на кварталы пришлось бы делить и месяцы. Поэтому главное внимание уделяется другому варианту календаря, предложенному в 1888 году французским астрономом Гюставом Армелином. Согласно этому проекту календарный год состоит из 12 месяцев и делится на 4 квартала по 91 дню в каждом. Первый месяц квартала имеет 31 день, два остальных - по 30. Первое число года и квартала приходится на воскресенье, каждый квартал заканчивается субботой и имеет 13 недель. В каждом месяце 26 рабочих дней. В простом году один день, как Международный праздник мира и дружбы народов, вставляется после 30 декабря, в високосном году праздничный день високосного года вставляется еще после 30 июня.

Вводить же календарь Армелина удобно вводить с того года, в котором 1 января приходится на воскресенье.

Проект этого календаря был одобрен Советским Союзом, Индией, Францией, Югославией и рядом других государств. Однако Генеральная Ассамблея ООН все откладывала его окончательное рассмотрение и утверждение. В настоящее же время эта деятельность под эгидой ООН вообще прекратилась.

Позиция церкви. С введением нового календаря не будет непрерывной смены дней недели при переходе от одного года к другому. Церковь же не возражает только против таких вечных календарей, "которые сохраняют и защищают семидневную неделю с воскресным днем, не вводя никаких дней помимо седмиц, так что последовательность седмиц не нарушается, разве только неожиданно появятся весьма основательные причины, о которых апостольский престол должен будет иметь суждение".

Подгоренского муниципального района

Воронежской области

История измерения времени,

или что мы знаем о часах?

(исследовательская работа)

Выполнил:

ученик 4 класса

Панюта Иван Витальевич

Руководитель работы:

учитель начальных классов

Кулькина Людмила Владимировна

х. Красюковский, 2012

Введение …………………………………………………………………………. 3

История измерения времени…………………………………………. ………… 5

Самые известные часы……………………………………………...... ………… 9

Практическая часть…………………………………………………… …………11

Заключение …………………………………………………………… …………13

Список источников…………………………………………………… …………14

Приложения

Пословицы и поговорки……………………………………………………… 15

Загадки……………………………………………………………… ………… 16

Стихотворения…………………………………………………………………. 17

Буклет «Учитесь ценить время»……………………………………………….18

Введение Актуальность темы Время – это счёт, которым оценивают учение, труд, добрые дела человека. Ценность времени сейчас значительно возросла, потому что время людей наполнено большими и значительными делами. Счёт времени мы ведём часто не на годы, часы, а на минуты. Часто драгоценное время теряется из-за неорганизованности, излишней суеты, неумения использовать его рационально. Научиться беречь своё и чужое время надо уже в школе, так как юношеские годы – это не только годы учения, но и время становления личности, подготовки к труду. Умение ценить каждую минуту особенно важно в наши дни, когда ускоряются темпы жизни, труда, увеличивается объём информации и знаний. Люди, которые постоянно везде опаздывают и раздражают этим других, вырастают из детей, которым в детстве родители не объяснили ценность времени. Мы часто слышим от бабушек пословицы: «Делу время, потехе - час», «Время - деньги». Эти повторяемые ежедневно фразы являются залогом понимания времени и как его правильно распределять. Первые часы возникли, когда человек узнал, что такое время и понял, что ему необходимо за ним следить.
Постановка проблемы: изучить историю появления и изобретения часов человеком.
Объект исследования: часы, время.
Гипотеза: я думаю, что измерять время человек начал очень давно, хочу узнать, какими способами он это делал.
Цели и задачи:

выяснить, как измеряли время наши предки;

познакомиться с действием и строением солнечных, песочных, водяных и других видов часов;

научиться ориентироваться в прошлом часов;

доказать, что часы человек создаёт для облегчения своей жизни;

Методы исследования:

изучение литературы по данной теме;

поиск информации в сети Интернет;

проведение экспериментов, опытов.

Результаты исследования:

История измерения времени

Часы – это инструмент, с помощью которого

можно разделить сутки на маленькие

промежутки времени и сделать

эти промежутки видимыми.

Иоганн Литров. Тайны неба. 1834г.

Как появились часы?

Кто именно изобрёл первые часы, точно неизвестно, так как измерять время человек пытался во все времена и разными способами: с использованием воды, песка, масла, свечей и т. д.

Первые часы возникли, когда человек узнал, что такое время и понял, что ему необходимо за ним следить. История изобретения часов уходит в глубокую древность.

Солнечные часы

А удобнее всего было следить за временем с помощью солнца, каждый день проходившего по небу один и тот же путь. Самые древние часы, которыми пользовались люди, чтобы хотя бы примерно знать время, - солнечные. Циферблат таких часов помещали на открытом ярко освещаемом солнцем месте, а стрелкой служил стержень, отбрасывающий тень на циферблат.

Но пользоваться солнечными часами человек мог не всегда. Часы работают только в солнечную погоду. Их в дом не принесёшь. Ночью и вечером они не работают.

Водяные часы

Человек стал думать и придумал водяные часы. В высокий и узкий стеклянный сосуд с дырочкой у дна наливали воду. Капля за каплей вода вытекала из отверстия. Её становилось все меньше и меньше. Но такие часы были неудобны – все время приходилось доливать воду.

Песочные часы

Из древности пришли к нам и песочные часы. Может быть, кто-нибудь из вас видел их? Ведь песочные часы до сих пор применяются в медицине, когда нужно отмерить небольшой, но совершенно определённый отрезок времени.

Песочные часы представляют собой два небольших сосуда, имеющих форму конусов, соединённых вершинами друг с другом, с узким отверстием в месте соединения сосудов. В верхнем сосуде находится песок, который тонкой струйкой просачивается сквозь отверстие в нижний сосуд. Когда весь песок из верхнего сосуда окажется в нижнем, проходит определённое время, например, одна минута.

Огневые часы

Помимо солнечных и водяных, с начала XIII века появились и первые огневые, или свечные, часы. Это тонкие свечи длиной около метра с нанесённой по всей длине шкалой. Они сравнительно точно показывали время, а в ночные часы ещё и освещали жилища церковных и светских сановников. К боковым сторонам свечи иногда прикрепляли металлические штырьки, которые по мере выгорания и таяния воска падали, и их удар по металлической чашке подсвечника был своего рода звуковой сигнализацией времени.

Цветочные часы

Давным – давно люди заметили, что одни цветки раскрываются утром, а днём закрываются, другие раскрываются под вечер, третьи – только ночью, а днём они всегда закрыты. Открываются не когда им вздумается, а в “своё собственное” время. Так появились цветочные часы. Но “ходят” они только в солнечную погоду.

Рано утром навстречу солнечным лучам поднимают свои головки золотистые одуванчики, а за ними открывает лепестки гвоздика полевая, шиповник, лен и другие.

Цветы, которые рано раскрыли свои лепестки, днем начинают засыпать… В пасмурную погоду цветочные часы не “работают” совсем. Цветки у них остаются закрытыми. Поэтому люди их используют только для украшения клумб. (По Ю. Дмитриеву.)

Механические часы

Прошло много времени с тех пор, как человек придумал часы с механизмом. Внутрь их поставил пружину, закрутил её, а чтобы она не раскручивалась, прикрепил к ней зубчатое колёсико. Оно цепляется за другое колёсико, и вертит его. Второе же колёсико вертит стрелки, а стрелки показывают часы и минуты. Это механические часы. У них есть заводная головка. Когда её поворачивают, то слышится внутри часов поскрипывание. Это закручивается пружина.

