Подгоренского муниципального района

Воронежской области

История измерения времени,

или что мы знаем о часах?

(исследовательская работа)

Выполнил:

ученик 4 класса

Панюта Иван Витальевич

Руководитель работы:

учитель начальных классов

Кулькина Людмила Владимировна

х. Красюковский, 2012

Введение …………………………………………………………………………. 3

История измерения времени…………………………………………. ………… 5

Самые известные часы……………………………………………...... ………… 9

Практическая часть…………………………………………………… …………11

Заключение …………………………………………………………… …………13

Список источников…………………………………………………… …………14

Приложения

Пословицы и поговорки……………………………………………………… 15

Загадки……………………………………………………………… ………… 16

Стихотворения…………………………………………………………………. 17

Буклет «Учитесь ценить время»……………………………………………….18

Введение Актуальность темы Время – это счёт, которым оценивают учение, труд, добрые дела человека. Ценность времени сейчас значительно возросла, потому что время людей наполнено большими и значительными делами. Счёт времени мы ведём часто не на годы, часы, а на минуты. Часто драгоценное время теряется из-за неорганизованности, излишней суеты, неумения использовать его рационально. Научиться беречь своё и чужое время надо уже в школе, так как юношеские годы – это не только годы учения, но и время становления личности, подготовки к труду. Умение ценить каждую минуту особенно важно в наши дни, когда ускоряются темпы жизни, труда, увеличивается объём информации и знаний. Люди, которые постоянно везде опаздывают и раздражают этим других, вырастают из детей, которым в детстве родители не объяснили ценность времени. Мы часто слышим от бабушек пословицы: «Делу время, потехе - час», «Время - деньги». Эти повторяемые ежедневно фразы являются залогом понимания времени и как его правильно распределять. Первые часы возникли, когда человек узнал, что такое время и понял, что ему необходимо за ним следить.
Постановка проблемы: изучить историю появления и изобретения часов человеком.
Объект исследования: часы, время.
Гипотеза: я думаю, что измерять время человек начал очень давно, хочу узнать, какими способами он это делал.
Цели и задачи:

выяснить, как измеряли время наши предки; познакомиться с действием и строением солнечных, песочных, водяных и других видов часов; научиться ориентироваться в прошлом часов; доказать, что часы человек создаёт для облегчения своей жизни;

Методы исследования:

изучение литературы по данной теме; поиск информации в сети Интернет; проведение экспериментов, опытов.

Результаты исследования:

История измерения времени

Часы – это инструмент, с помощью которого

можно разделить сутки на маленькие

промежутки времени и сделать

эти промежутки видимыми.

Иоганн Литров. Тайны неба. 1834г.

Как появились часы?

Кто именно изобрёл первые часы, точно неизвестно, так как измерять время человек пытался во все времена и разными способами: с использованием воды, песка, масла, свечей и т. д.

Первые часы возникли, когда человек узнал, что такое время и понял, что ему необходимо за ним следить. История изобретения часов уходит в глубокую древность.

Солнечные часы

А удобнее всего было следить за временем с помощью солнца, каждый день проходившего по небу один и тот же путь. Самые древние часы, которыми пользовались люди, чтобы хотя бы примерно знать время, - солнечные. Циферблат таких часов помещали на открытом ярко освещаемом солнцем месте, а стрелкой служил стержень, отбрасывающий тень на циферблат.

Но пользоваться солнечными часами человек мог не всегда. Часы работают только в солнечную погоду. Их в дом не принесёшь. Ночью и вечером они не работают.

Водяные часы

Человек стал думать и придумал водяные часы. В высокий и узкий стеклянный сосуд с дырочкой у дна наливали воду. Капля за каплей вода вытекала из отверстия. Её становилось все меньше и меньше. Но такие часы были неудобны – все время приходилось доливать воду.

Песочные часы

Из древности пришли к нам и песочные часы. Может быть, кто-нибудь из вас видел их? Ведь песочные часы до сих пор применяются в медицине, когда нужно отмерить небольшой, но совершенно определённый отрезок времени.

Песочные часы представляют собой два небольших сосуда, имеющих форму конусов, соединённых вершинами друг с другом, с узким отверстием в месте соединения сосудов. В верхнем сосуде находится песок, который тонкой струйкой просачивается сквозь отверстие в нижний сосуд. Когда весь песок из верхнего сосуда окажется в нижнем, проходит определённое время, например, одна минута.

Огневые часы

Помимо солнечных и водяных, с начала XIII века появились и первые огневые, или свечные, часы. Это тонкие свечи длиной около метра с нанесённой по всей длине шкалой. Они сравнительно точно показывали время, а в ночные часы ещё и освещали жилища церковных и светских сановников. К боковым сторонам свечи иногда прикрепляли металлические штырьки, которые по мере выгорания и таяния воска падали, и их удар по металлической чашке подсвечника был своего рода звуковой сигнализацией времени.

Цветочные часы

Давным – давно люди заметили, что одни цветки раскрываются утром, а днём закрываются, другие раскрываются под вечер, третьи – только ночью, а днём они всегда закрыты. Открываются не когда им вздумается, а в “своё собственное” время. Так появились цветочные часы. Но “ходят” они только в солнечную погоду.

