Промежуток времени длиной в час если хотим. Какой период времени называют сутками. Сколько в сутках часов, минут и секунд, и почему так получилось. Использование для обозначения времени суток

Не требуется особых усилий самонаблюдения для того, чтобы показать, что истинна последняя альтернатива и что мы не можем сознавать ни длительности, ни протяжения без какого бы то ни было чувственного содержания. Подобно тому как с закрытыми глазами мы видим, точно так же при полном отвлечении от впечатлений внешнего мира мы все-таки погружены в то, что Вундт где-то назвал «полусветом» общего нашего сознания. Биение сердца, дыхание, пульсация внимания, обрывки слов и фраз, проносящиеся в нашем воображении, - вот что заполняет эту туманную область со» знания. Все эти процессы ритмичны и сознаются нами в непосредственной цельности; дыхание и пульсация внимания представляют периодическую смену подъема и падения; то же наблюдается в биении сердца, только здесь волна колебания гораздо короче; слова проносятся в нашем воображении не в одиночку, а связанными в группы. Короче говоря, как бы мы ни старались освободить наше сознание от всякого содержания, некоторая форма сменяющегося процесса всегда будет сознаваться нами, представляя не устранимый из сознания элемент. Наряду же с сознанием этого процесса и его ритмами мы сознаем и занимаемый им промежуток времени. Таким образом, осознание смены является условием для осознания течения времени, но нет никаких оснований предполагать, что течения абсолютно пустого времени достаточно, чтобы породить в нас осознание смены. Эта смена должна представлять известное реальное явление.

Оценка более длинных промежутков времени. Пытаясь наблюдать в сознании течение пустого времени (пустого в относительном смысле слова, согласно сказанному выше), мы следим мысленно за ним с перерывами. Мы говорим про себя: «теперь», «теперь», «теперь» или: «еще», «еще», «еще» по мере течения времени. Сложение известных единиц длительности представляет закон прерывного течения времени. Прерывность эта, впрочем, обусловлена только фактом прерывности восприятия или апперцепции того, что оно есть. На самом деле чувство времени так же непрерывно, как и всякое другое подобное ощущение. Мы называем отдельные куски непрерывного ощущения. Каждое наше «еще» отмечает некоторую конечную часть истекающего или истекшего промежутка. Согласно выражению Годжсона, ощущение есть измерительная тесьма, а апперцепция - делительная машина, отмечающая на тесьме промежутки. Прислушиваясь к непрерывно-однообразному звуку, мы воспринимаем его при помощи прерывной пульсации апперцепции, мысленно произнося: «тот же звук», «тот же», «тот же»! То же самое мы делаем, наблюдая течение времени. Начав отмечать промежутки времени, мы очень скоро теряем впечатление от их общей суммы, которое становится крайне неопределенным. Точно определить сумму мы можем, только считая, или следя за движением часовых стрелок, или пользуясь каким-нибудь другим приемом символического обозначения временных промежутков.

Представление о промежутках времени, превосходящих часы и дни, совершенно символично. Мы думаем о сумме известных промежутков времени, или представляя себе лишь ее название, или перебирая мысленно наиболее крупные события этого периода, нимало не претендуя воспроизводить мысленно все промежутки, образующие данную минуту. Никто не может сказать, что он воспринимает промежуток времени между нынешним столетием и первым столетием до Р. X. как более длинный период сравнительно с промежутком времени нынешним и X веками. Правда, в воображении историка более длинный промежуток времени вызывает большее количество хронологических дат и большее число образов и событий и потому кажется более богатым фактами. По той же причине многие лица уверяют, что они непосредственно воспринимают двухнедельный промежуток времени как более длинный сравнительно с недельным. Но здесь на самом деле вовсе нет интуиции времени, которая могла бы служить для сравнения.

Большее или меньшее количество дат и событий является в данном случае лишь символическим обозначением большей или меньшей продолжительности занимаемого ими промежутка. Я убежден, что это так даже В том случае, когда сравниваемые промежутки времени - не более часа или около того. То же самое бывает, когда мы сравниваем пространства в несколько миль. Критерием для сравнения в данном случае служит число единиц длины, заключающееся в сравниваемых промежутках пространства.

Теперь нам естественнее всего обратиться к анализу некоторых общеизвестных колебаний в нашей оценке длины времени. Вообще говоря, время, заполненное разнообразными и интересными впечатлениями, кажется быстро протекающим, но, протекши, представляется при воспоминании о нем очень продолжительным. Наоборот, время, не заполненное никакими впечатлениями, кажется длинным, протекая, а протекши, представляется коротким. Неделя, посвященная путешествию или посещению различных зрелищ, в воспоминании едва оставляет впечатление одного дня. При мысленном взгляде на протекшее время его продолжительность кажется большей или меньшей, очевидно, в зависимости от количества вызываемых им воспоминаний. Обилие предметов, событий, перемен, многочисленные подразделения немедленно делают наш взгляд на прошлое более широким. Бессодержательность, однообразие, отсутствие новизны делают его, наоборот, более узким.

