Меню

Явления природы для измерения времени



Лекция № 8. ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ Время и принцип его измерения

ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ
Время и принцип его измерения

Общие положения

Для измерения времени используются периодические явления природы, обладающие высоким постоянством периода. К таким явлениям относятся:

  • вращение Земли вокруг своей оси;
  • обращение Земли вокруг Солнца;
  • собственные колебания атомов вещества;
  • колебания пластинки кварца в электромагнитном поле.

Календарь – система счета длительных промежутков времени, определяющая счет прошедших лет и количество прошедших дней в текущем году.

Из истории известно около 200 календарей. В настоящее время используется

григорианский календарь («новый стиль»). В СССР введен Декретом Совета Народных Комиссаров от 25 января 1918 г. — 1 февраля 1918 г. предписано считать 14 февраля 1918 г. До 2100 г. разница будет составлять 13 суток, а с 2100 г. — 14 суток.

В основу систем счета времени положены астрономические методы его измерения, использующие в качестве эталонов:

  • природный период вращения Земли вокруг своей оси – сутки;
  • период обращения Земли вокруг Солнца – год.

Природой созданы такие идеальные часы, которые неизменно отсчитывают время. Эти часы есть вращение Земли вокруг своей оси, или что одно и тоже, видимое вращение небесной сферы вокруг «условно неподвижной» Земли.

Длительность суток, то есть продолжительность одного оборота Земли вокруг своей оси, можно заметить по наблюдениям какой-либо звезды или Солнца, отсюда и наименование суток – звездные или солнечные и наименование времени – звездное или солнечное.

Источник

ИСТОРИЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ
учебно-методический материал по математике (средняя, старшая, подготовительная группа) на тему

ИСТОРИЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ

Древний человек долго наблюдал за явлениями природы, пока не понял, что самой надежной мерой для измерения времени является движение солнца. Оно, как казалось, всходило, двигаюсь по небосклону, и уходило за горизонт, не ускоряя, не замедляя своего «шага». Утро, полдень вечер, ночь » вот первые приблизительные мерки времени. Они не были точными, и довольно долго Удовлетворяли потребностям первобытного человека. Взглянув на солнце, он мог определить, много или мало времени осталось у него, чтобы засветло добраться до стоянки или закончить какую-либо работу.

Наблюдая за звездами, человек также заметил, что и они перемещаются по небосклону. Надо только выбрать какую-то яркую звезду и следить, как она перемещается. По ее положению на небосклоне можно определить, когда наступил полночь и долго ли до рассвета. Однако по солнцу и звездам можно измерить небольшие промежутки времени Людям же требовалось заранее знать время наступления холодов или потепления, время посева и созревания урожая и многое другое. Не одно поколение наблюдало, что дни летом постепенно убывают, а зимой становятся совсем короткими, а затем вновь начинают увеличиваться и это совершается за один и тот же, довольно длительный, промежуток времени. Так была установлена естественная единица измерения времени — год.

Из многолетних наблюдений установили, что луна постоянно меняет свой вид. Люди сосчитали, что от одного новолуния до другого почти 30 суток. Эти 30 суток и определили число дней в месяце. Далее люди сосчитали, что такое обновление происходит примерно 12 раз в году, и установили, что в году должно быть 12 месяцев. Однако лунный месяц, не содержит целого числа суток. Год в свою очередь не содержит целого числа лунных месяцев: 12 лунных месяцев (лунный год) составляют всего лишь 354 дня 8 часов 49 минут. В истории человечества есть календари разного рода, т.е. разные системы счета дней и годов, именно, календари — лунные, лунно-солнечные и солнечные.

Примером лунного календаря является календарь Магомета, по которому мусульмане ведут счет своих праздников. Месяцы в них содержат попеременно 29 и 30 дней, так что первое число каждого месяца обыкновенно приходится на день, когда на небе появляется «новый месяц». Годы в этом календаре тоже лунные, то в 354, то в 355 дней, в среднем на 11 дней короче солнечного года, так что магометанский новый год приходится по нашему календарю каждый раз на 11 дней раньше, чем в прошлом году.