Рано утром навстречу солнечным лучам поднимают свои головки золотистые одуванчики, а за ними открывает лепестки гвоздика полевая, шиповник, лен и другие.

Цветы, которые рано раскрыли свои лепестки, днем начинают засыпать… В пасмурную погоду цветочные часы не “работают” совсем. Цветки у них остаются закрытыми. Поэтому люди их используют только для украшения клумб. (По Ю. Дмитриеву.)

Механические часы

Прошло много времени с тех пор, как человек придумал часы с механизмом. Внутрь их поставил пружину, закрутил её, а чтобы она не раскручивалась, прикрепил к ней зубчатое колёсико. Оно цепляется за другое колёсико, и вертит его. Второе же колёсико вертит стрелки, а стрелки показывают часы и минуты. Это механические часы. У них есть заводная головка. Когда её поворачивают, то слышится внутри часов поскрипывание. Это закручивается пружина.

Электрические часы

Есть часы без пружины. Вместо неё внутри часов находится маленький электрический моторчик, который работает при помощи батарейки. Такие часы заводить не надо. А заводная головка служит только для перевода стрелок.

На улицах, башнях, в метро висят большие электрические часы. У них стрелки прыгают по команде командира – главных часов. Прошла минута – прыгнули, ещё минута – снова прыгнули.

Электронные часы

Но человек не остановился и изобрёл часы без стрелок. В таких часах светятся только цифры. Они очень быстро меняются, только успевай их разглядеть. Эти часы электронные и работают, как и электрические, на батарейках.

Ещё есть карманные, настольные, напольные, настенные часы, часы – кулон, будильник и много других часов.

Самые известные часы нашей страны

Кремлёвские куранты

На городских улицах и площадях тоже есть часы. Их устанавливают на башнях, зданиях вокзалов, театров и кинотеатров.

Самые знаменитые часы России – Кремлёвские куранты, установленные на Спасской башне, появились в начале XVII века. Их создал английский мастер Христофор Галовей. За свою работу он получил царский подарок – серебряный кубок и в придачу к нему атласу, меха соболей и куниц.

Через некоторое время русский царь Петр I выписал из Голландии другие часы. Сначала их везли на корабле по морю, затем доставляли на тридцати подводах до Кремля.

Старые часы мастера Галовея сняли и заменили на голландские часы. Когда эти часы обветшали, вместо них поставили другие большие курантовые часы, хранившиеся в Оружейной палате.

Несколько столетий Спасскую башню Кремля украшают часы. Целая бригада опытных часовщиков обслуживает их работу, следит, чтобы часы не отставали и не торопились. К курантам ведут 117 каменных ступеней. За ними начинаются чугунные ступени винтовой лестницы, ведущие на восьмой этаж. Здесь находится механизм курантов.

«Железная махина вся блестит смазанная маслом. Блестят начищенные медные диски циферблатов, красной краской покрашены рычаги, сияет позолоченный диск маятника, похожий на круг солнца. Он царит над этой системой валов, тросов, зубчатых колес, образующих сложный механизм отсчета времени» (Л. Колодный).

31 декабря с первым ударом Кремлёвских курантов страна вступает в Новый год. Услышав бой знаменитых часов, мы желаем друг другу счастья и поздравляем с Новым годом!

Часы – сказка

Часы – сказка висят на стене Центрального театра кукол в Москве. Как только стрелки замирают на цифре 12, золотой петух, сидящий на высоком шесте, важно поворачивается, расправляет крылья и на всю улицу кричит: “Ку-ка-ре-ку-у!” – приглашая людей на представление. Раздаётся звон колокольчиков, следует 12 размеренных ударов. Все ждут чуда. И чудо происходит.

Одна за другой раскрываются двери волшебных домиков, и появляются музыканты во главе с мишкой и начинают играть весёлую музыку. Осёл лихо ударяет по струнам балалайки, баран растягивает меха гармоники, звенят в лапах медведя тарелки. “Во саду ли, в огороде”, – поют весело музыканты.

Отыграют музыканты и снова спрячутся в домики.

Практическая часть

Эксперимент

За одну минуту

Цель: формировать представления о единицах измерения времени – секундах, минутах, часах, проверить, что я успею сделать за одну минуту.

Материал и оборудование:

часы (секундомер), книга, лист бумаги, ножницы.

Эксперимент:

Засечь время продолжительностью 1 мин и за это время прочесть текст, посчитать, сколько смогу отрезать полосок бумаги, сколько раз успею присесть.

За одну минуту я прочёл 90 слов, отрезал 4 полоски длиной 20 см, присел 50 раз.

Вывод: За 1 минуту можно успеть что-то сделать, поэтому время необходимо ценить и правильно его распределять в течение дня.

Опыт

Изготовление солнечных часов

Цель: продемонстрировать через перемещение тени движение Земли вокруг Солнца.

Материалы: стержень с заострённым концом.

Ход:

Делаем солнечные часы по алгоритму: начертить на песке ровный круг, точно в центре закрепить стержень и в течение дня на окружности делать отметки и ставить цифры в соответствии со временем.

Вывод:

Тень от колышка действительно перемещается по кругу. Неудобство – на дворе осенняя погода, солнце часто прячется за тучи – и часы в это время не работают.