По мере того как мы стареем, тот же промежуток времени нам начинает казаться более коротким - это справедливо относительно дней, месяцев и лет; относительно часов - сомнительно; что же касается минут и секунд, то они, по-видимому, всегда кажутся приблизительно одинаковой длины. Для старика прошлое, по всей вероятности, не кажется длиннее, чем оно казалось ему в детстве, хотя на самом деле оно может быть в 12 раз больше. У большинства людей все события зрелого возраста настолько привычного рода, что индивидуальные впечатления не надолго удерживаются в памяти. В то же время более ранние события все в большем и большем количестве начинают забываться вследствие того, что память не в состоянии удержать такого количества отдельных определенных образов.

Вот всё, что я хотел сказать по поводу кажущегося сокращения времени при взгляде на прошлое. В настоящем время кажется короче, когда мы настолько поглощены его содержанием, что не замечаем течения самого времени. День, занятый яркими впечатлениями, быстро проносится перед нами. Наоборот, день, преисполненный ожиданий и неудовлетворенных желаний перемены, покажется вечностью. Taedium, ennui, Langweile, boredom, скука - слова, для которых в каждом языке найдется соответствующее понятие. Мы начинаем ощущать скуку тогда, когда вследствие относительной бедности содержания нашего опыта внимание сосредоточивается на самом течении времени. Мы ожидаем новых впечатлений, готовимся воспринять их - они не появляются, вместо них мы переживаем почти ничем не заполненный промежуток времени. При беспрерывных многочисленных повторениях наших разочарований продолжительность самого времени начинает ощущаться с чрезвычайной силой.

Закройте глаза и попросите кого-нибудь сказать вам, когда пройдет одна минута: эта минута полного отсутствия внешних впечатлений покажется вам невероятно длинной. Она так же томительна, как первая неделя плавания по океану, и вы невольно удивляетесь, что человечество могло переживать несравненно более длинные периоды томительного однообразия. Все дело здесь заключается в направлении внимания на чувство времени per se (само по себе) и в том, что внимание в данном случае воспринимает чрезвычайно тонкие подразделения времени. В подобных опытах для нас нестерпима бесцветность впечатлений, ибо возбуждение является непременным условием для удовольствия, ощущение же пустого времени есть наименее возбуждающий нашу впечатлительность опыт из всех, какие мы можем иметь. По выражению Фолькмана, taedium представляет как бы протест против всего содержания настоящего.

Ощущение прошедшего времени есть настоящее. Рассуждая о modus operandi нашего познания временных отношений, можно подумать при первом взгляде, что это простейшая вещь на свете. Явления внутреннего чувства сменяются в нас одно другим: они осознаются нами как таковые; следовательно, можно, по-видимому, сказать, что мы осознаем и их последовательность. Но такой грубый способ рассуждения не может быть назван философским, ибо между последовательностью в смене состояний нашего сознания и осознанием их последовательности лежит такая же широкая бездна, как между всякими другими объектом и субъектом познания. Последовательность ощущений сама по себе еще не есть ощущение последовательности. Если же к последовательным ощущениям здесь присоединяется ощущение их последовательности, то такой факт надо рассматривать как некоторое добавочное душевное явление, требующее особого объяснения, более удовлетворительного, чем приведенное выше поверхностное отождествление последовательности ощущений с ее осознанием.

И ЕДИНИЦ ИХ ИЗМЕРЕНИЯ

Понятие времени более сложное, чем понятие длины и массы. В обыденной жизни время - это то, что отделяет одно событие от другого. В математике и физике время рассматривают как скалярную величину, потому что промежутки времени обладают свойствами, похожими на свойства длины, площади, массы.

Промежутки времени можно сравнивать. Например, на один и тот же путь пешеход затратит больше времени, чем велосипедист.

Промежутки времени можно складывать. Так, лекция в институте длится столько же времени, сколько два урока в школе.

Промежутки времени измеряют. Но процесс измерения времени отличается от измерения длины, площади или массы. Для измерения длины можно многократно использовать линейку, перемещая её с точки на точку. Промежуток времени, принятый за единицу, может быть использован лишь один раз. Поэтому единицей времени должен быть регулярно повторяющийся процесс. Такой единицей в Международной системе единиц названа секунда . Наряду с секундой используются и другие единицы времени: минута, час, сутки, год, неделя, месяц, век. Такие единицы, как год и сутки, были взяты из природы, а час, минута, секунда придуманы человеком.