Примером лунно-солнечного календаря является календарь еврейский; теперь он употребляется только для расчета еврейских пращников. Календарь этот очень сложен: в нем бывают годы в 12 лунных месяцев и годы, в которых для согласования с Солнцем вставлен добавочный 13-й месяц.

Скачать:

Вложение Размер
istoriya_izmereniya_vremeni.doc 47.5 КБ

Предварительный просмотр:

ИСТОРИЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ

Древний человек долго наблюдал за явлениями природы, пока не понял, что самой надежной мерой для измерения времени является движение солнца. Оно, как казалось, всходило, двигаюсь по небосклону, и уходило за горизонт, не ускоряя, не замедляя своего «шага». Утро, полдень вечер, ночь » вот первые приблизительные мерки времени. Они не были точными, и довольно долго Удовлетворяли потребностям первобытного человека. Взглянув на солнце, он мог определить, много или мало времени осталось у него, чтобы засветло добраться до стоянки или закончить какую-либо работу.

Наблюдая за звездами, человек также заметил, что и они перемещаются по небосклону. Надо только выбрать какую-то яркую звезду и следить, как она перемещается. По ее положению на небосклоне можно определить, когда наступил полночь и долго ли до рассвета. Однако по солнцу и звездам можно измерить небольшие промежутки времени Людям же требовалось заранее знать время наступления холодов или потепления, время посева и созревания урожая и многое другое. Не одно поколение наблюдало, что дни летом постепенно убывают, а зимой становятся совсем короткими, а затем вновь начинают увеличиваться и это совершается за один и тот же, довольно длительный, промежуток времени. Так была установлена естественная единица измерения времени — год.

Из многолетних наблюдений установили, что луна постоянно меняет свой вид. Люди сосчитали, что от одного новолуния до другого почти 30 суток. Эти 30 суток и определили число дней в месяце. Далее люди сосчитали, что такое обновление происходит примерно 12 раз в году, и установили, что в году должно быть 12 месяцев. Однако лунный месяц, не содержит целого числа суток. Год в свою очередь не содержит целого числа лунных месяцев: 12 лунных месяцев (лунный год) составляют всего лишь 354 дня 8 часов 49 минут. В истории человечества есть календари разного рода, т.е. разные системы счета дней и годов, именно, календари — лунные, лунно-солнечные и солнечные.

Примером лунного календаря является календарь Магомета, по которому мусульмане ведут счет своих праздников. Месяцы в них содержат попеременно 29 и 30 дней, так что первое число каждого месяца обыкновенно приходится на день, когда на небе появляется «новый месяц». Годы в этом календаре тоже лунные, то в 354, то в 355 дней, в среднем на 11 дней короче солнечного года, так что магометанский новый год приходится по нашему календарю каждый раз на 11 дней раньше, чем в прошлом году.

Примером лунно-солнечного календаря является календарь еврейский; теперь он употребляется только для расчета еврейских пращников. Календарь этот очень сложен: в нем бывают годы в 12 лунных месяцев и годы, в которых для согласования с Солнцем вставлен добавочный 13-й месяц.

Первое число каждого месяца по этому календарю приходится около новолуния, а новый год наступает всегда осенью, в сентябре или октябре по нашему календарю.

Наш современный календарь ведет свое начало от древних римлян. Само слово календарь пришло из Древнего Рима.

Календарем римляне называли киши, в которых первоначально
записывали денежные расходы, долги проценты.

Позже календарем стали называть систему
счисления больших промежутков времени.

Наиболее древний календарь, дошедший до нас, создан
римлянами в 354г.