Опыт

Изготовление водяных, парафиновых часов

Цель: погрузиться в историю, понять, как измеряли время наши предки.

Материал: свеча, 2 чашки, часы с секундомером.

Ход изготовления:

Парафиновые часы: Берется свеча, по всей длине, через равные промежутки маркером делаются метки. Зажигаем свечу, засекам время и определяем, за сколько времени свеча сгорает до каждой метки. В конце определяем, сколько времени прошло.

Водяные часы: Берём пластиковую чашку, делаем в дне отверстие. К чашке привязываем верёвки и подвешиваем. Под этой чашкой ставим другую. Наливаем в верхнюю чашку воды. Каждую минуту отмечаем уровень воды в верхней чашке. Это приспособление используется как минутные часы.

Вывод: часы не удобны в употреблении: свеча сгорает – её не восстановишь, воду приходится постоянно доливать.

Заключение

Я удовлетворён проведённым исследованием: моя гипотеза подтвердилась – люди действительно придумывали различные способы измерения промежутков времени. Многие из этих способов не удобны. В настоящее время мы имеем точные приборы для измерения времени.

Раньше я думал, что минута – это очень маленький промежуток времени, теперь моё представление о минуте изменилось – я постараюсь не терять времени зря.

Ещё я заметил, что если очень увлечён каким-то делом, то время летит незаметно, и почти не устаёшь. А если выполняешь работу, которая тебе не нравится, время тянется очень медленно.

. Во всех видах деятельности человека, так или иначе, требуется ориентация во времени, чувство времени. Много дополнительных трудностей приходится преодолевать человеку, у которого не развито это чувство. В свою очередь чувство времени побуждает человека быть организованным, собранным, помогает беречь время, более рационально его использовать, быть точным. Все эти качества помогут избежать множества проблем во взрослой жизни.

Список использованных источников

Дыбина О.В. Что было до … . - М.: ТЦ «Сфера», 2001 г.

Кобитина И.И. Дошкольникам о технике. - М.: Просвещение, 1991 г.

Куликовская И.Э., Совчир Н.Н. Детское экспериментирование. - М.: Педагогическое общество России, 2003 г.

Энциклопедия для детей. Том 8. Астрономия. – Москва: «Аванта +», 1997г.

Юдин Г. Заниматика. - М.: РОСМЭН, 2005 г.

Интернет – источники:

http://papa-vlad.narod.ru/photo/predmety/CHasy-2.files/064-Ognennye-chasy.html

Фото из личного архива.

Приложение 1

Пословицы и поговорки

Порядок бережёт время. Наладь порядок - дальше он сам пойдет. Делу - время, потехе - час.

Поспешишь - людей насмешишь.

Век живи - век учись.

Приложение 2

Загадки Стучит,
Бренчит,
Вертится,
Никого не боится,
Считает свой век,
А всё не человек. (Часы) Хоть и сладок утром сон,
Но упорно этот звон
Каждый раз торопит в школу.
Как, скажи, зовётся он?
(Будильник) Стучат, стучат,
Не велят скучать.
Идут, идут,
А всё тут да тут. (Часы) На руке, и на стене,
И на башне в вышине
Ходят, ходят ровным ходом
От восхода до захода. (Часы)

Я напрасно не хожу,
Когда надо, разбужу. (Будильник)

На стене висит тарелка,
По тарелке ходит стрелка.
Стрелка та не для красы -
Время скажут вам... (Часы)

Мы бьём исправно каждый час, А вы, друзья, не бейте нас. (Часы)
Из каютки в каютку Пробегают малютки, Считают минутки. (Песочные часы)
За деревянной дверцей Бьётся чьё-то сердце. (Часы с кукушкой)

Приложение 3

Стихотворения ЧАСЫ
Говорят: часы стоят.
Говорят: часы спешат.
Говорят: часы идут,
Но немножко отстают.
Мы смотрели с Мишкой вместе,
Но часы висят на месте.
В. Орлов. Мы знаем: время растяжимо,
Оно зависит от того,
Какого рода содержимым
Вы наполняете его.
Бывают у него застои,
А иногда оно течёт
Незагружённое, пустое,
Часов и дней ненужный счёт.
Пусть равномерны промежутки,
Что разделяют наши сутки,
Но, положив их на весы,
Находим долгие минутки
И очень краткие часы.
(С.Я. Маршак) Бежит стремглав минута.
Минута коротка,
Но за минуту можно
Найти звезду, жука,

Который до сих пор ещё
Никто не открывал.
(С.Я. Маршак)

Люди, которые постоянно везде опаздывают и раздражают этим других, вырастают из детей, которым в детстве родители не объяснили ценность времени. Мы часто слышим от бабушек пословицы: «Делу время, потехе - час», «Время - деньги». Эти повторяемые ежедневно фразы являются залогом понимания времени и того, как его правильно распределять.

Современные условия труда требуют от человека умения следить за течением времени в процессе деятельности, распределять её во времени, реагировать на разные сигналы с определённой скоростью и через заданные временные интервалы, ускорять или замедлять темп своей деятельности, рационально использовать время. Во всех видах деятельности человека, так или иначе, требуется ориентация во времени, чувство времени. В свою очередь чувство времени побуждает человека быть организованным, собранным, помогает беречь время, более рационально его использовать, быть точным. Время является регулятором не только различных видов деятельности, но и социальных отношений человека.

