Муниципальное автономное образовательное учреждение

               «Средняя общеобразовательная школа № 141

                с углубленным изучением отдельных предметов»

                Советского района г.Казани Республики Татарстан

Секция: математика

Тема: «Что есть время?»

Работу выполнил: Дудкин Денис, ученик 3 «Б» класса

                                     Руководитель:

                                     Романова Татьяна Александровна,

                                     учитель начальных классов средней школы №141  

                                         Казань 2010

Содержание.

1. Человек и время.
2. Время и Вселенная.
3. Измерение времени.
4. Календарь.
5. Приложение.

«Что есть время? Когда меня спрашивают, я знаю, о чем речь.

Но стоит мне начать объяснять, я не знаю, что и сказать».

Бл. Августин (354-430 гг.)

1. Человек и время.

    Большинство ученых полагают, что Вселенная не существовала всегда, а возникла в определенный момент. Астрономы доказали, что Вселенная расширяется. Огромные звездные острова, подобные нашему Млечному Пути и называемые галактики, удаляются друг от друга. Возраст Вселенной определяется в 10-20 миллиардов лет.

    Несмотря на то, что мы можем очень точно измерять определенные отрезки времени, ощущается они нами по-разному. Как быстро проходит неделя для взрослого и как долго длится оно для маленького ребенка.

    Нормальный человек ночью спит 8 часов, 16 часов бодрствует. Этот ритм из 24 часов сопровождается различными изменениями в организме.

    Однако это не доказывает, что у нас есть биологические часы, регулирующие процессы тела независимо от внешних событий. Ведь могло быть так, что человек лишь пассивно реагирует на смену дня и ночи. Что же произойдет, если он не будет ощущать эти световые ритмы?

    Чтобы ответить на этот вопрос, добровольцы опускались под землю. Они не могли видеть, светит ли Солнце, у них не было часов, они должны были отказаться от радио и телевидения.

    Периодичность сохранялась: 1/3 времени уходила на сон, остальное – на бодрствование. Однако самым важным результатом было то, что время сна и бодрствования в сумме составило не 24 часа, а 25 часов. У одного из испытуемых были особенные биологические часы: через некоторое время у него, в отличие от остальных развился 50-часовой ритм. 33 часа он бодрствовал, а 17 часов спал, почти не просыпаясь. Время всего эксперимента составило 30 дней, но он был уверен, что пробыл под землей всего 15 дней.

    Опыты, проведенные с добровольцами, показали, что у человека есть внутренние, или «биологические», часы, которые, однако, если их не корректировать сменой света и темноты, идут несколько медленнее, чем ожидалось: 24-часовой ритм навязан нам сменой дня и ночи и социальными сигналами.

    Хоть время во всем мире протекает одинаково быстро, минута или неделя могут иметь для нас различную продолжительность в зависимости от жизненной ситуации. Это обстоятельство было известно еще в древности. Но до начала ХХ века господствовало убеждение, что время течет независимо от наблюдателя.

2. Время и Вселенная.

    Средняя продолжительность жизни человека – 70 лет, некоторые доживают до 100. Но если бы человек предпринял путешествие на очень быстром космическом корабле, а потом вернулся на Землю, он смог бы дожить до 4000 года. Правда, скорость корабля должна составлять 99,94% от скорости света. Согласно Эйнштейну, пока на таком космическом корабле пройдет 70 лет, на Земле пробегут 2000 лет. Если бы двадцатилетний космонавт стартовал в 2000 году, то в возрасте 90 лет он вернулся бы на Землю, которая отмечала бы переход в 5-е тысячелетие. Самому человеку, казалось бы, что он прожил 70 лет, в то время как на планете прошло бы два полных тысячелетия. Абсолютного, одинакового для всей Вселенной времени нет, оно относительно, зависит от наблюдателя.

    Во Вселенной имеются небесные тела, на поверхности которых существует громадная сила тяжести. К ним относятся сверхплотные остатки звезд, например, такие, как белые карлики.

    Еще больше сила тяжести вблизи черных дыр. Притяжение этих небесных тел так велико, что они не отпускают от себя даже собственный свет.