Лунный год у них содержал 355 дней, на целых 10 дней меньше астрономического года. Поэтому уже через 2-3 года начало времен года переходило на другие месяцы; когда это случалось, то для возвращения к прежнему порядку какой-нибудь год удлиняли, считали в нем лишний 13-1 месяц. Распоряжались календарем жрецы; нередко случалось, что этой властью злоупотребляли удлиняли или укорачивали год по своему произволу. Это привело к тому, что «праздник жатвы» стал праздноваться не летом, а зимой и потребность в реформе календаря сделалась неотложной.

Реформу календаря осуществил римский император Юлий Цезарь. Его ученый консультант Созиген предложил ввести уточненный календарь египтян, добавляя к концу каждого четвертой года один день. В то время конец года приходился на февраль. По египетскому календарю год продолжался ровно 365 дней (суток), а астрономический год продолжается 365 дней 5 часов 48 минут и 46 секунд. За четыре года излишек составляет как раз примерно полные сутки. Лишний же день в феврале теперь прибавляется к годам, число которых делится на 4, например, 1940; 1944; 1948. Эти годы называются високосными годами. Такой календарь был назван юлианским. Из Рима ведут свое начало и названия месяцев. В глубокой древности римляне новый год начинали весной, и месяцы просто нумеровали; первым месяцем был тот, который теперь называется март. Но, в конце концов, числовые названия остались только у 4 месяцев с седьмого по десятый включительно. Октябрь, например, на латинском языке значит «восьмой месяц». Остальные месяцы были переименованы; 4 названы именами божеств — Януса; Марса; Майи и Юноны — и 2 — именами Юлия, Цезаря и его приемника Октавиана Августа.

Число дней в месяцах сначала было не совсем, такое как теперь: в 6-ом месяце было 30 дней, а февраль (последний месяц) имел в простом году 29 дней, а в високосном 30. Когда же решено было переименовать 6-ой месяц в «Август», то к нему прибавляли 1 день (чтобы он сравнялся с месяцем Юлия Цезаря). Этот день взяли опять таки у февраля; с тех пор февраль содержит то 28, то 29 дней.

В древнем Риме счет годов велся разными способами; например, считали годы от «основания Рима» (хотя никто точно не знал, когда Рим был основан). Римский счет продолжался в Западной Европе, и после разрушения Римской империи. Только когда пошел 1284 год «от основания Рима», ученый монах Дионисий предложил считать годы от «рождества Христова». Без всяких доказательств он объявил, что Христос родился 532 года назад, и поэтому следующий год надо нумеровать как 533 — год от рождества Христова. Этот перенос отсчета времени был связан с проведением церковно-календарных расчетов наступления Пасхи. Праздник Пасхи должен праздноваться в первое воскресенье после весеннего полнолуния. И именно через 532 года Пасха будет совпадать с тем же числом по юлианскому календарю. Вот почему Дионисий его и выбрал. Таким образом, «наша эра» — такая же условная точка отсчета, как, например, еврейская религиозная эра «от сотворения мира». (Эту новую начальную дату в России ввел царь Петр 1. После 31 декабря 7208 года от библейского сотворения мира наступило 1 января 1700 года после рождества Христова.)

Но после многолетнего употребления юлианского календаря деятели католической церкви заметили, что праздники празднуются не в дни, указанные церковными правилами. Это происходило из-за тог, что астрономический год на 11 минут 14 секунд короче юлианского года. В юлианском же календаре год длиннее истинного, и потому день начала весны переходит постепенно на более ранние числа, так как через каждые 128 лет набегают одни сутки.

Особенно большую тревогу вызвал у церкви вопрос о дне праздника Пасхи. Отступление дня Пасхи от равноденствия их беспокоило, но изменить правило Никейского собора они не могли. Поэтому явилась мысль изменить счет дней, т.е. календарь. Требовалось: вернуть весеннее равноденствие на то число, на какое оно приходилось в год Никейского собора, т.е. на 21 марта; и принять меры к тому, чтобы оно в будущем, как можно дольше, не сдвигалось с этого числа.

Другими словами, надо было, с одной стороны, исправить накопившуюся ошибку, с другой -устранить причину ошибки.