Наш

Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение

Даньковская основная общеобразовательная школа

Учитесь

ценить время

Подготовил: ученик 4 класса

Панюта Иван

Руководитель: учитель начальных классов Кулькина Людмила Владимировна

х. Красюковский,

2012

Время - это счёт, которым оценивают учение, труд, добрые дела человека. Ценность времени сейчас значительно возросла, потому что время людей наполнено большими и значительными делами. Счёт времени мы ведём часто не на годы, часы, а на минуты.

Часто драгоценное время теряется из-за неорганизованности, излишней суеты, неумения использовать его рационально. Научиться беречь своё и чужое время надо уже в школе, так как юношеские годы - это не только годы учения, но и время становления личности, подготовки к труду.

Рациональному распределению времени способствует периодический хронометраж своего рабочего дня: определить, сколько времени уходит на выполнение домашнего задания, на обед, чтение газет, на разговоры по телефону, на разыскивание нужного учебника, тетради и т. д., сколько времени было потеряно на уроке.

По окончании рабочего дня необходимо проанализировать, нельзя ли было поступить более рационально, т. е. где и за счёт чего можно было сократить потери времени, на что его лучше было бы использовать. Впоследствии эти выводы следует учесть в своей работе.

Б
ежит стремглав минута.
Минута коротка,
Но за минуту можно
Найти звезду, жука,
Решение задачи и редкий минерал,
Который до сих пор ещё
Никто не открывал.
(С.Я. Маршак)

Пословицы и поговорки

Порядок время бережёт. Наладь порядок - дальше он сам пойдёт. Упустишь минуту - потеряешь час. Береги секунду - с неё начинается выигрыш времени. Делу - время, потехе - час.

• Скоро сказка сказывается, да не скоро дело делается.

  Поспешишь - людей насмешишь.

  Наскоро делать - переделывать.

• Скоро огонь горит, да вода бежит.

  Век живи - век учись. Долог день до вечера, коли делать нечего. Рано встала, да мало напряла.

"Кто не умеет с толком употреблять свое время, тот первым жалуется на его нехватку" (Жан де Лабрюйер)

Как научиться беречь время?

1 . Учись беречь своё время.
"Сфотографируй" один свой обычный день: на листке бумаги слева запиши каждое даже самое маленькое дело, а справа – проставь потраченное на него время. Вечером же просмотри записи и определи, где и когда было потрачено время зря. Такая "фотография" поможет научиться дорожить временем и разработать рациональный режим дня.
2. Укладывайся в отведённое для выполнения домашних заданий время.
На выполнение домашних заданий рекомендуется затрачивать не более: в младших классах – 1 часа, в 5-8 классах – 2,5 часов, в старших классах – 3,5 часов. Поэтому строго запланируй время начала и окончания приготовления домашних заданий – это поможет тебе не отвлекаться во время их выполнения.
3. Лучшее время для выполнения домашних заданий в первой половине дня между 10 и 12 часами, во второй половине – в период с 15 до 18 часов.
4. До начала выполнения домашних заданий:
1) плотный обед - не позднее, чем за 2-2,5 часа до их начала, легкий прием пищи может быть и за 1-1,5 часа; но не приступай к работе голодным;
2) выполнение высоких физических нагрузок допустимо не позднее, чем за 2-2,5 часа до выполнения умственной работы;
3) хорошо проветри рабочее помещение;
4) подготовь рабочее место.
5. В каком порядке следует делать уроки – зависит от твоих особенностей:
если ты входишь в работу легко и в начале работаешь с подъёмом, более продуктивно, чем к концу занятий, но относительно быстро утомляешься, то начинай приготовление домашних заданий с наиболее трудного предмета;
если ты втягиваешься в работу медленно, много времени тратишь на «раскачку», продуктивность работы нарастает постепенно, а усталость появляется не так скоро, то следует начинать со средних по трудности заданий и постепенно переходить к более сложным;
если ты вообще с трудом приступаешь к домашним заданиям, если тебя нервирует любая неудача в их выполнении, то лучше начинать с самых простых, успех в которых приносит тебе удовлетворение;
если тебе не удается решить трудную задачу, отложи её «на потом», иначе может не хватить времени на приготовление других заданий.

Отдых при признаках наступающего утомления необходимо планировать заранее.

Необходимость определять время появилась тогда, когда человек начал заниматься земледелием. Ему нужно было понимать, когда сеять, а когда настает время собирать урожай. Поначалу люди ориентировались на время в целом: зима заканчивалась – значит, нужно было сеять. А как только были признаки первых холодов – пора собирать.

Получается, что отчет времени был очень примитивным: от посева до сбора урожая. Когда у человека спрашивали, сколько ему лет, он мог ответить: «Мне пятнадцать зим». До сих пор ученые находят остатки счета такого рода.

Как определилась точка отчета времени?

У разных народностей была своя точка отчета времени. Например, в древнем Египте это было разлитие реки Нил. Когда снова начинался этот процесс, было ясно, что прошел год. Римляне считали, что время начало идти тогда, когда был создан их город Рим. Жители древнего Китая исчисляли время по времени восхождения на престол нового императора. Как видно, каждая народность брала яркое событие и начинала от него исчислять годы.