    В своей теории относительности Альберт Эйнштейн показал, что часы будут идти медленнее не только в быстрых космических кораблях, но также под действием большой силы тяжести. Если бы космический путешественник оказался рядом с черной дырой, то он, если наблюдать за ним с Земли, старел бы очень медленно. Когда по бортовому времени пройдет, например, 4 недели, на Земле за это время пройдет 80 лет. Если бы космонавт мог находиться, по своему времени, около такого экзотического небесного тела 10 лет, то на нашей планете прошло бы уже около 10 тысяч лет.

    Никто не знает, перестанет ли когда-нибудь расширяться Вселенная или будет расширяться всегда. Может быть, она когда-нибудь начнет снова падать внутрь самой себя. Материя будет становиться все более плотной, и, наконец, образует черную дыру с бесконечной плотностью вещества. Но в этом случае и сила притяжения стала бы бесконечно большой, и время текло бы бесконечно медленно, т.е. перестало бы существовать.

    Может, однако, случиться и так, что Вселенная будет расширяться и становиться все более разряженной. Многие физики полагают, однако, что когда-нибудь все вещество распадется, и тогда будут существовать только световые частицы, для которых нет времени. Распад последней частицы означал бы конец времени. Это трудно себе представить, но это так: время, которое казалось превыше всего в мире, оказалось вторичной величиной, которая имеет, вероятно, начало и конец. Оно пришло к нам из Вселенной и исчезнет с ее исчезновением.

3. Измерение времени.

Людям для ведения хозяйственной деятельности необходимо было научиться рассчитывать различные временные интервалы. Уже пещерный человек знал, что от восхода до захода Солнца либо между двумя моментами стояния Солнца в зените проходит примерно одинаковое время.

 Исторически все основные и производные единицы измерения времени определяются на основе астрономических наблюдений за протеканием небесных явлений, обусловленных: вращением Земли вокруг своей оси, вращением Луны вокруг Земли и вращением Земли вокруг Солнца.

Первыми приборами для измерения времени были солнечные часы. Простейшие солнечные часы - гномон - представляют собой вертикальный шест в центре горизонтальной площадки с делениями. Позднее солнечные часы усовершенствовались и видоизменялись.

Для измерения времени в ночное время и в ненастье изобретены песочные, огненные и водяные часы.

 Песочные часы отличаются простотой конструкции и точностью, но громоздки и "заводятся" лишь на короткое время.

 Огненные часы представляют собой спираль или палочку из горючего вещества с нанесенными делениями. В Древнем Китае создавались смеси, горящие месяцами без постоянного присмотра. Недостатки этих часов: низкая точность хода (зависимость скорости горения от состава вещества и погоды) и сложность изготовления.

Водяные часы (клепсидры) применялись во всех странах  Древнего мира.

Человечество развивалось, и придумывала более точные механизмы отсчета времени. Так появились механические, электронные и атомные часы. Механические часы с гирями и колесами были изобретены в X-XI веках.  Атомные часы давали случайную ошибку в 1 секунду раз в 500000 лет.    

4. Календарь.              

Но людям нужно было планировать не только один день, но и более длинные промежутки времени: неделя, месяц, год.

Потребность в календарях возникла в такой глубокой древности, когда человек не умел еще читать и писать. Календари определяли наступление весны, лета, осени и зимы, периоды цветения растений, созревания плодов, сбора лекарственных трав, изменений в поведении и жизни животных, изменения погоды, время земледельческих работ и многое другое. Календари отвечают на вопросы: "Какое сегодня число?", "Какой день недели?", "Когда произошло, то или иное событие?" и позволяют регулировать и планировать жизнь.

Календарь  (от лат. Calendarium – долговая книга) — это система расчета длительных отрезков времени, основанная на движении небесных тел.  Цикл движения Земли, Солнца и Луны имеет определяющее значение в построении и понимании календарей. Календарные циклы (суточный, месячный и годовой) рассчитываются так, чтобы максимально следовать соответствующим астрономическим циклам (вращение Земли вокруг своей оси, движение Луны вокруг Земли и движение Земли вокруг Солнца).