Для этой цели римский папа Григорий 13 собрал в 1582 году особую комиссию из астрономов и духовных лиц. Комиссия приняла способ исправления календаря, предложенный итальянцем Лилио, и папским декретом это изменение было введено во всех католических странах. Изменение состояло в следующем. Было приказано после 4 октября 1582 года считать сразу не 5, а 15 октября, т.е. пропустить 10 дней. Этим была исправлена ошибка, накопившаяся за 1200 лег, и начало весны в 1583 году вернулось на 21 марта. Чтобы в будущем ошибка снова не накопилась, было решено каждые 400 лет выбрасывать из счета те 3 дня, на которые за это время юлианский счет отстает от истинного. Для этого нужно какие-нибудь три високосных года считать их простыми, по 365 дней. Лилио предложил на будущее время считать високосными из вековых годов те, у которых число столетий делится на 4. Таким образом, 1600 год по новому счету остался високосным, а годы 1700; 1800; 1900 сделались простыми; следующий затем вековой год, 2000, остался високосным.

В России новый стиль был введен с 1 февраля 1918 года. Вместо 1 февраля стали считать 14 февраля.

Появление более мелких единиц времени и приборов их измерения было вызвано практической необходимостью людей. Если первоначально люди не нуждались в точном распределении суток по часам, то с развитием ремесел и торговли для мастера и купца дорог стал каждый час. Показания солнца и звезд не могли дать той точности во времени, которая требовалась человеку. Нужно было сутки раздробить на небольшие по продолжительности промежутки времени и отсчитывать их. 11ервыми разделить сутки на 24 часа додумались вавилонские мудрецы. А затем час разделили на 60 минут и значительно позже минуту — на 60 секунд.

Соотношение часов, минут и секунд, принятое в Вавилоне, впоследствии перешло в Индию и в страны Европы. Деление суток на часы, минуты и секунды сохранилось в первоначальном виде до наших дней. Однако недостаточно было установить только единицы времени, необходимо было придумать прибор, который отсчитывал бы часы и минуты, — нужны были часы. Первым прибором, отсчитывающим время, были солнечные часы. На ровной площадке устанавливали столб — гномон и в разное время суток измеряли длину тени, которую он отбрасывал на землю. По длине тени и судили, какой час суток. Несколько позже вавилоняне усовершенствовали это изобретение. Солнечные часы стали делать с циферблатом. Роль стрелки в них играла тень, падающая на площадку от столбика поставленного наклонно в середину циферблата. Вместе с движением солнца перемещалась и тень от столбика по окружности циферблата. Солнечные часы у вавилонян позаимствовали другие народы.

Вслед за солнечными были изобретены водяные, песочные, огненные и другие часы. Кто именно изобрел первые водяные часы, неизвестно, но ими пользовались уже в Древнем Египте. В некоторых городах Средней Азии еще в прошлом веке существовала водяные часы. На ступеньках каменной лестницы стояло друг под другом несколько медных котлов. Верхний котел был наполнен водой, которая медленно переливалась из него во второй котел, из второго в третий и т.д. Служитель, наблюдавший за водяными часами и днем и ночью, громко объявлял каждый час и вывешивал табличку, на которой указывалось, сколько времени прошло от полуночи или от полудня.

Греческий философ Платон изобрел ночные часы — своеобразный будильник. Он состоял из двух сосудов, расположенных один над другим. В верхний сосуд поступала вода и когда она достигала определенного уровня, открывалась гибкая задвижка в трубке, которой были соединены оба сосуда, при этом издавался довольно сильный звук. Подобные часы греки называли клепсидра. Подобно водяным часам делали и песочные. Они состояли из двух расположенные один над другим сосудов, из которых верхний наполняли мелким сухим песком. Песок медленно пересыпался из верхнего сосуда в нижний, за определенное время.