Год - это время обращения Земли вокруг Солнца.

Сутки - это время обращения Земли вокруг своей оси.

Год состоит приблизительно из 365 суток. Но год жизни людей складывается из целого числа суток. Поэтому вместо того, чтобы к каждому году прибавлять 6 часов, прибавляют целые сутки к каждому четвёртому году. Этот год состоит из 366 дней и называется високосным .

Неделя. В Древней Руси неделя называлась седмицей, а воскресенье – днём недельным (когда нет дел) или просто неделей, т.е. днём отдыха. Названия следующих пяти дней недели указывают, сколько дней прошло после воскресенья. Понедельник - сразу после неделя, вторник - второй день, среда - середина, четвёртые и пятые сутки соответственно четверг и пятница, суббота - конец дел.

Месяц - не очень определённая единица времени, он может состоять из тридцати одного дня, из тридцати и двадцати восьми, двадцати девяти в високосные годы (дней). Но существует эта единица времени с древних времён и связана с движением Луны вокруг Земли. Один оборот вокруг Земли Луна делает примерно за 29,5 суток, и за год она совершает примерно 12 оборотов. Эти данные послужили основой для создания древних календарей, а результатом их многовекового усовершенствования является тот календарь, которым мы пользуемся и сейчас.

Так как Луна совершает 12 оборотов вокруг Земли, люди стали считать полнее число оборотов (то есть 22) за год, то есть год – 12 месяцев.

Современное деление суток на 24 часа также восходит к глубокой древности, оно было введено в Древнем Египте. Минута и секунда появились в Древнем Вавилоне, а в том, что в часе 60 минут, а в минуте 60 секунд, сказывается влияние шестидесятеричной системы счисления, изобретённой вавилонскими учёными.

Время является самой трудной для изучения величиной. Временные представления у детей развиваются медленно в процессе длительных наблюдений, накопления жизненного опыта, изучения других величин.

Временные представления у первоклассников формируются прежде всего в процессе их практической (учебной) деятельности: режим дня, ведение календаря природы, восприятие последовательности событий при чтении сказок, рассказов, при просмотре кинофильмов, ежедневная запись в тетрадях даты работы - всё это помогает ребёнку увидеть и осознать изменения времени, почувствовать течение времени.

Единицы времени, с которыми знакомятся дети в начальной школе: неделя, месяц, год, век, сутки, час, минута, секунда.

Начиная с 1 класса , необходимо приступать к сравнению знакомых, часто встречающихся в опыте детей временных промежутков. Например, что длится дольше: урок или перемена, учебная четверть или зимние каникулы; что короче: учебный день ученика в школе или рабочий день родителей?

Такие задания способствуют развитию чувства времени. В процессе решения задач, связанных с понятием разности, дети приступают к сравнению возраста людей и постепенно овладевают важными понятиями: старше - моложе - одинаковые по возрасту. Например:

«Сестре 7 лет, а брат на 2 года старше сестры. Сколько лет брату?»

«Мише 10 лет, а сестра моложе его на 3 года. Сколько лет сестре?»

«Свете 7 лет, а её брату 9 лет. Сколько лет будет каждому из них через 3 года?»

Во 2 классе у детей формируются более конкретные представления о данных промежутках времени. (2 кл. «Час. Минута » с. 20)

Для этой цели учитель использует модель циферблата с подвижными стрелками; объясняет, что большая стрелка называется минутой, маленькая - часовой, поясняет, что все часы устроены таким образом, что пока большая стрелка движется от одного маленького деления до другого, проходит 1 мин , а пока маленькая стрелка движется от одного большого деления до другого, проходит 1 час . Счет времени ведется от полуночи до полудня (12 ч. дня) и от полудня до полуночи. Затем предлагаются упражнения с использованием модели часов:

♦ назвать обозначенное время (с. 20 №1, с. 22 №5, с. 107 №12)

♦ обозначить время, которое называет учитель или ученики.

Даются разные формы чтения показаний часов:

9 ч 30 мин, 30 мин десятого, половина десятого;

4 ч 45 мин, 45 мин пятого, без 15 пять, без четверти пять.

Изучение единицы времени используется при решении задач (с. 21 №1).

В 3 классе уточняются представления детей о таких единицах времени, как год, месяц, неделя . (3 кл. ч. 1, с. 9) С этой целью учитель использует табель-календарь. По нему дети выписывают названия месяцев по порядку и количество дней в каждом месяце. Сразу же выделяются одинаковые по продолжительности месяцы, отмечают самый короткий месяц в году (февраль). По календарю учащиеся определяют порядковый номер месяца:

♦ как называется пятый месяц в году?

♦ которым по счету является июль?

