с чем сверяют время
Самое точное время в мире
Почему отсчёт точного времени идёт по Гринвичу?
Система отсчёта времени в мире в семидесятые годы была заменена на иную, более точную, которая отличается от времени гринвичского меридиана. Не смотря на это, известная аббревиатура GMT продолжает применяться, что выглядит, как дань традициям.
В здании старой обсерватории, которая в семнадцатом веке была основана Карлом Вторым, находится музей навигационных и астрономических устройств. Сама обсерватория была выведена из этого здания ещё в 1990-ом году из-за светового засорения. Сейчас она находится неподалёку в Гринвичском парке.
Кто придумал точное время?
Для измерения времени человеком было придумано множество механизмов. В давние времена люди измеряли время в восходах и в закатах, обращали внимание на увеличение или уменьшение тени от предметов на протяжении дня. Благодаря этому люди могли приблизительно ориентироваться во времени. Роль огромных часов выполняли звёзды. Было замечено, что в разные периоды ночи на небе видны разные звёзды.
Древние египтяне вследствие наблюдения за звёздами поделили ночь на двенадцать промежутков. При этом они ориентировались на моменты появления каждой из двенадцати звёзд. Можно сделать вывод, что деление суток на двадцать четыре часа взяло начало как раз от деления ночи египтянами на двенадцать временных промежутков.
Теневые или солнечные часы тоже были созданы египтянами. Это была простая доска с отметками, которая и стала первым прообразом приспособления для измерения времени. Чтобы измерить время пользовались так же водой и огнём.
В первые песочные часы появились две тысячи лет назад. А вот первые механические часы изобрели более одной тысячи четыреста лет назад. К механизму этих часов была прикреплена катушка с цепочкой, на конце которой находился груз. Благодаря грузу происходило вращение катушки, цепочка при этом разматывалась. При помощи регулятора и ряда шестерёнок по циферблату двигалась стрелка.
Самое точное время в мире
Каждая секунда должна длиться одно и то же время. На это влияет создаваемый маятником колебательный ритм, вибрация кварца, пружина и др. Самыми точными часами несколько лет считались часы из цезия, содержащие «атомное время». Это был самый точный долгосрочный хронометрист в мире. Часы могут отклониться на одну секунду за сто тридцать восемь миллионов лет. Часы «из цезия» были совместно созданы учёными Японии и Америки в одной из европейских лабораторий.
Эти часы способны делить время на гораздо меньшие интервалы, что в будущем может быть использовано для проверки разных констант и законов физики.
Самые точные часы в мире находятся в Подмосковье
Государственный эталон времени и частоты (ГЭВЧ) был утвержден Госстандартом в 2012 году, а последние пять месяцев ГЭВЧ России стал лучшим в мире. Кто и как контролирует ход времени, разбирался корреспондент «360».
В Солнечногорском районе в поселке Менделеево за высоким массивным забором расположились здания Всероссийского института измерений. В одном из них ученые следят за временем. Во всех смыслах. Официально должность ученого так и звучит — хранитель времени. Уже полвека он следит, чтобы главные часы в стране шли точно до наносекунды.
Собственно часы расположены в соседних помещениях на этом этаже и этажом выше, а сюда приходят их сигналы — Николай Кошеляевский, начальник лаборатории № 713 Главного метрологического центра Государственной службы времени и частоты РФ.
16 сигналов от 16 часов сравнивают между собой в этой комнате. И таким образом контролируют их ход. Отставание на одну миллиардную тут же становится явным.
А вот так выглядят сами часы, водородные, высокотехнологичные — разработка российских ученых, аналогов которой в мире нет. На данный момент это самые точные часы на планете Земля.
— Сергей Донченко, генеральный директор ФГУП «ВНИИФТРИ».
Международное бюро мер и весов, расположенное в предместье Парижа — то место, куда ученые всех стран каждый день отправляют данные о времени. Американцы, немцы, сами французы и все остальные. Страны сверяются друг с другом и определяют самые точные показания.