В Китае был изобретен огненный будильник. Медленно тлеющий стержень укладывали над продолговатой чашкой, заранее рассчитав, сколько часов он будет гореть. На ниточке над чашечкой подвешивали два грузика. Дойдя до ниточки, она перегорала, грузики падали в чашку и раздавался мелодичный звон.

Значительно более точными по сравнению со всеми предыдущими часами стали механические часы.

Первое упоминание о них относится к концу к концу 13 века. Первые часы не имели маятника, и их ход был неточен, они постоянно нуждались в регулировке. В 1583 году Г. Галилей открыл, что время одного качания маятника зависит не от того, как далеко отвести его or положения равновесия, а полый) от длины самого маятника. Это открытие позволило сконструировать достаточно совершенный прибор.

В 1612 году в Праге изготовили часы с маятником. Такие часы были очень точным механизмом. Однако в наши дни сконструировали еще более точные — атомные часы.

Источник

Явления природы на шкале времени

Г. Хоофт, С. Вандорен

Предлагаемая вашему вниманию книга, написанная физиками-теоретиками Герардом Хоофтом и Стефаном Вандореном, посвящена описанию наиболее интересных явлений природы с точки зрения времени. Герард Хоофт является лауреатом Нобелевской премии по физике 1999 года за прояснение квантовой структуры электрослабых взаимодействий. Используя время как ключевой параметр, авторы описывают природные явления и события от самых быстрых, длящихся всего 10–44 секунды, до тех, которым не хватило времени от Большого Взрыва, с которого началась Вселенная, и которые наступят в крайне отдалённом будущем через время, на много порядков величины превышающее нынешний возраст Вселенной.

В этой книге очень интересно изложено всё многообразие природных явлений на всех возможных масштабах времён. Авторы разделили книгу на практически независимые главы, в каждой из которых рассказывается о своём масштабе времени. Времена поделены по порядку их величины, а в каждой следующей главе масштаб увеличивается в десять раз. Независимость глав позволяет читателю не только читать книгу от начала и до конца последовательно, но и открывать её в минуту досуга на любой странице и читать в произвольном порядке. Рассказы о времени начинаются с привычного для всех нас масштаба в одну секунду, затем, увеличивая масштаб, авторы доходят до возраста Вселенной, но не останавливаются на этом и описывают явления, требующие ещё большего времени, даже, возможно, бесконечного.

Слово «секунда» происходит от латинского слова secundus или, более точно, слов gradus secundus, которые переводятся как «шаг второй». Древние римляне делили день на 12 часов. Первый шаг заключался в том, что каждый час был поделён на 60 минут, а шаг второй — в том, что каждую минуту поделили на 60 секунд.

Почти все механические часы тикают раз в секунду

Голландский физик Христиан Гюйгенс значительно улучшил точность хода механических часов, предложив конструкцию с маятником. Время, за которое маятник совершает свой проход туда и обратно, называется периодом. Период маятника не зависит от приводящего устройства, а определяется только его формой и подвесом. Например, в случае математического маятника период зависит только от длины нити. Именно благодаря этому факту маятниковые часы можно легко настроить так, чтобы стрелки совершали свой оборот за строго определённое время.

Вес на конце подвеса математического маятника длиной 99 см совершает движение туда и обратно за две секунды. Таким образом, чтобы маятниковые часы совершали тик каждую секунду (половину периода), длина их маятника должна составлять примерно один метр. Настоящий маятник часов отличается от математического, поэтому его период определяется не только длиной, но ещё и формой. Впрочем, всегда можно настроить маятник на нужный период.

Тиканье часов отражает инстинктивную потребность человека отсчитывать время — измерять ускользающие мгновения жизни секундами. Единица времени является одной из фундаментальных единиц в современной науке. Время измеряется точнее любой другой из доступных нам для измерения величин. Для этого были сконструированы самые точные часы — атомные.