В зависимости от того, относительно каких небесных тел (Солнца или Луны), ведется астрологический расчет, календари могут быть лунными, солнечными и лунно-солнечными (смешанными). Лунные календари учитывают движение Луны и периоды смены лунных фаз. Солнечные календари строятся на основе знаний о движении Земли вокруг Солнца. Смешанные календари учитывают движение, как Луны, так и Земли вокруг Солнца. Например, европейский календарь (юлианский и григорианский) – солнечный. В нем месяцы связаны с движением Луны только исторически. Исламский календарь - лунный, в нем годы не связаны с  движением Земли вокруг Солнца. Иудейский и восточный (китайский) календари являются комбинацией двух подходов - годы связаны с движением Земли, а месяцы с движением Луны.

Существуют календари, имеющие в своей основе другие астрономические объекты, например, в древнеегипетском календаре год — это промежуток времени между двумя последовательными гелиактическими восходами Сириуса. Но такие календари весьма редки.

Для устранения путаницы проводили календарные реформы. Так поступил император Гай Юлий Цезарь, император Август, римский папа Григорий XII. Летоисчисление постоянно начиналось по-новому: предыдущий цикл, сдвигался.. 

Юлианский календарь

Юлианский календарь был введен Гаем Юлием Цезарем (100 — 44 гг. до н.э.) в 45 до н.э. взамен очень неточного республиканского календаря. Для проведения реформы император пригласил в Рим группу александрийских астрономов во главе с Созигеном. Юлианский календарь дает ошибку в 1 день за 128 лет. Поэтому каждые 128 лет дата равноденствия сдвигается на день назад по календарю.

Древнегреческий календарь 

Это был лунно-солнечный календарь с примитивными и нерегулярными правилами интеркаляции. Приблизительно с 500 г. до н.э. получили распространение октатерии (octaeteris) — 8-летние циклы, в которых пять обычных лет по 12 месяцев сочетались с тремя годами по 13 месяцев.

Иудейский календарь

Является иудейским религиозным календарем и официальным календарем Израиля. Это комбинированный солнечно-лунный календарь, в котором год совпадает с тропическим, а месяцы с синодическими. Обычный год состоит из 353, 354 или 355 дней — 12 месяцев, високосный из 383, 384 или 385 дней — 13 месяцев. Они соответственно именуются, "неполный", "правильный" и "полный". Каждый месяц начинается приблизительно в новолуние.

Исламский календарь

Исламский календарь (или Hijri) чисто лунный календарь. Год содержит 12 синодических месяцев и его длина только 12*29.53=354.36 дней. Календарь основан на Коране (сура IX, 36-37) и его соблюдение — священная обязанность мусульман.

Летоисчисление

Каждый народ использовал свои способы датировки исторических событий. Одни пытались вести отсчёт лет от сотворения мира: евреи датировали его 3761 до н. э., александрийская хронология считала этой датой 25 мая 5493 до н. э. Римляне начинали отсчёт от легендарного основания Рима (753 до н. э.). Парфяне, вифиняне и селевкиды вели отсчёт лет от вступления на трон первого царя, египтяне — с начала правления каждой следующей династии. Каждая мировая религия основывала свой календарь, согласно Древнеславянскому календарю, сейчас идёт 7518 год от Сотворения

Мира, в исламе 1430 год Хиджры, по буддийскому календарю сейчас 2549 год эры Нирвана, по календарю бахаи — 163 год.

Список используемой литературы:

1. Н. Моисеева  «Время в нас и время вне нас»
2. А. Свечников «Путешествие в историю математики»
3. «Что есть что». «Время». Энциклопедия.

5. Приложение.

1. Ребус

,,         ,   ,,    ,,      

                           Н                     Ь

2. Кроссворд

1. 365 или 366 дней.
2. В неделе их 168.
3. 1/52 часть года.
4. Единица измерения времени.
5. 10-й месяц в году.
6. В 60 раз больше секунды.
7. Время года.
8. Временной промежуток между двумя восходами Солнца.
9. Время прилёта грачей.

Ответы: 1)год  2)час  3)неделя 4)секунда 5)октябрь 6)минута 7)зима 8)сутки 9)весна

В выделенных клетках читается слово ГАЛАКТИКА.