Оглавление

1. Введение ………………………………………………………………………………22. Основная часть:

2.1 Древние способы измерения времени………………………………………....3 2.2 Солнечные часы………………………………………………………………….32.3 Вода, огонь и песок………………………………………………………………42.4 Маятниковые часы……………………………………………………………....62.5 Атомные часы…………………………………………………………………….7 2.6 Основы измерения времени……………………………………………………. 7

3. Практическая часть3.1 Экспериментальное измерение истинного полудня и сравнение его с

декретным временем…………………………………………………………….103.2 Анкетирование граждан с целью выявления их отношения ко времени, по которому мы живем………………………………………………………………....11

3.3 Заключение…………………………..…………………………………………...12

4. Библиографический список………………………………………………………...13

1

Введение

АктуальностьВ статье газеты "Самарское обозрение", автор Алексей Н.говорится о том, что с

марта 2010 года на территории Российской Федерации сократилось количество часовых поясов с 11, до 9. В частности, на другое время пришлось перестраиваться и жителям Самарской области. Перевод часов, о котором попросили депутаты Самарской губернской думы, состоялось 28 марта в 2 часа ночи. Теперь мы живём по московскому времени.

По мнению чиновников, изменения должны благотворно сказаться на экономике области и помочь местному бизнесу. Правда, часть жителей Самары считают, что ничего хорошего из этой затеи не вышло. В городе были даже организованы пикеты с требованием отменить реформу. Митингующие заявляли, что у людей из-за перехода сбился биоритм. Вдобавок перевод стрелок на московское время приведет к тому, что населению придется тратить больше денег на электроэнергию.

Говорят об этом до сих пор, и не менее активно. Меня эта тема тоже волнует, так как я солидарна с противниками московского времени, и хотела бы вернуть прежнее время, с его более продолжительным световым днём. И в очередной раз, размышляя на эту тему, я задумалась о том, по какому времени жили наши предки? Как они его измеряли? И как устанавливали? В соответствии с этим я сформулировала цели и задачи моей работы следующим образом:

Цель работы: Определить истинное время на широте нашего города и сравнить его с декретным временем.

Задачи:1. Выяснить, каким образом наши предки измеряли время.2. Изучить литературу по определению истинного времени и декретного времени.3. Построить солнечные часы и измерить время истинного полдня.4. Провести опрос 60 респондентов с целью выяснения их отношения ко времени, по которому мы живем.

2

Основная часть

2.1 Древние способы измерения времени

Прочитав статью из журнала «Я познаю мир», которая называется «Планета Земля в вопросах и ответах» (автор: Баландин Рудольф Константинович), я узнала, что сначала люди измеряли время в восходах и заходах солнца. Уменьшение или, наоборот, увеличение тени, падающей от различных предметов - палок, камней, деревьев, помогало человеку, пусть очень приблизительно, ориентироваться по времени. Звезды также служили людям в качестве гигантских часов, ведь человек давно заметил, что ночью в разное время видны разные звезды. Древние египтяне делили ночь на двенадцать временных промежутков, каждый из которых начинался с восходом одной из двенадцати звезд. Кстати, настолько же промежутков делили египтяне и день. Получается, что наше деление суток на двадцать четыре часа основывается на представлениях древних египтян

Чудо техники, или нет, но на их создание человечеству понадобилось семь тысяч лет. За эти тысячелетия было придумано огромное множество различных устройств для измерения времени, которые, впрочем, можно объединить в несколько обширных категорий.

2.2 Солнечные часы

Солнечные часы, а если быть более точным — их разновидность под названием гномон являются древнейшим из известных инструментов для измерения времени. О таких простейших солнечных часах упоминается в Книге пророка Исайи. Археологические же исследования показывают, что солнечные часы существовали и до древнего Вавилона. Самые старые из найденных часов датируются пятью тысячелетиями до нашей эры. Из Вавилона к нам пришло деление суток на двадцать четыре часа, а часа на 60 минут.

Простые солнечные часы представляют собой тонкий и высокий предмет (собственно гномон) и специально подготовленную поверхность, на которую гномон отбрасывает тень. В течение дня тень от гномона движется, и, пересекая нанесенные на поверхность часовые заметки, показывает нам время. Угол, под которым срезана верхняя часть гномона, зависит от широты места, для которого

изготовлены часы, а направление — полярной звезде, параллельно оси земли. Существовали и солнечные часы с «автоматической настройкой»: тень в таких часах проецировалась на две различные поверхности, и время совпадало, только если гномон был правильно установлен. Существовало множество разновидностей солнечных часов: горизонтальные, вертикальные (если плоскость циферблата вертикальна и направлена с запада на восток), утренние или вечерние (плоскость вертикальна, с севера на юг). Строились также конические, шаровые, цилиндрические солнечные часы. В средние века были придуманы портативные солнечные часы, в том числе для моряков и пастухов. Однако примерно с 17 века, хотя новые разновидности часов и продолжали создаваться,

3

они становились скорее декоративным элементом оформления парков или игрушкой. В таком качестве солнечные часы и дошли до наших дней.