В древние времена люди считали, что время вращения Земли вокруг своей оси постоянно. Поэтому вслед за римлянами оставалось просто поделить день на 24 часа, а час — на 3600 секунд. Так получали 1 секунду совсем до недавнего времени. Однако вращение Земли непостоянно. Перемещения атмосферных масс, воды в океанах и льдов в полярных областях вызывают почти незаметные, но измеримые изменения. Это привело к необходимости в более точном определении секунды.

В настоящее время используются часы на основе атома цезия-133 ( 133 Cs). Электроны в этом атоме удалось заставить колебаться так, что частота этих колебаний оказалась универсальной постоянной. Теперь 1 секунда — это время, за которое электроны в атоме цезия-133 совершают 9 192 631 770 таких особых колебаний. Современные атомные часы настолько точны, что отклонение в 1 секунду набегает в них за 10 миллионов лет.

1 секунда — на планете Земля это время, за которое камень или любой другой небольшой плотный объект, для которого мы можем не учитывать силу сопротивления воздуха, падает на поверхность с высоты 5 метров. На Луне, чтобы камень упал за одну секунду, понадобится сбросить его с высоты всего 81 сантиметр.

В пустоте свет преодолевает за 1 секунду расстояние 299 792 458 метров. Это расстояние и равно 1 световой секунде. Термины «один световой год» или «одна световая секунда» обозначают не время, а расстояние. Современные измерения скорости света в пустоте настолько точны, что определение метра звучит как расстояние, преодолеваемое светом в вакууме за 1/299 792 458 секунды.

Свет и радиоволны преодолевают расстояние от Земли до Луны за 1,28 секунды. В среднем расстояние между центрами масс Земли и Луны с учётом эллиптической формы орбиты Луны составляет 384 403 километра. Если вести телефонный разговор с человеком, находящимся на Луне, то ответа придётся ждать каждый раз более 2,5 секунды, пока радиосигнал пройдёт туда, а затем вернётся обратно (и это без учёта задержки, вызванной обдумыванием ответа собеседником).

Никакой сигнал не может передаваться быстрее света. Следовательно, какими бы совершенными ни были наши средства связи, мы никогда не сможем избавиться от задержки ответа. Остаётся надеяться, что нам удастся свыкнуться с неизбежностью таких задержек.

Промежуток времени в 10 секунд иногда называют декасекунда. «Дека» — это греческое слово, означающее десять.

Время свободного падения с самого высокого здания 10,18 секунды

Одно из самых высоких зданий в мире — башня Тайбей 101 на Тайване. Его высота вместе со шпилем составляет 508 м. Если пренебречь сопротивлением воздуха, то предмет, брошенный с такой высоты, достигнет поверхности через 10,18 секунды. В момент столкновения с землёй этот предмет наберёт скорость 99,83 метра в секунду или 359,4 км/ч. Чтобы наблюдать свободное падение ровно 10 секунд, предмет надо сбросить с высоты 490,5 метра.

Если учесть сопротивление воздуха, падение на поверхность Земли с той же высоты длится гораздо дольше. Сила сопротивления воздуха зависит от размеров, формы и скорости падающего предмета. Например, из-за сопротивления воздуха вблизи поверхности Земли человеческое тело не может набрать скорость больше, чем 70 метров в секунду, впрочем, это свыше 250 км/ч. При этой скорости сопротивление воздуха уравновешивает силу гравитационного притяжения Земли. Это так называемая стационарная скорость падения. Как только эта скорость достигнута, падающий предмет продолжает падение без ускорения. Чем выше от поверхности Земли, тем выше скорости, которые можно достичь во время свободного падения.

100 СЕКУНД = 1 МИНУТА 40 СЕКУНД

Промежуток времени в 100 секунд иногда называют гектосекунда. «Гекто» — это греческое слово, означающее сто. Впрочем, эта приставка почти совсем не употребляется. Слово «минута» происходит от латинского pars minuta prima — «первая малая часть». Минута является первой малой частью часа, точнее 1/60 часа. Второй малой частью часа является секунда.

