Время и его измерения

Авторы : Дьячкова Дарья,Хайыдова Азиза

Проблема : Где можно найти потерянное время?

Тема исследования : Часовые пояса

Актуальность : Из-за разницы во времени могут срываться деловые встречи,а во время переезда у людей могут возникнуть проблемы со здоровьем.Но разница во времени приносит не только минусы,но и плюсы.

Цель исследования : Изучить всё о измерении времени.

Гипотеза : Если хорошо изучить информацию о часовых поясах,то можно найти потерянное время.

Задачи исследования :

Изучить историю измерения времени
Измерение времени в современное мире
Проблема часовых поясов в Волгограде
Как,столкнувшись с проблемой разницы во времени,решить её

Что же такое время?

Время — форма протекания физических и психических процессов, условие возможности изменения. Одно из основных понятий философии и физики, мера длительности существования всех объектов, характеристика последовательной смены их состояний в процессах изменения и развития, а также одна из координат единого пространства-времени, представления о котором развиваются в теории относительности.

Одним из первых философов, которые начали размышлять о природе времени, был Платон. Время он характеризует в своем трактате Тимей как «движущееся подобие вечности». Оно является характеристикой несовершенного динамического мира, где нет блага, но есть лишь стремление им обладать. Время, таким образом, обнаруживает момент неполноты и ущербности (никогда нет времени). Вечность, напротив, является характеристикой статического мира богов. Аристотель развил это понимание времени, определив его как «меру движения». Такое толкование было закреплено в его «Физике», и оно заложило основу естественнонаучного понимания времени.

Естественнонаучное понимание времени углубляет Исаак Ньютон, введя концепцию «абсолютного времени», которое течёт совершенно равномерно и не имеет ни начала, ни конца.

Как измеряли время в древности?

История развития методов измерения времени — это путь от первых грубых часов древнего мира, позволявших измерять время с точностью до нескольких минут в сутки, к современным астрономическим часам, позволяющим измерять время с точностью до тысячных и миллионных долей секунды.

Солнечные часы.

Первыми приборами, с помощью которых люди стали измерять время, были солнечные, песочные, огненные и водяные часы.
Солнечные часы были известны очень давно, более чем за 500 лет до нашего летоисчисления. Живший в I веке до н. э. архитектор Марк Витрувий Поллион оставил нам следующие сведения о конструкции солнечных часов древнего мира и их изобретателях: «Солнечные часы в виде выдолбленного полукруга из тесаного (квадратного) камня, вырезанного сообразно местному наклону мировой оси, говорят, изобрел халдеец Бероз. Часы в форме чашек или полушария — Аристарх Самосский, он же изобрел часы в виде горизонтальной плиты (диска); паутинообразные (с паутинообразной сеткой) часы сконструировал астроном Евдокс, а некоторые говорят, что их изобрел Аполлоний».

Солнечные часы состоят из предмета, дающего резкую и, длинную тень, и циферблата, на котором нанесены деления, соответствующие часам и долям часа. Получение отсчета времени с помощью солнечных часов основано на том, что в течение дня тень, отбрасываемая предметами, освещенными Солнцем, все время изменяется. Ока перемещается, одновременно меняя свою длину: рано утром тени длинные, затем они укорачиваются, а после полудня снова удлиняются. Утром тени обращены к западу, в полдень в нашем северном полушарии — к северу, а вечером — к востоку. В соответствии с этим отсчитывать время можно двумя способами: по длине тени или по ее направлению. Второй способ более удобен и точен.

Первоначально указатель солнечных часов представлял собой палку, вертикально воткнутую в землю, а циферблат состоял из вбитых в землю колышков. Это, пожалуй, самая простая, но далеко не самая удобная форма солнечных часов, так как при вертикальном расположении указателя и горизонтальном расположении циферблата конец тени описывает не окружность, а другую, более сложную кривую, причем изо дня в день, из месяца в месяц расположение этой кривой меняется.

Рис. 1 . Циферблат солнечных часов Андроника

Песочные часы.

