Время. Остановить нельзя измерить

Муниципальное автономное образовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 5»
г. Березники Пермского края
Исследовательская работа
по дисциплине «Математика»
по теме: «Время. Остановить нельзя измерить»
Выполнила: ученица 3 «Б» класса
Бузмакова Софья Сергеевна
Руководители: Калинина Надежда
Николаевна - учитель начальных
классов высшей
квалификационной категории;
Бузмакова Светлана Владимировна учитель информатики высшей
квалификационной категории
г. Березники
2014
2
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
3
1. Единицы измерения времени
6
1.1. Что такое время?
6
1.2. Время с точки зрения астрономии
7
1.3.
Сутки, час, минута и секунда
8
1.4.
Редкие и устаревшие единицы измерения времени
9
1.5.
Единицы измерения времени в разных странах
11
2. Календари
13
3. Приборы для измерения времени
17
4. Мои часы
26
Заключение
29
Список использованных источников
31
Приложение 1 «Анкета для учащихся»
33
Приложение 2 «Результаты анкетирования»
Приложение 3 «Интересные задачи по теме «Время»
3
ВВЕДЕНИЕ
Проснувшись утром, мы сразу же задаем себе вопрос: «Который час?» — и
смотрим на часы, чтобы решить, то ли еще поспать, то ли вставать. И в течение
всего дня постоянно помним о времени. Взглянув на часы, мы понимаем, что
пора, скажем, уходить или обедать, встречаться с другом или включать любимую
телепередачу. В самом деле, буквально вся наша жизнь организована по часам, и
трудно вообразить, как можно было бы прожить день, не следя за временем. Оно
помогает составить распорядок дня. По часам мы определяем, чем должны
заняться или какое событие скоро наступит.
Еще в древности один философ сказал: "Я прекрасно знаю, что такое время,
пока не задумываюсь об этом. Но стоит мне задуматься, и я не могу ответить".
С тех пор как были сказаны эти слова, прошло много лет, но до сих пор
далеко не все тайны времени разгаданы. И, тем не менее, потребность знать время
существовала всегда.
Всем известен смысл слова «времени» когда спрашивают «Сколько
времени?». Но что содержит в себе понятие «времени», на этот вопрос ответить
нелегко. Главное свойство времени состоит в том, что оно длится, течет
непрестанно. Оно безостановочно.
И с этой проблемой времени человек
сталкивается ежедневно, срывая листок календаря или глядя на часы. Т. е. время –
это особая величина. Время идет само, независимо от того, хотим мы этого или не
хотим.
Проблема пространства и времени занимала человеческую мысль не одно
тысячелетие. Греческий философ Аристотель(384-322 г.г. до н.э.) обратил
внимание на то, что в окружающей нас природе самым неизвестным является
время, ибо никто не знает, что такое время и каким управлять.
Еще
в
незапамятные
времена
человек
столкнулся
не
только
с
необходимостью ориентироваться в пространстве, считать, измерять расстояния и
площади, определять массу и вместимость, но и ориентироваться во времени и
4
уметь его измерять. Для измерения времени надо было найти мерку. Но измерять
его пальцами или шагами было нельзя. И эту мерку надо было искать в природе.
Прежде чем начать исследование по теме я решила узнать, насколько
интересна эта проблема ребятам моего возраста. Для этого мы с моим
руководителем составили анкету и провели анкетирование учащихся третьих
классов МАОУ СОШ № 5. В анкетировании приняло участие 25 учащихся.
Результаты таковы:
На вопрос «Что такое время?» - самым распространенным ответом было
«Время – это часы» - 44%, наиболее интересные ответы: смена дня и ночи,
единица жизни, скорость жизни, а 9 учащихся (36%) затруднились ответить на
этот вопрос.
На вопрос «Знаете ли вы историю возникновения единиц измерения
времени?» Ответили «Да» - 20%, «немного» - 68%, «нет» - 12%.
Самой большой единицей времени ребята считают век - 88%, тысячелетие 12%.
На вопрос «Чем можно измерить время?» - самым распространенным
вариантом были часы - 100%, так же одноклассникам известен секундомер. Все
ребята уверены, что могут сделать часы сами.
Проведенное анкетирование (Прил. 1) показало, что мои одноклассники
затрудняются охарактеризовать понятие «время» (Прил. 2). Значит, проблема
определения и измерения времени была актуальна и остаётся актуальной для
человечества на протяжении его существования.
Мне стало интересно, как появились единицы измерения времени и можно
ли время остановить или его можно только измерить. Какими способами и
приборами измеряют время, можно ли самим сделать эти приборы, будут ли они
точными?
Цель работы: изучить и систематизировать информацию о понятии
«время» и его измерениях, изготовлении часов.
Задачи:
5

Прочитать и проанализировать литературу, которая описывает
понятие «время» и его измерения.

Выяснить какие существуют единицы измерения времени.

Сконструировать свои часы.

Сделать выводы.

Обобщить собранную информацию и познакомить с ней своих
одноклассников.
Гипотеза: Мы предполагаем, что существует четкое определение понятия
«время» и его единиц измерения.
Объект исследования: Процесс измерения времени.
Предмет исследования: Приборы для измерения времени.
Методы исследования: сбор информации, анкетирование, анализ, изучение
литературы, практическая работа.
Практическая значимость: обобщённый материал можно применять как
на уроках
математике.
математики, так и во внеурочное время для привития интереса к
6
ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ
1.
Что такое время?
1.1.
Что такое время? Странный вопрос. Ведь это каждый знает. Все только и
говорят о нем. "Катастрофически не хватает времени", - жалуются одни. "Как
медленно течет время", - говорят другие, когда приходится чего-то или кого-то
ждать.
Что такое время? Во все времена на этот вопрос отвечали по-разному.
Например, для Платона время это божественная вечность, разделённая небесными
телами на дни, месяцы, годы. Аристотель называл время «числом движения».
Лейбниц
писал,
что
«время
есть
абстракция
всех
отношений
последовательности». А Эйнштейн говорил о времени как о физической
реальности, меняющей свой бег вследствие движения тел.
Опираясь на толковый словарь русского языка С.И. Ожегова, понятие
«время» можно охарактеризовать так.