То время, которое мы формируем здесь в лаборатории, мы передаем в систему ГЛОНАСС, а они на спутник, после чего оно распространяется
— Игорь Блинов, заместитель генерального директора ФГУП «ВНИИФТРИ».
От точности времени зависят навигация, система координат, например, вашего автомобиля. И если спортсмену на Олимпиаде важна каждая сотая секунды, спутниковой системе ГЛОНАСС нужны данные вплоть до миллиардной доли, то же самое касается сотовой связи. Рассинхрон по времени может привести к коллапсу.
Если случится с навигационными системами, то сотовая связь пропадет примерно через сутки, потому что все часы и все стандарты разбегутся, и мы не сможем связаться с потребителями
— Сергей Донченко, генеральный директор ФГУП «ВНИИФТРИ».
Именно поэтому операторы сотой связи, банки, энергетики, аэропорты, вокзалы и логистические компании сверяют свои часы с эталоном времени и звонят во Всероссийский институт и радиотехнических измерений, который расположен в Московской области. В день поступает до 150 миллионов запросов.
Сверим часы Краткая история появления атомных приборов измерения времени
Прогресс не стоит на месте ─ совсем недавно в США были созданы высокоточные атомные часы, которые совершают ошибку в одну секунду за 300 миллионов лет. Эти часы, заменившие старую модель, которая допускала ошибку в одну секунду за сто миллионов лет, теперь задают стандарт американского гражданского времени. «Лента.ру» решила вспомнить историю создания атомных часов.
Первый атом
Для того чтобы создать часы, достаточно использовать любой периодический процесс. И история появления приборов измерения времени ─ это отчасти история появления либо новых источников энергии, либо новых колебательных систем, используемых в часах. Самыми простыми часами являются, вероятно, солнечные: для их работы необходимо только Солнце и предмет, который отбрасывает тень. Недостатки этого способа определения времени очевидны. Водяные и песочные часы тоже не лучше: они пригодны лишь для измерения сравнительно коротких промежутков времени.
Самые древние механические часы были найдены в 1901 году рядом с островом Антикитера на затонувшем корабле в Эгейском море. Они содержат около 30 бронзовых шестерен в деревянном корпусе размером 33 на 18 на 10 сантиметров и датируются примерно сотым годом до нашей эры.
Фрагмент антикитерского механизма
Фото: Marsyas / Wikipedia.org
В течение почти двух тысяч лет механические часы были самыми точными и надежными. Появление в 1657 году классического труда Христиана Гюйгенса «Маятниковые часы» («Horologium oscillatorium, sive de motu pendulorum an horologia aptato demonstrationes geometrica») с описанием устройства отсчета времени с маятником в качестве колебательной системы, стало, вероятно, апогеем в истории развития механических приборов такого типа.
Однако астрономы и мореплаватели все равно использовали звездное небо и карты для определения своего местоположения и точного времени. Первые же электрические часы изобрел в 1814 году Фрэнсис Роналдс. Однако первый такой прибор был неточным из-за чувствительности к изменениям температуры.
Дальнейшая история часов связана с использованием в устройствах разных колебательных систем. Представленные в 1927 году сотрудниками Лабораторий Белла кварцевые часы использовали пьезоэлектрические свойства кристалла кварца: при воздействии на него электрического тока кристалл начинает сжиматься. Современные кварцевые хронометры могут обеспечить точность до 0,3 секунды в месяц. Однако, поскольку кварц подвержен старению, с течением времени часы начинают идти с меньшей точностью.
С развитием атомной физики ученые предложили использовать в качестве колебательных систем именно частицы вещества. Так появились первые атомные часы. Идею о возможности использования атомных колебаний водорода для измерения времени предложил еще в 1879 году английский физик лорд Кельвин, однако только к середине XX века это стало возможным.