2.3 Вода, огонь и песок

У солнечных часов есть одна очевидная проблема — они работают только когда есть солнце. Поэтому неудивительно, что еще четыре тысячи лет назад человек придумал другое устройство для измерения времени, дополняющее солнечные часы.

Водяные часы или клепсидра (в переводе с греческого — водяной вор) отмеряют отрезки времени с помощью регулируемого потока жидкости и последующего замера количества воды в сосуде. Так, первые модели водяных часов в древнем Египте и Вавилоне представляли собой каменные сосуды с небольшой дыркой у основания и нанесенными метками, из которого медленно, в течение двенадцати часов вытекала вода.

Греки и Римляне значительно усовершенствовали механизм водяных часов. Появились модели, где вода не вытекала, а наоборот, текла в специальные резервуары, часто приводя в движение специальные механизмы, обеспечивающие более точный ход часов. Были придуманы спусковые механизмы, которые, к примеру, могли ударять по колокольчику по прошествии определенного промежутка времени. Собственно само английское слово Clock произошло от латинского «колокол».

Независимо, в древнем Китае были созданы сложнейшие механизмы на основе водяных часов, использовавшиеся для астрономических исследований. Для повышения точности использовались системы сообщающихся сосудов и череда водяных колес, приводивших в действие спусковой механизм. Было установлено, что ход времени в часах зависит от температуры воды и интенсивности ее испарения, поэтому в наиболее точных моделях вода заменялась ртутью. Одним из наиболее выдающихся образцов работы китайских часовщиков является астрономическая башня Су Сонга, построенная в 1088 году нашей эры: более 9 метров в высоту, с автоматически вращающейся моделью небесной сферы, с боем и специальными табличками, указывающими текущий час.

Наиболее же искусными мастерами в изготовлении водяных часов были арабы. Так, астрономические часы Аль-Джазари, построенные в 1206 году фактически представляют собой ранний образец программируемого автомата. Кроме собственно измерения времени, этот сложный десятиметровый механизм показывал знаки зодиака, солнечную и лунную орбиты, фазу луны. Пять механических музыкантов сообщали о наступлении нового часа, а также могли использоваться как будильник и таймер. После крестовых моделей, сложные арабские модели водяных часов попали в Европу, где с незначительными усовершенствованиями использовались вплоть до 18 века.

Если водяные часы по большей части представляли собой так сказать общественные часы, то в домах использовались часы огненные. В Европе и на ближнем востоке использовались в основном часы-свеча.

Качественно сделанная свеча горит равномерно — остается нанести часовые метки и можно использовать для измерения времени. Особенно популярны часы-свеча были в церквях и монастырях.

В Китае, Японии и Индии время отмерялось по горению не свечи, но палочек с благовониями. Для сигнализации времени на палочки наносились участки, издающие другой запах при горении. Подобные часы используются и сейчас, например, при проведении чайных церемоний.

4

В отличие от водяных и огненных, песочные часы использовались в основном как таймер. Первые песочные часы появились примерно в 11 веке нашей эры и получили широкое распространение. Недорогие и компактные, они применялись учеными, поварами, священниками, моряками и ремесленниками.

5

2.4 Маятниковые часы

Часы, в механизме которых используется маятниковый регулятор, называются маятниковыми. В зависимости от вида двигателя маятниковые часы подразделяются на гиревые и пружинные. Маятниковые часы могут быть различных размеров и конструкций, простые и сложные, например, с такими дополнительными устройствами, как бой, кукушка. Самой простой конструкцией маятниковых часов являются часы-ходики с гиревым двигателем

1 — поводок; 2 — скоба; 3 — колесо анкерное; 4 — колесо промежуточное; 5 — колесо центральное; 6 — колесо вексельное с трибом; 7 — ось минутного триба; 8 — колесо часовое; 9 — триб минутной стрелки; 10 — цепь; 11 — гиря; 12 — маятник