1. В философии: одна из основных объективных форм (наряду с
пространством)
существования
бесконечно
развивающейся
материи
-
последовательная смена ее явлений и состояний.
2. Продолжительность, длительность чего-нибудь, измеряемая секундами,
минутами, часами.
3. Промежуток той или иной длительности, в который совершается чтонибудь, последовательная смена часов, дней, лет.
4. Определенный момент, в который происходит что-нибудь.
5. Период, эпоха.
6. Пора дня, года.
7. Подходящий, удобный срок, благоприятный момент.
8. Период или момент, не занятый чем-нибудь, свободный от чего-нибудь.
То же, что досуг.
7
9. В грамматике: форма глагола, относящая действие или состояние к
прошедшему, настоящему или будущему. Настоящее, прошедшее, будущее
время.
10. В естествознании различают эфемеридное, звездное, солнечное,
всемирное, местное, поясное, декретное время.
Вывод: чёткого определение понятия «время» не существует.
1.2.
Время с точки зрения астрономии
Время делят на годы, месяцы, недели, сутки, часы, секунды. Историки
отсчитывают время столетиями, геологи - миллионами лет. Но лишь три единицы
времени связаны с небесными явлениями, это - год, месяц, сутки. Для живых
существ, обитающих на Земле, особенно важна смена дня и ночи. Уже пещерный
человек знал, что от восхода до захода Солнца либо между двумя моментами
стояния Солнца в зените проходит примерно одинаковое время, и называли его
«сутками». Еще в древности наши предки заметили, что Луна не каждую ночь
выглядит одинаково и что она время от времени вовсе исчезает с неба. Иногда
она превращается в тонкий серп, а потом снова становится круглой, Между
двумя такими полнолуниями проходит около 30 дней. Это обстоятельство также
было известно в течение многих тысячелетий и послужило основой для введения
еще одной важной, связанной с природными явлениями единицы времени месяца. Очень скоро люди поняли, что примерно через каждые 365 дней
повторяются жизненно важные явления природы, такие, как таяние снегов на
севере или разлив Нила в Египте. Всегда одинаковое время -год - проходило от
начала одной весны до начала другой. Однако еще многие тысячелетия люди
еще плохо представляли себе, что действительно происходит на небе каждый
год, месяц или каждый день.
Земля не только вращается вокруг своей оси, она обращается также по
большой эллиптической орбите вокруг Солнца. Время, необходимое Земле,
чтобы совершить этот оборот, называют годом. Год длится 365 1/4 дня.
8
На небе не происходит
каких-либо
заметных
событий,
которые
повторялись бы каждые 7 дней. В то же время можно отметить, что между
первым появлением Луны, после
новолуния,
и
первой
четвертью
прибывающей Луны проходит ровно 7 дней. То же касается и времени между
четвертью и полной Луной. От полной Луны до последней четверти так же
проходит ровно неделя. Еще 7 дней проходит от момента последней четверти
Луны до ее полного исчезновения (новолуния). Некоторые ученые полагают, что
именно эти явления способствовали введению такого понятия, как неделя.
Однако вероятнее, что 7 дней недели связаны с названиями семи «планет»,
которые были известны древним. К небесным телам, или планетам,
причисляли
тогда
и Солнце, и Луну вместе с истинными планетами (Меркурий,
Венера, Марс, Юпитер и Сатурн). Таким образом, были известны 7 «планет»,
именами которых называли 7 дней, объединенных в более крупную единицу
времени - неделю. Недаром название дней недель связаны с именами планет в
разных языках. Например, «зонтаг» - солнечный день (воскресенье) и «монтаг» лунный день(понедельник) в немецком языке, «марди» - день Марса (вторник) во
французском, и далее там же «меркрёди», «жёди» и «вандрёди» (день Меркурия,
день Юпитера, день Венеры). Английское слово «сатёрди» - суббота - связано с
именем Сатурна. В английском и немецком языках на место римских богов
приходят германские: вместо Юпитера бог Донар («доннерстаг» - четверг), а
вместо Венеры - Фрея («фрайтаг» - пятница). Таким образом можно определить,
что
Суббота – день Сатурна,
Воскресенье – день Солнца ,
Понедельник – день Луны,
Вторник – день Марса,
Среда – день Меркурия,
Четверг – день Юпитера,
Пятница – день Венеры.
9
Нынешние названия дней недели объясняются довольно просто. Еще в
старину день отдыха назывался неделей (не делать) – на украинском языке и
теперь «неддля», - переименованный духовенством в «воскресенье». День ,
следующий после «недели»,назвали – понедельник, второй - вторник, четвертый –
четверг , пятый – пятница, а средний – среда. Суббота происходит от
древнееврейского «шабат» - покой, отдых.
1.2. Сутки, час, минута и секунда
Деление времени на годы, месяцы и дни возникло, как мы убедились из
астрономических наблюдений. Однако дальнейшее деление времени на часы,
минуты и секунды, напротив, совершенно произвольно, да к тому же и не очень
практично, поскольку не соответствует нашей десятичной системе измерения.
Если для нас не представляет никакого труда переводить рубли в копейки, то для
перевода дней в часы и минуты требуется уже определенная математическая
работа. Как известно, в сутках 2 раза по 12, т.е. всего 24 часа, в часе 60 минут, в
минуте 60 секунд. В основу такого счета были положены священные для жителей
древнего Вавилона числа 12 и 60, их сейчас используют для деления циферблата
часов. Но если для вавилонян такое деление суток на часы было уже привычным,
то понятие минута и секунда были введены в обиход позднее, уже в новое
время. Исторически основной единицей для измерения коротких интервалов
времени были сутки (часто говорят «день»), отсчитываемые по минимальным
полным циклам смены солнечной освещённости (день и ночь). В результате
деления суток на меньшие временные интервалы одинаковой длины возникли
часы, минуты и секунды. Происхождение деления, вероятно, связано с
двенадцатеричной системой счисления, которой придерживались древние. Сутки
делили на два равных последовательных интервала (условно день и ночь).
