Czas
Czas jest podstawową wielkością fizyczną. Opisuje ona kiedy zachodzą i jak długo trwają zdarzenia. Jednostką czasu w układzie SI jest sekunda.
Zdefiniowanie czasu nie jest łatwym zadaniem, o czym można się przekonać, czytając definicje w różnego rodzaju słownikach i encyklopediach. Czas traktujemy jako podstawową formę bytu materii. W mechanice relatywistycznej jest to jeden z wymiarów przestrzeni.
Aby mierzyć czas, wystarczy wykorzystać dowolne zjawisko, które zachodzi okresowo (powtarza się w regularnych odstępach). Takim zjawiskiem okresowym jest na przykład obrót Ziemi wokół własnej osi, albo ruch wahadełka. Pierwsze przytoczone zjawisko wyznacza długość doby i stało się podstawą do określenia wzorca sekundy. Czas zdefiniowany za pomocą ruchu obrotowego Ziemi nazywamy czasem uniwersalnym. Wzorzec taki nie jest jednak dokładny. Obrót Ziemi wokół własnej osi ulega zmianom. Ponadto potrzeba długich obserwacji astronomicznych aby wyznaczyć dokładną wartość sekundy, dlatego używa się dziś innego wzorca czasu. Jest nim zegar atomowy, w którym wykorzystuje się okresowe drgania atomów.
Sekunda - definicja
Obecnie (od 20 maja 2019 r.) definicja sekundy jest następująca:
A oto wcześniejsza definicja:
1 sekunda - jest to liczba 9 192 631 770 okresów promieniowania przejścia między dwoma nadsubtelnymi poziomami w atomie cezu 133 znajdującym się w stanie podstawowym.
Na obecnym etapie kursu definicja ta jest zapewne zupełnie niezrozumiała, można więc ją potraktować jako czystą ciekawostkę.
Poniżej zestawiono inne jednostki czasu:
| Nazwa jednostki | Symbol | Przelicznik | Opis |
|---|---|---|---|
| minuta | min | 1 min = 60 s | - |
| godzina | h | 1h = 60 min = 3600 s | 1/24 część doby |
| doba (dzień) | - | 1 doba = 24 h = 1440 min = 86400 s | Jednostka czasu związana z obrotem Ziemi wokół własnej osi. |
| rok gwiazdowy (syderyczny) | - | 1 rok gwiazdowy = 365 dni 6h 9 min 10s | Jednostka czasu związana z obiegiem Ziemi wokół Słońca. Rok gwiazdowy - gdy Słońce pojawia się na tle tych samych gwiazd. |
| rok zwrotnikowy | - | 1 rok zwrotnikowy = 365 dni 5h 48min 46s | Ponowne przejście Słońca przez punkt równonocy wiosennej. |
Ciekawostki
Poniżej kilka przykładowych przedziałów czasu:
| Wielkość | Odległość |
| wiek Wszechświata | około 15-20 mld lat |
| wiek Ziemi | 4 mld lat |
| czas obiegu Słońca wokół środka Drogi Mlecznej | 240 mln lat |
| wiek piramidy Dżesera | 4 500 lat |
| przeciętna długość życia człowieka | 65 lat |
| odstęp czasu między dwoma uderzeniami serca | 0,8 s |
| okres drgań widełek stroikowych dla dźwięku a1 | 0,0023 s |
| czas obrotu cząsteczki | 10 -12 s |
Ciekawostki
Wiek wszechświata oszacowano przyjmując, że wszechświat powstał w wyniku Wielkiego Wybuchu i wciąż podlega przemianom. Możemy obserwować kolejne stadia ewolucji Wszechświata patrząc w niebo. Fakt iż światło docierające do nas od odległych obiektów ma skończoną i stałą prędkość sprawia, że im dalsze obiekty obserwujemy, tym są one starsze. Tak na prawdę wszystko to co obserwujemy na niebie jest już historią, bliższą lub odleglejszą w zależności od tego na jaki skrawek nieba zwrócona jest nasza uwaga.
Potrzeba około 30 milionów pokoleń, aby wypełnić czas, jaki upłynął od powstania Wszechświata.
Ciekawostki
Nasza galaktyka nosi nazwę Drogi Mlecznej. Ma kształt wielkiej spirali o średnicy 100 000 lat świetlnych. Słońce znajduje się w odległości około 28 000 lat świetlnych od środka galaktyki. Większość obiektów widzianych gołym okiem na niebie należy do Drogi Mlecznej.
Słońce obiega środek naszej galaktyki w ciągu około 240 milionów lat. Aby pokonać tę drogę Ziemia musi w ciągu 1 sekundy pokonać odległość 220 km.
Ciekawostki
Okres drgań wahadełka o długości 25 cm jest w przybliżeniu równy 1 s.
Gdyby takie wahadełko drgało bez końca, to wykonałoby około 2 miliardów drgań podczas przeciętnego ludzkiego życia.
Wahadełko podane w przykładzie może posłużyć jako prosty stoper. Powieś ciężarek na nitce o odpowiedniej długości i porównaj czas drgań wahadła ze wskazaniem sekundnika twojego zegarka.
Ciekawostki
Obrót Ziemi wokół własnej osi nie trwa cały czas tyle samo. Latem Ziemia kręci się nieco szybciej niż zimą (kilkanaście nanosekund), a z roku na rok czas jednego obrotu wokół własnej osi jest mniejszy o około 4 ns. Przyczyną tych zmian mogą być pływy mórz i oceanów (tarcie między wodą a lądem), ruchy mas powietrza, topnienie i zamarzanie polarnej pokrywy lodowej.
Inne zagadnienia z tej lekcji
Długość
Długość jest jedną z podstawowych wielkości fizycznych. Jest to jeden z wymiarów przestrzeni. Długość pozwala nam ustalić położenie ciała fizycznego w przestrzeni względem innego ciała. Wielkość tę wyrażamy w układzie SI w metrach.
Masa
Masa charakteryzuje ciała fizyczne pod względem ich zdolności do stawiania oporu podczas zmian ruchu. 1 kilogram jest równy masie wzorca platynowo-irydowego przechowywanego w Sevres pod Paryżem.
Powiązane quizy
© medianauka.pl, 2017-03-12, A-54
Data aktualizacji artykułu: 2021-10-23