Устанавливают день недели, если известно, число и месяц и наоборот, устанавливают, на какие числа месяца приходятся определенные дни недели:

♦ на какие числа приходятся воскресенья в ноябре?

С помощью календаря учащиеся решают задачи на нахождение продолжительности события:

♦ сколько дней длится осень? Сколько недель она длится?

♦ сколько дней длятся весенние каникулы?

Понятия о сутках раскрывается через близкие детям понятия о частях суток - утро, день, вечер, ночь. Кроме того, опираются на представления временной последовательности: вчера, сегодня, завтра. (3 кл., ч. 1, с. 92 «Сутки»)

Детям предлагается перечислить, чем они были заняты от вчерашнего утра до сегодняшнего утра, что будет делать начиная с сегодняшнего вечера до завтрашнего вечера и т. п.

«Такие промежутки времени называют сутками »

Устанавливается соотношение: Сутки = 24 ч

Затем устанавливается связь с изученными единицами времени:

♦ Сколько часов в 2 сутках?

♦ Сколько суток в двух неделях? В 4 неделях?

♦ Сравнить: 1 нед. * 8 суток, 25 ч. * 1 сут., 1 мес. * 35 сут.

Позднее вводится такая единица времени, как квартал (каждые 3 мес, всего 4 квартала).

После знакомства с долями решаются задачи:

♦ Сколько минут составляет третья часть часа?

♦ Сколько часов составляет четвертая часть суток?

♦ Какую часть года составляет один квартал?

В 4 классе уточняются представления об уже изученных единицах времени (ч. 1, с. 59): вводится новое соотношение -

1 год = 365 или 366 суток

Дети узнают, что основными единицами измерения являются сутки - время, в течение которого Земля делает полный оборот вокруг своей оси, и год - время, в течение которого Земля делает полный оборот вокруг Солнца.

Тема «Время от 0 часов до 24 часов » (С. 60). Дети знакомятся с 24 -часовым счислением времени суток. Они узнают, что началом суток является полночь (0 ч.), что счет часов в течение суток идет от начала суток, поэтому после полудня (12 ч.) каждый час имеет другой порядковый номер (1 час дня - это 13 ч, 2 часа дня -14 ч...)

Примеры упражнения:

♦ Как сказать по-другому, сколько сейчас времени:

1) если от начала суток прошло 16 ч, 20 ч, три четверти часа, 21 ч 40 мин, 23 ч 45 мин;

2) если сказали: четверть пятого, половина второго, без четверти семь.

Вырази:

а) в часах: 5 суток, 10 суток 12 ч, 120 мин

б) в сутках: 48 ч, 2 недели

в) в месяцах: 3 года, 8 лет и 4 мес, четверть года

г) в годах: 24 мес, 60 мес, 84 мес.

Рассматривают простейшие случаи сложения и вычитания величин, выраженных в единицах времени. Необходимые преобразования единиц времени здесь выполняют попутно, без предварительной замены заданных величин. Чтобы предупредить ошибки в вычислениях, которые намного сложнее, чем вычисления с величинами, выраженными в единицах длины и массы, рекомендуется давать вычисления в сопоставлении:

30мин 45сек - 20мин58 сек;

30м 45см - 20м 58см;

30ц 45кг - 20ц 58кг;

♦ С помощью какого действия можно узнать:

1) какое время покажут часы через 4 ч, если сейчас 0 ч, 5 ч...

2) сколько времени пройдет от 14 ч до 20 ч, от 1 ч до 6 ч

3) какое время показывали часы 7 ч назад, если сейчас 13 ч, 7ч 25 мин?

1 мин = 60 с

Затем рассматривается самая крупная из рассматриваемых единиц времени - век, устанавливается соотношение:

Примеры упражнений:

♦ Сколько лет в 3 веках? В 10 веках? В 19 веках?

♦ Сколько веков составляют 600 лет? 1100 лет? 2000 лет?

♦ А.С. Пушкин родился в 1799 г, а умер в 1837г. В каком веке он родился и в каком умер?

Усвоению отношений между единицами времени помогает таблица мер , которую следует повесить в классе на некоторое время, а также систематические упражнения в преобразовании величин, выраженных в единицах времени, их сравнении, нахождении различных долей любой единицы времени, решение задач на вычисление времени.

1 в. = 100 г. в году 365 или 366 суток

1 г. = 12 мес. в месяце 30 или 31 сутки

1 сут = 24 ч (в феврале 28 или 29 суток)

1 ч = 60 мин

1 мин = 60 с

В теме «Сложение и вычитание величин » рассматриваются простейшие случаи сложения и вычитания составных именованных чисел, выраженных в единицах времени:

♦ 18ч 36 мин -9ч

♦ 20 мин 30 с + 25 с

♦ 18ч 36 мин - 9 мин (в строчку)

♦ 5 ч 48 мин + 35 мин

♦2 ч 30 мин - 55 мин

Позднее рассматриваются случаи умножения:

♦ 2 мин 30 с 5

Для развития временных представлений используется решение задач на вычисление продолжительности событий, его начала и конца.