Каждый из них делили на 12 часов. Дальнейшее деление часа восходит к
шестидесятеричной системе счисления. Каждый час делили на 60 минут. Каждую
минуту — на 60 секунд. Идея поделить час и минуту на 60 равных частей, пришла
10
к нам из шумерской культуры, которая во многом основана на числе 60. подобная
шестидесятизначная система возникла приблизительно 4 тысячи лет назад.
Таким образом, в часе 3600 секунд; в сутках 24 часа = 1440 минут = 86 400
секунд. Часы, минуты и секунды прочно вошли в наш обиход, стали естественно
восприниматься даже на фоне десятичной системы счисления. Сейчас именно эти
единицы (в первую очередь секунда) являются основными для измерения
промежутков времени. Секунда стала основной единицей измерения времени
в СИ.
Ещё более крупные единицы времени — век (100 лет) и тысячелетие (1000
лет). Век иногда делят на десятилетия. В таких науках как астрономия и геология,
которые изучают очень продолжительные периоды времени (миллионы и
миллиарды лет), иногда применяют и ещё большие единицы измерения времени,
например гигагод (миллиард лет).
Вывод: таким образом, существуют различные единицы измерения
времени. Самые распространенные из них – это:
1 год = 12 месяцев = 52 недели
1 месяц = 4 недели
1 неделя = 7 суток
1 сутки = 24 часа = 1440 минут = 86400 секунд
1 час = 1/24 суток = 60 минут = 3600 секунд
1 минута = 1/1440 суток = 1/60 часа = 60 секунд
1 секунда = 1000 миллисекунд
11
1.3. Редкие и устаревшие единицы измерения времени
В Великобритании и странах Содружества наций используется единица
измерения времени фортнайт, равная двум неделям.
В СССР в разное время вместо недели использовались шести- и пятидневки,
а также, в целях экономического планирования, пятилетки.
В основном для целей бухгалтерского учёта используется единица квартал,
равная трём месяцам (четверть года).
В
сфере
образования
используются
единицы
измерения
времени
академический час (45 минут) (Также в средних школах нередко встречается
слово час в значении длительности одного урока, то есть 40 минут), четверть
(примерно 1/4 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, в этом
случае он точно равен трём месяцам.
Иногда встречается единица терция, равная 1/60 секунды
1.4.Единицы измерения времени в разных странах
В первую очередь часы, минуты и секунды были введены для облегчения
указания временной координаты в пределах суток. Существует две системы
указания времени суток. В так называемой французской системе не учитывается
разделение суток на два интервала по 12 часов (день и ночь), а считается, что
сутки напрямую делятся на 24 часа. Номер часа может быть от 0 до 23
включительно. В «английской системе» это разделение учитывается. Часы
указывают с момента начала текущих полусуток, а после цифр пишут буквенный
12
индекс половины суток. Первую половину суток (ночь, утро) обозначают AM,
вторую (день, вечер) — PM от лат. Ante Meridiem/Post Meridiem (до полудня/после
полудня). Номер часа в 12 часовых системах в разных традициях записывается по
разному: от 0 до 11 либо 12, 1, 2, …, 11. Поскольку все три временные
субкоординаты не превосходят ста, для записи их в десятичной системе
достаточно двух цифр; поэтому значения часов, минут и секунд пишут
двузначным десятичным числом, добавляя ноль перед числом, если это
необходимо (в английской системе, впрочем, номер часа пишут одно- или
двузначным десятичным числом).
За начало отсчёта времени принята полночь. Таким образом, полночь во
французской системе — это 00:00, а в английской —12:00 AM. Полдень — 12:00
(12:00 PM). Момент времени по прошествии 19 часов и ещё 14 минут с
полуночи — 19:14 (в английской системе 7:14 PM).
На
циферблатах
большинства
современных
часов
(со
стрелками)
используется именно английская система. Однако выпускаются и такие
стрелочные часы, где используется французская 24-часовая система. Такие часы
находят применение в тех областях, где судить о дне и ночи затруднительно
(например,
на
подводных
лодках
или
существует полярная ночь и полярный день).
за
Полярным
кругом,
где
13
2. КАЛЕНДАРИ
День следует за днем, год за годом. Но почему одни года содержат по 365
дней, а другие по 366? Год составляет 365 суток, 5 часов 48 минут и 46 секунд или
365,242199 суток. Давайте считать годом 365 суток. Но в таком случае, весеннее
равноденствие наступало бы позже - на 6 часов каждый год. На протяжении
нескольких поколений такое отставание было бы уже очень заметно.
Эту проблему решают разные календари. Календарь – система счисления
длительных промежутков времени, основанная на периодичности таких явлений
природы, как смена дня и ночи, смен фаз Луны, смена времени года.
Слово «календарь» происходит от латинского calendarium, что означает
«долговая книжка». Основными задачами календаря являются фиксация, и
изменение интервалов времени. Создать точный календарь можно при условии,
что год будет состоять из целого числа суток. Следовательно, составление
точного календаря невозможно! Существуют попытки составления точного и
удобного календаря, поэтому и видов календарей несколько, например:
 Лунный календарь;
 Солнечно – лунный календарь;
 Юлианский календарь («старый стиль»);
 Григорианский календарь («новый стиль») и др.
Лунный календарь — один из самых древних на планете. И это не случайно:
смена лунных фаз на небе заметна невооруженным глазом, видна даже
непосвященному. Луна обращается вокруг Земли и, будучи наполовину
освещенной
Солнцем, сначала кажется нам увеличивающейся, а затем
уменьшающейся.
Полноценный лунный месяц включает в себя 30 дней, такой месяц
считается совершенным. В неполноценный лунный месяц, содержащий 29 дней. В
14
лунных календарях продолжительность года принимается равной 12 месяцам. В
соответствии с этим, продолжительность лунного года получается равной 12 ×
29,53059 = 354,36708. Значит, в календарном году может быть или 354 дня —
простой год, или 355 дней — продолженный (високосный) год. Поэтому ежегодно
лунный календарь смещается относительно солнечного на 365,24222-354,36708 =
10,87514 дней. Примерно за 34 солнечных года набегает один лишний лунный
год. Поэтому лунные календари, за редким исключением, неизбежно заменялись
лунно-солнечными или солнечными календарями.
Солнечно-лунный календарь был создан еще в Древнем Египте. В нем было
12 месяцев по 30 суток и в конце года добавлялось еще 5 суток. Позже Эвергет
предложил один раз в 4 года добавлять одни 366-е сутки.
