Секунда

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Світло блимає приблизно один раз на секунду.

Секу́нда — одиниця виміру часу у СІ (колишня МКС) та системі СГС.

Еталон секунди визначається, як 9 192 631 770 періодів випромінювання атому цезію-133 при переході між двома надтонкими рівнями основного стану, розщепленими у магнітному полі ядра, при сталій довжині хвилі, нульовій температурі та відсутності зовнішнього магнітного поля[1]. Це визначення було ухвалене на 13-й Генеральній конференції мір і ваг у 1967 році.

Секунда дорівнює 1/60 хвилини, 1/3600 години, або 1/86400 доби. Визначення секунди через тривалість доби непридатне для наукових цілей, бо тривалість доби є не постійною, а змінною величиною. Тому виникла потреба у перевизначенні еталону часу. У 1956 фахівці надали секунді значення 1/31 556 925,9747 тривалості тропічного року (тобто, часу, потрібного видимому з Землі Сонцю, щоби повернутися у те ж саме положення відносно інших космічних світил) для 1900 року. У 1967 році було встановлено новий еталон, що опирається на спектроскопію.

Цезієвий еталон частоти забезпечує можливість відтворення одиниці часу — секунди та одиниці частоти — герца з відносною похибкою щонайбільше ±1·10−11.

Таке визначення секунди не залежить від астрономічних параметрів і може відтворюватися в будь-якій точці планети. Цезій-133 ─ єдиний стабільний ізотоп цезію зі 100-процентною поширеністю на Землі[2].

Історія[ред.ред. код]

Назва секунда латиною означає друга і походить з означення кутової секунди.

Вважається, що винайшли секунду шумери у Месопотамії. Вони користувалися шістдесятковою системою числення, від якої до нас дійшли «дюжина» і «градус». Чому саме шістдесятковою, точно невідомо. Серед можливих припущень те, що вони бачили особливу містику в числі 60 або те, що замість числення на 10 пальцях, рахували на фалангах пальців. Число 60, втім, зручне для основи числення тим, що воно ділиться без остачі на 2, 3, 4, 5, 6, і таким чином дозволяє легко обчислювати дробові частини.

Шумери ділили коло на 360 частин, а найдрібнішу частину свого кола вони назвали «геш». Це слово у них означало одиницю будь-чого (одна людина (чоловік) — геш, одиниця часу — геш). Але оскільки цей останній геш вони вимірювати не могли, то він довго був непотрібним.

Стародавні греки також не могли міряти точніше хвилин. Гіппарх першим виміряв тривалість сонячного року і помилився всього на шість хвилин.

Римляни перейняли у греків (а ті у шумерів) поділ кола спочатку на 60, а потім ще на 60 частин. Це перше зменшення отримало назву «частина мала перша» (лат. pars minuta prim — хвилина), а друге — «частина дрібна друга» (лат. pars minuta secunda — секунда).

Тодішні годинники, гномони та інші інструменти, секунд міряти не могли, тому вчені міркували про них тільки теоретично. До середини XV століття склалася загальна думка, що добу слід ділити на 24 години, годину — на 60 хвилин, а хвилину — на 60 секунд.

На цей час виникає практична потреба у секундах. Мореплавці вже могли визначати географічну широту (за кутом підйому Сонця), але не вміли обчислювати довготу, і від цього нерідко збивалися з курсу і гинули. Між тим для виміру довготи потрібно було мати точний годинник. Для визначення довготи слід стежити за годинником за часом порту, з якого корабель вийшов. Різниця між полуднем на годиннику і полуднем за сонцем і визначала довготу.

Але для цього потрібно було, щоб годинник при перевезенні зберігав точність ходу до секунди і навіть менше. Для вирішення такого завдання британське Адміралтейство оголосило нагороду в 20 000 фунтів. Впоратися із задачею зумів англійський годинникар Джон Гаррісон[3]. Так секунда увійшла у науковий обіг.

Термін секунда був запозичений у XVIII столітті з латині, де «secunda» — скорочення виразу «pars minuta secunda» — «частина дрібна друга» (частина години).