Так как в каждой стране были свои правила того, как считать время, это было крайне неудобно для их взаимоотношений. Кроме того, это создает сложности для современных историков. Чтобы понять год определения какого-то события, нужно углубиться в культуру народа и выяснить, как у них велся подсчет времени.

В связи с неудобством разного отчета лет нужно было создать единую систему, которая действовала бы по всему земному шару. Было решено за основу взять библейское сообщение о рождении Иисуса Христа, Сына Бога. Именно этот год стал стартом отчета.

Те страны, которые не признают приход Иисуса, не согласились с таким исчислением. Это были страны, исповедующие мусульманство. Точкой отчета их исчисления лет стало рождения их пророка Мухаммеда.

Какими были первые часы?

Было замечено, что многие люди определяли, в каком положении находится солнце, и таким могли сказать, который час. При этом ошибки были равны максимум 10 минут. Поэтому первыми часами для определения времени стали солнечные устройства, сделанные с учетом движения солнца. Они состояли из основы и такого механизма, как гномон. Тень от него выполняла задачу стрелки. Его конец показывал на север, и когда солнце начинало двигаться, то теневая стрелка показывала время.

Несмотря на то, что солнечное приспособление было очень эффективным средством в древнее время, у него было немало недостатков. Использовать их можно было исключительно в солнечную погоду. Кроме того, они могли показывать время только в определенной местности.

Еще люди могли определять время, используя песочные, водяные и огненные устройства. Конечно, любое из этих приспособлений имело относительную точность, так как на них оказывало воздействие множество факторов. Например, точность водяных часов страдала из-за атмосферного давления или температуры. Измерение времени с помощью скорости фитиля зависело от притока воздуха и движения ветра.

Самым продуктивным достижением измерения времени в древности стали астрономические наблюдения за положением звезд. Точность измерения времени очень высока, поэтому сегодня такие методы пользуются большой популярностью.

Достижениями древности могли пользоваться далеко не все. Многие жили в сельской местности, и им приходилось определять время без часов и специальных сооружений. Они наблюдали за окружающей природой, ее явлениями и замечали, что многие действия имеют периодический характер. Следя за жизненным циклом животных и растений, можно выяснить, который час с большой точностью.

Сегодня жизнь людей идёт по часам, и в том, чтобы в любой момент узнать точное время, нет ничего сложного. Но даже сравнительно неточные механические часы на самом деле довольно сложный прибор, и ещё 100 лет назад далеко не каждый мог их себе позволить. А лет 500 назад часы, установленные на башне, были в лучшем случае одни на весь город. Так как же люди определяли время раньше, до изобретения часов? Об этом — в данном посте.

Примерно определить время днём можно по положению Солнца, и этот принцип лёг в основу первого приспособления для определения времени — солнечных часов. В таких часах роль стрелки играла тень от гномона, конец которого был направлен на северный полюс.

У солнечных часов было много недостатков — они правильно показывали время лишь в определённой местности, и, конечно, пользоваться ими можно было лишь днём и в солнечную погоду.

Также в древности измеряли время водяными, песочными и даже огненными часами. Правда, точность их оставляла желать лучшего, например, на ход водяных часов влияло атмосферное давление и температура, а скорость горения фитиля зависела от ветра и притока воздуха.

Большую помощь для определения времени могут оказать астрономические наблюдения, и ещё в древности люди строили сооружения, способные играть роль обсерваторий. Наблюдая за положением звёзд, можно определять время с высокой точностью, и подобные наблюдения используются для определения точного времени и сегодня. Видимое движение звёзд имеет годовую цикличность, поэтому наблюдения за ними помогали в первую очередь для вычисления определённого дня в году. В Древнем Египте, например, таким образом определяли время разлива Нила, до начала которого необходимо было засеять поля. Ночью звёзды помогали определять и время суток. Интересным фактом является то, что древние египтяне определили 12 звёзд, в течение ночи восходившие над горизонтом примерно через равные промежутки времени. Именно с тех пор и пошло принятое у нас сегодня деление суток на 24 часа.

Но всё же подавляющему большинству людей, особенно в сельской местности, раньше приходилось определять время года и время суток без каких-либо часов и обсерваторий, просто по наблюдению за окружающими их явлениями природы. Сегодня мы обращаем мало внимания на природные явления, но наши предки были значительно более наблюдательны. Многие процессы в природе носят периодический характер, а животные и растения, как ни странно, зачастую способны с высокой точностью определять время в соответствии со своими внутренними биологическими часами. Поразительно, но известны факты, когда животные способны чувствовать и правильно определять время суток с точностью до минуты!

Наблюдая, когда зацветают растения и прилетают птицы, можно примерно определить время года. Подобные же наблюдения помогают узнать и время суток. Жизненный цикл многих растений и животных соотносится со временем суток. Цветки разных растений раскрываются и закрываются в разное, при этом определённое время. Большинство цветов распускаются утром и закрываются вечером, но есть и такие, которые закрываются и раскрываются в середине дня или ночью. Основываясь на этом принципе, в своё время Карл Линней придумал и создал цветочные часы, которые «работали» с трёх часов утра до полуночи. Глядя на них, можно было определять время суток с точностью до 30 минут.