Также, существуют календари «нового стиля» и «старого стиля». Такими
календарями
являются
Григорианский
календарь
и
Юлианский календарь.
В 45 году до нашей эры император Юлий Цезарь
ввёл в Риме календарь.
Юлий Цезарь постановил считать одни годы по
365 суток, другие по 366 суток, чередуя их: три
коротких, четвёртый длинный. Все нечётные месяца имели по 31 дню, чётные по
30 дней, кроме февраля, который имел 29 дней, а 30
только в високосные года. Продолжительность года в
таком календаре была 365 суток и 6 часов. Этот
календарь назывался Юлианским календарём.
Более тщательные подсчёты показали, что если
принять сутки равными 24 часам (на самом деле они
равны 23 часам 56 минутам и 4 секундам, а 24 часа
приняты для простоты), то 1 год будет равен 365,26 суткам, то есть на 0,01 суток
больше, чем принято в юлианском календаре. Поэтому юлианский календарь стал
15
отставать примерно на 1 сутки каждые 128 лет, что дало повод для введения
нового календаря - григорианского.
В октябре 1582 года в ряде стран Европы появился григорианский
календарь.
Новый календарь отличается от юлианского тем, что из лет, оканчивающих
век, високосным является лишь каждый четвёртый.
В григорианском: 1600 - високосный,
1700, 1800, 1900 - невисокосные,
2000 - високосный,
2100, 2200, 2300 - снова невисокосные,
2400 - високосный, и так далее.
На сегодня юлианский календарь отстаёт от григорианского на 13 суток; эта
разница сохранится до 2100 года, после чего достигнет 14 суток.
Григорианский календарь с течением времени широко распространился по
всему миру. В нашей стране григорианский календарь был введён в феврале 1918
года. Сегодня - это самый распространённый календарь в мире. Хотя, к примеру,
Православная Церковь пользуется только юлианским календарём. Отсюда и
возник такой необычный праздник как Старый Новый год (1 января по
юлианскому стилю это 14 января по григорианскому стилю).
Конечно, григорианский календарь не является абсолютно точным, но
ошибка в 1 сутки в нём накопится лишь через 3300 лет.
Вечный календарь — это матрица, позволяющая узнать, на какой день
недели приходится любая дата в пределах длительного промежутка времени (как
правило, нескольких десятков или сотен лет). Многие из вечных календарей
фактически создают сетку календаря на выбранный месяц выбранного года.
Вечные календари могут также использоваться не только для определения дня
недели, но и, например, церковных праздников без фиксированной даты.
16
Вывод: существует множество разных календарей. Жители России
используют Григорианский календарь.
17
3. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ
С давних пор человек ведет счет времени по часам, которые в течении
многих веков пережили огромную эволюцию.
«Часы – это инструмент, с помощью которого можно разделить сутки на
маленькие прмежутки времени и сделать эти промежутки видимым»,- Иоганн
Литтров.
Слово часы произошло от французского слова "стеклянный колпак для
защиты растений", это слово означало звонок. На
латыни для обозначения звонка использовалось
слово - glocio, в саксонском языке - clugga, а в
немецком языке - glocke.
История часов достаточно длинная, она
насчитывает много столетий. За свою историю
изобретения и развития часов, они (часы) были самых разнообразных и
причудливых форм. Само слово «часы» вошло в обиход приблизительно 700 лет
назад, в 14 веке. Это слово произошло от латинского слова "clocca", означавшего
звонок.
Определение времени по солнцу. Впервые люди стали определять время,
смотря на солнце, а также наблюдая за его движением по небосклону в течение
дня. Когда солнце находилось в самой высокой точке небосклона, значит, в это
время был полдень, то есть середина дня. Когда солнце находилось ближе к
горизонту, значит, это было либо утро, (солнце всходило), либо вечер (закат).
Конечно же, такое определение времени нельзя назвать точным, даже с натяжкой.
Солнечные часы. Самая старая из, когда-либо существовавших форм часов
– это солнечные часы. Впервые, солнечные часы стали использоваться около 5,5
тысяч лет назад, в 3 500 году до нашей эры. Принцип «работы» солнечных часов,
основан на тени, которая образуется при свете солнца, так как в разное время
18
суток, длина тени и её положение различно. Солнечная тень указывала на число
на круглом диске, таким образом, определялось время. Например, если тень,
указывает на цифру девять, значит время – девять часов утра. Конечно же, у
солнечных часов были и свои недостатки, прежде всего это то, что ими можно
пользоваться только в течение светового дня.
Водяные часы. Приблизительно 3,4 тысячи лет назад, то есть где-то в 1
400 году до нашей эры, были изобретены первые водяные часы. Первые водяные
часы были изобрет6ены в Египте, эти часы назывались clepsydra (клепсидра).
Водяные часы были сделаны из двух емкостей, наполненные водой, причем
уровень воды в одной из емкостей был выше, чем в другой. Вода перетекала из
более высокой емкости в более низку по трубе, которая соединяла эти емкости.
Емкости были промаркированы, в зависимости от уровня воды, именно по этим
маркировкам и можно было определить время. Такого рода часы, то есть водяные,
были чрезвычайно популярны в Греции, в Греции же, водяные часы были
значительно улучшены и усовершенствованы. Вода капала с более высокой
емкости в более низкую емкость. Так как уровень воды в более низкой емкости
повышался, поплавок, расположенные на поверхности, поднимался. Поплавок
был соединен с проградуированной палкой, по которой можно было определить
время. Конечно же, появление водяных часов было значительным прогрессом, вопервых, потому что водяные часы могли показывать время не только днем, но и
ночью, а во вторых, водяные часы были более точными в сравнении с
солнечными часами.
Огненные часы. За много тысячелетий до изобретения современных часов
люди пытались измерять время. Наши предки подметили, что равномерно
горящее пламя за равное время потребляет всегда одно и то же количество
масла
или
воска. Тогда и стали использовать свечи, масляные лампы или
фитили для измерения времени. В древнем Китае существовали, например,
«часы», которые были сделаны из пропитанных маслом веревок, на которых
19
были завязаны узлы. Такой шнурок поджигали, и каждый раз, когда пламя
достигало узла, проходил определенный отрезок времени.