Довгий час людство користувалося простим уявленням про неї, як про 1/86400 частини сонячного дня. У 1956 фахівці надали секунді значення 1/31 556 925,9747 тривалості тропічного року (тобто, часу, потрібного видимому з Землі Сонцю, щоби повернутися у те ж саме положення відносно інших космічних світил) для 1900 року. У 1967 році було встановлено новий еталон, що опирається на спектроскопію.

У XX столітті були винайдені годинники, засновані на коливаннях атома цезію, рівного 9 192 631 770 періодах випромінювання, відповідного переходу між двома надтонкими рівнями основного (квантового) стану атома цезію-133 у спокої при 0 К при відсутності збурення зовнішніми полями. Це визначення було прийняте 1967 року (уточнення щодо температури і стану спокою з'явилося 1997 року). Точний текст визначення секунди, затвердженого на XIII Генеральної конференції з мір та ваг (1967), Резолюція I:

« Секунда дорівнює 9 192 631 770 періодам випромінювання, відповідного переходу між двома надтонкими рівнями основного стану атома цезію-133.  »

В 1965 році на XII Генеральної конференції з мір та ваг, а також Міжнародним комітетом з мір та ваг було тимчасово прийнято визначення секунди, засноване на атомному стандарті частоти. У декларації Міжнародного комітету з мір та ваг було сказано, що еталон секунди:

«

...являє собою перехід між надтонкими рівнями F = 4, M = 0 та F = 3, M = 0 основного стану 2S1/2 атома цезію-133, не збуреного зовнішніми полями, і що частоті цього переходу приписується значення 9 192 631 770 герц.

 »

Кратні і дольні одиниці[ред.ред. код]

З одиницею виміру «секунда», як правило, використовуються тільки дольні префікси СІ (крім деци- і санти-). Для виміру більших інтервалів часу використовуються одиниці хвилина, година, доба, і т. д.

Кратні Частинні
величина назва позначення величина назва позначення
101 с декасекунда дас das 10−1 с децисекунда дс ds
102 с гектосекунда гс hs 10−2 с сантисекунда сс cs
103 с кілосекунда кс ks 10−3 с мілісекунда мс ms
106 с мегасекунда Мс Ms 10−6 с мікросекунда мкс µs
109 с гігасекунда Гс Gs 10−9 с наносекунда нс ns
1012 с терасекунда Тс Ts 10−12 с пікосекунда пс ps
1015 с петасекунда Пс Ps 10−15 с фемтосекунда фс fs
1018 с ексасекунда Ес Es 10−18 с атосекунда ас as
1021 с зетасекунда Зс Zs 10−21 с зептосекунда зс zs
1024 с йотасекунда Йс Ys 10−24 с йоктосекунда йс ys
   застосовувати не рекомендовано
   не застосовуються або рідко застосовуються на практиці

Вимірювання секунд у побуті[ред.ред. код]

Для вимірювання часових відрізків у секундах та долях секунди використовуються секундоміри. Секундоміри бувають механічні та електронні.

Характерні відрізки часу, що вимірюються у секундах:

  • пробігти 100 метрів — 10–11 секунд;
  • виконати військову команду «підйом!» — 45 секунд;
  • час, за який світло, відбите від Місяця, досягає Землі — півтори секунди.

Цікаві факти[ред.ред. код]

  • За одну секунду:
  • Одна секунда приблизно рівна 1 / 31 556 925,9747 частини часу обертання Землі навколо Сонця у 1900 році.
  • Відома телепрограма Олександра Невзорова у часи перебудови називалася «600 секунд».

Див. також[ред.ред. код]

Джерела[ред.ред. код]

Виноски[ред.ред. код]

  1. «Official BIPM definition». BIPM. Архів оригіналу за 2013-06-23. Процитовано 2008. 
  2. Сверим часы. Краткая история появления атомных приборов измерения времени / Лента.ру, 11 апреля 2014, 10:45(рос.)
  3. Годинник Гарісона за подорож з Англії на Ямайку відстав на 5 секунд. Для порівняння: цезієвий годинник відстає на 1 секунду за 316 000 років.