Песочные часы обычно делались в виде двух воронкообразных стеклянных сосудов, поставленных друг на друга. Верхний сосуд до определенного уровня заполнялся песком, высыпание которого служило мерой времени. После того, как из верхнего сосуда весь песок высыпался, часы нужно было перевернуть.
Для удобства отсчета времени иногда пользовались целой системой сосудов, первый из которых опорожнялся за XU часа, второй — за 1/2 часа, третий — 3/4 часа, четвертый — за 1 час. После опорожнения четвертого сосуда специально приставленный для этого человек переворачивал все склянки так, что счет песочных часов начинался вновь, и одновременно с этим отмечал прошествие часа.
Песочные часы были очень употребительны на кораблях; так называемые корабельные «склянки» служили морякам для установления распорядка их жизни — смены вахт и отдыха.
Точность песочных часов зависит от равномерности высыпания песка. Чтобы сделать песочные часы более точными, нужно пользоваться по возможности однородным песком, мягким и сухим, не образующим комков у горла сосуда.

Рис. 2. Песочные часы

Водяные часы.

Водяные часы были известны в древнем Египте, Иудее, Вавилоне, Греции, Китае. Греки называли водяные часы клепсидрой, что буквально означает «воровка воды». Время с помощью этих часов определялось по скорости вытекания воды из одного сосуда в другой, снабженный метками, уровень воды в котором и показывал время. Для удлинения измеряемого интервала времени иногда таких сосудов делали несколько: три, четыре.
Клепсидрами пользовались в быту для счета времени, ИМИ пользовались для регламентации времени выступления ораторов в общественных собраниях и в суде. В войсках клепсидры применялись при разводе караулов. В древности клепсидра была весьма распространенным прибором, хотя ее точность была совсем невысокой.
При повышении точности отсчета времени конструкторы клепсидр должны были учесть, что вода из отверстия сосуда вытекает не равномерно, а тем быстрее, чем больше давление, т. е. чем выше уровень ее в сосуде. Ценой некоторого усложнения конструкторы водяных часов добивались того, чтобы они не отставали по мере опорожнения верхнего сосуда.

Рис. 3. Водяные часы

Огненные часы.

Рудокопы древнего мира, добывая в шахтах серебро и железо, пользовались своеобразным способом измерения времени: в глиняную лампу, которую брал с собой под землю рудокоп, наливалось такое количество масла, что его хватало на 10 часов горения светильника. Когда масло было на исходе, шахтер знал, что рабочий день кончается, и поднимался наверх.

В Китае употреблялись огненные часы несколько иной конструкции: из специальных сортов дерева, растертого в порошок вместе с благовониями, приготовлялось тесто, из которого раскатывали палочки, придавая им разнообразную форму, например форму спирали (рис 4). Некоторые образцы огненных часов достигали нескольких метров длины; слегка потрескивая и источая аромат, они могли гореть месяцами. Иногда на определенных местах подвешивались металлические шарики, которые при сгорании палочки падали в фарфоровую вазу, производя громкий звон,- получался огненный будильник.

Рис. 4. Китайские огненные часы

Как измеряют время теперь?

Теперь на основе международного соглашения секунда как единица времени определяется таким образом: секунда — это умноженный на 9 192 631 770 период излучения, соответствующий переходу между двумя гипертонкими структурными уровнями основного состояния атома изотопа цезия-133. Конечно же, в качестве точных часов можно использовать и колебания других атомов и молекул.

В Германии, например, в 1978 г. был принят закон о времени. В соответствии с этим законом физикотехническому институту в Брауншвейге и Берлине дано поручение определять точное время в Германии. В настоящее время в институте в Брауншвейге построено 2 высокоточных часовых прибора на атомах цезия. Их считают одними из самых точных часов в мире. В России сигналы точного времени передаются по радио шестью короткими звуковыми сигналами (например, радиостанцией «Маяк»). Сигналы точного времени используются для управления сложными процессами и для научных наблюдений. В 1967 году единица времени «секунда» была определена заново. Во всем мире ввели шкалу атомного времени, которая сменила «мировое время», полученное на основе астрономических наблюдений. Это время называли «среднее время по Гринвичу», а временная шкала, принятая в настоящее время, называется UTC (от слов «Universal Tim Coordinator»). Секунды, которые включаются 1 раз в год в шкалу UTC, используются для того, чтобы UTC не более чем на секунду отличалось от времени, ориентированного на движение Солнца.