Песочные
часы.
В
средние
века
–
появились
песочные
часы,
прикреплённые к дощечке с циферблатом, напоминающий современный. Каждый
час служитель переворачивал опустевший стеклянный сосуд и в ручную
переводил стрелку на циферблате. Тогда же появляется прибор – предшественник
карманных и ручных часов – переносные песочные. Их носили, прикрепив
ремнями к ноге ниже колена.
Дата
возникновения
первых
песочных
часов
неизвестна. Однако принцип песочных часов был известен в
Азии значительно раньше начала нашего
летоисчисления.
Западноевропейские страны стали
иметь дело с песочными часами лишь в
конце
средневековья.
Перед
вами
песочные часы Эразма Роттердамского:
Несмотря на то что песочные часы появились в Европе
поздно, они быстро распространились. Этому способствовали
их простота, надежность, низкая цена и не в последнюю очередь
возможность измерять с их помощью время в любой момент дня и
ночи. Недостатком был короткий интервал времени, который можно
было измерить, не переворачивая эти часы. Обычно песочные часы
рассчитывались на работу в течение получаса или часа. Реже
встречались песочные часы, рассчитанные на непрерывное измерение времени в
течение 3 ч, и лишь в совершенно редких случаях строили огромные песочные
часы, рассчитанные на 12 ч хода.
Точность песочных часов зависела от технологии изготовления самого
песка, также от формы колб, от гладкости их внутренних стенок.
20
Развитие производства стекла позволило выпускать колбы с гладкими
внутренними стенками, что дало возможность песку максимально равномерно
перетекать из верхней части в нижнюю.
Приготовление песка для часов считалось в старину делом, требующим
особого умения. Его изготавливали из обожженного мелкозернистого песка или
из жареных перетертых яичных скорлупок, или из цинковой и свинцовой пыли.
В 1339 году в Париже обнаружено описание песочных часов с порошком из
черного мрамора. Говорили, что самый лучший песок получается из мраморных
опилок, если их прокипятить девять раз с вином, снимая каждый раз пену, и
после этого высушить на солнце.
Песочные часы никогда не достигали точности солнечных часов, поскольку
зерна песка постепенно дробились на более тонкие, а отверстие в середине
постепенно истиралось и увеличивалось. Песочные часы благодаря своей форме и
простоте работы сохранили некоторое значение вплоть до последнего времени,
например, ими пользовались телефонные станции для учета времени коротких
телефонных разговоров, в залах судебных заседаний и для некоторых нужд в
домашнем хозяйстве.
Большое значение песочные часы имели на кораблях: в пасмурную погоду,
когда по небесным светилам нельзя было определить время, его узнавали по
песочным часам. На российских судах их называли «склянками». Каждые
полчаса, при переворачивании «склянки», били в колокол. Отсюда, собственно, и
пошло выражение — «бить склянки». Юнги отмеряли получасовые отрезки
времени и били в колокол.
Раньше люди носили песочные часы даже на ноге, пристегнув их к ноге
ниже колена. Лучший песок для таких часов был из толченого мрамора.
21
На протяжении сотен лет песочные часы не раз пытались
усовершенствовать. Так, астроном Тихо Браге заменил песок
ртутью. Стефан Фарфлер и Гроллье де Сервье изготовили
пружинные механизмы для переворачивания часов. Но все эти
новшества не прижились. А вот простейшими песочными часами
люди пользуются и по сей день.
И до недавних пор песочные часы использовались медиками для подсчета
пульса пациента.
Они выполнялись в виде компактного прибор-ручки и были рассчитаны на
длительность до 30 секунд.
Механические
часы.
Пожалуй,
значительным шагом вперёд в истории
самым
измерения
времени было введение механических часов, которые
с XII века начали устанавливать на башнях церквей.
В качестве
приводного
использовались
механизма
грузы,
в
укреплённые
них
на
металлической цепи. В XIV веке механические башенные часы использовались
повсеместно, а в 1657
г. голландец Христиан Гюйгенс построил первые
маятниковые часы. Ещё в 1583 г.великий итальянский физик Галилей открыл,
что полное качание маятника всегда происходит за одно и то же время.
Первые карманные механические часы в 16 веке изобрёл немецкий мастер
Петер Генлейн. Он заменил гирю пружиной.
По размерам и портативности часы тоже можно классифицировать на:
карманные (наручные), настольные, настенные, напольные, башенные и т.п.
Для определения и точного отсчета времени применяют следующие
приборы: хронометры, секундомеры.
Секундоме́р — прибор, способный измерять интервалы
времени
с
точностью
до
долей
секунды.
Обычно
используются секундомеры с точностью измерения в сотую
22
долю секунды. Но с появлением современных технологий появилась возможность
измерять время гораздо более точно — до десятитысячных долей и еще точнее.
Будильники Первый будильник был изобретен древними греками
приблизительно в 250 году до нашей эры. Греками были созданы и построены
водные часы, за счет того, что вода поднималась к определенному времени, она
воздействовала на механическую птицу, которая, в свою очередь, начинала
тревожно свистеть. Первый механический будильник был изобретен в 1787 году,
это изобретение принадлежит Леви Хутчинсу (Levi Hutchins) из Конкорда, в НьюХэмпшире. Однако, будильник в тех часах, которые он изобрел, мог звонить
только в 4 часа утра. 24 октября 1876 году был запатентован механический
будильник, который мог звонить в любое заданное время, это изобретение
принадлежит Сету И. Томасу (Seth E Thomas).
Часы с автоматическим подзаводом В 1923 году швейцарцем Джоном
Харвудом (John Harwood) были изобретены часы с автоматическим заводом.
Часы – это не только прибор, необходимый для определения времени
суток.
Но и также часы всегда были предметом интерьера, и украшением,
являющим престиж обладателя замысловатых карманных или массивных
каминных либо напольных часов. А уж что касается форм часов, то здесь
фантазия часовых дел мастеров просто безгранична.
Любопытно, что ...
... ещё во втором веке до нашей эры греческий астроном Гиппарх сумел
вычислить продолжительность земного года с большой точностью, всего на 6
минут больше, чем принято сегодня ...