Электрические часы

Есть часы без пружины. Вместо неё внутри часов находится маленький электрический моторчик, который работает при помощи батарейки. Такие часы заводить не надо. А заводная головка служит только для перевода стрелок.

На улицах, башнях, в метро висят большие электрические часы. У них стрелки прыгают по команде командира – главных часов. Прошла минута – прыгнули, ещё минута – снова прыгнули.

Электронные часы

Но человек не остановился и изобрёл часы без стрелок. В таких часах светятся только цифры. Они очень быстро меняются, только успевай их разглядеть. Эти часы электронные и работают, как и электрические, на батарейках.

Ещё есть карманные, настольные, напольные, настенные часы, часы – кулон, будильник и много других часов.

Самые известные часы нашей страны

Кремлёвские куранты

На городских улицах и площадях тоже есть часы. Их устанавливают на башнях, зданиях вокзалов, театров и кинотеатров.

Самые знаменитые часы России – Кремлёвские куранты, установленные на Спасской башне, появились в начале XVII века. Их создал английский мастер Христофор Галовей. За свою работу он получил царский подарок – серебряный кубок и в придачу к нему атласу, меха соболей и куниц.

Через некоторое время русский царь Петр I выписал из Голландии другие часы. Сначала их везли на корабле по морю, затем доставляли на тридцати подводах до Кремля.

Старые часы мастера Галовея сняли и заменили на голландские часы. Когда эти часы обветшали, вместо них поставили другие большие курантовые часы, хранившиеся в Оружейной палате.

Несколько столетий Спасскую башню Кремля украшают часы. Целая бригада опытных часовщиков обслуживает их работу, следит, чтобы часы не отставали и не торопились. К курантам ведут 117 каменных ступеней. За ними начинаются чугунные ступени винтовой лестницы, ведущие на восьмой этаж. Здесь находится механизм курантов.

«Железная махина вся блестит смазанная маслом. Блестят начищенные медные диски циферблатов, красной краской покрашены рычаги, сияет позолоченный диск маятника, похожий на круг солнца. Он царит над этой системой валов, тросов, зубчатых колес, образующих сложный механизм отсчета времени» (Л. Колодный).

31 декабря с первым ударом Кремлёвских курантов страна вступает в Новый год. Услышав бой знаменитых часов, мы желаем друг другу счастья и поздравляем с Новым годом!

Часы – сказка

Часы – сказка висят на стене Центрального театра кукол в Москве. Как только стрелки замирают на цифре 12, золотой петух, сидящий на высоком шесте, важно поворачивается, расправляет крылья и на всю улицу кричит: “Ку-ка-ре-ку-у!” – приглашая людей на представление. Раздаётся звон колокольчиков, следует 12 размеренных ударов. Все ждут чуда. И чудо происходит.

Одна за другой раскрываются двери волшебных домиков, и появляются музыканты во главе с мишкой и начинают играть весёлую музыку. Осёл лихо ударяет по струнам балалайки, баран растягивает меха гармоники, звенят в лапах медведя тарелки. “Во саду ли, в огороде”, – поют весело музыканты.

Отыграют музыканты и снова спрячутся в домики.

Практическая часть

Эксперимент

За одну минуту

Цель: формировать представления о единицах измерения времени – секундах, минутах, часах, проверить, что я успею сделать за одну минуту.

Материал и оборудование:

часы (секундомер), книга, лист бумаги, ножницы.

Эксперимент:

Засечь время продолжительностью 1 мин и за это время прочесть текст, посчитать, сколько смогу отрезать полосок бумаги, сколько раз успею присесть.

За одну минуту я прочёл 90 слов, отрезал 4 полоски длиной 20 см, присел 50 раз.

Вывод: За 1 минуту можно успеть что-то сделать, поэтому время необходимо ценить и правильно его распределять в течение дня.

Опыт

Изготовление солнечных часов

Цель: продемонстрировать через перемещение тени движение Земли вокруг Солнца.

Материалы: стержень с заострённым концом.

Ход:

Делаем солнечные часы по алгоритму: начертить на песке ровный круг, точно в центре закрепить стержень и в течение дня на окружности делать отметки и ставить цифры в соответствии со временем.

Вывод:

Тень от колышка действительно перемещается по кругу. Неудобство – на дворе осенняя погода, солнце часто прячется за тучи – и часы в это время не работают.

Опыт

Изготовление водяных, парафиновых часов

Цель: погрузиться в историю, понять, как измеряли время наши предки.

Материал: свеча, 2 чашки, часы с секундомером.

Ход изготовления:

Парафиновые часы: Берется свеча, по всей длине, через равные промежутки маркером делаются метки. Зажигаем свечу, засекам время и определяем, за сколько времени свеча сгорает до каждой метки. В конце определяем, сколько времени прошло.

Водяные часы: Берём пластиковую чашку, делаем в дне отверстие. К чашке привязываем верёвки и подвешиваем. Под этой чашкой ставим другую. Наливаем в верхнюю чашку воды. Каждую минуту отмечаем уровень воды в верхней чашке. Это приспособление используется как минутные часы.

Вывод: часы не удобны в употреблении: свеча сгорает – её не восстановишь, воду приходится постоянно доливать.

Заключение

Я удовлетворён проведённым исследованием: моя гипотеза подтвердилась – люди действительно придумывали различные способы измерения промежутков времени. Многие из этих способов не удобны. В настоящее время мы имеем точные приборы для измерения времени.

Раньше я думал, что минута – это очень маленький промежуток времени, теперь моё представление о минуте изменилось – я постараюсь не терять времени зря.

Ещё я заметил, что если очень увлечён каким-то делом, то время летит незаметно, и почти не устаёшь. А если выполняешь работу, которая тебе не нравится, время тянется очень медленно.

. Во всех видах деятельности человека, так или иначе, требуется ориентация во времени, чувство времени. Много дополнительных трудностей приходится преодолевать человеку, у которого не развито это чувство. В свою очередь чувство времени побуждает человека быть организованным, собранным, помогает беречь время, более рационально его использовать, быть точным. Все эти качества помогут избежать множества проблем во взрослой жизни.

Список использованных источников

Дыбина О.В. Что было до … . - М.: ТЦ «Сфера», 2001 г.

Кобитина И.И. Дошкольникам о технике. - М.: Просвещение, 1991 г.

Куликовская И.Э., Совчир Н.Н. Детское экспериментирование. - М.: Педагогическое общество России, 2003 г.

Энциклопедия для детей. Том 8. Астрономия. – Москва: «Аванта +», 1997г.

Юдин Г. Заниматика. - М.: РОСМЭН, 2005 г.

Интернет – источники:

http://papa-vlad.narod.ru/photo/predmety/CHasy-2.files/064-Ognennye-chasy.html

Фото из личного архива.

Приложение 1

Пословицы и поговорки

Порядок бережёт время.

Наладь порядок - дальше он сам пойдет.

Делу - время, потехе - час.

Поспешишь - людей насмешишь.

Век живи - век учись.