В 21 веке человечеству не нужно искать сложных путей для измерения времени. Сегодня это может сделать даже ребёнок,если он знает цифры.

Проблема часовых поясов.

На территории (территориях) некоторых стран мира применяется время нескольких часовых поясов. Наибольшее число часовых поясов в материковой части использует Россия — 11.

Некоторые страны расположены во многих часовых поясах за счёт островных и заморских территорий, например:
Великобритания с заморскими территориями — 8 часовых поясов.
США с островными территориями (Американское Самоа, Мидуэй, Виргинские Острова (США), Пуэрто-Рико и т. д.) — 11 часовых поясов.
Франция с заморскими департаментами и прочими территориями (Сен-Пьер и Микелон, Мартиника, Гваделупа, Французская Гвиана, Майотта, Реюньон, Южно-антарктические территории, Новая Каледония, Валлис и Футуна, Французская Полинезия, Клиппертон и ряд других обитаемых и необитаемых островов) — 12 часовых поясов.

Территории большинства стран (включая Францию и Великобританию без их заморских владений и территорий) расположены в одном часовом поясе. Некоторые значительно протяжённые по долготе страны тоже применяют время одного часового пояса. Например, территория Китая расположена в пяти географических часовых поясах, но на всей его территории действует единое Китайское стандартное время.

В некоторых странах на территории административно-территориальных единиц применяется время двух или более часовых поясов. Например, время трёх часовых поясов использует Республика Саха (Якутия), являющаяся субъектом Российской Федерации, и канадская территория Нунавут.

В США и Канаде границы часовых поясов часто разделяют штат, провинцию или территорию, поскольку территориальная принадлежность к тому или иному поясу определяется на уровнях административно-территориальных единиц второго порядка (графства или округа).

Время в Российской Федерации

Время в России регулируется Федеральным законом «Об исчислении времени», в соответствии с которым с 26 октября 2014 года установлено 11 часовых зон. Территория России по долготе имеет протяженность 171°22′, или примерно 11,4 часа.

Согласно закону московское время (МСК, MSK) «соответствует третьему часовому поясу в национальной шкале времени Российской Федерации UTC (SU) +3». Одиннадцать часовых зон, с 1-ой по 11-ю, соответствуют по международной нумерации часовым поясам со 2-го по 12-ой. Границы часовых зон проходят по границам субъектов Российской Федерации, каждый субъект входит в одну часовую зону, за исключением Якутии, территория которой расположена в трёх часовых зонах (МСК+6, МСК+7, МСК+8).

Переход на летнее время не применяется (сезонный перевод часов отменён в 2011 году).

Ниже приведен пример (по состоянию на 2014 год) с указанием смещения местного времени от UTC в период с 1924 года по настоящее время в городе Волгограде. Смещение от UTC указано без учёта перехода на летнее время (* — ожидаемое смещение после даты осеннего перевода часов).
Волгоград: 3 (1924), 4 (1931), 3* (1988), 2* (1991), 3 (29 сентября 1991, предположительно), 4 (2011), 3 (2014)