... были известны солнечные часы с линзой и пушкой. Увеличительное
стекло фокусировало солнечные лучи на запале пушки и поджигало его в
определенный момент - к примеру, в полдень. Пушка стреляла, возвещая всем
время...
23
... в древнегреческих водяных часах время отсчитывалось по уровню воды в
сосуде с небольшим отверстием. Чтобы вода вытекала равномерно, форма сосуда
должна была определяться уравнением четвёртого порядка ...
... в одной альпийской деревне в мастерской часовщика висел плакат "Эти
часы показывают точное время". Хозяин каждый день сверял часы по колоколу
обсерватории тамошнего монастыря. Но выяснилось, что монахи определяли
время не по наблюдениям за звездами, а по часам в деревне ...
... в средние века повсюду пользовались песочными часами, а в немецком
городе Нюрнберге местные модники носили их, прикрепив ремешками к колену...
... на работу над уникальными часами в форме яйца русский изобретательсамоучка И. Кулибин потратил 2 года. Часы состояли из 427 деталей, различимых
только в лупу, отбивали каждую "четверть" часа и ежечасно давали
представление миниатюрного театра с музыкой и колокольным звоном ...
... настоящей "машиной времени" можно считать современный крупный
телескоп - ведь с его помощью можно наблюдать за событиями, произошедшими
миллиарды лет тому назад ....
Это интересно
Существовали солнечные часы-посох. Из гнезда в трости путник доставал
стержень, вставлял его в отверстие у рукояти и определял время по делениям,
которые опускались к основанию.
Известны
солнечные
часы-перстень:
на
миниатюрной
площадке
с
делениями, защищенной откидывающейся крышкой, - крохотный стерженек,
здесь же и компас...
Близ дворца Карла V, короля Испании, в отдельной часовне круглосуточно
горела свеча с 24 нанесенными на ней делениями. Сгорая, свеча уменьшалась на
одно деление в час, о чем слуги докладывали королю...
Вершиной искусства часовых дел мастеров остаются и сегодня не
превзойденные по сложности механизмы, такие, как состоящие из 18 тысяч
24
деталей часы в Безансоне (Франция) с 75 одновременно действующими
циферблатами.
1809 г. - Парижский ювелир Нитон, изготавливая подарок к свадьбе
пасынка Наполеона Евгения Богарне и Августы Люксембургской, вмонтировал в
усыпанный драгоценными камнями браслет миниатюрный часовой механизм. Он
и не подозревал, что становится создателем наручных часов.
В то время его идею не оценили по достоинству: в почете была луковица карманные часы с цепочкой, оснащенные боем, а иногда и репетицией
(повторным сигналом времени, который давали нажатием кнопки).
В Тегеране начали отсчет времени самые большие в мире часы. Диаметр
циферблата часов, расположенных на стыке двух скоростных трасс Моддарес и
Хеммат, составляет 15 метров, а длина минутной стрелки - 7,5 метров. Общая
масса часов, установленных на 70-ти тонную бетонную основу, составляет 750
килограммов. Отставание часового механизма, рассчитанного на любые погодные
условия, не должно превышать одной сотой секунды в год.
До настоящего времени самыми большими в мире являлись часы на башне
"Биг-бен" в Лондоне.
В немецком городе Франкфурте на Майне на набережной в 1949 году
инженером – часовщиком Лоском были построены солнечные часы 3,2 м в
диаметре. Прибор был снабжен подвижным диском, повернув который любой
человек мог узнать время в любом из 200 городов мира. Конструкция этих
солнечных часов очень необычна. Ничего подобного раньше не делали.
Позже проф. Лоск создал много солнечных часов в Европе и в Мексике, но
эти солнечные часы все равно остаются лучшими. Недавно эти часы были
отреставрированы. Конструкция, имеющая массу более одной тонны, кажется
25
необычайно легкой. На шкале этих часов выгравированы имена 200 городов со
всего мира. Если повернуть диск и выставить его на определенное имя города, то
он покажет местное время в этом городе.
Это солнечные цифровые часы.
Это совсем недавнее изобретение.
Свет, проходя через систему из двух фильтров,
проецирует изображение цифр на циферблат.
Показания обновляются через каждые 10 минут.
Вывод: развитие технологий требует более высоких порядков в измерении
времени.
26
4. МОИ ЧАСЫ
Изучив много материала по вопросу «Типы часов», я решила сделать свои
часы. При этом я остановила свой выбор на солнечных часах.
Существует немало разновидностей этого древнейшего прибора для измерения
времени.
Но
среди
всего
многообразия
солнечных
часов,
когда-либо
использовавшихся, в качестве основных или классических выделяют следующие
типы:
- экваториальные (у таких солнечных часов плоскость кадрана (циферблата)
параллельна экватору, а гномон (та часть, которая отбрасывает тень), обычно
представляющий собой металлический стержень, параллелен земной оси);
- горизонтальные (плоскость кадрана параллельна плоскости горизонта, а гномон
имеет форму треугольника, одна из сторон которого наклонена к плоскости
кадрана на угол, равный географической широте места установки часов);
- вертикальные (как следует из названия, циферблат таких часов размещается в
вертикальной плоскости, обычно на стенах зданий).
Настенные солнечные часы (Собор Или, Англия)
Мы сделали солнечные часы экваториального типа, как самые простые в
изготовлении. Благодаря тому, что циферблат устанавливается параллельно
27
экватору, а солнце движется по небу практически равномерно, тень от гномона за
каждый час будет смещаться на угол, равный 15°. Поэтому часовые деления на
циферблат наносятся также, как и в обычных часах, только отметок нужно не 12,
а 24. Понятно, что верхняя часть циферблата вряд ли пригодится, разве только
жителям заполярья, когда наступит полярный день, и солнце будет светить
круглосуточно.
Циферблат мы сами не чертили. Воспользовались готовым шаблоном – круглым
(http://kartonkino.ru/download/sun-dial-circle.jpg), хотя можно сделать и квадратным
(http://kartonkino.ru/download/sun-dial-square.jpg).