Приложение 2

Загадки Стучит,
Бренчит,
Вертится,
Никого не боится,
Считает свой век,
А всё не человек. (Часы) Хоть и сладок утром сон,
Но упорно этот звон
Каждый раз торопит в школу.
Как, скажи, зовётся он?
(Будильник) Стучат, стучат,
Не велят скучать.
Идут, идут,
А всё тут да тут. (Часы) На руке, и на стене,
И на башне в вышине
Ходят, ходят ровным ходом
От восхода до захода. (Часы)

Я напрасно не хожу,
Когда надо, разбужу. (Будильник)

На стене висит тарелка,
По тарелке ходит стрелка.
Стрелка та не для красы -
Время скажут вам... (Часы)

Мы бьём исправно каждый час, А вы, друзья, не бейте нас. (Часы)
Из каютки в каютку Пробегают малютки, Считают минутки. (Песочные часы)
За деревянной дверцей Бьётся чьё-то сердце. (Часы с кукушкой)

Приложение 3

Стихотворения ЧАСЫ
Говорят: часы стоят.
Говорят: часы спешат.
Говорят: часы идут,
Но немножко отстают.
Мы смотрели с Мишкой вместе,
Но часы висят на месте.
В. Орлов. Мы знаем: время растяжимо,
Оно зависит от того,
Какого рода содержимым
Вы наполняете его.
Бывают у него застои,
А иногда оно течёт
Незагружённое, пустое,
Часов и дней ненужный счёт.
Пусть равномерны промежутки,
Что разделяют наши сутки,
Но, положив их на весы,
Находим долгие минутки
И очень краткие часы.
(С.Я. Маршак) Бежит стремглав минута.
Минута коротка,
Но за минуту можно
Найти звезду, жука,

Который до сих пор ещё
Никто не открывал.
(С.Я. Маршак)

Люди, которые постоянно везде опаздывают и раздражают этим других, вырастают из детей, которым в детстве родители не объяснили ценность времени. Мы часто слышим от бабушек пословицы: «Делу время, потехе - час», «Время - деньги». Эти повторяемые ежедневно фразы являются залогом понимания времени и того, как его правильно распределять.

Современные условия труда требуют от человека умения следить за течением времени в процессе деятельности, распределять её во времени, реагировать на разные сигналы с определённой скоростью и через заданные временные интервалы, ускорять или замедлять темп своей деятельности, рационально использовать время. Во всех видах деятельности человека, так или иначе, требуется ориентация во времени, чувство времени. В свою очередь чувство времени побуждает человека быть организованным, собранным, помогает беречь время, более рационально его использовать, быть точным. Время является регулятором не только различных видов деятельности, но и социальных отношений человека.

Наш

Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение

Даньковская основная общеобразовательная школа

Учитесь

ценить время

Подготовил: ученик 4 класса

Панюта Иван

Руководитель: учитель начальных классов Кулькина Людмила Владимировна

х. Красюковский,

2012

Время - это счёт, которым оценивают учение, труд, добрые дела человека. Ценность времени сейчас значительно возросла, потому что время людей наполнено большими и значительными делами. Счёт времени мы ведём часто не на годы, часы, а на минуты.

Часто драгоценное время теряется из-за неорганизованности, излишней суеты, неумения использовать его рационально. Научиться беречь своё и чужое время надо уже в школе, так как юношеские годы - это не только годы учения, но и время становления личности, подготовки к труду.

Рациональному распределению времени способствует периодический хронометраж своего рабочего дня: определить, сколько времени уходит на выполнение домашнего задания, на обед, чтение газет, на разговоры по телефону, на разыскивание нужного учебника, тетради и т. д., сколько времени было потеряно на уроке.

По окончании рабочего дня необходимо проанализировать, нельзя ли было поступить более рационально, т. е. где и за счёт чего можно было сократить потери времени, на что его лучше было бы использовать. Впоследствии эти выводы следует учесть в своей работе.

Б
ежит стремглав минута.
Минута коротка,
Но за минуту можно
Найти звезду, жука,
Решение задачи и редкий минерал,
Который до сих пор ещё
Никто не открывал.
(С.Я. Маршак)

Пословицы и поговорки

Порядок время бережёт.

Наладь порядок - дальше он сам пойдёт.

Упустишь минуту - потеряешь час.

Береги секунду - с неё начинается выигрыш времени.

Делу - время, потехе - час.

Скоро сказка сказывается, да не скоро дело делается.
Поспешишь - людей насмешишь.
Наскоро делать - переделывать.
Скоро огонь горит, да вода бежит.
Век живи - век учись. Долог день до вечера, коли делать нечего. Рано встала, да мало напряла.

"Кто не умеет с толком употреблять свое время, тот первым жалуется на его нехватку" (Жан де Лабрюйер)

Как научиться беречь время?

1 . Учись беречь своё время.
"Сфотографируй" один свой обычный день: на листке бумаги слева запиши каждое даже самое маленькое дело, а справа – проставь потраченное на него время. Вечером же просмотри записи и определи, где и когда было потрачено время зря. Такая "фотография" поможет научиться дорожить временем и разработать рациональный режим дня.
2. Укладывайся в отведённое для выполнения домашних заданий время.
На выполнение домашних заданий рекомендуется затрачивать не более: в младших классах – 1 часа, в 5-8 классах – 2,5 часов, в старших классах – 3,5 часов. Поэтому строго запланируй время начала и окончания приготовления домашних заданий – это поможет тебе не отвлекаться во время их выполнения.
3. Лучшее время для выполнения домашних заданий в первой половине дня между 10 и 12 часами, во второй половине – в период с 15 до 18 часов.
4. До начала выполнения домашних заданий:
1) плотный обед - не позднее, чем за 2-2,5 часа до их начала, легкий прием пищи может быть и за 1-1,5 часа; но не приступай к работе голодным;
2) выполнение высоких физических нагрузок допустимо не позднее, чем за 2-2,5 часа до выполнения умственной работы;
3) хорошо проветри рабочее помещение;
4) подготовь рабочее место.
5. В каком порядке следует делать уроки – зависит от твоих особенностей:
если ты входишь в работу легко и в начале работаешь с подъёмом, более продуктивно, чем к концу занятий, но относительно быстро утомляешься, то начинай приготовление домашних заданий с наиболее трудного предмета;
если ты втягиваешься в работу медленно, много времени тратишь на «раскачку», продуктивность работы нарастает постепенно, а усталость появляется не так скоро, то следует начинать со средних по трудности заданий и постепенно переходить к более сложным;
если ты вообще с трудом приступаешь к домашним заданиям, если тебя нервирует любая неудача в их выполнении, то лучше начинать с самых простых, успех в которых приносит тебе удовлетворение;
если тебе не удается решить трудную задачу, отложи её «на потом», иначе может не хватить времени на приготовление других заданий.

Отдых при признаках наступающего утомления необходимо планировать заранее.

Сутки разделены на 24 часа, каждый час – на 60 минут. Тысячи лет назад люди заметили, что многое в природе повторяется: Солнце встает на востоке и заходит на западе, лето сменяет зиму и наоборот. Именно тогда возникли первые единицы времени – день, месяц и год. С помощью простейших астрономических приборов было установлено, что в году около 360 дней, и приблизительно за 30 дней силуэт Луны проходит цикл от одного полнолуния к следующему. Поэтому халдейские мудрецы приняли в основу шестидесятеричную систему счисления: сутки разбили на 12 ночных и 12 дневных часов, окружность – на 360 градусов. Каждый час и каждый градус были разделены на 60 минут, а каждая минута – на 60 секунд. Однако последующие более точные измерения безнадежно испортили это совершенство. Оказалось, что Земля делает полный оборот вокруг Солнца за 365 суток 5 часов 48 минут и 46 секунд. Луне же, чтобы обойти Землю, требуется от 29,25 до 29,85 суток.