Деление часа на 60 минут приписывается древним вавилонянам. Вавилон располагался в стране под названием Месопотамия. Ныне территория Месопотамии находится в Ираке. Вавилоняне, а может их предшественники шумеры, ввели шестидесятеричную (по основанию 60) систему исчисления более 5000 лет назад. Они не только делили час на 60 минут, а минуту на 60 секунд, но и градусы, которыми в астрономии и геометрии измеряют углы, делили на 60 угловых минут, а угловую минуту, в свою очередь, на 60 угловых секунд.

Период полураспада радия 103 секунды

Атомное число радия 88, значит, его ядро содержит 88 протонов. Этот элемент был открыт Пьером и Марией Кюри в 1898 году. Их открытие спровоцировало огромный интерес физиков к исследованию радиоактивных материалов. Наиболее устойчивый изотоп радия 226 Ra, его период полураспада составляет 1600 лет. Лишние 5 нейтронов приводят нас к изотопу 231 Ra, в ядре которого содержится 143 нейтрона.

С периодом полураспада 103 секунды этот изотоп радия в результате бета-распада превращается в 231 Ac, атомное число которого 89. Бета-распад заключается в испускании бета-частицы — электрона или позитрона. Как было установлено позже, помимо бета-частицы испускается ещё и антинейтрино. В случае радиоактивного распада 231 Ra один из нейтронов превращается в протон и испускается электрон.

1000 СЕКУНД = 16 МИНУТ 40 СЕКУНД

1000 секунд можно назвать 1 килосекундой — это чуть меньше 17 минут. В старых европейских университетах существовало понятие «академической четверти часа». В давние времена, когда основным способом хронометража был церковный колокол, занятие начиналось примерно через четверть часа после того, как колокол отбил начало часа. В нынешние времена это понятие частенько трактуется студентами, как время, в течение которого они ожидают начала занятия. Если преподаватель не появился в течение четверти часа, занятие считается отменённым. Иногда это происходит к досаде преподавателя, который просто затрудняется приходить на занятия вовремя.

Луч света преодолевает расстояние от Солнца до Земли и обратно за 998 секунд = 16 минут 38 секунд

Расстояние от Земли до Солнца примерно 150 миллионов километров. Точнее, среднее расстояние равно 149 598 000 000 метров. Средним его называют потому, что орбита Земли имеет форму эллипса, а значит, в каждый момент времени расстояние от неё до Солнца своё. Более того, орбита Земли меняется со временем в результате её взаимодействия с другими планетами и небесными телами в Солнечной системе. В среднем расстояние между Землёй и Солнцем уменьшается на 80 метров каждый год. Тем не менее, это расстояние используется в качестве астрономической единицы длины, а. е. Например, расстояние между Юпитером и Солнцем составляет 5,2 а. е., а Плутон находится на расстоянии 40 а. е. от Солнца.

Скорость света равна 299 792 458 метров в секунду. Таким образом, свет преодолевает расстояние от Солнца до Земли за 8 минут и 19 секунд. А туда и обратно свет проходит за 16 минут и 38 секунд.

10 000 СЕКУНД = 2,78 ЧАСА

10 000 секунд, или без малого 3 часа, — это продолжительность многих мероприятий: концертов, фильмов, спортивных состязаний и т. д. Это практически максимальное время, в течение которого человек может оставаться сосредоточенным на одном виде деятельности. Примерно 3 часа длится экзамен в университете.

Сигнал с Плутона идёт 15 900 секунд = 4 часа 25 минут

Американский космический корабль «Новые Горизонты» 19 января 2006 года был запущен к карликовой планете Плутон. Его полёт длился 9,5 лет, и в 2015 году он достиг Плутона. С расстояния всего 10 000 километров «Новые Горизонты» должен собрать подробные данные о Плутоне. Полученные данные поступают на Землю с задержкой 4 часа и 25 минут, в течение которых радиосигнал преодолевает огромное расстояние от Плутона до Земли. Инструкции с Земли поступают на корабль с точно такой же задержкой. Кроме того, передаваемый на такое расстояние сигнал получается крайне слабым: около 600 бит в секунду.

