добавить знанийСекунда
План:
- Введение
- 1 История
- 2 Кратные и Дольни единицы
- 3 Измерение секунд в быту
- 4 Интересные факты Источники
- 6 Сноски
Введение
Секунда - единица измерения времени в СИ (бывшая МКС) и системе СГС.
Эталон секунды определяется как 9192631770 периодов излучения атому цезия -133 при переходе между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния, расщепленными в магнитном поле ядра, при постоянной длине волны, нулевой температуре и отсутствии внешнего магнитного поля [1]. Это определение было принято на 13-й Генеральной конференции мер и весов в 1967 году.
Секунда равна 1/60 минуты, 1/3600 часа, или 1/86400 суток. Определения секунды через продолжительность суток непригодно для научных целей, потому продолжительность суток является не постоянной, а переменной величиной. Поэтому возникла необходимость в переопределении эталона времени. В 1956 специалисты предоставили секунде значение 1/31556 925,9747 продолжительности тропического года (т.е. времени, необходимого видимому с Земли Солнцу, чтобы вернуться в то же самое положение относительно других космических светил) для 1900 года. В 1967 году был установлен новый эталон, опирающийся на спектроскопию.
Цезиевые эталон частоты обеспечивает возможность воспроизведения единицы времени - секунды и единицы частоты - герца с относительной погрешностью не более ? 1.10 -11.
1. История
Название секунда латыни означает друга и происходит из определения угловой секунды.
Считается, что изобрели секунду шумеры в Месопотамии. Они пользовались шестидесятеричная система счисления, от которой до нас дошли "дюжина" и "Градус". Почему шестидесятеричная, точно неизвестно. Среди возможных предположений, что они видели особую мистику в числе 60 или то, что вместо исчисления на 10 пальцах, считали на фалангах пальцев. Число 60, впрочем, удобное для основы исчисления тем, что оно делится нацело на 2, 3, 4, 5, 6, и таким образом позволяет легко вычислять дробные части.
Шумеры делили круг на 360 частей, а мелкую часть своего круга они назвали "хеш". Это слово у них означало единицу чего-либо (один человек (мужчина) - хеш, единица времени - хеш). Но поскольку этот последний хеш они измерять не могли, он долго был ненужным.
Древние греки также не могли мерить точнее минут. Гиппарх первым измерил продолжительность солнечного года и ошибся всего на шесть минут.
Римляне переняли у греков (а те у шумеров) разделение круга сначала на 60, а затем еще на 60 частей. Это первое уменьшение получило название "часть имела первая" ( лат. pars minuta prim - минута), а второе - "часть мелкая друга" ( лат. pars minuta secunda - Секунда).
Тогдашние часы, гномон и другие инструменты, секунд мерить не могли, поэтому ученые рассуждали о них только теоретически. К середине XV века сложилась общее мнение, что сутки следует делить на 24 часа, час - на 60 минут, а минуту - на 60 секунд.
В настоящее время возникает практическая потребность в секундах. Мореплаватели уже могли определять географическую широту (за углом подъема Солнца), но не умели вычислять долготу, и от этого нередко сбивались с курса и погибали. Между тем для измерения долготы нужно было иметь точные часы. Для определения долготы следует следить за часами по времени порта, с которого корабль вышел. Разница между полуднем на часах и полуднем по солнцу и определяла долготу.
Но для этого нужно было, чтобы часы при перевозке хранил точность хода до секунды и даже меньше. Для решения такой задачи британское Адмиралтейство объявило награду в 20 000 фунтов. Справиться с задачей сумел английский часовщик Джон Харрисон [2]. Так секунда вошла в научный оборот.
Срок секунда был заимствован у XVIII веке с латыни, где "secunda" - сокращение выражения "pars minuta secunda" - "часть мелкая друга" (часть часа).
Долгое время человечество пользовалось простым представлением о ней, как о 1/86400 части солнечного дня. В 1956 специалисты предоставили секунде значение 1/31556 925,9747 продолжительности тропического года (т.е. времени, необходимого видимому с Земли Солнцу, чтобы вернуться в то же самое положение относительно других космических светил) для 1900 года. В 1967 году был установлен новый эталон, опирающийся на спектроскопию.