Выберем любую звезду и зафиксируем ее положение на небе. На том же самом месте звезда появится через сутки, точнее через 23 часа 56 минут. Сутки, измеренные относительно далеких звезд, называются звездными (если быть совсем точными, звездные сутки – промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями точки весеннего равноденствия). Куда же деваются еще 4 минуты? Дело в том, что вследствие движения Земли вокруг Солнца оно смещается для земного наблюдателя на фоне звезд на 1° за сутки. Чтобы «догнать» его, Земле и нужны эти 4 минуты. Сутки, связанные с видимым движением Солнца вокруг Земли, называются солнечными. Они начинаются в момент нижней кульминации Солнца на данном меридиане (т.е. в полночь). Солнечные сутки не одинаковы – из-за эксцентриситета земной орбиты зимой в северном полушарии сутки длятся немного больше, чем летом, а в южном – наоборот. Кроме того, плоскость эклиптики наклонена к плоскости земного экватора. Поэтому были введены средние солнечные сутки, равные 24 часам.

Вследствие движения Земли вокруг Солнца оно смещается для земного наблюдателя на фоне звезд на 1° за сутки. Проходит 4 минуты, прежде чем Земля «догоняет» его. Итак, Земля делает один оборот вокруг своей оси за 23 часа 56 минут. 24 часа – средние солнечные сутки – время оборота Земли относительно центра Солнца.

Нулевой меридиан проходит через Гринвичскую обсерваторию, расположенную недалеко от Лондона. Человек живет и работает по солнечным часам. С другой стороны, астрономам для организации наблюдений нужно именно звездное время. В каждой местности существует свое солнечное и свое звездное время. В городах, расположенных на одном меридиане, оно одно и то же, а при перемещении вдоль параллели оно будет меняться. Местное время удобно для повседневной жизни – оно связано с чередованием дня и ночи в данной местности. Однако многие службы, например, транспорт, должны работать по одному и тому же времени; так, все поезда в России идут по московскому времени. Чтобы не возникало путаницы, было введено понятие гринвичского времени (UT): это местное время на нулевом меридиане, на котором расположена Гринвичская обсерватория. Но россиянам жить по одному времени с лондонцами неудобно; так появилась идея поясного времени. Были выбраны 24 земных меридиана (через каждые 15 градусов). На каждом из этих меридианов время отличается от всемирного на целое число часов, а минуты и секунды совпадают с гринвичскими. От каждого из этих меридианов отмерили 7,5° в обе стороны и провели границы часовых поясов. Внутри часовых поясов время всюду одинаково. Для того, чтобы отдельные населенные пункты не оказывались сразу в двух часовых поясах, границы между поясами немного сдвинули: они проводятся по границам государств и областей. В нашей стране поясное время было введено с 1 июля 1919 года. В 1930 году на территории бывшего Советского Союза все часы были переведены на час вперед. Так появилось декретное время. А в марте россияне переводят часы еще на час вперед (т.е. уже на 2 часа по сравнению с поясным) и до конца октября живут по летнему времени. Подобная практика принята во многих европейских странах.

Часовые пояса Земли.

По московскому зимнему времени истинный полдень в Москве наступает в 12 часов 30 минут, по летнему – в 13 часов 30 минут. Возвращаясь из первого кругосветного плавания, экспедиция Фернана Магеллана выяснила, что куда-то потерялись целые сутки: по корабельному времени была среда, а местные жители, все как один, утверждали, что уже четверг. Никакой ошибки в этом нет – путешественники плыли все время на запад, догоняя Солнце, и, в итоге, сэкономили 24 часа. Похожая история случилась с русскими землепроходцами, встретившимися на Аляске с англичанами и французами. Чтобы решить эту проблему, было принято соглашение о международной линии смены дат. Она проходит через Берингов пролив по 180-му меридиану. На острове Крузенштерна, лежащем восточнее, по календарю на сутки меньше, чем на острове Ротманова, лежащем западнее этой линии.

Древняя индийская обсерватория в Дели, выполнявшая также роль солнечных часов.

Наш календарь и наше время подстроены под Солнце и Луну, однако эти светила не годятся для точного измерения времени: Земля и Луна неравномерно движутся по своим орбитам, скорость вращения Земли, кроме того, постепенно уменьшается под действием приливов. И уж тем более неудобно измерять по светилам короткие промежутки времени – минуты и секунды. Издревле для более точного измерения времени применяли песочные и водяные часы, а в XI веке появились первые механические часы, но их время приходилось по несколько раз в день сверять с солнечными часами. В середине XVII века, открыв закон колебания маятника, Галилео Галилей вывел механические часы на новый уровень точности. Однако даже лучшие механические часы показывают не совсем точное время: они спешат или отстают из-за неточной регулировки, вибрации, перепадов в температуре, каких-то внешних воздействий. В 1939 году астрономы заменили механические маятниковые часы на кварцевые: точность хода увеличилась в сотни раз и стала составлять 10–4–10–6 c в сутки. А еще через двадцать лет появились атомные часы; отклонение хода у них всего 10–10–10–11 с.

И

сследовательская работа по теме

ВЫПОЛНИЛА :

Иваненко Ольга,

ученица 3 класса

РУКОВОДИТЕЛЬ :

Маркова Наталья Григорьевна,

учитель начальных классов

х. Зазерский

Отгадайте загадку:

Вчера было, сегодня есть и завтра будет.
Догадались? Это время.

Тема моей исследовательской работы «Время. Измерение времени. Часы».

Невозможно представить себе жизнь современного человека без такого привычного приспособления как часы. Занимаясь разными делами, мы так часто ориентируемся на время, но даже не задумываемся, что же это такое? На уроках математики мы изучали тему «Измерение времени».

Я заинтересовалась, откуда появились понятия: год, месяц, день, час?

Как люди определяли время раньше?

Возможно, им помогали народные приметы?

А может быть, люди определяли время по явлениям природы.

Как можно самой определять время, если в доме нет часов?

Обратившись к одноклассникам и старшим ребятам, я поняла, что и они мало что об этом знают. Тогда я решила найти ответы на интересующие меня вопросы, обратившись к книгам, Интернету, и рассказать о своих открытиях сверстникам.

Цель моей работы: изучить и систематизировать информацию о понятии «время» и способах его измерения.

Мои задачи:

Исследовать происхождение времени и его измерение.

Узнать, какие виды часов существовали от времён древнего человека до наших дней.

Изготовить самой приборы для измерения времени.

4. Познакомить с собранной информацией одноклассников.

Для выполнения работы я использовала такие методы :

Знакомство с учебной, научной и популярной литературой.

Экспериментальный.

Наблюдения

1 . Происхождение времени.

Предметы считать легко: один, два, три и т.д. Измерить небольшое расстояние тоже, несложно, например шагами. Гораздо труднее найти мерку для времени. Тут ни пальцы, ни шаги не помогут: время можно измерять только временем, а мерку нужно искать в природе.

(Слайд 2)

Самыми древними «часами» было солнце. Утро, день, вечер, ночь. Не очень точно, но первобытному человеку этого было достаточно. Потом люди научились определять время более точно: днем по солнцу, а ночью по звездам. Люди заметили, что звезды на небе медленно двигаются. Все они как бы привязаны к одной звезде, которую назвали Гвоздем Неба. Сейчас мы называем эту звезду Полярной, она показывает направление на Северный полюс. Неподалеку от Полярной звезды на небе всегда можно найти семь звезд, расположенных в виде ковша. Это созвездие Большой Медведицы. За сутки она обходит полный оборот вокруг Полярной звезды, за ночь полкруга. Вот и получается, что на небе есть настоящие часы со звездной стрелкой.