10 12 СЕКУНД = 31 710 ЛЕТ

Тера — это приставка, означающая 10 12 , то есть тысячу миллиардов, или триллион. Так что, одна терасекунда равна одному триллиону секунд. На греческом «тера» значит монстр. Временной масштаб, обсуждаемый в этой главе, соответствует периоду развития анатомически современных людей в Европе. Homo sapiens sapiens появились в Европе примерно 40 000 лет тому назад. Считается, что Homo sapiens мигрировали на север из Африки. Некоторые из обнаруженных там в последнее время археологами черепов имеют возраст свыше 195 000 лет.

Период прецессии оси вращения Земли равен 26 000 лет

Относительно плоскости вращения по орбите вокруг Солнца Земля похожа на вращающийся под углом волчок. Угол наклона этого волчка составляет примерно 23,5 градуса. Однако этот угол не сохраняется во времени, а меняется в пределах нескольких градусов. Помимо вращения волчка, определяющего продолжительность земных суток, наша Земля совершает прецессионное движение в направлении, противоположном вращению вокруг собственной оси. Результирующее движение оси вращения Земли выглядит так, словно она описывает конус.

Период этой прецессии равен 26 000 лет. Прецессия оказывает влияние на начало весны и осени, то есть момент достижения Землёй такого положения, когда ось её вращения находится в нейтральном положении — не направлена ни к Солнцу, ни от него. Это означает, что осень в некоторые года начинается чуть раньше, а в другие — чуть позже. Вместе с тем фактом, что орбита вращения Земли вокруг Солнца немного вытянута, это приводит к чуть более продолжительному лету в ущерб зиме. Можно подсчитать, что если лето в Северном полушарии длится на семь дней дольше зимы, то в течение 10 000 лет всё постепенно поменяется и станет наоборот.

10 15 СЕКУНД = 31,7 МИЛЛИОНА ЛЕТ

Положение континентов и очертания суши меняются со временем. Хоть и с очень-очень маленькой скоростью, но крупные участки земной коры двигаются навстречу друг другу. 65 миллионов лет назад Африка была отделена от Азии и Европы, но за 40 миллионов лет произошли кардинальные изменения относительных положений этих континентов. Африка натолкнулась на Европу, образовав Альпы. Двигаясь навстречу друг другу, Южная и Северная Америки образовали перешеек. Австралия отделилась от Антарктиды. Одно из самых быстрых движений совершает Индия. Отделившись от Африки, за почти 100 миллионов лет она преодолела тысячи километров и присоединилась к Азии. В ходе этого процесса образовались самые высокие горы в мире — Гималаи — и самая глубокая морская впадина — Марианская. И это движение продолжается до сих пор, Гималаи подрастают примерно на 5 милли-метров каждый год.

Период полураспада 92 Nb 1,1×10 15 секунд = 34,7 миллиона лет

Химический элемент с атомным номером 41 называется ниобием. Его невозможно найти в природе в чистом виде, он входит в состав различных соединений в некоторых минералах. Будучи переходным металлом, ниобий повышает электропроводность других веществ. Когда ниобий выделили в чистом виде, оказалось, что он переходит в сверхпроводящее состояние при температуре 9,3 Кельвина. Это самая высокая температура сверхпроводника из одного химического элемента (более высокие температуры сверхпроводимости достигаются только специальными керамиками, представляющими собой сложные вещества, состоящие из атомов разных химических элементов).

Известно около 25 изотопов ниобия, из них стабильным является только 93 Nb, его ядро содержит 52 нейтрона. На один нейтрон меньше у 92 Nb, и его период полураспада 34,7 миллиона лет. В результате бета-распада 92 Nb превращается в молибден.

Источник

Читайте также:  Диаметр зеркала как измерить