Главное при создании солнечных часов – это правильно сориентировать их в
пространстве. Угол наклона циферблата относительно горизонтальной плоскости
определяется так:
α=90°-φ,
где φ – географическая широта своего месторасположения. Узнать широту своего
места жительства можно по карте или в Википедии. Мы делали часы для
определения время на пляже на Азовском море. Мы отдыхали в станице
Голубицкая г. Темрюк. Широта города Темрюк – 450 северной широты. Мы также
хотели попробовать использовать часы и г. Санкт-Петербург, где мы тоже
отдыхали летом. Широта г. Санкт-Петербург, кстати как и нашего города – 600
северной широты. Поэтому мы подготовили две подставки: одна с углом 450, а
другая 300.
А зная необходимые углы, очень просто сделать для наших солнечных часов
наклонную подставку и потом наклеить на неё распечатанный на принтере
циферблат.
Направление стрелки должно быть на север. Для определения севера мы
пользовались компасом.
28
Мои солнечные часы также как и все другие имеют один существенный
недостаток: они могли «ходить» только на улице, да и то на освещенной солнцем
стороне. Это, конечно, было крайне неудобно.
Песочными часами удобно только измерять небольшие временные
промежутки. Например, минуты.
Огненные часы можно использовать только один раз, т.к. свеча растает и на
следующий день потребуется новая.
Водяные часы я бы использовала только для красоты
29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
История развития человечества повлияло на формирование единиц
измерения времени, хотя основные из них взяты у самой природы. Многие
народы, в процессе своего развития, совершенствовали единицы измерения
времени, но основные остались такими же, как и много лет назад.
Для определения текущего времени суток люди изобрели такой прибор как
часы. Существует множество видов часов, которые можно классифицируются и
по механизму действия, и по размерам. История развития цивилизации повлияло
не только на точность измерения времени часами, но и на их портативность.
Потребность измерять время возникло у людей уже в глубокой древности, и
определенные методы счета времени, и первые календари возникли много тысяч
лет назад. Но в разных странах до сих пор используют различные виды
календарей, которые совершенствуются в процессе исторического развития
страны или народа, поэтому проблема летоисчисления еще не решена.
Мы привыкли к часамИ к ручным и к стенным,
Есть часы – водяные, песочные.
И всегда без труда
Узнают все по ним
Время самое-самое точное.
Прочитав много информации о времени, я поняла, что знать время и
уметь его определять по часам – это несложно. Самое главное научиться беречь
время, не проводить его бесполезно. Ведь время бежит всегда только вперед и
его нельзя остановить.
Стрелки быстро бегут,
Вот об этом и речь,
Дни проходят , сменяют их новые.
30
Время надо ценить,
Время надо беречьЭто первое в жизни условие.
Так где же поставим запятую? Время. Остановить нельзя измерить!
Теперь я знаю точно: Время. Остановить нельзя, измерить!
31
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Савин А. П. Детская энциклопедия «Я познаю мир. Математика», МоскваАСТ, 1998г.
2. Энциклопедия для детей. Том8. Астрономия. Москва.Аванта+, 1997г.
3. Горячкин Е.Н. Из истории мер и весов .-М :Изд-во АПН РСФСР, 1953г
4. Большая иллюстрированная энциклопедия школьника Изд-во «Махаон»,
Москва 2006
5. Энциклопедия для любознательных «Хочу всё знать», Москва, Планета
детства, перевод с итальянского Е.Павловой, Е.Титуновой.
6. «Все обо всем» Компания «Ключ-«С», Москва 1994 год.
7. Детская энциклопедия «Что такое кто такой», Издательство Астрель,
Москва 2005 год
8. Большая книга знаний, Москва, Издательство Махаон, 2008 год.
9. А. Азимов. Часы, по которым мы живем. От солнечных часов до лунного
календаря. - М., 2004.
10.Артемова О. В. Детская энциклопедия. Открытия и изобретения. – М., 2008.
11.Интернет ресурсы:
a. http://ru.wikipedia.org
b. http://calendar-site.narod.ru
c. http://referat.resurs.kz/ref/vremya
d. http://images.yandex.ru/yandsearch?p=3&text=%D0%BD%D0%B5%D0%
BE%D0%B1%D1%8B%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B5%20%D1
%87%D0%B0%D1%81%D1%8B%20%D1%87%D0%B0%D1%81%D1
%8B&pos=102&rpt=simage&img_url=http%3A%2F%2Fsfw.org.ua%2Fu
ploads%2Fposts%2F2009-07%2F1248869775_3.jpg
e. http://www.babylessons.ru/solnechnye-chasy-svoimi-rukami/
32
f. http://window.edu.ru/library/pdf2txt/500/68500/42166
g. http://festival.1september.ru/articles/618778/
h. http://www.gramota.net/articles/issn_1993-5552_2008_10-1_33.pdf
33
Приложение 1
Анкета для учащихся
1. Что такое время? __________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
2. Знаете ли вы историю возникновения единиц измерения времени?

Да

Нет

Немного
3. Назовите самую большую единицу времени. __________________________________
4. Чем можно измерить время? ________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
5. Сможете ли вы сами сделать прибор для измерения времени?

Да

Нет
34
Приложение 2
РЕЗУЛЬТАТЫ АНКЕТИРОВАНИЯ
Данные, полученные в результате анкетирования можно представить следующим образом:
1. Что такое время?
2
3
часы
11
не знаю
смена дня
и ночи
9
единица и
скорость
жизни
35
2. Знаете ли вы историю возникновения единиц измерения времени?
18
16
14
12
да
нет
немного
10
8
6
4
2
0
3. Назовите самую большую единицу времени.
3
век
тысячелетие
22
36
Приложение 3
Интересные задачи по теме «Время»
Изучая различную литературу, я решила составить подборку математических задач, где
используется понятие время.
1. Мальчик лёг спать в 7 часов вечера, поставив будильник так, чтобы он прозвенел
в 9 часов утра. Сколько времени проспит мальчик? (Ответ 2 часа)
2. Я иду от школы до дома 30 мин, а мой брат — 40 минут. Через 5 минут я догоню
брата, если он вышел из дома на 5 минут раньше? (Ответ: 15 минут)
3. Если Аня идет в школу пешком, а обратно едет на автобусе, то всего на дорогу она
потратит 1,5 ч. Если же она едет на автобусе в оба конца, то весь путь у нее занимает 30 минут.