(Слайд 3)

По солнцу и звездам легко было определить время суток. Но людям нужны были еще и меры времени. В природе нашлись такие мерки. Люди заметили, что летом дни длиннее, а зимой короче. Так появился первый промежуток времени от одного лета до другого, который назвали годом. Началом года люди считали самый длинный летний день-21 июня.

(Слайд 4)

Еще три или четыре тысячи лет назад люди не только точно знали этот день, но и сумели построить каменный календарь, который показывал начало года. Когда первый луч восходящего солнца падал на священный камень внутри круга, это означало, что наступило начало нового года. Весь год это 365 дней. С точки зрения астрономов, год составляет 365 дней и почти 6 часов. Поэтому простой год насчитывает 365 дней, а каждый четвертый - 366. Этот год назвали високосным, в феврале високосного года 29 дней.

(Слайд 5)

А как разделить год? Это очень большая и не всегда удобная мера времени. На помощь пришла луна. Люди заметили, что от полнолуния до полнолуния проходит почти ровно 30 суток. Так появилась еще одна мерка времени - месяц.

(Слайд 6)

Наш современный календарь ведёт свое начало от календаря древних римлян. Именно они далимесяцам года названия, которые приняты у нас сейчас.

Двенадцатый месяц года называется декабрь . Это слово происходит от греческого слова дека - десять. Дело в том, что римляне считали началом года не 1 января, а 1 марта . Декабрь тогда был десятый по счету месяц. С перенесением начала года на 1 января возникло несовпадение между названием и порядковым номером некоторых месяцев.

Название месяца

Смысл названия

Порядковый номер

сентябрь

седьмой

октябрь

восьмой

Ноябрь

девятый

декабрь

десятый

Потом месяц стали делить еще на четыре части. Так появились недели. После того как неделю разбили на сутки, научились разбивать их на 24 часа.

2.Способы измерения времени.

(Слайд 7)

В древности существовало много способов измерения времени. Это солнечные и огненные, водяные и песочные, и даже цветочные .

Все дело в том, что цветы раскрываются и закрываются строго в определенное время. В 6 часов утра раскрывается одуванчик, а в 9 часов - гвоздика. В 6 часов вечера опускаются под воду кувшинки, а в 7-8 часов «засыпает» шиповник. Таким образом, простая наблюдательность могла сослужить человеку хорошую службу.

3.История часов

3.1.Солнечные часы

(Слайд 8)

Самые первые часы на земле - солнечные. Они были гениально простыми: вбитый в землю шест. Вокруг него нарисована шкала. Тень от шеста, передвигаясь по шкале, показывала, который теперь час. Позднее такие часы делали из дерева или камня и устанавливали на стенах общественных зданий.

Но солнечные часы имели один большой недостаток: они могли «ходить» только на улице, и только в ечный день. Это, конечно, было очень неудобно.

(Слайд 9)

3.2.Огненные часы впервые появились в Китае. Они состояли из спирали или палочки из горючего материала с подвешенными металлическими шариками. При сгорании материала шарики падали в фарфоровую вазу, производя звон. В рудниках использовали лампадки, в которые наливали определенное количество масла. Как только огонек в лампе ослабевал, рудокопы заканчивали свою работу.

В некоторых случаях для определения времени применялся горючий жгут, который пропитывали ароматическими веществами через равные промежутки. Время в таких часах устанавливали по появляющемуся запаху. Также использовали свечи с отметками. Каждый раз, когда свеча догорала до одной из отметок, проходил определенный промежуток времени.

(Слайд 10)

3.3 .Первые водяные часы появились почти одновременно с солнечными часами. Устроены они были очень просто, в виде сосуда, из которого медленно вытекала вода. По уровню воды, которая осталась, судили, сколько прошло времени.

(Слайд 11)

3.4.Песочные часы состоят из двух стеклянных луковиц соединённых между собой узким горлышком. Из верхней стеклянной луковицы в нижнюю медленно пересыпается песок. Чем больше песка, тем больше пройдёт времени.

(Слайд 12)

3.5.Механические часы появились в Европе в Средние века. Их стрелки приводились в движение при помощи гири на цепочке. Гиря была привязана к колёсику и тянула его вниз. А чтобы колесо поворачивалось медленно через равные промежутки времени, его делали зубчатым. Такие механические часы можно закрепить на стене, но носить их очень неудобно.

(Слайды 1 3- 16)

По размерам и портативности часы тоже можно разделить на:

настенные;

напольные;

наручные;

каминные:

карманные и другие.

3.6.Биологические часы.

Но есть еще одни часы, только их нельзя увидеть. Установлено, что человек обладает хорошо развитым чувством времени. Он даже может проснуться в тот час, в который запланировал со вчерашнего вечера. Эти часы находятся внутри каждого из нас и называются биологические часы .

4. Практическая часть

Опыт 1 (Слайд 17)

Опытным путем я решила установить, может ли человек в домашних условиях изготовить простейшие часы.

Для изготовления песочных часов мне понадобилось:

Две маленькие бутылочки с крышками.

Клейкая лента.

Сверло.

Соль мелкая «Экстра».

Приклеила две крышки друг к другу. Папа проделал в них отверстие сверлом.

Насыпала соль в одну из бутылок.

Прикрутила крышки к бутылкам.

В зависимости от количества соли мои часы отмеряют 2 минуты.

Опыт 2 (Слайд 18)

Для изготовления огненных часов я взяла две свечи и несколько бусинок.

Каждые 30 минут я отмеряла, сколько сгорело свечи, и делала отметки бусинкой на целой свечке. Затем начертила шкалу с промежутком в 1 час.

В результате я получила восковые часы с интервалом времени 5 часов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

(Слайд 19)

Закончив свой проект, я могу сказать, что мне удалось решить поставленные задачи:

Я узнала много нового, получила опыт работы с разными источниками информации и компьютерными программами;

Изучив данный вопрос и проделав ряд опытов, я убедилась в том, что время можно определить не только с помощью часов, но и с помощью свечки, песочными, солнечными или водяными часами.

Мое выступление заинтересовало одноклассников, помогло им расширить свои знания.

Мне удалось выполнить поставленные задачи. Значит, я с пользой потратила время.

(Слайд 20)

ЛИТЕРАТУРА:

Полный энциклопедический справочник школьника.-М., 2008.

Черненко Г.Т. Школьный путеводитель Часы и время.– М., 2004.

Детская энциклопедия. Открытия и изобретения. Под ред. Артемова О. В. и др. – М., 2008.

Большая детская энциклопедия. Перевод с англ. Кима А. И.; Демыкина В.В. – М., 2005.

Детская энциклопедия Я познаю мир. Автор - сост. Савин А. П. и др. – М., 1997.

