В поисках времени…

Автор – Матвеенко Илья, 3 Б класс.

Научный руководитель – Черномурова Нина Александровна, учитель начальных классов

Введение

В прошлом году я проводил исследование по теме «Эта удивительная тень» и узнал, что с помощью тени можно определять время. На этом свойстве основана работа солнечных часов. Мне стало интересно, а как ещё люди определяли время до появления электронных часов?

            Неужели они всё время пользовались таким неудобным способом как солнечные часы?

            Как можно самому определять время, если в доме нет часов?

            Может, люди время определяли по явлениям природы или им помогали народные приметы?

            А что если люди изобретали свои часы и могли по ним определить время.

Тема моей работы: «В поисках времени…»

Цель исследования: изучение способов определения времени;

Объект исследования: прибор для измерения времени - часы;

Предмет исследования: виды часов;

Гипотеза исследования: я предположил, что первые приборы для измерения времени  можно сделать самому;

Задачи исследования:

- изучить различные информационные источники с целью получить больше информации о способах измерения времени;

- изучить, в каких единицах измерялось время в разные времена;

- исследовать, как и когда появились первые часы;

- сделать самому песочные, восковые и водяные часы;

Актуальность: по поводу понятия времени ученые спорят до сих пор: Что такое время?  Возможно, ли обратное течение времени? Куда и почему течет время? Правильно ли мы определяем время?

Ученые считают, что мы обманываем себя, когда полагаем, что мы действительно отслеживаем время. "Различие между прошлым, настоящим и будущим – это всего лишь стойкая иллюзия", - говорил Альберт Эйнштейн. Тем не менее, реально время или нет, его измерение, все же, стало жизненно важным для нас.

Источниками материала стали энциклопедии: «Все обо всем», «Отчего и почему?» и интернет.

Глава 1. Единицы времени

Исторически основной единицей для измерения коротких интервалов времени были сутки, отсчитываемые по минимальным полным циклам смены солнечной освещённости (день и ночь). Яркие дни для охоты и работы, а темные ночи для сна. В результате деления суток на меньшие временны́е интервалы одинаковой длины возникли часы, минуты и секунды. Сутки делили на два равных последовательных интервала (условно день и ночь). Каждый из них делили на 12 часов. Каждый час делили на 60 минут. Каждую минуту — на 60 секунд.

Таким образом, в часе 3600 секунд; в сутках 24 часа = 1440 минут = 86 400 секунд.

Для измерения более длинных интервалов времени используются единицы измерения год, месяц и неделя, состоящие из целого числа солнечных суток. Год приблизительно равен периоду обращения Земли вокруг Солнца, месяц — периоду полной смены фаз Луны.

В настоящее время часы, минуты и секунды прочно вошли в наш обиход.

Глава 2. Способы измерения времени

История часов длинная, она насчитывает много столетий. Исследуя их историю, я узнал, что слово «часы» произошло от французского слова «колокольчик». За свою историю часы были самых разнообразных и причудливых форм, а само слово «часы» вошло в обиход приблизительно семьсот лет назад.

В древности существовало много способов измерения времени. Это огненные, солнечные, водяные и песочные часы. В рудниках использовали лампадки, в которые наливали определенное количество масла. Как только огонек в лампе ослабевал, рудокопы заканчивали свою работу. В некоторых случаях для определения времени применялся горючий жгут, который пропитывали ароматическими веществами через равные промежутки. Время в таких часах устанавливали по появляющемуся запаху. В Китае использовали свечи с отметками. Каждый раз, когда свеча догорала до одной из отметок, проходил определенный промежуток времени. Очень долго в монастырях время определялось по количеству прочитанных молитв. Человек мог ориентироваться на растения. Все дело в том, что цветы раскрываются и закрываются строго в определенное время. В 6 часов утра раскрывается одуванчик, а в 9 часов — полевая гвоздика. В 6 часов вечера опускаются под воду кувшинки, а в 7-8 часов «засыпает» шиповник.

Анкетирование моих одноклассников показало, что большинству из них известны солнечные часы, трое опрошенных знают о песочных часах и никто не упомянул о водяных, восковых или механических часах.