Лорд Кельвин, предложивший идею атомных часов
Репродукция картины Губерта фон Геркомера (1907)
В 1930-х годах американский физик и первооткрыватель ядерного магнитного резонанса Исидор Раби начал работать над атомными часами с цезием-133, однако начало войны помешало ему. Уже после войны в 1949 году в Национальном комитете стандартов США с участием Гарольда Лайонсона были созданы первые молекулярные часы, использующие молекулы аммиака. Но первые такие приборы измерения времени не были точными, как современные атомные часы.
Относительно малая точность была связана с тем, что из-за взаимодействия молекул аммиака между собой и со стенками емкости, в которой находилось это вещество, изменялась энергия молекул, и их спектральные линии уширялись. Этот эффект очень похож на трение в механических часах.
Позднее, в 1955 году, Луи Эсссен из Национальной физической лаборатории Великобритании представил первые атомные часы на цезии-133. Эти часы накапливали ошибку в одну секунду за миллион лет. Прибор получил название NBS-1 и стал считаться цезиевым эталоном частоты.
Изобретатель Гарольд Лайонс (справа) с первыми молекулярными часами (1949 год)
Принципиальная схема атомных часов состоит из кварцевого генератора, контролируемого дискриминатором по схеме обратной связи. В генераторе используются пьезоэлектрические свойства кварца, тогда как в дискриминаторе происходят энергетические колебания атомов, так что колебания кварца отслеживаются сигналами от переходов с разных энергетических уровней в атомах или молекулах. Между генератором и дискриминатором находится компенсатор, настроенный на частоту атомных колебаний и сравнивающий ее с частотой колебаний кристалла.
Атомы, используемые в часах, должны обеспечивать стабильные колебания. Для каждой частоты электромагнитного излучения существуют свои атомы: кальция, стронция, рубидия, цезия, водорода. Или даже молекулы аммиака и йода.
Эталон времени
С появлением атомных приборов измерения времени стало возможным использовать их в качестве универсального эталона для определения секунды. С 1884 года Гринвичское время, считавшееся мировым стандартом, уступило место эталону атомных часов. В 1967 году решением 12-й Генеральной конференции мер и весов одну секунду определили как продолжительность 9192631770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Такое определение секунды не зависит от астрономических параметров и может воспроизводиться в любой точке планеты. Цезий-133, используемый в эталоне атомных часов, ─ единственный стабильный изотоп цезия со 100-процентной распространенностью на Земле.
Точность атомных часов увеличивается (по данным Национального института стандартов и технологий США)
Атомные часы используются и в спутниковой системе навигации; они необходимы для определения точного времени и координат спутника. Так, в каждом спутнике системы GPS установлены по четыре комплекта таких часов: два рубидиевых и два цезиевых, которые обеспечивают точность передачи сигнала в 50 наносекунд. На российских спутниках системы ГЛОНАСС тоже установлены цезиевые и рубидиевые атомные приборы измерения времени, а на спутниках разворачивающейся европейской геопозиционной системы Galileo ─ водородные и рубидиевые.
Точность водородных часов ─ самая высокая. Она составляет 0,45 наносекунды за 12 часов. По всей видимости, использование Galileo таких точных часов выведет эту навигационную систему в лидеры уже в 2015 году, когда на орбите будет 18 ее спутников.
Компактные атомные часы
Hewlett-Packard стала первой компанией, которая занялась разработкой компактных атомных часов. В 1964 году ею был создан цезиевый прибор HP 5060A размером с большой чемодан. Компания и дальше развивала это направление, но с 2005 года продала свое подразделение, разрабатывающее атомные часы, компании Symmetricom.
Цезиевые часы HP 5060A
В 2011 году специалисты Лаборатории Дрейпера и Сандийских национальных лабораторий разработали, а компания Symmetricom выпустила первые миниатюрные атомные часы Quantum. На момент выпуска они стоили порядка 15 тысяч долларов, были заключены в герметичный корпус размером 40 на 35 на 11 миллиметров и весили 35 граммов. Потребляемая мощность часов составляла менее 120 милливатт. Первоначально они были разработаны по заказу Пентагона и предназначались для обслуживания навигационных систем, функционирующих независимо от систем GPS, например, глубоко под водой или землей.
