Čas
Čas - to je způsob, jakým příroda zajišťuje,
aby se všechno neodehrálo najednou.
Jednotky času
sekunda - základní jednotka času je v SI sekunda
„Sekunda, symbol s, je SI-jednotka času. Je definována fixováním číselné hodnoty cesiové frekvence ΔvCs,
přechodové frekvence atomu cesia 133 v klidovém stavu při přechodu mezi dvěma hladinami velmi jemné
struktury základního stavu, rovné 9 192 631 770, je-li vyjádřena v jednotce Hz, jež je rovna s-1.“
vteřina není jednotkou času!!!
používání jednotek SI – zákon 152/2021 Sb.
akceptované jednotky pro použití s jednotkami SI (dříve vedlejší jednotky SI):
minuta - 1 min = 60 s
hodina - 1 h = 60 min = 3600 s
den - 1 d = 24 h = 86 400 s
kalendářní jednotky - týden, měsíc, rok (365 dní nebo 366 dní pro přestupný rok)
den, rok - odvozeny z otáčení Země kolem své osy a jejího oběhu kolem Slunce =>
=> nerovnoměrné => je třeba odlišovat:
kalendářní den x pravý sluneční den, střední sluneční den;
kalendářní rok x tropický rok a hvězdný rok!
Měření času
2 způsoby:
1. přímým měřením plynulého, rovnoměrného pohybu nebo jeho projevů
- pomocí Slunce – gnómón, sluneční hodiny – 5-3 tis. př. n. l.
- klepsydra (vodní hodiny),
- přesýpací hodiny,
- svíčkové hodiny – (520 n.l.)
2. počítáním pravidelných pohybů - mechanických, elektrických
nebo atomárních oscilací
- mechanické hodiny – hnací kolo, kyvy, setrvačka (nepokoj) –
před r. 1320 (mechanismus z Antikythéry 150-100 př.n.l.)
- námořní a letecké chronometry – John Harrison (1760)
- elektronické hodiny – křemenný krystal (1927)
- atomové hodiny jako nejpřesnější normály času (od 1955)
Měření času
Přesnost měření času
- v r. 2011 dosažena přesnost měření 1 sekunda
za 32 miliard let (= relativní přesnost 4 × 10-19)
- od vynálezu hodin zlepšení o 16 řádů!
- měření času a kmitočtu patří dnes k nejpřesnějším měřením vůbec
- Hinckley et al. (Science 2013) – nejpřesnější hodiny, nestabilita10-18
během 7 h, ytterbium – laboratorní (Bloom et al., 2004, Nature 506, 71)
- National Institute of Standards
and Technology (NIST)
NIST-F2 – přesnost chodu
do 1 s po 300 milionů let
video: jak pracují atomové hodiny
1. atomové hodiny na bázi césia 133
Essen & Parry (1955)
Atomové hodiny NIST-F2 (Jefferts & Heavner 2014)
Časy v astronomii
čas sluneční, hvězdný – dříve svázané s rotací Země, měření průchodu
hvězd meridiánem;
dnes dle pozorování vzdálených kvasarů (přesnost s) – nepravidelnosti
rotace Země
GMT – záložen na středním slunečním čase v anglické Greenwichi
UT (Universal Time) – moderní pokračování GMT, od r. 1928, nepřesné –
varianty UT0, UT1, UT2, UTC (liší se korekcemi)
čas atomový (International Atomic Time, TAI) – čas atomových hodin, rovnoměrný
UTC – (Coordinated Universal Time) – stejný chod jako TAI, ale nesmí se
odchýlit od UT1 více než 0,9 s => přestupné sekundy, zatím jich
bylo vloženo 27 s
Časy místní
= čas platný pro zeměpisný poledník, na němž se nacházíme
rozdíl místních časů = rozdíl zeměpisných délek (oněch dvou míst),
místa východně od nás mají větší místní čas (Slunce tam kulminuje dříve),
místa položená západně mají místní čas menší než my
Časy pásmové
konec 19. století - systém mnoha místních časů
nepraktický => cestování (zejména po železnici) si
vynutilo časy pásmové - Země rozdělena podél
poledníků na 24 pásů, každý 15° zeměpisné délky,
v každém stejný pásmový čas
1884 čas v pásmu podél greenwichského
poledníku - základní, tzv. světový
co je čas ZULU?
Časová
pásma
Odchylky - občas není striktně dodržována hranice pásů
- letní čas - o hodinu předbíhá čas pásmový (letní čas = čas pásma
ležícího východně).