Глава 3. Солнечные часы

Самое старое устройство для измерения времени – это солнечные часы. Работа солнечных часов основана на тени, которая образуется при свете солнца, так как в разное время суток длина тени и её положение различно. Солнечная тень указывала на число на круглом диске, таким образом, определялось время. Например, если тень, указывает на цифру девять, значит время – девять часов утра. Конечно же, у солнечных часов были и свои недостатки, прежде всего это то, что ими можно пользоваться только в течение светового дня.

Проведение опыта

«Изготовление солнечных часов»

1. 2 листа  плотного картона (25 x  25).
2. Клей, ножницы.
3. Циркуль.
4. Карандаш, ручка.
5. Вырезал два круга из картона и склеил их.
6. В центре круга вставил ручку.
7. Расположил часы в солнечном месте и каждый час отмечал положение тени.

Глава 4. Водяные часы

Водяные часы занимали второе место после солнечных. Промежуток времени в них измерялся по количеству вытекшей воды.

Первые водяные часы были созданы древнегреческим механиком и изобретателем Ктесибием и носили название «клепсидра», которое происходит от сочетания двух греческих слов: «брать» и «вода». Клепсидра представляла собой сосуд, на который была нанесена временная шкала. На ней римскими цифрами были обозначены ночные, а арабскими — дневные часы. Водяные часы могли показывать время не только днем, но и ночью, и водяные часы были более точными в сравнении с солнечными часами.

Проведение опыта «Изготовление водяных часов»

            Для изготовления водяных часов мне понадобилось:

1. Две пластиковые бутылки.
2. Скотч.
3. Вода.

• Соединил при помощи скотча пробки пластиковых бутылок.
• Проделал в них отверстие.
• Сделал по 2 отверстия в каждой бутылке у горлышка и у основания.

Глава 5. Песочные часы

Песочные часы — простейший прибор для отсчёта промежутков времени, состоящий из двух сосудов, соединённых узкой горловиной, один из которых частично заполнен песком. Время, за которое песок через горловину пересыпается в другой сосуд, может составлять от нескольких секунд до нескольких часов. Песочные часы были известны в глубокой древности.

Недостатком был короткий интервал времени, который можно было измерить, не переворачивая эти часы.

В настоящее время песочные часы используются лишь при проведении некоторых врачебных процедур и в качестве сувениров.

Проведение опыта

 «Изготовление песочных часов»

         Для изготовления песочных часов мне понадобилось:

1. Два аспиратора для носа (можно использовать бутылочки).
2. Кусочек пластиковой трубки.
3. Скотч.
4. Соль мелкая «Экстра».

• Соединил при помощи трубки носики аспираторов.
• Заклеил скотчем один наконечник, а в другой насыпал соль.
• Заклеил скотчем другой наконечник.

У меня получились часы, отмеряющие 5 секунд.

Глава 6. Огневые часы

Также для определения времени использовали свечи: К свечке прикрепляли бусинки – по мере ее сгорания бусинки падали, что давало возможность определить время, но это устройство работало лишь в помещении, где нет ветра.            

Проведение опыта «Изготовление восковых часов»

Для опыта мне понадобилось:

1. Две одинаковые свечи.
2.        Бусины.

Каждые 30 минут я отмерял, сколько сгорело свечи, и делал отметки бусинкой на целой свечке. Затем измерил длину полученных отрезков и с помощью бусин разметил всю свечку до конца.

В результате я получил восковые часы с интервалом времени 10 часов.

Глава 7. Современный мир часов

Определение времени становится все более сложным делом. Раньше точность хода часов была такова, что разница в показателях доходила до тысяч секунд в сутки. Сегодня же атомные часы показывают время с точностью до секунды на три тысячи лет. Это большие шкафы, применяемые в крупнейших лабораториях лишь некоторых стран.

Эволюция часов включает в себя следующие этапы: древние часы (солнечные, водяные, песочные, огневые), а также механические, электронные, кварцевые и атомные.

Заключение

Таким образом, изучив различные информационные источники и проделав ряд опытов, я убедился в том, что время можно определить не только с помощью электронных часов и по солнцу, но и с помощью свечки, по уровню воды в колбе с отверстием, песочными и механическими часами.

Первые приборы для измерения времени под силу даже третьекласснику.

Думаю, что материалы моей работы будут интересны на уроках физики, истории и окружающего мира, а приборы, которые я сделал, для проверки правил (кто больше вспомнит, правил за промежуток времени).