Уже в конце 2013 года американская компания Bathys Hawaii представила первые «наручные» атомные часы. В качестве основного компонента в них используется чип SA.45s производства компании Symmetricom. Внутри чипа располагается капсула с цезием-133. В конструкцию часов также входят фотоэлементы и маломощный лазер. Последний обеспечивает нагревание газообразного цезия, в результате чего его атомы начинают переходить с одного энергетического уровня на другой. Измерение времени как раз и производится за счет фиксирования такого перехода. Стоимость нового прибора составляет около 12 тысяч долларов.
Наручные атомные часы
Тенденции к миниатюризации, автономности и точности приведут к тому, что уже в недалеком будущем появятся новые устройства с использованием атомных часов во всех сферах человеческой жизни, начиная с космических исследований на орбитальных спутниках и станциях до бытового применениях в комнатных и наручных системах.
Как в походе определить точное время без часов
Походы заставляют человека менять не только взгляды на комфортный отдых, но и мировоззрение. Природа позволяет понять, насколько важна гармония внутри. Создать комфорт в лесу непросто, главное – уметь предвидеть возможные нестандартные ситуации. Понимание природных явлений – правильная составляющая любого путешествия.
Многие современные люди ошибочно считают, что отсчёт времени фиксируется и отображается на часах и телефонах. На самом деле, временем движет планета и природа, поэтому, зная небольшие секреты окружающего мира, можно узнать время в любой ситуации.
Немного истории
Когда-то люди жили и не представляли, что существуют часы или секундомеры. Представить подобное сложно, не так ли? Человечество двадцать первого века с трудом видит жизнь без многочисленных гаджетов и приборов. Молодые люди всё чаще задаются вопросом: как узнавали время раннее?
Солнечные часы
Существовало пять главных способов определить приблизительное время суток. Каждый метод имеет недостатки и достоинства, о которых расскажу в этой статье.
Определять время суток важно для правильного распределения заданий и целей, которые нужно выполнить. В походе с помощью времени составляется подробный план, включающий установку палатки и приготовление еды.
L Как правильно ориентироваться в лесу читаем в статье: Как определить север и юг без компаса днем и ночью
Как узнать время по солнцу
Люди встречают рассвет
Солнце – источник тепла и света. Определение времени по солнцу подходит для летнего и зимнего периода года, когда на улице солнечная ясная погода. Главным минусом считается невозможность использовать солнце для определения времени ночью и в пасмурную погоду.
Узнаём, сколько времени по звёздам
Минусом подхода считается то, что использовать его можно в ясную погоду, а также невозможно определить время в Северном полушарии зимой. Точность метода плохая, но иногда это единственная возможность узнать время.
Определение времени по звездам
Как определить время по звёздам?
Первоначально нужно найти на небе Большую медведицу. Для этого с помощью компаса находим северное направление (север-юг, запад-восток). В созвездие входят 7 звёзд, которые образуют воображаемый ковш с ручкой. Когда мы нашли в ночном небе данное созвездие, нужно сконцентрироваться на правой части ковша. Отсчитываем две звезды от правой части вверх, строим воображаемую линию. Это делается для нахождения Полярной звезды. Узнать Полярную звезду можно на выразительному яркому сиянию. Найденная звезда станет центром циферблата. Делим циферблат на воображаемые 24 деления, противоположная ручка ковша будет указывать на время.
L Как определить погоду народными средствами, читаем в статье: Способы как узнать погоду по приметам на завтра
Учимся определять время по птицам
Наблюдение за птицами помогает в любой ситуации определить примерное время суток. Способ неточный, но иногда единственный.
Птица Щегол
Во сколько просыпаются птицы?
3-4 часа ночи: крапивник (март-конец осени), зяблик (с марта—октябрь), овсянка (круглый год), пищуха (круглый год).