Гиря (11) надета на цепь (10), которая, в свою очередь, закреплена на металлической звездочке, находящейся за колесом. Для того чтобы цепь не могла соскочить со звездочки, ее закрепляют двумя боковыми шайбами и трехлепестковой пружиной, выступающей в качестве запирающей собачки. В целом весь этот узел называется блочком. Блочок установлен так, чтобы свободно вращаться на втулке центрального колеса (5). Колесо неподвижно закреплено на оси триба минутной стрелки (9). Сама минутная стрелка насажена на конец триба. Когда гиря опускается, цепь вращает звездочку по часовой стрелке. Вместе с ней вращается и весь блочок. Согнутые лепестки пружины попадают в окна центрального колеса (5), и колесо начинает вращаться по часовой стрелке. Вместе с центральным колесом вращается и ось (7) с минутной стрелкой. Ось делает один оборот в час. Чтобы начало двигаться часовое колесо, движение передается сначала на триб минутной стрелки (9), затем на вексельное колесо (6) и его триб. Число оборотов часового колеса (8) в 12 раз меньше числа оборотов триба минутной стрелки. На втулку часового колеса насаживается часовая стрелка. Центральное колесо приводит в движение триб промежуточного колеса (4), оттуда движение передается на

6

триб анкерного колеса (3), а с него — на скобу (2). Скоба предназначена для поддержания колебаний маятника (12). Импульсы на маятник она подает через поводок (1). Помимо этого, скоба периодически затормаживает и освобождает анкерное колесо

Когда вы поднимаете гирю, то звездочка, а вслед за ней и весь блочок начинают вращаться против часовой стрелки. В этом случае трехлепестковая пружина просто скользит своими лепестками по поверхности спиц центрального колеса.

2.5 Атомные часы

(молекулярные, квантовые) — прибор для измерения времени, в котором в качестве периодического процесса используются собственные колебания атомов или молекул. Атомные часы важны в навигации. Определение положения космических кораблей, спутников, баллистических ракет, самолетов, подводных лодок, а также передвижение автомобилей в автоматическом режиме по спутниковой связи немыслимы без атомных часов.

С 1967 года международная система единиц определяет одну секунду как 9 192 631 770 периодов электромагнитного излучения, возникающего при переходе между двумя уровнями основного состояния атома цезия-133. Согласно этому определению, атом цезия-133 является стандартом для измерений времени и частоты. Точность определения секунды определяет точность определения других основных единиц, таких как, например, вольт или метр содержащих секунду в своём определении. Цезиевые часы считались самыми точными последние 50 лет.

Стабильность атомных часов достигает 10-14 — 10-15, и является наилучшей среди всех существующих типов часов. Атомные часы используются службами точного времени, которые периодически транслируют временные сигналы радиостанцией на частотах 2.5, 5, 10, 15 или 20 МГц.

Итак, вот мы и познакомились с разными видами измерений времени. Самое время перейти к основам измерения времени.

2.6 Основы измерения времени

Изучив раздел «Практические основы астрономии», в учебнике Левитана Е.П. и раздел «Основы измерения времени», в учебнике по астрономии (авторы Б.А.Воронцов-Вельяминов, Е.К.Страут) я выяснила, что периодические явления, сопровождающие суточное вращение небесной сферы и видимое годовое движение Солнца по эклиптике, лежат в основе различных систем счёта коротких и длинных промежутков времени. С некоторыми из этих систем мы и познакомимся.

7

Момент верхней кульминации центра Солнца называется истинным полднем, а нижний – полночью. Промежуток времени между двумя последовательными, одноимёнными кульминациями центра солнца называется истинными солнечными сутками. Их продолжительность не остаётся одинаковой на протяжении года (из-за неравномерного движения солнца по эклиптике и её наклона к небесному экватору) поэтому в повседневной жизни используются не истинные, а средние солнечные сутки, продолжительность которых принята постоянной.

Кульминация любой точки небесной сферы (точки весеннего равноденствия, центра солнца, «среднего Солнца», звезды и т.д.) происходит в разное время на разных меридианах земного шара. Причём тем раньше, чем восточнее расположен пункт наблюдения. Из этого следует, что в данном месте Земли время связанно с географической долготой. Если в данный момент на нулевом (гринвичском)меридиане среднее время Т0 (оно называется всемирным), то в местности с географической долготой (лямбда) оно будет Т(лямбда), причём ТЛ отличается от Т0 на число часов, минут и секунд, равное лямбде.

Запишем эту формулу для двух пунктов земной поверхности, расположенных на географических долготах (Л1 и Л2)

Отсюда следует важное соотношение, позволяющее определять географическую долготу места наблюдения:

Действительно, узнав разность времён в двух пунктах, долгота одного из которых известна, можно определить долготу другого пункта.