12. Интернет сайты:

3. История часов…………………………………………………………………5

3.1.Солнечные часы……………………………………………………………..5

3.2.Огненные часы ….…………………………………………………………..6

3.3 Водяные часы ……………………………………………………………….6

3.4.Песочные часы………………………………………………………………6

3.5.Механические часы…………………………………………………………6

3.6.Биологические часы…………………………………………………………6

4. Практическая часть…………………………………………………………..7

4.1 Опыт 1………………………………………………………………………..7

4.2 Опыт 2………………………………………………………………………..7

5. Заключение……………………………………………………………………8

6. Литература…………………………………………………………………….9

Основные виды солнечных часов. Уравнение времени - разница между средним солнечным и истинным солнечным временем. Точное время и определение географической долготы. Служба точного времени и государственный эталон времени; сигналы точного времени.

Измерение времени

Ответить на вопрос «что такое время» нелегко. В самом общем виде можно сказать, что время - это непрерывная череда сменяющих друг друга явлений. Главное свойство времени состоит в том, что оно длится, течет безостановочно. Пространство можно оградить, но время остановить невозможно. Время необратимо - путешествия на машине времени в прошлое невозможны. «Нельзя дважды войти в одну и ту же реку», - говорил Гераклит.

Величественный Стоунхендж - одна из древнейших астрономических обсерваторий, построенная пять тысяч лет назад в Южной Англии.

Сутки разделены на 24 часа, каждый час - на 60 минут. Тысячи лет назад люди заметили, что многое в природе повторяется: Солнце встает на востоке и заходит на западе, лето сменяет зиму и наоборот. Именно тогда возникли первые единицы времени - день, месяц и год. С помощью простейших астрономических приборов было установлено, что в году около 360 дней, и приблизительно за 30 дней силуэт Луны проходит цикл от одного полнолуния к следующему. Поэтому халдейские мудрецы приняли в основу шестидесятеричную систему счисления: сутки разбили на 12 ночных и 12 дневных часов, окружность - на 360 градусов. Каждый час и каждый градус были разделены на 60 минут, а каждая минута - на 60 секунд. При этом последующие более точные измерения безнадежно испортили это совершенство. Оказалось, что Земля делает полный оборот вокруг Солнца за 365 суток 5 часов 48 минут и 46 секунд. Луне же, чтобы обойти Землю, требуется от 29,25 до 29,85 суток.

Выберем любую звезду и зафиксируем ее положение на небе. На том же самом месте звезда появится через сутки, точнее через 23 часа 56 минут. Сутки, измеренные относительно далеких звезд, называются звездными (если быть совсем точными, звездные сутки - промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями точки весеннего равноденствия). Куда же деваются еще 4 минуты? Дело в том, что вследствие движения Земли вокруг Солнца оно смещается для земного наблюдателя на фоне звезд на 1° за сутки. Чтобы «догнать» его, Земле и нужны эти 4 минуты. Сутки, связанные с видимым движением Солнца вокруг Земли, называются солнечными. Они начинаются в момент нижней кульминации Солнца на данном меридиане (т.е. в полночь). Солнечные сутки не одинаковы - из-за эксцентриситета земной орбиты зимой в северном полушарии сутки длятся немного больше, чем летом, а в южном - наоборот. Кроме того, плоскость эклиптики наклонена к плоскости земного экватора. Поэтому были введены средние солнечные сутки, равные 24 часам.

Вследствие движения Земли вокруг Солнца оно смещается для земного наблюдателя на фоне звезд на 1° за сутки. Проходит 4 минуты, прежде чем Земля «догоняет» его. Итак, Земля делает один оборот вокруг своей оси за 23 часа 56 минут. 24 часа - средние солнечные сутки - время оборота Земли относительно центра Солнца.

Нулевой меридиан проходит через Гринвичскую обсерваторию, расположенную недалеко от Лондона. Человек живет и работает по солнечным часам. С другой стороны, астрономам для организации наблюдений нужно именно звездное время. В каждой местности существует свое солнечное и свое звездное время. В городах, расположенных на одном меридиане, оно одно и то же, а при перемещении вдоль параллели оно будет меняться. Местное время удобно для повседневной жизни - оно связано с чередованием дня и ночи в этой местности. При этом многие службы, например, транспорт, должны работать по одному и тому же времени; так, все поезда в России идут по московскому времени. Чтобы не возникало путаницы, было введено понятие гринвичского времени (UT): это местное время на нулевом меридиане, на котором расположена Гринвичская обсерватория. Но россиянам жить по одному времени с лондонцами неудобно; так появилась идея поясного времени. Были выбраны 24 земных меридиана (через каждые 15 градусов). На каждом из этих меридианов время отличается от всемирного на целое число часов, а минуты и секунды совпадают с гринвичскими. От каждого из этих меридианов отмерили 7,5° в обе стороны и провели границы часовых поясов. Внутри часовых поясов время всюду одинаково. Для того, чтобы отдельные населенные пункты не оказывались сразу в двух часовых поясах, границы между поясами немного сдвинули: они проводятся по границам государств и областей. В нашей стране поясное время было введено с 1 июля 1919 года. В 1930 году на территории бывшего Советского Союза все часы были переведены на час вперед. Так появилось декретное время. А в марте россияне переводят часы еще на час вперед (т.е. уже на 2 часа по сравнению с поясным) и до конца октября живут по летнему времени. Подобная практика принята во многих европейских странах.

Часовые пояса Земли

По московскому зимнему времени истинный полдень в Москве наступает в 12 часов 30 минут, по летнему - в 13 часов 30 минут. Возвращаясь из первого кругосветного плавания, экспедиция Фернана Магеллана выяснила, что куда-то потерялись целые сутки: по корабельному времени была среда, а местные жители, все как один, утверждали, что уже четверг. Никакой ошибки в этом нет - путешественники плыли все время на запад, догоняя Солнце, и, в итоге, сэкономили 24 часа. Похожая история случилась с русскими землепроходцами, встретившимися на Аляске с англичанами и французами. Чтобы решить эту проблему, было принято соглашение о международной линии смены дат. Она проходит через Берингов пролив по 180-му меридиану. На острове Крузенштерна, лежащем восточнее, по календарю на сутки меньше, чем на острове Ротманова, лежащем западнее этой линии.

Древняя индийская обсерватория в Дели, выполнявшая также роль солнечных часов.

Наш календарь и наше время подстроены под Солнце и Луну, однако эти светила не годятся для точного измерения времени: Земля и Луна неравномерно движутся по своим орбитам, скорость вращения Земли, кроме того, постепенно уменьшается под действием приливов. И уж тем более неудобно измерять по светилам короткие промежутки времени - минуты и секунды. Издревле для более точного измерения времени применяли песочные и водяные часы, а в XI веке появились первые механические часы, но их время приходилось по несколько раз в день сверять с солнечными часами. В середине XVII века, открыв закон колебания маятника, Галилео Галилей вывел механические часы на новый уровень точности. При этом даже лучшие механические часы показывают не совсем точное время: они спешат или отстают из-за неточной регулировки, вибрации, перепадов в температуре, каких-то внешних воздействий. В 1939 году астрономы заменили механические маятниковые часы на кварцевые: точность хода увеличилась в сотни раз и стала составлять 10-4-10-6 c в сутки. А еще через двадцать лет появились атомные часы; отклонение хода у них всего 10-10-10-11 с.

Солнечные и звездные часы

Солнечные часы

Человечество отсчитывает время по солнечным часам с незапамятных времён. Сложно сказать, кто и когда впервые предложил использовать Солнце (и тень от него) в качестве часовой стрелки. Одно очевидно - изобретение это было гениальным! Вот почему и сейчас - в век сверхточной механики, электроники и ядерных частиц - любителям астрономии весьма полезно изготовить хотя бы простейшие солнечные часы, стрелкой которых будет служить тень от самой близкой к нам звезды...