Простейшие задачи на вычисление времени в пределах года (месяца) решаются с помощью календаря, а в пределах суток - с помощью модели часов.

Упражнение № 1

Детям предлагается прослушать две магнитофонные записи. Причём одна из них 20 секунд, а другая 15 секунд. После прослушивания дети должны определить, какая из предложенных записей длится дольше, чем другая. Данная задача вызывает определённые затруднения, мнения детей расходятся.

Тогда учитель выясняет, что для того, чтобы выяснить продолжительность мелодий, их необходимо измерить. Вопросы:

Какая из двух мелодий длится дольше?

Можно ли это определить на слух?

Что, нужно для того. чтобы определить продолжительность мелодий.

На этом уроке можно ввести часы и единицу измерения времени - минуту .

Упражнение № 2

Детям предлагается прослушать две мелодии. Одна, из них длится 1 минуту, а другая 55 секунд. После прослушивания дети должны определить, какая мелодия длится дольше. Это задание вызывает затруднение, мнения детей расходятся.

Тогда учитель предлагает во время прослушивания мелодии считать, сколько раз будет двигаться стрелка. В процессе этой работы дети выясняют, что при прослушивании первой мелодии стрелка двигалась 60 раз и прошла полный круг, т.е. мелодия длилась одну минуту. Вторая мелодия длилась меньше, т.к. пока она звучала стрелка двигалась 55 раз. После этого учитель сообщает детям, что каждый « шажок » стрелки - это отрезок времени, который называется секунда . Стрелка, проходя полный круг- минуту - совершает 60 «шагов, т.е. в одной минуте 60 секунд.

Детям предлагается афиша: «Приглашаем всех учащихся школы на лекцию о правилах поведения на воде. Длится лекция 60.....».

Учитель объясняет, что художник, который рисовал афишу, не знал единиц времени и не написал, сколько будет длится лекция. Ученики первого класса решили, что лекция будет длится 60 секунд, т.е. одну минуту, а ученики второго класса решили, что лекция будет длится 60 минут. Как вы думаете, кто из них прав? Ученики выясняют, что правы ученики второго класса. В процессе решения данной задачи дети делают вывод, что при измерении отрезков времени необходимо пользоваться единой мелкой. На этом уроке вводится новая единиц измерения времени - час .

Почему вы решили, что правы ученики второго класса?

Что нужно для того, чтобы не было таких ошибок?

Сколько минут в одном часе? сколько секунд?

Популярно об Эйнштейне и СТО

А вот еще один взгляд на теорию относительности: в одном интернет-магазине продаются часы, у которых нет секундной стрелки. Зато с той же скоростью относительно часовой и минутной вращается циферблат. А в названии этих часов присутствует имя знаменитого физика « Эйнштейн».

Относительность промежутков времени состоит в том, что ход часов зависит от движения наблюдателя. Движущиеся часы отстают от неподвижных: если какое-либо явление имеет определенную длительность для движущегося наблюдателя, то оно кажется более продолжительным для неподвижного. Если бы система двигалась со скоростью света, то неподвижному наблюдателю движения в ней казались бы бесконечно замедленными. В этом заключается знаменитый «парадокс часов».

Пример

Если я одновременно (для себя) щелкаю пальцами на раздвинутых руках, то для меня промежуток времени между щелчками равен нулю (предполагается, что я это проверил способом Эйнштейна - встречные световые сигналы вместе пришли в середину расстояния между парами щелкающих пальцев). Но тогда для любого наблюдателя, движущегося «боком» относительно меня, щелчки будут не одновременны. А значит, по его отсчету мое мгновение станет некоей длительностью.

Наоборот, если он щелкает пальцами на раздвинутых руках и с его точки зрения щелчки одновременны, то для меня они окажутся неодновременными. Поэтому его мгновение я воспринимаю как длительность.

Подобно этому, мое «почти мгновение» - очень короткая длительность - для движущегося наблюдателя растягивается. А его «почти мгновение» растягивается для меня. Словом, мое время для него замедляется, его же время замедляется для меня.

Правда, в этих примерах не сразу видно, что во всех системах отсчета сохраняется направление времени - обязательно от прошлого к будущему. Но это легко доказать, вспомнив о запрете сверхсветовых скоростей, что делает невозможным движение во времени вспять.

Еще один пример

Элла и Алла - космонавтки. Они летят на разных ракетах в противоположные стороны и проносятся мимо друг друга. Девушки любят смотреться в зеркальце. Кроме того, обе девушки наделены сверхчеловеческой способностью видеть и обдумывать неуловимо быстрые явления.