Как показал опрос на официальном сайте Волгоградской облдумы, за возвращение одного часа светового дня высказались более 14 тысяч жителей нашего региона. Примечательно, что жить по московскому времени хотят менее 3 тысяч человек.
Главной причиной в пользу перевода часов является ранний закат солнца в Волгограде. Так, в Волгограде 25 июля солнце зашло в 19:49, в то время, как в Москве закат был почти на час позднее – в 20:48. При этом время восхода в Москве и Волгограде разнится всего на восемь минут. Получается, что из-за использования московского времени жители волгоградской области теряют целый час светового дня.
К слову сказать, в период, когда в России действовало постоянное летнее время, волгоградцы не выступали за перевод часов.
Не стоит забывать, что Волгоградская область географически расположена восточнее и южнее Москвы, из-за чего реальная продолжительность дня значительно укорачивается. По мнению ученых, возвращение к местному времени было бы полезным для здоровья жителей региона.
В противовес этому выдвигаются аргументы против перевода часов. Один из них – местные бизнесмены. Они считают, что разница во времени со столицей затруднит организацию сделок и переговоров. Возможно, это и так, только не совсем ясно, как соотносятся коммерческие интересы бизнесменов со здоровьем почти миллионов жителей области. Другое дело, расписание движения поездов и графики авиарейсов, которые обычно составляются по московскому времени. Смена часового пояса, конечно, может принести определённые неудобства, но много лет до этого волгоградцы летали и ездили именно по такому времени, и никто не жаловался.
Особенно притянутым за уши выглядит довод Михаила Перекопина, представителя «Молодой Гвардии “Единой России”», считающий, что более долгий световой день увеличит учебную нагрузку на местных студентов и школьников, и они начнут больше уставать. Разве в Волгоградском регионе студенты учатся по принципу «солнце еще высоко», а не согласно расписанию? И с каких пор более долгое присутствие солнца на небосводе утомляет молодые организмы?
Действительно весомым фактором при принятии окончательного решения о целесообразности возвращения к местному времени может стать экономические обоснования. Однако, по данным РАО ЕЭС, ежегодный перевод стрелок позволял экономить порядка 4,4 млрд кВт/ч электроэнергии, тогда как убедительной статистики о пользе изменения часовых поясов с летнего времени на зимнее пока нет.

Как перенести смену часовых поясов?

Реактивное запаздывание (это дословный перевод jetlag с английского) – еще одно определение синдрома смены часовых поясов, к которому замечательно подходит приевшийся эпитет «болезнь столетия». До 1950-х, когда впервые стали выполняться гражданские авиарейсы на значительные расстояния, такой проблемы у людей попросту не было. Отправляясь в путешествие на повозке, пароходе или даже паровозе, человек не пересекал за один день по пять, а то и десять временных зон как это возможно сегодня. И его внутренние часы не сходили с ума.
Термин «синдром смены часовых поясов» говорит сам за себя: чтобы заработать джет-лег, нужно пересечь несколько временных зон. Именно поэтому прийти в себя после десятичасового перелета из Москвы на Сейшелы или Мальдивы в рамках одного часового пояса значительно легче, нежели после четырехчасового в Лондон. Как правило десинхрония ощущается после смены трех и более часовых поясов, хотя некоторым людям хватает и одного.
Джет-лег часто путают с обычным «синдромом путешественника», но они пересекаются лишь частично.
А вот у настоящего джетлега симптомы иные. Во-первых, это проблемы со сном: бессонница, частые пробуждения ночью, слишком ранний или поздний подъем (при перелете на запад или восток соответственно). Во-вторых, проблемы с концентрацией внимания, затуманенность сознания и заторможенность мыслительных процессов. И в-третьих, желудочные «спецэффекты»: понос или запор, тошнота (иногда сопровождающаяся рвотой), отсутствующий или, наоборот, повышенный аппетит.
Интересно, что люди старше 60 лет переносят смену часовых поясов легче, чем молодежь: с возрастом внутренние часы начинают барахлить, суточные ритмы сбиваются, так что организму проще приспосабливаться к новому расписанию. По женщинам джет-лег бьет сильнее, чем по мужчинам: производство женских гормонов тесно связано с режимом сна-бодрствования. Именно поэтому после перелета со сменой трех и более часовых поясов сбивается цикл.

Как перенести смену часовых поясов?

