Единицы измерения времени

Единицы измерения времени

Уже в глубокой древности возникла у людей потребность в измерении времени.

Сначала труд и отдых людей регулировался только естественной мерой времени – сутками. Сутки делили на две части: день и ночь. Потом выделились утро, полдень, вечер, полночь. Позже сутки разделили на 24 части – получился час.

Современные единицы измерения времени основаны на периодах обращения Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца, а также обращения Луны вокруг Земли. Такой выбор единиц обусловлен как историческими, так и практическими соображениями: необходимостью согласовывать деятельность людей со сменой дня и ночи или сезонов.

Периодическая смена дня и ночи происходит вследствие вращения Земли вокруг своей оси. Но мы находимся на поверхности Земли и вместе с ней участвуем в этом вращении, поэтому и не ощущаем его, а судим о нем по суточному движению Солнца, звезд и других небесных тел.

Песочные часы

Что такое сутки? Это промежуток времени между двумя последовательными верхними или нижними кульминациями центра Солнца на одном и том же географическом меридиане, равный периоду вращения Земли относительно Солнца. Это истинные солнечные сутки. Доли этих суток (часы, минуты, секунды) – истинное солнечное время.

Но измерять время истинными солнечными сутками неудобно, так как они в течение года меняют свою продолжительность: зимой длиннее, а летом короче. Почему? Как известно, Земля, кроме вращения вокруг своей оси, движется и по эллиптической орбите вокруг Солнца. Ее движение по орбите происходит с переменной скоростью: вблизи перигелия ее скорость наибольшая, а вблизи афелия – наименьшая. К тому же ось ее вращения наклонена к плоскости орбиты, что также является причиной неравномерности изменения прямого восхождения Солнца в течение года, а следовательно, и непостоянства продолжения истинных солнечных суток.

В связи с эти ввели понятие среднего солнца. Это воображаемая точка, которая в течение года совершает один полный оборот по небесному экватору, двигаясь с запада на восток и проходя точку весеннего равноденствия одновременно с Солнцем. Промежуток времени между двумя последовательными верхними или нижними кульминациями среднего солнца на одном и том же географическом меридиане называется средними солнечными сутками, а время, выраженное в их долях (часах, минутах, секундах) – средним солнечным временем.

Сутки делятся на 2=12 часов.

Каждый час делится на 60 минут. Каждая минута — на 60 секунд.

Таким образом, в часе 3600 секунд; в сутках 24 часа = 1440 минут = 86 400 секунд.

Часы, минуты и секунды прочно вошли в наш обиход. Сейчас именно эти единицы (в первую очередь секунда) являются основными для измерения промежутков времени. Секунда стала основной единицей измерения времени в СИ (Международная система единиц) и СГС (сантиметр-грамм-секунда) — система единиц измерения, которая широко использовалась до принятия международной системы единиц (СИ).

Единицы измерения времени

Для измерения интервалов времени часы, минуты и секунды не очень удобны, поскольку не используют десятичную систему счисления. Поэтому для измерения временны́х интервалов обычно используют только секунды.

Тем не менее, иногда используют и собственно часы, минуты и секунды. Так, продолжительность 50 000 с можно записать как 13 ч 53 мин 20 с.

Эталон времени

Но и длительность средних солнечных суток — величина непостоянная. И хотя она изменяется совсем немного (увеличивается в результате приливов из-за действия притяжения Луны и Солнца в среднем на 0,0023 секунды в столетие за последние 2000 лет, а за последние 100 лет всего на 0,0014 секунды), этого достаточно для значительных искажений продолжительности секунды, если считать за секунду 1/86 400 часть продолжительности солнечных суток.

Сейчас нашли новое определение секунды. Создание атомных часов позволило получить новую шкалу времени, не зависящую от движения Земли. Эта шакала называется атомным временем. В 1967 г. на Международной конференции по мерам и весам в качестве единицы меры времени была принята атомная секунда, определяемая как «время, равное 9192631770 периодам излучения соответствующего перехода между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133». Продолжительность атомной секунды выбрана так, чтобы она была максимально близка к продолжительности эфемеридной секунды (эфемеридное время – равномерно текущее время, которое мы подразумеваем в формулах и законах динамики при вычислении координат (эфемерид) небесных тел). Атомная секунда является одной из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ).

СИ

Шкала атомного времени основывается на показаниях цезиевых атомных часов обсерваторий и лабораторий служб времени нескольких стран мира.

Измерение более длинных интервалов времени

Для измерения более длинных интервалов времени используются единицы измерения год, месяц и неделя, состоящие из целого числа солнечных суток. Год приблизительно равен периоду обращения Земли вокруг Солнца (примерно 365,25 суток), месяц — периоду полной смены фаз Луны (называемому синодическим месяцем, равным 29,53 суток).

В наиболее распространённом григорианском, а также в юлианском календаре за основу принят год, равный 365 суткам. Так как тропический год не равен целому количеству солнечных суток(365,2422), для синхронизации календарных времён года с астрономическими в календаре используются високосные года, продолжительностью 366 дней. Год делится на двенадцать календарных месяцев разной продолжительности (от 28 до 31 дня). Обычно на каждый календарный месяц выпадает по одному полнолунию, но так как фазы Луны сменяются немного быстрее, чем 12 раз в году, иногда случаются и вторые полнолуния за месяц, называемые голубой луной.

Неделя, обычно состоящая из 7 дней, не привязана к какому-либо астрономическому событию, однако широко используется как единица времени. Можно считать, что недели формируют независимый календарь, используемый параллельно с различными другими календарями. Предполагают, что продолжительность недели берет начало от округлённой до целого числа дней продолжительности одной из четырёх фаз Луны.

Ещё более крупные единицы времени — век (100 лет) и тысячелетие (1000 лет).

Время

Другие единицы времени

Единица квартал равна трём месяцам (четверть года).

В сфере образования используется единица измерения времени академический час (45 минут), «четверть» (примерно ¼ учебного года), «триместр» (от лат. tri — три, mensis — месяц; приблизительно 3 месяца) и «семестр» (от лат. sex — шесть, mensis — месяц; приблизительно 6 месяцев), совпадающий с «полугодием».

Триместр используется также в акушерстве и гинекологии для указания сроков беременности =трём месяцам.

Олимпиада в античности использовалась как единица измерения времени и была равна 4 годам.

Индикт (индиктион), использовавшийся в Римской империи, позже в Византии, Древней Болгарии и Древней Руси, равен 15 годам.