Элла сидит в ракете, разглядывает собственное отражение и размышляет о неумолимом беге времени. Там, в зеркале, она видит себя в прошлом. Ведь свет от ее лица сначала дошел до зеркала, потом отразился от него и вернулся обратно. На это путешествие света ушло время. Значит, Элла видит себя не той, какая она есть теперь, а чуть-чуть более молодой. Примерно на трехсотмиллионную долю секунды – т.к. скорость света равна 300 000 км/с, а путь от лица Эллы до зеркала и обратно - примерно 1 метру. «Да, - думает Элла, - даже увидеть себя можно только в прошлом!»

Алла, летящая на встречной ракете, поравнявшись с Эллой, приветствует ее и любопытствует, чем занята подруга. О, она смотрится в зеркало! Однако, Алла, заглянув в зеркало Эллы, приходит к иным заключениям. По оценке Аллы, Элла стареет медленнее, чем по оценке самой Эллы!

В самом деле, пока свет от лица Эллы добрался до зеркала, зеркало относительно Аллы сместилось - ведь ракета движется. На обратном пути света Алла отметила дальнейшее смещение ракеты.

Значит, для Аллы свет шел туда и обратно не по одной прямой линии, а по двум разным, несовпадающим. На пути «Элла - зеркало - Элла» свет шел углом, описал нечто похожее на букву «Д». Поэтому с точки зрения Аллы он прошел больший путь, чем с точки зрения Эллы. И тем больший, чем больше относительная скорость ракет.

Алла - не только космонавт, но и физик. Она знает: по Эйнштейну, скорость света всегда постоянна, в любых системах отсчета одинакова, т.к. не зависит от скорости движения светового источника. Следовательно, и для Аллы и для Эллы скорость света составляет 300 000 км/с. Но если с одной и той же скоростью свет умеет проходить в разных системах отсчета разные пути, вывод отсюда единственный: время в разных системах отсчета течет по-разному. С точки зрения Аллы, свет у Эллы прошел больший путь. Значит, на это и времени ушло больше, иначе скорость света не сохранилась бы неизменной. По измерениям Аллы, время у Эллы течет медленнее, чем по измерениям самой Эллы.

Последний пример

Если астронавт вылетает с Земли со скоростью, отличающейся от скорости света на одну двадцатитысячную, летит по прямой в течение года туда (отсчитанного по его часам и по событиям его жизни), а затем возвращается обратно. По часам астронавта на это путешествие уходит 2 года.

Вернувшись на Землю, он обнаружит (согласно релятивистской формуле замедления времени), что жители Земли состарились на 100 лет (по земным часам), т. е. встретит уже другое поколение.

Надо помнить, что при таком полете есть участки равномерного движения (система отсчета будет инерциальной, и СТО применима), а также участки движения с ускорением (разгон на старте, торможение при приземлении, разворот - система отсчета неинерциальная и СТО неприменима.

Формула релятивистского замедления времени:

Основная единица измерения времени - звездные сутки. Это промежуток времени, за который Земля совершает полный оборот вокруг своей оси. При определении звездных суток вместо равномерного вращения Земли удобнее рассматривать равномерное вращение небесной сферы.

Звездными сутками называют промежуток времени между двумя одноименными последовательными кульминациями точки Овна (или какой-нибудь звезды) на одном и том же меридиане. За начало звездных суток принимают момент верхней кульминации точки Овна, т. е. момент, когда она проходит через полуденную часть меридиана наблюдателя.

Вследствие равномерного вращения небесной сферы точка Овна равномерно изменяет свой часовой угол на 360°. Поэтому звездное время можно выражать западным часовым углом точки Овна, т. е. S= f y/w.

Часовой угол точки Овна выражают в градусной и во временной мере. Для этой цели служат следующие соотношения: 24 ч ч = = 360°; 1 м =15° ; 1 м =15" ; 1 с =0/2 5 и наоборот: 360°=24 ч; 1° = (1/15) ч =4 M ; 1"=(1/15)*=4 c ; 0",1=0 c ,4.

Звездные сутки делят на еще более мелкие единицы. Звездный час равен 1/24 части звездных суток, звездная минута - 1/60 части звездного часа и звездная секунда - 1/60 части звездной минуты.

Следовательно, звездным временем называют количество звездных часов, минут и секунд, протекших от начала звездных суток до данного физического момента.

Звездным временем широко пользуются астрономы при наблюдениях в обсерваториях. Но это время неудобно для обыденной жизни человека, которая связана с суточным движением Солнца.