Сколько времени потратит Аня на дорогу, если в школу и из школы она будет идти пешком?
(Ответ: 2,5 часа)
4. Сколько ударов в сутки делают часы с боем? (Ответ 156 ударов)
5. Лиза на 8 лет старше Насти. Два года назад ей было втрое больше лет, чем Насте.
Сколько лет Лизе? (Ответ 14 лет)
6. Улитка ползёт вверх по столбу высотой 10 м. За один день она поднимается на 5 м, а
за ночь - опускается на 4 м. За какое время улитка доберётся от подножья до вершины столба?
(Ответ: за 5 суток)
7. Когда отцу было 27 лет, сыну было только три года, а сейчас сыну в три раза меньше
лет, чем отцу. Сколько лет сейчас каждому из них? (Ответ: сыну 12 лет, отцу 36 лет)
8. Коля, Серёжа и Ваня регулярно ходили в кинотеатр. Коля бывал в нём каждый 3-й
день, Серёжа – каждый 7-й день, Ваня каждый 5-й день. Сегодня все ребята были в кино. Когда
все трое встретятся в кинотеатре в следующий раз? (Ответ: на 105-й день)
9. Двое часов начали и закончили бить одновременно. Первые бьют через каждые 2 с,
вторые – через каждые 3 с. Всего было сделано 13 ударов (совпавшие удары принимаются за
один). Сколько времени прошло между первым и последним ударом. (Ответ: 18 с)
10. Часы бьют три, т. е. делают три удара, и пока они бьют, проходит три секунды. За
сколько времени часы пробьют семь? (Ответ: 9 с)
37
11. В озере растут лотосы. За сутки каждый лотос делится пополам, и вместо одного
лотоса появляются два. Еще через сутки каждый из получившихся лотосов делится пополам и
так далее. Через какое время озеро было заполнено наполовину? (Ответ: через 29 суток).
12. Имеются двое песочных часов – на 7 минут и на 11 минут. Яйцо варится 15 минут.
Как отмерить это время при помощи имеющихся часов?
13. Если для вчера завтра был четверг, то какой день будет завтра для послезавтра?
(Ответ: пятница)
14. Первый вторник месяца Митя провел в Смоленске, а первый вторник после первого
понедельника – в Волгограде. В следующем месяце Митя первый вторник провел во Пскове, а
первый вторник после первого понедельника – во Владимире. Сможете ли вы определить
какого числа и какого месяца Митя был в каждом из городов? (Ответ:
в Смоленске – 1
февраля, в Волгограде – 8 февраля, в Пскове – 1 марта, во Владимире – 8 марта)
15. На почтовом ящике написано: «Выемка писем производится раз в день с 7 до 19 ч».
И действительно, первый раз почтальон забирает почту в 7 ч утра, а последний – в 7 ч вечера.
Через какие интервалы времени вынимают письма из ящика? (Ответ: через 3 ч)
16. Средний возраст одиннадцати игроков футбольной команды – 22 года. Во время
матча один из игроков получил травму и ушел с поля. Средний возраст оставшихся на поле
игроков стал равен 21 году. Сколько лет футболисту, получившему травму? (Ответ:
32
года)
17. Когда «послезавтра» станет «вчера», то «сегодня» будет так же далеко от
воскресенья, как тот день, который был «сегодня», когда «вчера» было «завтра». Как вы
думаете, какой сегодня день недели? (Ответ: среда)
18. Какое наибольшее число воскресений может быть в году? (Ответ: 53)
19. В кабинете со звуконепроницаемыми стенами висят старинные стенные часы,
которые бьют каждые полчаса (один удар) и каждый час (столько ударов, сколько показывает
часовая стрелка). Однажды, открыв дверь в кабинет, хозяин услышал один удар часов. Через
полчаса часы в кабинете пробили еще раз – опять один удар. Спустя полчаса – еще один удар.
Наконец, еще через полчаса часы снова пробили один раз. Какое время показывали часы, когда
хозяин входил в кабинет? (Ответ: ровно 12 ч)
20. Это случится в тот день, послезавтра которого станет вчерашним днем для того
сегодня, которое будет настолько же далеко от воскресенья, как от него тот день, который был
сегодняшним, а позавчерашний - завтрашним...
Когда это случится?
38
(Ответ: Заветное событие состоится в воскресенье. Процесс решения головоломки
следует разбить на два этапа, как это показано на рисунке:
)
21. Сколько раз в сутки часовая и минутная стрелки образуют прямой угол?
(Ответ: В сутки часовая стрелка делает 2 оборота , а минутная - 24 . Отсюда
минутная стрелка обгоняет часовую 22 раза и каждый раз с часовой стрелкой образуется по
два прямых угла, т.е. ответ – 44)
22. Сколько месяцев в году имеют 28 дней?
(Ответ: Все 12, т.к. если в месяце 30 дней, то и 28 среди них есть.)
23. Позавчера Феде было 17 лет. В следующем году ему будет 20 лет. Как такое может
быть?
(Ответ: Утверждение сделано 1 января. День рождения Феди - 31 декабря. Позавчера
ему было 17. Вчера ему исполнилось 18. В этом году будет 19, а в следующем - ровно 20.)
24. На часах с тремя стрелками - часовой, минутной и секундной - в 12 часов все три
стрелки совпадают. Существуют ли еще другие моменты времени, когда все три стрелки
совпадают?
(Ответ: Не существует.)
25. Парадокс Льюиса Кэрролла.
Какие часы точнее показывают время: те, которые отстают на минуту в сутки, или те,
которые вовсе не идут?
(Ответ: Кэрролл считал, что точными являются стоящие часы. Вот как он это
обосновывал. Часы, отстающие на минуту в сутки, показывают точное время один раз в два
года, в то время как стоящие часы показывают точное время два раза в сутки.)
26. Как отмерить 15 мин. при помощи пары песочных часов, отмеряющих
соответственно 7 и 11 мин?
(Ответ: Запустим часы одновременно. Через 7 мин. начнем отсчет времени. Как
только упадет последняя песчинка в 11-минутных часах, перевернем их и отмерим еще 11
мин.)