Разделы: Физика

Наука начинается с тех пор как начинают измерять.
Д.И. Менделеев

С давних пор люди сталкивались с необходимостью определять расстояния, длины предметов, время, площади, объемы и т. д.

Измерения нужны были и в строительстве, и в торговле, и в астрономии, фактически в любой сфере жизни. Очень большая точность измерений нужна была при строительстве египетских пирамид.

Значение измерений возрастало по мере развития общества и, в частности, по мере развития науки. А чтобы измерять, необходимо было придумать единицы различных физических величин. Вспомним, как написано в учебнике: “Измерить какую-нибудь величину – это значит сравнить ее с однородной величиной, принятой за единицу этой величины”.

Целью моей работы было выяснить: какие существовали и существуют сейчас единицы длины и массы, каково их происхождение?

Вершок, локоть и другие единицы...

Измеряй все доступное измерению и делай не доступное измерению доступным”.
Г.Галилей

Самыми древними единицами были субъективные единицы. Так, например, моряки измеряли путь трубками, т. е. расстоянием, которое проходит судно за время, пока моряк выкурит трубку. В Испании похожей единицей была сигара, в Японии – лошадиный башмак, т. е. путь, который проходила лошадь, пока не износится привязанная к ее копытам соломенная подошва, заменявшая подкову.

В программе Олимпийских игр Древней Эллады был бег на стадию. Установлено, что греческая стадия (или стадий) это длина стадиона в Олимпии – 192,27 м. Стадий равняется расстоянию, которое проходит человек спокойным шагом за время от появления первого луча солнца, при его восходе, до момента, когда диск солнца целиком окажется над горизонтом. Это время приблизительно равно двум минутам...

Стадий, как единица измерения расстояний, был и у римлян (185 см), и у вавилонян (около 195 см), и у египтян (195 см).

В Сибири в стародавние времена употреблялась мера расстояний – бука. Это расстояние, на котором человек перестает видеть раздельно рога быка.

У многих народов для определения расстояния использовалась единица длины стрела – дальность полета стрелы. Наши выражения “не подпускать на ружейный выстрел”, позднее “на пушечный выстрел” – напоминают о подобных единицах длины.

Древние римляне расстояния измеряли шагами или двойными шагами (шаг левой ногой, шаг правой). Тысяча двойных шагов составляла милю (лат. “милле” – тысяча).

Длину веревки или ткани неудобно измерять шагами или стадиями. Для этого оказались пригодными встречающиеся у многих народов единицы, отождествляемые с названиями частей человеческого тела. Локоть – расстояние от конца пальцев до локтевого сустава.

Мерой длины для тканей, веревок и т.п. наматывающихся материалов у многих народов был двойной локоть. Этой мерой мы и сейчас пользуемся для приблизительной оценки длины...

На Руси долгое время в качестве единицы длины использовали аршин (примерно 71 см). Эта мера возникла при торговле с восточными странами (перс, “арш” – локоть). Многочисленные выражения: “Словно аршин проглотил”, “Мерить на свой аршин” и другие – свидетельствуют о ее распространении.

Для измерения меньших длин применяли пядь – расстояние между концами расставленных большого и указательного пальцев.

Пядь или, как ее еще называли, четверть (18 см) составляла 1 / 4 аршина, а 1/ 16 аршина равнялся вершок (4,4 см).

Очень распространенной единицей длины была сажень. Впервые упоминание о ней встречается в XI в. С 1554 г. сажень устанавливают равной 3 аршинам (2,13 м) и она получает название царской (или орленой, печатной) в отличие от произвольных – маховой и косой. Маховая сажень – размах рук – равна примерно 2,5 аршинам. Рыбак, который показывает, какую большую рыбу он упустил, демонстрирует нам маховую.

Косая сажень – расстояние от конца вытянутой вверх правой руки до носка левой ноги, она примерно равна 3,25 аршинам.

Вспомним, как в сказках о великанах: “Косая сажень в плечах”. Удивительно совпадение древнеримской меры длины - "архитектурной трости" и древнерусской косой сажени: 248 см. Имеется в виду сажень "с ноги на руку косая, от земли и до земли". Эту сажень определяли длиной веревки, один конец которой прижимался ногой к земле, а другой перекидывался через согнутую в локте руку стоящего человека и опускался снова до земли.

При сложении упомянутой выше косой сажени вчетверо получаем "литовский локоть" (62 см).

В странах Западной Европы издавна применяли в качестве единиц дюйм (2,54 см) –длина сустава большого пальца (от голл. “дюйм” – большой палец) и фут (30 см) – средняя длина ступни человека (от англ. “фут” – ступня).

Рис. 6 Рис. 7

Локоть, вершок, пядь, сажень, дюйм, фут и т. д. очень удобны при измерениях, так как они всегда “под руками”. Но единицы длины, соответствующие частям человеческого тела, обладают большим недостатком: у различных людей пальцы, ступни и т. д. имеют разную длину. Чтобы избавиться от произвола, в XIV в. субъективные единицы начинают заменять набором объективных единиц. Так, например, в 1324 г. в Англии был установлен законный дюйм, равный длине трех приставленных друг к другу ячменных зерен, вытянутых из средней части колоса. Фут определили как среднюю длину ступни шестнадцати человек, выходящих из церкви, т. е. обмером случайных людей стремились получить более постоянное значение единицы – среднюю длину ступни.