- zimní čas – nejde o náš čas v zimě! v zimě je v ČR normální
pásmový čas; jde o čas v pásmu ležícím západně od
nás (prakticky se nepoužívá)
https://www.timeanddate.com/time/map
Den
základní jednotka biologického času – odvozena od doby otočky Země
dnes - 1 d = 24 hodin = 1440 min = 86400 s
dříve – čas denní, noční a soumrak
čas denní dělen na 10 částí + 2 na ranní a večerní soumrak,
noční někdy také na 12 dílů (starověký Egypt)
původ?
• tehdy oblíbená dvanáctková soustava,
• 12 článků prstů (bez palce)
• podle šestiprstých Sumerských bohů
počítání dnů
- starověk, středověk – od východu Slunce (poledne – konec 6. hodiny)
- italský (do pol. 18. st.), český (do 17. st.) systém – od večera (západu
Slunce, soumraku) - den 24 hodin; poledne dle roční doby
např. v 15 hod nebo až v 19 hod.
- středověký islámský systém – od večerního soumraku
- německý systém – od půlnoci
1 hvězdný den = doba otočky Země o 360° vůči hvězdám
definice: doba mezi dvěma následujícími horními kulminacemi jarního bodu
horní kulminace - objekt má největší úhlovou výšku nad vodorovnou rovinou,
dolní kulminace – opak horní kulminace, někdy bez možnosti objekt
pozorovat (je pod obzorem)
1 sluneční den = doba rotace Země vůči Slunci
pravý sluneční den = doba mezi dvěma následujícími horními kulminacemi
Slunce
sluneční den > hvězdný den !!!
Den
1 hvězdný den = doba otočky Země o 360° vůči hvězdám
definice: doba mezi dvěma následujícími horními kulminacemi jarního bodu
horní kulminace - objekt má největší úhlovou výšku nad vodorovnou rovinou,
dolní kulminace – opak horní kulminace, někdy bez možnosti objekt
pozorovat (je pod obzorem)
1 sluneční den = doba rotace Země vůči Slunci
pravý sluneční den = doba mezi dvěma následujícími horními kulminacemi
Slunce
sluneční den > hvězdný den !!!
Převodní vztahy:
1 sluneční den = 24 h 3 min 57 s hvězdného času,
1 hvězdný den = 23 h 56 min 4 s slunečního času.
ale
1 hvězdný den = 24 h 0 min 0 s hvězdného (!) času,
1 sluneční den = 24 h 0 min 0 s slunečního (!) času.
Den
Rok
kalendářní, tropický, hvězdný, uherský, fiskální, školní, akademický, drakonický,
anomalistický, světelný …
tropický rok - doba mezi dvěma po sobě následujícími průchody pravého
Slunce (středu slunečního disku) jarním bodem; 365,242 192 129 dne
středního slunečního času; délka ovlivněna precesí - jarní bod se posune za rok
o 50,40" po ekliptice proti pohybu Slunce na hvězdné obloze;
základem kalendářního roku našeho kalendáře
hvězdný rok – doba, za kterou se Slunce vrátí do téhož bodu hvězdné oblohy
(k téže hvězdě na ekliptice); o 20 minut delší než tropický rok, není
ovlivněn precesí
střední juliánský rok 1 aj = 365,25 dne = 3,155 76 × 107 s
(dle IAU - v astronomii a astrofyzice)
Juliánský čas/datování – zavedl poč. 17. st. Joseph Scaliger;
počítání dní od 1. ledna roku 4713 př. n. l.,
1. 10. 2024, 8 h UT – 2 460 584.8333
juliánský kalendář - Julius Caesar, 45 př.n.l., od založení Říma
753 př.n.l., 365,25 d
Dionysius Exiguus – kolem 500 n.l., počátek kalendáře
narození Krista, převzato po r. 1000, BC x AD
gregoriánský kalendář – Řehoř XIII, r. 1582, reforma juliánského
kalendáře, nově 365,2425 d, dny mezi 4. až 15.10.1582
vypuštěny, přestupné roky 1600, 2000
Další kalendáře
Egyptský - Jeden z nejstarších kalendářů vznikl pro účely účetnictví a daňové evidence,
roku 266 př. n. l. zavedl Ptolemaios III. přestupné roky. Ptolemaiův kalendář byl
základem kalendáře juliánského.
Řecký - počátkem byl 1. den první olympiády (8. červenec r. 776 př. n. l..)
Mayský – od r. 3114 př. n. l., pracoval s cykly po 5119 letech,
„Velkými roky“. Celé schéma zahrnuje více než 36 000 let.
Židovský – počátek - stvoření světa podle Bible na 7. říjen
3671 př. n. l.
Islámský - čistě lunární, byl zaveden chalífou Umarem roku 637, počátek
letopočtu byl stanoven na rok 622 (hidžra).
Kalendáře
Řehoř XIII