4 часа ночи: щегол (круглый год), скворец (март—ноябрь), канареечный вьюрок (круглый год), зеленушка (круглый год), белая трясогузка (март—октябрь), жаворонок (март—октябрь), соловей (апрель—сентябрь), камышовка дроздовидная (апрель—август).
2-3 часа ночи: горихвостка-лысушка (апрель—сентябрь), горихвостка-чернушка (март—октябрь), перепел и полевой жаворонок (март—октябрь).
3 часа ночи: иволга и кукушка (апрель—сентябрь), синица большая (круглый год), зарянка (март—ноябрь).
Когда птицы просыпаются, они начинают петь, поэтому люди с чутким слухом поймут, кому принадлежит пение.
Как узнать время по цветам
Растения чувствительны к изменению светового дня. Карл Линней изобрёл небольшую схему, по которой можно отсчитывать время.
Растение Козлобородник
Во сколько открываются цветы(в часах)?
Утром:
Вечером:
Растение Очный цвет
Во сколько закрываются цветы?
Утром:
Растение
Днём:
Вечером:
Заключение
В дали от цивилизации, в походе, многие привычки которые сопутствовали человеку, не работают. Поэтому важно уметь пользоваться природными богатствами и наблюдать за окружающей средой. С их помощью каждый человек имеет возможность определить время в походе. Произвести необходимый отсчет времени для возвращения, либо рассчитать продолжительность движения до определенной точки маршрута. Если человек заблудился, то ему важно до начала ночи найти верный путь. Отслеживание времени — необходимый и безопасный аспект любого похода.
L Что делать, если заблудился в лесу? Рассказываю об этом в моей статье: «Если заблудился в лесу. Правила поведения в нештатной ситуации».
Дорогие читатели, подписывайтесь на канал, чтобы оставаться в курсе интересной информации и походной жизни. Начните жить активно и весело.
Как выбрать самые точные часы
Вне зависимости от стоимости или страны-производителя часов, мы ждем от них одного: точных показаний. Иначе, зачем они нужны?!
Обо всем по порядку…
Важно! На точность любых часов влияет целый ряд факторов.
Вне зависимости от того, какие часы, механические или кварцевые, их следует беречь от влияния температуры.
Помните, чрезмерные солнечные ванны часам противопоказаны, да и в путешествие на Северный полюс их лучше не брать.
И это совершенно нормально!
Итак, мы требуем от часов максимальной точности. А какие они, самые точные часы?
Все бы хорошо, только эти часы занимают целую комнату!
Естественно, этим высоким званием обладают далеко не все часы. К примеру, некоторые модели из коллекции Epos выдержали все тесты и с гордостью носят статус «хронометр».
Одни часы обладают высокой стоимостью, другие не надеть на руку из-за громоздких размеров… Что же делать, если хочется найти точные часы по приемлемой цене?
Согласитесь, в обычной жизни знать выверенное до миллисекунды время не так уж и важно. Тем более, производители и так стремятся к максимальной точности.
К примеру, часы с модулем радиоконтроля Citizen Promaster Sky или Casio в коллекции Radio Controlled, обладая возможностью радиосинхронизации, вообще не дают никакой погрешности хода, т.к. регулярно сверяют время по радиосигналу, который передается с атомных часов. Вот только сигнал этот ловится не во всем мире. Так что внимательно изучите инструкцию перед покупкой, чтобы знать зоны покрытия.
В погоне за абсолютной точностью с разработками Casio и Citizen соревнуется другая японская компания Seiko. Часы Astron GPS Solar могут автоматически подключатся к спутникам, получая данные о любом из 39 часовых поясов Земли и корректируя время до точности атомных часов.
Если говорить о часах без вышеперечисленных технических возможностей, то Citizen заявляет свои кварцевые часы Chronomaster с годовой погрешностью ±5 секунд, как самые точные в мире. Погрешность +/-10 секунд в год обещают часы Bulova из мужской и женской коллекции Precisionist (анг. precision – «точность»).
А вот более существенное отклонение от указанных показаний является показателем неисправности и такие часы нужно ремонтировать, а не регулировать.