Какую величину мы определяем, взвешивая тело на рычажных весах?

Какой народ и когда изобрел рычажные весы – неизвестно. Возможно, что это было сделано многими народами независимо друг от друга, а простота использования послужила причиной их широкого распространения.

Рис. 9

При взвешивании на рычажных весах на одну чашку кладут взвешиваемое тело, на другую – гири. Гири подбирают так, чтобы установить равновесие. При этом уравновешиваются массы взвешиваемого тела и гирь. Если уравновешенные весы перенести, например, на Луну, где вес тела меньше, чем на Земле, в 6 раз, равновесие не нарушится, так как вес и тела, и гирь на Луне уменьшился в одинаковое число раз, а масса осталась прежней.

Следовательно, взвешивая тело на рычажных весах, мы определяем его массу, а не вес.

Единицы массы, как и единицы длины, сначала устанавливались по природным образцам. Чаще всего по массе какого-нибудь семени. Так, например, массу драгоценных камней определяли и до сих пор определяют в каратах (0,2 г) – это масса семени одного из видов бобов.

Позднее за единицу массы стали принимать массу воды, наполняющей сосуд определенной вместимости. Например, в Древнем Вавилоне за единицу массы принимали талант – массу воды, наполняющей такой сосуд, из которого вода равномерно вытекает через отверстие определенного размера в течение одного часа.

По массе зерен или воды изготовляли металлические гири разной массы. Ими пользовались при взвешивании.

Гири, служившие эталоном (образцом), хранились в храмах или правительственных учреждениях.

На Руси древнейшей единицей массы была гривна (409,5 г). Существует предположение, что эта единица ввезена к нам с Востока. Впоследствии она получила название фунта. Для определения больших масс использовался пуд (16,38 кг), а малых – золотник (12,8 г).

В 1791 г. во Франции было принято решение создать десятичную метрическую систему мер. Основными величинами в этой системе были выбраны длина и масса.

Комиссия, в которую входили крупнейшие французские ученые, предложила принять за единицу длины 1/40000000 часть длины земного меридиана, проходящего через Париж. Измерить длину меридиана было поручено астрономам Мешену и Деламберу. Работа продолжалась шесть лет. Ученые измерили часть длины меридиана, расположенную между городами Дюнкерком и Барселоной, а затем вычислили полную длину четверти меридиана от полюса до экватора.

Рис. 11

На основании их данных из платины был изготовлен эталон новой единицы. Эту единицу назвали метром – от греческого слова “метрон”, что значит “мера”.

Рис. 12

За единицу массы была принята масса одного кубического дециметра дистиллированной воды при температуре ее наибольшей плотности 4°С, определяемая взвешиванием в вакууме. Был изготовлен эталон этой единицы, названной килограммом, в виде платинового цилиндра

В 1869 г. Петербургская академия наук обратилась к научным учреждениям всего мира с призывом сделать предложенную французскими учеными десятичную метрическую систему мер международной. В этом обращении говорилось и о том, что “достижения науки привели к необходимости отказаться от прежнего определения метра как 1/40000000 доли четверти длины парижского меридиана, так как позднейшие более точные измерения меридиана давали другие результаты”. Кроме того, стало известно, что длина меридиана со временем меняется. Но так как немыслимо было после каждого измерения меридиана менять длину метра, то Петербургская академия наук предложила принять метр, хранившийся во французском архиве (архивный метр), за прототип – первый образец и изготовить с него возможно точные и устойчивые копии для разных стран, сделав этим метрическую систему мер международной.

Когда же была введена метрическая система мер в нашей стране? Передовые русские ученые, много сделавшие для того, чтобы метрическая система мер стала международной, не смогли преодолеть сопротивления царского правительства введению метрической системы мер в нашей стране. Удалось добиться только того, что в 1899 г. был принят закон, подготовленный Д. И. Менделеевым, по которому наравне с российскими мерами “дозволялось применять в России международный метр и килограмм”, а также кратные им единицы – грамм, сантиметр и др.

Вопрос об использовании метрической системы мер в России был окончательно решен после Великой Октябрьской социалистической революции. 14 сентября 1918 г. Советом Народных Комиссаров РСФСР было издано постановление, в котором говорилось: “Положить в основу всех измерений международную метрическую систему мер и весов с десятичными подразделениями и производными”.

Заключение

По подсчету академика Б. С. Якоби (сторонника превращения метрической системы в международную), от замены прежней системы мер на метрическую преподавание арифметики в школе выиграло третью часть времени, отводившегося на этот предмет. Соответственно значительно упростились расчеты в промышленности и торговле.

Вывод: такую длинную историю прошли длина и масса, пока не стали измеряться в метрах и килограммах соответственно.