В XX веке были изобретены часы, основанные на колебаниях атома цезия, равного 9192631770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного (квантового) состояния атома цезия-133 в покое при 0 К при отсутствии возмущения внешними полями. Это определение было принято 1967 года (уточнения температуры и состояния покоя появилось 1997 года). Точный текст определения секунды, утвержденного на XIII Генеральной конференции по мерам и весам (1967), Резолюция I:
| " | Секунда равна 9192631770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. | " |
В 1965 году на XII Генеральной конференции по мерам и весам, а также Международным комитетом по мерам и весам было временно принято определение секунды, основанное на атомном стандарте частоты. В декларации Международного комитета по мерам и весам было сказано, что эталон секунды:
| " | ... Представляет собой переход между сверхтонкими уровнями F = 4, M = 0 и F = 3, M = 0 основного состояния 2S 1/2 атома цезия-133, не возмущенного внешними полями, и частоте этого перехода приписывается значение 9192631 770 герц. | " |
2. Кратные и Дольни единицы
С единицей измерения "секунда", как правило, используются только Дольни префиксы СИ (кроме деци-и санти-). Для измерения больших интервалов времени используются единицы минута, час, сутки, и т. д.
| Кратные | Частные | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| величина | название | обозначения | величина | название | обозначения | ||
| 10 Январь с | декасекунда | дас | das | 10 -1 с | децисекунда | дс | ds |
| 10 февраля с | гектосекунда | гс | hs | 10 -2 с | сантисекунда | сс | cs |
| 3 октября с | килосекунда | кс | ks | 10 -3 с | миллисекунда | мс | ms |
| 6 октября с | мегасекунда | Мс | Ms | 10 -6 с | микросекунда | мкс | μs |
| 10 Сентябрь с | гигасекунда | Гс | Gs | 10 -9 с | наносекунд | нс | ns |
| 10 декабря с | терасекунда | Тс | Ts | 10 -12 с | пикосекунд | пс | ps |
| 15 октября с | петасекунда | Пс | Ps | 10 -15 с | фемтосекунд | фс | fs |
| 18 октября с | ексасекунда | Эс | Es | 10 -18 с | аттосекунда | ас | as |
| 21 октября с | цетасекунда | Вс | Zs | 10 -21 с | цептосекунда | вс | zs |
| 24 октября с | йотасекунда | Йс | Ys | 10 -24 с | йоктосекунда | йс | ys |
применять не рекомендуется не применяются или редко применяются на практике | |||||||
3. Измерение секунд в быту
Для измерения временных отрезков в секундах и долях секунды используются секундомеры. Секундомеры бывают механические и электронные.
Характерные отрезки времени, которые измеряются в секундах:
- пробежать 100 метров - 10-11 секунд;
- выполнить воинскую команду "подъем!" - 45 секунд;
- время, за которое свет, отраженный от Месяца, достигает Земли - полторы секунды.
4. Интересные факты
- За одну секунду:
- свет преодолеет 299 792 458 м в вакууме;
- на сетчатку глаза попадет 550 трлн периодов световой волны зеленого цвета;
- Земля преодолеет по орбите вокруг Солнца 29 785,9 м ;
- кристалл кварца, на котором работают кварцевые часы, осуществит 32 768 колебаний;
- Одна секунда примерно равна 1/31 556 925,9747 части времени обращения Земли вокруг Солнца в 1900 году.
- Известная телепрограмма Александра Невзорова во времена перестройки называлась "600 секунд".
См.. также
Источники
6. Сноски
- "Official BIPM definition". BIPM . http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/second.html . Проверено 2008 .
- Часы Харрисона за путешествие с Англии на Ямайку отстал на 5 секунд. Для сравнения: цезиевые часы отстают на 1 секунду за 316 000 лет.
| ||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
код для вставки
скачать