Строго говоря, время всюду своё и различно не только в пределах области, но даже большого города. Отсюда, как вы знаете из курса географии, возникла необходимость введения поясного счёта времени(в нашей стране поясное время введено с 1 июля 1919года). Каждый часовой пояс простирается по долготе на 15(град), или 1 час. Всего, следовательно, 24 часовых пояса. По территории России проходит 11 часовых поясов( от 2 до 12 включительно). Нулевой пояс – гринвичский. Внутри каждого пояса используется время его центрального меридиана, а граница поясов проведены либо по государственным и административным границам, либо по естественным рубежам(реки, горные хребты).

Зная всемирное время(Т0 и номер пояса данного места(n), легко найти поясное время.

Из формул (7) и (9) следует, что

На территории РФ с 19 января 1992 года установлен следующий порядок исчисления времени. Во-первых, к поясному времени прибавляется 1 час. Во-вторых, ежегодно стрелки часов переводятся на 1 час вперёд в последнее воскресенье марта в 2 часа ночи(так вводится летнее время, Тл), а в последнее воскресенье сентября(в 3 часа ночи) стрелки часов переводятся на 1 час назад. Таким образом, летнее время у нас впереди поясного на 2часа

Летнее время не нарушает привычный ритм жизни, но позволяет существенно экономить электроэнергию, расходуемую на освещение.

8

Московское время – это местное время в столице России, находящейся во 2 часовом поясе. Оно рекомендуется как единое время для РФ. На большей части территории нашей страны время отличается от московского, но всегда это отличие кратно целым числам и хорошо известно местным жителям.

В эпоху современного научно-технического прогресса измерение времени приобрело особое значение и требует самых современных методов, обеспечивающих точность времени до миллиардной доли секунды в сутки. Современная служба времени оснащена молекулярными и атомными часами, обеспечивающими подобную точность. Единица времени (секунда) включена в число основных единиц Международной системы СИ.

Понятие о летоисчислении. Из многочисленных наблюдений известно, что промежуток времени между двумя

последовательными прохождениями солнца через точку весеннего равноденствия (фонтан) составляет 365 суток 5 часов 48 минут 46 с (365,2422 суток) это тропический год. Он положен в основу солнечного календаря, то есть счета длительных промежутков времени, связанны со сменой сезонов года. Состояние календаря затруднено тем, что продолжительность тропического года несоизмеримо с продолжительностью суток. Чтобы начало весны приходилось примерно на один и тот же день года, календарный год должен содержать целое число суток с продолжительностью, близкой к продолжительности тропического года.

В юлианском календаре (старый стиль, введённый в 46г. до н.э. Юлием Цезарем) средняя продолжительность года составляет 365,25 суток: 3 года содержали по 365 суток, а четвёртый (високосны) – 366. Мы видим, что год юлианского календаря длиннее тропического. Легко подсчитать, что за каждые 400 лет различие достигает 3 суток (и, например, весеннее равноденствие будет наступать по этому календарю на 3 дня раньше). Накопившееся расхождение было ликвидировано, когда в 1582 году папа Григорий 13 ввёл новый стиль(григорианский календарь). В результате проведённой реформы календаря, во-первых, 5 октября 1582 года объявили 15-м октября. Во-вторых, годы типа 1700, 1800, 1900, 2100, (у них число сотен не делится на 4)решили считать простыми, а не високосными. Исключая годы этого типа, все остальные, номера которых делятся без остатка на 4, считаются високосными. Ошибка в одни сутки накапливается в григорианском календаре (в котором продолжительность года составляет 365,2425 суток) за 3300 лет.

В нашей стране новый стиль был введён 1918 году. Расхождение юлианского календаря со счётом времени тогда достигло 13 суток, и день 1 февраля декретом Совнаркома предписывалось считать 14 февраля. Расхождение в 13 дней сохранится до 2100 года (лишь после 28 февраля 2100 года оно достигнет 14 дней).

В настоящее время обсуждается проблема создания такого календаря, в котором год более равномерно распределялся на полугодия, кварталы и т.д., а каждая дата имела бы постоянный день недели.

Вот вообщем-то мы и познакомились с основами измерения времени, узнали, как рассчитывали календарь и самое главное для нашей работы – мы узнали определение истинного полдня.

9

Практическая часть

3.1 Экспериментальное измерение истинного полудня и сравнение его с декретным временем

Я решила узнать, по какому времени мы живём. Для этого мне нужно рассчитать время наступления точного истинного полудня в нашем городе и сравнить его с декретным временем. Может, жители Самарской области действительно правы в том, что лучше вернуть прежнее время, то, по которому мы и должны жить.