Главное средство борьбы с синдромом смены часовых поясов вовсе не кофе, а солнечный свет. Он и только он поможет организму разобраться, когда спать, а когда бодрствовать (когда ночь, а когда день). Прибыв в пункт назначения, первые несколько дней проводите как можно больше времени на свежем воздухе и старайтесь вести образ жизни пещерного человека: вставайте на рассвете, ложитесь после заката.

Профессор Стивен Локли, консультант НАСА по борьбе с десинхронией, предлагает воспользоваться одной хитростью. Если вы прилетели на запад, большую часть вечера проводите на свету, чтобы «отсрочить» ночь. А если вы на востоке, наоборот, создавайте искусственную тьму — например, надевайте солнцезащитные очки. И в том и в другом случае непосредственно перед сном нужно убедить мозг в том, что ночь уже наступила: плотно задернуть шторы и выключить или накрыть абсолютно все источники света. Даже мигания смартфона бывает достаточно, чтобы будоражить измученный джет-легом организм.

Спорт по расписанию.
После солнечного света фитнес — главный помощник в борьбе с джет-лэгом. Во-первых, адепты здорового образа жизни привыкают к смене часовых поясов в полтора раза быстрее тех, кто пренебрегает физической активностью, — это доказало исследование, проведенное в 1987 году университетом Торонто. Во-вторых, с помощью физических упражнений можно эффективно перевести внутренние часы. Фитнес ускоряет кровообращение и метаболизм, заставляет сердце биться быстрее и повышает температуру тела. При перелетах на восток лучше всего тренироваться утром, а на запад — во второй половине дня. Но только не вечером, чтобы не сбивать сон.

Первые несколько дней будьте осторожнее с едой: откажитесь от местной экзотики, чтобы не усугублять возможные проблемы с желудком. Лучше придерживайтесь диеты, которая поможет прийти в себя. Если ваша цель не заснуть, ешьте белковую пищу: мясо, птицу, молочные продукты, орехи, она долго переваривается, а значит, заставляет организм работать. Кроме того, побороть сон помогут натуральные энергетики: свекольный и абрикосовый сок, экстракт пшеницы, комбуча (напиток из чайного гриба). Они тонизируют организм, но не обезвоживают его и не нарушают кровообращение. А для избавления от бессонницы ешьте сложные углеводы — коричневый рис, пасту, фрукты.

Тяжёлая артиллерия.

Многие путешественники предпочитают не мудрить с солнечным светом и диетами, а сразу подключают ударные средства. Лекарств для смены часовых поясов на рынке великое множество, но далеко не все они безопасны и эффективны. Большинство в тех или иных дозах содержат мелатонин — гормон, отвечающий за смену режима день/ночь. Эти таблетки рекомендуют принимать вечером, чтобы обеспечить себе здоровый сон по местному времени. Многочисленные исследования доказывают эффективность приема мелатонина, но последствия его долговременного принятия до сих пор неизвестны.

Можно попробовать гомеопатические препараты — арнику, гельземиум и анамирту. Их комбинация под названием No JetLag Remedy пользуется большой популярностью в Европе и Америке. А еще лучше вместо таблеток при смене часовых поясов заварить пакетик родных трав — донник, мяту, одуванчик и душицу — и ежедневно заваривать их перед сном. Эффект будет ничуть не хуже.

И еще одна хорошая рекомендация: как только прилетите, постарайтесь чем-нибудь себя порадовать.

Эндорфины, гормоны счастья, способствуют улучшению циркуляции крови, позитивно влияют на работу головного мозга и убыстряют процесс перевода «внутренних стрелок». Например, можно сделать расслабляющий массаж или отправиться на спа процедуры, купить пустяковую, но приятную вещицу или просто съесть шоколадный батончик — в нем содержится какао и витамины группы В, которые тоже помогут быстрее отойти от постперелетного стресса.

Но у смены часовых поясов есть и свои плюсы. Предлагаю более подробно о плюсах и минусах смены часовых поясов рассмотреть в презентации.

Заинтересовавшись этой темой,мы решили провести опрос,в результате которого мы получили следующие результаты :