Как известно, существует три основных вида солнечных часов: экваториальные, вертикальные и горизонтальные. Экваториальные часы - самые простые. Плоскость их циферблата лежит в плоскости небесного экватора (то есть расположена под углом (90°- f), где f - географическая широта). Сам циферблат разделён на одинаковые углы из расчёта 1 час = 15°. Указателем может служить любой "штырёк", укреплённый в центре часов перпендикулярно их плоскости. Изготовить экваториальные солнечные часы несложно, но в северном полушарии они будут работать только тогда, когда склонение Солнца положительно (от весеннего равноденствия до осеннего). В зимний период придётся использовать нижнюю часть циферблата, что очень неудобно.

Вертикальные часы намного более изящны. Но и здесь имеется несколько "подводных камней". Во-первых, их математическая модель довольно сложна. Во-вторых, (и это главное!) для изготовления вертикальных солнечных часов нужно точно измерить азимут стены здания, где они будут прикреплены. Конечно, все трудности преодолимы, но на первом этапе я бы посоветовал собственноручно смастерить горизонтальные солнечные часы, которые удачно сочетают в себе точность, эффективность и простоту. Такие часы могут иметь различный размер: от переносных (10-20 см в диаметре), до стационарных (1-2 метра и более). Итак, горизонтальные солнечные часы состоят из двух частей: 1) циферблата, расположенного в плоскости горизонта; 2) отбрасывающего тень указателя, который в простейшем случае представляет из себя треугольник, один из углов которого равен географической широте места установки. Плоскость указателя лежит в плоскости небесного меридиана (то есть расположена в направлении север - юг). При этом угол треугольника, равный широте места, должен указывать на север (полюс мира), а линии часов (и минут) на циферблате должны как бы "веером" расходиться от южной точки основания указателя. Теперь о градуировке циферблата. Если мы хотим, чтобы наши горизонтальные солнечные часы "показывали" то же самое время, что и обычные часы, поступаем следующим образом.

1) Рассчитываем момент истинного полудня. Это несложно сделать по формуле:

Т(пол)=12+h-L+n+1, где

Т(пол) - момент истинного полудня, h - уравнение времени (разница между средним солнечным и истинным солнечным временем), L - географическая долгота (выраженная в часовой мере), n - номер часового пояса, 1 - поправка за декретное время. В летний период придётся прибавить ещё один час (из-за перехода на "летнее время"). Что касается уравнения времени, то им, в принципе, можно пренебречь, поскольку в течение года оно изменяется от -16 минут (примерно 2 ноября) до +14 минут (около 11 февраля), обращаясь в нуль близ 15 апреля, 14 июня, 1 сентября и 24 декабря. Ну, а если вы хотите изготовить суперточные солнечные часы, то вам придётся рассчитать несколько циферблатов и менять их по мере изменения уравнения времени.

Например, для Вологды в летнее время (L=2ч 40м, h=0, n=3) имеем:

Т(пол) = 12 + 0 - (2ч 40м) + 3 + 1 = 13ч 20м Именно в этот момент Солнце находится точно на юге и, соответственно, отбрасывает тень от указателя на север (N на рисунке). Значит, в полдень наши часы должны показать 13ч 20м. (В период действия зимнего времени - 12ч 20м).

2) Оцифровываем циферблат. Вооружимся калькулятором и воспользуемся следующей формулой: tg(a)=sin(f)*tg(t), где а - углы, на которые будет расчерчен циферблат, f - широта, t - интервал времени, выраженный, конечно, в градусной мере (из расчёта 1ч = 15°). Например, мы хотим узнать, на каком угловом расстоянии от направления на север будет находиться отметка "13 часов". Несложно сообразить, что вместо t надо подставить 20 минут, выраженные в градусах и их долях. (Для этого делим 20 на 60 и умножаем на 15). После вычислений (подставляя точные значения широты для г. Вологды) получаем 4,4°. Именно такой угол нужно отложить от направления на север против часовой стрелки. После всех вычислений получаем таблицу (отрицательные углы для а указывают, что их нужно откладывать на циферблате по часовой стрелке). Разумеется, не следует рассчитывать данные для ночи...

Циферблат, расчерченный согласно приведённым вычислениям, можно видеть на рисунке. Для небольших горизонтальных солнечных часов (диаметром около 15 см) часовой разметки вполне достаточно, так как минуты легко оценить на глаз, глядя на тень указателя. Более крупные часы потребуют дополнительных расчётов минут (или хотя бы четвертьчасовых отметок) - это также можно сделать по вышеприведённой формуле.

t 22ч 21ч 20ч 19ч 18ч 17ч

a -134,2° -118,4° -101,5° -84,1° -66,9° -50,7°

t 16ч 15ч 14ч 13ч 12ч 11ч

a -35,7° -21,7° -8,5° 4,4° 17,5° 31,1°

t 10ч 9ч 8ч 7ч 6ч 5ч

a 45,8° 61,6° 78,5° 95,9° 113,1° 129,3°

Не забудьте, что в период действия зимнего времени числовые значения часов следует уменьшить на единицу. Например, вместо "13 часов" получим "12-ть", вместо "14-ти" - "13-ть" и так далее. Кстати, переносные горизонтальные солнечные часы можно использовать в качестве компаса. Для этого по обычным часам выставляем на нужное время наши солнечные часы: тогда треугольный указатель покажет направление север - юг, причём север будет там, где нарисованы отметки "12" и "13".

Звездные часы

Если ясным днём время можно отсчитывать по Солнцу, то как быть ночью? Правильно! Нам помогут звёзды! Для настоящего любителя астрономии не составит большого труда определить время по характерному расположению звёзд в тот или иной сезон года. Но проще узнать который сейчас час по ориентации созвездия Большой Медведицы. Тем более, что в безоблачную погоду в средних и северных широтах "Небесный Ковш" никогда не опускается под горизонт. Представьте себе огромный небесный циферблат, в центре которого расположена Полярная звезда. Тогда созвездие Большой Медведицы станет гигантской космической стрелкой.

Обратите внимание (см. рис), что наш циферблат разделён не на 12 часов (как в обычных часах), а на 24 часа. При этом отметка "0ч" находится над точкой севера, отметка "12ч" - по другую сторону от Полярной звезды. Значения "6ч" и "18ч" соответственно располагаются в восточном и западном направлениях. Иными словами, ход времени в звёздных часах отсчитывается против часовой стрелки, поскольку именно так "вращается" Большая Медведица, как, впрочем, и все остальные околополярные созвездия. Далее. Проводим прямую линию от Полярной звезды к звёздам "Дельта" (Мегрец) и "Гамма" (Фекда), украшающими левую сторону Ковша Большой Медведицы (см. рис). Стрелка укажет на точку осеннего равноденствия. (Нетрудно догадаться, что точка весеннего равноденствия будет находиться в диаметрально противоположном направлении, в котором, увы, нет звёзд Большой Медведицы).

Тогда цифры на нашем воображаемом небесном циферблате покажут так называемое звёздное время (часовой угол точки весеннего равноденствия). Так, на рисунке звёздное время получилось равным примерно 1 ч 30 м. Из сферической астрономии известно, что звёздное время (S) равно сумме прямого восхождения (R.A.) какого-либо небесного объекта (например, звезды, Луны, Солнца...) и его часового угла (t).