Суточным движением Солнца можно воспользоваться для счета времени в истинных солнечных сутках. Истинными солпечными сутками называют промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями Солнца на одном и том же меридиане. За начало истинных солнечных суток принимают момент верхней кульминации истинного Солнца. Отсюда можно получить истинный час, минуту и секунду.

Большим недостатком солнечных суток является то, что их продолжительность в течение года непостоянна. Взамен истинных солнечных суток приняты средние солнечные сутки, которые одинаковы по величине и равны среднему за год значению истинных солнечных суток. Слово «солнечные» часто опускают и просто говорят - средние сутки.

Для введения понятия средних суток пользуются вспомогательной фиктивной точкой, равномерно движущейся по экватору и называемой средним экваториальным солнцем. Положение ее на небесной сфере предвычислено методами небесной механики.

Часовой угол среднего солнца изменяется равномерно, а следовательно, средние сутки одинаковы по величине в течение года. Имея представление о среднем солнце, можно дать другое определение средним суткам. Средними сутками называют промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями среднего солнца на одном и том же меридиане. За начало средних суток принимают момент нижней кульминации среднего солнца.

Средние сутки делят на 24 части - получают средний час. Средний час делят на 60, получают среднюю минуту и соответственно среднюю секунду. Таким образом, средним временем называют количество средних часов, минут и секунд, протекших от начала средних суток до данного физического момента. Среднее время измеряется западным часовым углом среднего солнца. Средние сутки длиннее звездных на 3 M 55 c ,9 средних единиц времени. Поэтому звездное время ежесуточно уходит вперед примерно на 4 мин. За один месяц звездное время по сравнению со средним уйдет на 2 ч и т. д. За год звездное время уйдет вперед на одни сутки. Следовательно, начало звездных суток в течение года будет приходиться на разное время средних суток.

В навигационных пособиях и литературе по астрономии часто встречается выражение «гражданское среднее время», или чаще «среднее (гражданское) время». Это объясняется следующим. До 1925 г. за начало средних суток принимали момент верхней кульминации среднего солнца, следовательно, среднее время от- считывалось от среднего полдня. Этим временем пользовались астрономы при наблюдениях, чтобы не делить ночь на две даты. В гражданской жизни пользовались тем же средним временем, но за начало средних суток принимали среднюю полночь. Такие средние сутки называли гражданскими средними сутками. Среднее время, отсчитываемое от полночи, называли гражданским средним временем.

В 1925 г. по Международному соглашению астрономы приняли для своих работ гражданское среднее время. Следовательно, понятие среднего времени, отсчитываемого от среднего полдня, утратило свое значение. Осталось только гражданское среднее время, которое упрощенно стали называть средним временем.

Если обозначим через Т - среднее (гражданское) время, а через -часовой угол среднего солнца, то Т=т+12 Ч.

Особо важное значение имеет связь между звездным временем, часовым углом какого-либо светила и его прямым восхождением. Эта связь называется основной формулой звездного времени и записывается так:

Очевидность основной формулы времени вытекает из рис. 86. В момент верхней кульминации t-0°. Тогда S - a. Для нижней кульминации 5 = 12 Ч -4+a.

Основная формула времени может служить для вычисления часового угла светила. В самом деле: г = S+360°-а; обозначим 360°- а=т. Тогда

Величину т называют звездным дополнением, она приведена в Морском Астрономическом Ежегоднике. Звездное время S вычисляют по заданному моменту.

Все полученные нами времена отсчитывались от произвольно избранного меридиана наблюдателя. Поэтому они называются местными временами. Итак, местным временем называется время на данном меридиане. Очевидно, в один и тот же физический момент местные времена различных меридианов не будут равны между собой. Это относится и к часовым углам. Часовые углы, отсчитываемые от произвольного меридиана наблюдателя, называют местными часовыми углами, последние не равны между собой.

Выясним соотношения между однородными местными временами и местными часовыми углами светил на разных меридианах.

Небесная сфера на рис. 87 спроектирована на плоскость экватора; QZrpPn Q"-меридиан наблюдателя, проходящий через Гринвич Zrp- зенит Гринвича.

Рассмотрим дополнительно еще две точки: одну - расположенную к востоку в долготе ЛoSt с зенитом Z1 а другую - к западу в долготе Лw с зенитом Z2. Нанесем точку Овна у, среднее солнце О и светило о.

Если исходить из определений времен и часовых углов, то

и
где S ГР, T ГР и t ГР - соответственно звездное время, среднее время и часовой угол светила на меридиане Гринвича; S 1 Т 1 и t 1 - звездное время, среднее время и часовой угол светила на меридиане, расположенном к востоку от Гринвича;

S 2 , Т 2 и t 2 - звездное время, среднее время и часовой угол светила на меридиане, расположенном к западу от Гринвича;

Л - долгота.

Рис. 86.