Для этого эксперимента я сделала солнечные часы. В статье о солнечных часах говорится: «Простые солнечные часы представляют собой тонкий и высокий предмет (собственно гномон) и специально подготовленную поверхность, на которую гномон отбрасывает тень». Итак, мне нужен высокий тонкий предмет и поверхность на которой я смогу точно разглядеть длину теней от предмета в разное время дня. За высокий тонкий предмет я взяла обычную палку, длиной 1 метр, воткнула её в снег на открытой местности, где нет деревьев, зданий, и ничего не будет мешать и загораживать тень от моего предмета. Каждые 20-30 минут я отмеряла длину тени и ставила на концах теней метки. Из этих меток у меня должна была получиться фигура, центр которой расположен к предмету ближе остальных частей. Точнее говоря, самая короткая тень от предмета – это и есть наглядное изображение момента верхней кульминации центра Солнца.

10

Результаты измерений я построила на графике.

А вот результаты меня поразили. Длина самой короткой тени равна!!! И упала она именно в 12:00 дня! Это говорит о том, что время по которому мы сейчас живём и есть истинное солнечное время.

3.2 Анкетирование граждан с целью выявления их отношения ко времени, по которому мы живем

В связи с тем, что до сих пор продолжаются митинги с требованиями вернуть Самаре самарское время, я решила провести анкетирование граждан с целью выявления их отношения ко времени, по которому мы живем. Группа опрошенных состояла из представителей разных возрастов: 16-18 лет - 30% ,35- 40 лет – 30%, 55-60 лет – 30%, всего 60 человек. Анкетирование проводилось в декабре 2010 года и январе 2011 года методом случайной выборки.

Итоги анкетирования: 1.Есть ли у Вас нарушения в самочувствии в связи с недавними изменениями декретного времени?

Ответы: 1. Да - 40,9% 1. Нет – 54,5%2. Не замечали – 4,5%

2.Считаете ли Вы декретное время удобным? Ответы: 1. Да – 31,5% 3. Нет – 50% 4. Всё равно – 18,2%

3.Как вы считаете, по какому времени мы должны жить: по истинному или декретному?

Ответы: 1. Истинное – 77,3%2. Всё равно – 9,1% 3. Декретное – 13,6%

11

В результате анализа итогов анкетирования получилось следующее: большинство людей (54 %) не замечает нарушений в самочувствии при изменениях декретного времени и 50% считает время установленное правительством неудобным. А главное, что 77,3% опрошенных за то, чтобы жить по истинному времени.

3.3Заключение

Итак, я узнала, как наши предки измеряли время. Выяснила, что такое истинный полдень и декретное время. Затем провела опыт, сделав солнечные часы, и обнаружила, что истинный солнечный полдень совпадает с полднем декретного времени, по которому мы живём. Провела опрос 60 респондентов, и по подсчётам получилось, что ровно 50% опрошенных считают установленное декретное время неудобным и только 31,5% довольны установленным временем. В то же время 77,3% респондентов считают, что лучше жить по истинному времени.

Выяснив, что истинное время на широте нашего города совпадает с декретным временем, я могу сделать такой вывод:

Декретное время, установленное в Самарской области 28 марта 2010 г. является истинным временем, и если учесть то, что большая часть населения выбирает жизнь по истинному времени, то выходит менять время на другое, и отменять данную реформу не нужно.

Получается, что я опровергаю своё предположение о том, что декретное время по которому мы живём, отличается от истинного времени.

Я считаю, что моя работа имеет большое значение для жителей нашего города и Самарской области. По моему мнению, информация о том, что мы живём по истинному времени, – это важная информация и, узнав об этом, большая часть населения, возможно, пересмотрит свои взгляды на сложившуюся ситуацию.

12

Библиографический список

1. Астрономия. Учебник для 11 класса общеобразовательных учреждений. Автор Левитан Е.П. издательство «Просвещение» Москва 1994год.

2. Астрономия. Учебник для общеобразовательных учреждений, 11 класс. Авторы: Б.А.Воронцов-Вельяминов, Е.К.Страут. издательство «Дрофа» Москва 2005 год.

3. Еженедельная газета «Самарское обозрение» от 5 апреля 2010 года. Автор статьи «Сказка о потерянном времени» - Алексей Н.

4. Книга для чтения по астрономии. Автор: Дагаев М.М..Издательство «Наука» Москва,1980 год

5. Научно-познавательный журнал «Я познаю мир», статья «Планета Земля в вопросах и ответах». Автор: Баландин Рудольф Константинович. Издательство «Премьера» 2003 год, год при участии ООО «Издательство АСТ».

13

14