Что имеем сейчас:

Единицы СИ

Размерности основных величин в СИ

Базовые единицы СИ

Определения базовых единиц

1. Метр равен расстоянию, которое проходит плоская электромагнитная волна в вакууме за 1/299792458 долю секунды.
2. Килограмм равен массе международного прототипа килограмма.
3. Секунда равна 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия 133 Cs.
4. Ампер равен силе постоянного тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2·10 –7 Н.
5. Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды.
6. Моль равен количеству вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде 12 C массой 0,012 кг.
7. Кандела равна силе света в заданном направлении от источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540·10 12 Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.

Использованная литература:

1. С.А.Шабалин. Измерения для всех.
2. Энциклопедия Кирилла и Мефодия.
3. А.Г.Чертов. Физические величины.
4. И.Г.Кириллова. Книга для чтения по физике.

Все мы привыкли к обычным фактам - в сутках 24 часа, месяц насчитывает 30 дней, в году их 365. Механические и электронные часы - наша повседневная реальность, и сложно сегодня представить себе, что может быть по-другому. Как жили люди до того, как были изобретены современные часы? Какие способы исчисления времени существуют у других народов? С ответами на эти вопросы мы познакомимся ниже.

В древности существовали различные способы определять время. Солнечные часы помогали ориентироваться по тени, которую отбрасывало Солнце, перемещаясь в течение дня по небосводу. Они включали в себя шест (гномон), отбрасывающий тень, и циферблат с отметками, по которому двигалась тень. Сам принцип действия часов подразумевает их полную зависимость от Солнца, так что ночью или в пасмурную погоду этими часами было пользоваться невозможно. У разных народов древности, таких как Египет, Рим, Китай, Греция, Индия существовали свои разновидности солнечных часов, которые различались по конструкции.

Водяные часы представляли собой сосуд цилиндрической формы, из которого истекала по каплям вода. Время определялось по количеству истекшей воды. Такие часы были распространены в Египте, Вавилоне, Риме. Однако существовала и другая разновидность водяных часов, которая была распространена в странах Азии - плавающий сосуд наполнялся водой, которая поступала через небольшое отверстие.

Песочные часы всем нам знакомы. Они существовали и до нашей эры, в средние века их разработка была усовершенствована. Для точности часов большое значение имело качество песка и равномерность его сыпучести, он изготавливался специально. Использовался мелкий порошок черного мрамора, а также песок из свинцовой и цинковой пыли, предварительно проходивший обработку, и другие виды песка.

Время определяли также и с помощью огня. Огненные часы были в древности очень распространены, особенно в домах. Существовали разные типы таких часов - свечные, фитильные, лампадные. В Китае, где, как считается, огненные часы появились впервые, была распространена разновидность, состоявшая из основы, сделанной из горючего материала (в виде спирали или палочки), и прикрепленных к ней металлических шариков. При сгорании определенного промежутка основы шарики падали, таким образом отбивая время.

В Европе популярностью пользовались свечные часы, которые позволяли определять время по количеству сгоревшего воска. Эта разновидность была особенно распространена в монастырях и церквях.

Можно упомянуть и о таком способе определения времени в древности, как ориентирование по звездам. В Древнем Египте существовали звездные карты, по которым египетские наблюдатели при использовании пассажного инструмента ориентировались в ночном времени.

Следует отметить, что в древнем Египте также существовало деление дня и ночи на 12 часов, однако часы были неодинаковой длины. Летом дневные часы были длиннее, ночные короче, зимой же наоборот. Месяц по египетскому календарю состоял из 30 дней, год насчитывал 3 сезона по 4 месяца каждый. Для египтян Нил служил основой жизни, и сезоны были тесно связаны с событиями вокруг этой реки: время разлива реки (ахет), время выхода земли из-под воды и начала земледелия (перет) и время низкой воды (шему).
Новый год египтяне праздновали в сентябре, с появлением на небе звезды Сириус.

В Древнем Риме год насчитывал всего 10 месяцев (304 дня). Начало года приходилось на март. В дальнейшем римский календарь подвергся изменениям - Юлием Цезарем был установлен календарный год из двенадцати месяцев, начало которого было определено на 1 января, поскольку в этот день римские консулы вступали в должность и начинался новый хозяйственный цикл. Этот календарь получил название юлианского. Названия месяцев, которые привычны нам с детства - январь, февраль, март и т.д. - пришли к нам из Рима.

В наше время в большинстве стран отсчет времени ведется от Рождества Христова и принят григорианский календарь. Однако существуют и иные варианты отсчета времени. К примеру, в Израиле летосчисление ведется от сотворения мира, которое датируется на 3761 г. до н.э. согласно положениям иудаизма. Год в иудейском календаре бывает 3-х видов - правильный, состоящий из 354 дней, достаточный, насчитывающий 355 дней, и недостаточный, состоящий из 353 дней. В високосный год прибавляется один дополнительный месяц.

Всем известен китайский календарь, в котором каждый год посвящен определенному животному. Сначала в Китае придерживались именно его, однако со становлением коммунизма в этой стране произошел переход на григорианский календарь. Восточный календарь используется в Китае и сегодня для определения дат праздников, например, Праздника весны, который есть китайский Новый год, и Праздника середины осени. Новый год в Китае - переменный праздник и приходится на "День первого новолуния", которое находится в промежутке между 21 января и 21 февраля.

На сегодняшний день существуют и другие примеры систем отсчета времени, отражающие видение мира и традиции создавших их народов.