Рис. 87.

Времена и часовые углы, отнесенные к какому-либо меридиану, как сказано выше, называются местными временами и часовыми углами, тогда
Таким образом, однородные местные времена и местные часовые углы в двух каких-либо точках отличаются между собой на разность долгот между ними.

Для сравнения времен и часовых углов в один и тот же физический момент принят начальный (нулевой) меридиан, проходящий через Гринвичскую обсерваторию. Этот меридиан получил название гринвичского.

Времена и часовые углы, отнесенные к этому меридиану, называют гринвичскими временами и гринвичскими часовыми углами. Гринвичское среднее (гражданское) время называют всемирным (или мировым) временем.

В соотношениях между временами и часовыми углами важно помнить, что к востоку времена и западные часовые углы всегда больше, чем на Гринвиче. Эта особенность - следствие того, что восход, заход и кульминация небесных светил на меридианах, расположенных к востоку, происходят раньше, чем на гринвичском меридиане.

Таким образом, местное среднее время в различных точках земной поверхности будет неодинаково в один и тот же физический момент. Это приводит к большим неудобствам. Для устранения этого весь земной шар разбили по меридианам на 24 пояса. В каждом поясе принято одинаковое так называемое поясное время, равное местному среднему (гражданскому) времени центрального меридиана. Центральными меридианами являются меридианы 0; 15; 30; 45° и т. д. к востоку и западу. Границы поясов проходят в одну и другую сторону от центрального меридиана через 7°,5. Ширина каждого пояса равна 15°, а поэтому в один и тот же физический момент разность времен в двух соседних поясах равна 1 ч. Пояса нумеруются от 0 до 12 в восточную и западную стороны. Пояс, центральный меридиан которого проходит через Гринвич, принято считать нулевым поясом.

В действительности границы поясов проходят не строго по меридианам, в противном случае пришлось бы делить некоторые районы, области и даже города. Для устранения этого границы идут иногда по границам государств, республик, рек и т. д.

Таким образом, поясным временем называют местное, среднее (гражданское) время центрального меридиана пояса, принятое одинаковым для всего пояса. Поясное время обозначают ТП. Поясное время у нас введено в 1919 г. В 1957 г. вследствие изменения административных районов внесены некоторые изменения в ранее существовавшие пояса.

Связь между поясным ТП и всемирным временем (гринвичским) ТГР выражается следующей формулой:

Кроме того (см. формулу 69)

На основании последних двух выражений

После первой мировой войны в разных странах, в том числе и в СССР, стали переводить часовую стрелку на 1 ч или больше вперед или назад. Перевод делался на определенный срок, большей частью на лето и по правительственному распоряжению. Такое время стали называть декретным временем Т Д.

В Советском Союзе с 1930 г. по декрету Совнаркома стрелки часов всех поясов были переведены круглогодично на 1 ч вперед. Это было вызвано экономическими соображениями. Таким образом, декретное время на территории СССР отличается от гринвичского времени на номер пояса плюс 1 ч.

Судовая жизнь экипажа и счисление пути судна идут по судовым часам, которые показывают судовое время Т C . Судовым временем называют поясное время того часового пояса, по которому поставлены судовые часы; его записывают с точностью до 1 мин.

При переходе судна из одного пояса в другой стрелки судовых часов переводят на 1 ч вперед (если переход совершается в восточный пояс) или на 1 ч назад (если в западный пояс).

Если в один и тот же физический момент отойти от нулевого пояса и прийти к двенадцатому поясу с восточной и западной сторон, то мы заметим расхождение на одну календарную дату.

Меридиан 180° принято считать линией смены даты (демаркационная линия времени). Если суда пересекают эту линию в восточном направлении (т. е. идут курсами от 0 до 180°), то в первую полночь повторяют одну и ту же дату. Если суда пересекают ее в западном направлении (т. е. идут курсами от 180 до 360°), то в первую полночь опускают одну (последнюю) дату.

Демаркационная линия на преобладающей части своего протяжения совпадает с меридианом 180° и только местами уклоняется от него, огибая острова и мысы.

Для счисления больших промежутков времени служит календарь. Основной трудностью создания солнечного календаря является несоизмеримость тропического года (365, 2422 средних суток) целым количеством средних суток. В настоящее время в СССР и в основном во всех государствах пользуются григорианским календарем. Для уравнивания длины тропического и календарного (365, 25 средних суток) годов в григорианском календаре принято в каждые четыре года считать: три года простыми но 365 средних суток и один год високосным - по 366 средних суток.

Пример 36. 20 марта 1969г. Поясное время ТП = 04 Ч 27 М 17 С, 0; A=81°55",0 O st (5 Ч 27 М 40 С, 0 О st). Определить Т гр и Т М.