Top.Mail.Ru
Яндекс.Метрика

Время и единицы измерения

Время и единицы измерения

         Содержание

     Единицы измерения

     Астрономические и кварцевые часы

 

     Измерить какую-либо величину это значит сравнить ее с другой, однородной ей величиной, принятой за единицу. Например, длину куска материи сравнивают с длиной метра.

     В древности в качестве единицы длины употреблялись: «локоть», «полет стрелы», «дневной переход», а позже аршин, фут, в качестве единиц времени — промежуток от одной жатвы до другой, от одного периода дождей до другого.

Время и единицы измерения
Время и единицы измерения

Единицы измерения

     Некоторые народы отмеряли время по первому снегу, другие по появлению над горизонтом определенных созвездий или звезд.

     Неудобство применения этих единиц для измерений связано с их произвольностью и невозможностью точного воспроизведения. Такое положение для частной жизни было неудобным, а для науки, техники и промышленности совершенно неприемлемым.

     Желание создать для измерений воспроизводимые единицы привело ученых к мысли о возможности использовать для этого движение и вращение Земли.

     За единицу времени – секунду была принята длительность 1/86400 части средних солнечных суток.

     За единицу длины метр длина одной сорокамиллионной части меридиана, проходящего через город Париж.

метр эталон
метр эталон

     За единицу веса килограмм вес одного кубического дециметра дистиллированной воды на уровне моря, в средней географической широте, при нормальной температуре.

     Эти единицы вначале казались вполне удовлетворительными и постепенно были введены почти во всех странах мира.

     Однако новые измерения длины меридиана давали более точные данные, которые обусловливали некоторые поправки в длине образцового метра. Тогда было решено сделать образцовый метр эталон и килограмм эталон и в дальнейшем уже не менять их величины.

     Значительно труднее обстоит дело с единицами времени. Эталоном, с которым согласовываются приборы для измерения времени, является скорость вращения гигантских часов, устроенных самой природой и состоящих из Солнца и Земли.

      Длительность полного оборота Земли вокруг Солнца называют годом, длительность полного оборота Земли вокруг собственной оси сутками. Для установления времени в промежутках между его астрономическими определениями применяют часы.

Время и единицы измерения
Время и единицы измерения

     В древности для этой цели служили песочные, водяные, огненные часы, в XIV—XV веках колесные, с XIV века маятниковые, а в XIX XX веках – маятниковые и кварцевые астрономические часы высокой точности.

Астрономические и кварцевые часы

     Самой существенной частью часов является маятник, который своими колебаниями отмеряет время. Поэтому в астрономических часах стараются создать возможно лучшие условия для работы маятника: уменьшить его механическую нагрузку, сделать постоянной температуру помещения, устранить толчки, ослабить сопротивление воздуха и т. д.

     Для этого наиболее точные астрономические часы, помещают в глубокий подвал, где круглый год поддерживается определенная температура. Маятник часов при этом заключают в кожух, из которого выкачан воздух.

     Все это очень важно, так как изменение атмосферного давления только на один миллиметр ртутного столба меняет суточный ход часов с незащищенным маятником на 0,015 секунды.

     Весьма высокой точностью обладают астрономические часы с двумя маятниками, где один из маятников, связанный с различными передаточными и указывающими механизмами, управляется другим свободным.

     Связь свободного маятника непосредственно с часами осуществляется при помощи электромагнитов. Погрешность хода этих часов составляет 0,002 0,003 секунды в сутки.

     Такие часы с двумя маятниками построены в лаборатории Всесоюзного научно – исследовательского института метрологии имени Д. И. Менделеева известным  механиком И. И. Кваренбергом.

     Еще более полно идея свободного маятника осуществлена в астрономических часах с фотоэлектрическим контактом. В них маятник не движет никаких колес, а лишь разрывает при своих качаниях путь светового луча.

Время и единицы измерения
Время и единицы измерения

     В последние годы появились кварцевые астрономические часы. Пластинка из кристалла кварца, соответствующим образом вырезанная и укрепленная, при включении в цепь радиотехнического генератора совершает механические колебания с большим постоянством частоты и очень малым затуханием.

     Поэтому она может быть использована в часах вместо маятника нужно только суметь заставить эту систему управлять движением стрелок или иных указателей.

Кварцевые часы, работают в Гринвичской обсерватории
Кварцевые часы, работают в Гринвичской обсерватории

     Это достигается с помощью специальных устройств, которые доводят частоту колебаний переменного тока до 300 1000 периодов в секунду и приводят в действие синхронный электромотор, передвигающий стрелки часов.

     Погрешность хода кварцевых часов около 0,0002 0,0003 секунды в сутки, то есть еще меньше, чем у лучших маятниковых астрономических часов.

Видео: Тасманский тигр и его история.

 

You May Also Like