Поскольку звёздное время нам уже известно, то каким-либо образом узнав прямое восхождение Солнца, мы сможем вычислить его часовой угол (t = S - R.A.). Прибавив к полученному результату 12 часов, мы получим местное солнечное время. (После этого можно перейти к поясному времени). Но как узнать прямое восхождение Солнца??? Конечно, можно воспользоваться астрономическими календарями, где на каждый день приводятся экваториальные координаты Солнца. Лучше, однако, эти сведения "вычислить" самостоятельно - астрономический ежегодник не всегда бывает под рукой! На самом деле, если не гнаться за суперточностью, то узнать прямое восхождение Солнца для любой даты несложно.

Нужно лишь запомнить, что 21 марта (в день весеннего равноденствия) прямое восхождение Солнца равно 0ч, 22 июня (летнее солнцестояние) - 6ч, 23 сентября (осеннее равноденствие) - 12ч и 22 декабря (зимнее солнцестояние) - 18ч. Кроме того, запомните, что за сутки прямое восхождение Солнца увеличивается примерно на 4 минуты.

Итак, допустим, мы взглянули на звёздные часы и нашли звёздное время равным 1ч 30м. Пусть мы проводим наблюдения, скажем, 1 октября. От осеннего равноденствия прошло 8 дней и R.A. Солнца увеличилось на 8 х 4 = 32 минуты и составляет 12 ч 32 м. Найденное значение, конечно, округлим до 12 ч 30 м. Находим часовой угол Солнца t = 1ч 30м - 12ч 30м = 25ч 30м - 12ч 30м = 13ч 00м

Значит (прибавляем 12 часов), местное солнечное время равно 25 ч 00 м (или 1 ч 00 м). Предположим, мы наблюдаем в Вологде. Долгота этого города равна 2 ч 40 м. Вычитаем из 25 ч 00 м 2 ч 40 м, получаем 22 ч 20 м - именно таково в данный момент всемирное время. Переходим к поясному времени (прибавляем 3 часа) и вот он, долгожданный результат: сейчас 1 ч 20 м! Проверяем по подвижной карте звездного неба и убеждаемся, что мы не ошиблись...

Точное время и определение географической долготы.

Солнце всегда освещает только половину земного шара: на одном полушарии - день, а на другом в это время ночь, соответственно всегда есть точки, где в данный момент полдень, и Солнце находится в верхней кульминации. По мере того как Земля вращается вокруг оси, полдень наступает в тех местах, которые лежат западнее. По положению Солнца (или звезд) на небе определяется местное время для любой точки земного шара. Местное время в двух пунктах (T1 и Т2) отличается ровно на столько, на сколько отличается их географическая долгота:

Т1-Т2 =L1- L2.

Ясно, что полдень наступает в данном пункте Земли позже, чем в другом, ровно на столько, сколько времени нужно планете, чтобы повернуться на угол, соответствующий разности их долгот. Так, например, в Санкт-Петербурге, который находится на 8°45" западнее Москвы, полдень наступает на 35 минут позднее. Определив из наблюдений местное время в данном пункте и сравнив его с местным временем другого, географическая долгота которого известна, можно вычислить географическую долготу пункта наблюдения. Условились отсчитывать долготу от начального (нулевого) меридиана, проходящего через Гринвичскую обсерваторию. Местное время этого меридиана называют всемирным временем - Universal Time (UT). Тогда T1 = UT + L1, иначе говоря, местное время любого пункта равно всемирному времени в этот момент плюс долгота данного пункта от начального меридиана, выраженная в часовой мере. Точный счет времени осложняется тем, что его прежний эталон - период вращения Земли - оказался не вполне надежным. Одной из основных единиц времени уже давно были избраны солнечные сутки - промежуток времени, который проходит от одной верхней кульминации Солнца до другой. Но по мере возрастания точности астрономических наблюдений стало очевидно, что продолжительность суток не остается постоянной.

Скорость вращения нашей планеты меняется на протяжении года, а кроме того, происходит, хотя и очень медленно, замедление ее вращения. Поэтому понятно, что определение секунды как единицы времени, составляющей 1/86 400 часть суток, потребовало уточнения. Современное определение секунды вам известно из курса физики. Использование атомных часов, которыми располагают службы точного времени и государственный эталон времени и частоты, обеспечивает исключительно малую погрешность в счете времени (около 5 * 10-9 с за сутки). Транслируемые по радио сигналы точного времени передаются именно с атомных часов. Принимая эти сигналы и определяя местное время по наблюдениям моментов кульминации звезд, можно вычислить точные координаты любого пункта земной поверхности. Эти пункты служат опорными точками при составлении карт, прокладке трасс газопроводов, автомобильных и железных дорог, строительстве крупных объектов и ряде других работ.

Сигналы точного времени, наряду с другими средствами (радиомаяками, навигационными спутниками и т. п.) необходимы в авиационной и морской навигации. Если бы в своей повседневной жизни мы пользовались местным временем, то по мере передвижения на запад или восток приходилось бы непрерывно передвигать стрелки часов. Возникающие при всём этом неудобства столь очевидны, что сегодня практически все население земного шара пользуется поясным временем. Поясная система счета времени была предложена в 1884 г. Согласно этой системе весь земной шар был разделен по долготе на 24 часовых пояса (по числу часов в сутках), каждый из которых занимает примерно 15°. По сути дела, счет времени по этой системе ведется только на 24 основных меридианах, отстоящих друг от друга на 15° по долготе. Время на этих меридианах, которые расположены примерно посередине каждого часового пояса, отличается ровно на один час. Местное время основного меридиана данного пояса называется поясным временем. По нему ведется счет времени на всей территории, относящейся к этому часовому поясу. Поясное время, которое принято в конкретном пункте, отличается от всемирного на число часов, равных номеру его часового пояса:

где UT - всемирное время, a n - номер часового пояса.

Границами часовых поясов являются линии, которые идут от Северного полюса Земли до Южного и отстоят приблизительно на 7,5° от основных меридианов. Эти границы далеко не всегда проходят строго по меридианам, а проведены по административным границам областей или других регионов так, чтобы на всей их территории действовало одно и то же время. Естественно, например, что Москва живет по времени одного (второго) часового пояса. Если же формально следовать принятому правилу деления на часовые пояса, то нужно было бы провести границу пояса так, что город оказался бы разделенным на две неравные части.

В нашей стране поясное время было введено с 1 июля 1919 г. С тех пор границы часовых поясов неоднократно пересматривались и изменялись. С января 1992 г., когда в России часы были переведены на один час вперед, мы живем по так называемому декретному времени, которое было введено в СССР еще в 1930 г. В конце марта страна переходит на летнее время, стрелки часов переводятся еще на один час вперед. Отменяется летнее время в конце сентября, стрелки возвращают на один час назад. Дни, когда вводится и отменяется летнее время, ежегодно устанавливаются распоряжением правительства. Московское декретное время, которое показывают часы не только в Москве, но также в Санкт-Петербурге и центральных областях России, отличается от всемирного времени на 3 часа зимой и на 4 часа летом.

	Чтобы скачать работу бесплатно нужно вступить в нашу группу ВКонтакте . Просто кликните по кнопке ниже. Кстати, в нашей группе мы бесплатно помогаем с написанием учебных работ. Через несколько секунд после проверки подписки появится ссылка на продолжение загрузки работы.
	Бесплатная оценка
	Повысить оригинальность данной работы. Обход Антиплагиата.