دانلود مقاله زمان با فرمت ورد ودر 13 صفحه قابل ویرایش

قسمتی از متن مقاله

مقدمه
زمان دوره ای است که یک عمل یا یک رویداد رخ می دهد .از هر چیزی که تغییرات منظم دارد می توان برای سنجش زمان استفاده کرد . زمان مانند طول و جرم یک مفدار بنیادی در فیزیک است و بعد چهارم آن محسوب می شود . برای اندازه گیری زمان سه روش موجود است . دو روش اول بر مبنای حرکت روزانه ی زمین به دور محورش است . این روش ها به وسیله ی حرکت ظاهری خورشید در آسمان ( زمان خورشیدی ) یا حرکت ظاهری ستارگان در آسمان ( زمان نجومی ) تعیین می شود . روش سوم اندازه گیری زمان مبنی بر دوران کامل زمین به دور خورشید ( زمان زیجی ) است .
زمان خورشیدی

حرکت ظاهری خورشید از عرض آسمان برای مدت های طولانی برای اندازه گیری زمان استفاده می شد . در تمام مکان ها وقتی که خورشید به بالاترین نقطه ی آسمان می رسید ظهر محسوب می شود . این نقطه نصف النهار است . فاصله ی میان گذر پیاپی خورشید از عرض نصف النهار یک روز است و این روز طبق عادت به 24 ساعت تقسیم شده است .طول روز مطابق با خورشید در تمام سال یکسان نیست . این متغیر بودن به دلیل بیضوی بودن مدار زمین و میل دایرةالبروج نسبت به معدل النهار ( استوای آسمان ) است . این اختلاف گاهی به 16 دقیقه هم می رسد . با اختراع ساعتی دقیق در قرن 17 این اختلاف معنی دار شد . به این ترتیب زمان خورشیدی ( که مبنی بر حرکت فرضی خورشید با سرعت هموار در سراسر سال می باشد ) اختراع شد .

زمان استاندارد :

نیم روز هر محل زمانی است که خورشید به بالاترین نقطه خود در آسمان رسیده باشد . هنگامی که مردم ساکن در نقاط غربی یک محل هنوز به نیمه ی روز نرسیده اند ساکنان نقاط شرقی عصر را از سر گذرانده اند . با چرخش زمین نقاط مختلف از شرق به غرب به ترتیب به نیمه روز می رسند . زمان استاندارد ( که مبنی بر زمان خورشیدی است ) در سال 1883 طی موافقت نامه ای بین المللی برای پرهیز از پیچیدگی که در اثر استفاده ی هر جامعه از ساعت محلی خود بوجود آمده بود معرفی شد . طی این موافقت نامه زمین به 24 ناحیه ی زمانی دسته بندی شدکه هر ناحیه 15 درجه ی طول جغرافیایی را به خود اختصاص می دهد. که این تقسیم بندی یک تقسیم بندی طبیعی است زیرا سیاره ی زمین با سرعت 15 درجه در ساعت به دور خودش می گردد.منطقه ی اصلی نصف النهار صفر درجه است که از رصدخانه ی سلطنتی گرینویچ در انگلستان می گذرد. مناطق زمانی دیگر بر حسب فاصله از غرب یا شرق گرینویچ دسته بندی شد . در هر منطقه ی زمانی تمام ساعت ها یک عدد را نشان می داد . در سال 1966 کنگره ی آمریکا از تصویب نامه ی زمانی متحدالشکل که باعث بنا شدن 8 منطقه ی زمانی برای آمریکا و متصرفاتش شده بود اجتناب کرد . در سال 1983 چندین کرانه ی منطقه ی زمانی تغییر کرد و به همین دلیل آلاسکا که قبلا تحت پوشش 4 منطقه ی زمانی بود تحت پوشش یک منطقه ی واحد در آمد . در کشتیرانی ساعت ها معمولا زمان محلی گرینویچ را که میانگین زمان گرینویچ (GMT) می گویند نشان می دهند . منجمان این سیستم را با نام زمان جهانی (UT) به کار می برند .

زمان نجومی :

مکان اصلی آن اعتدال بهاری ( یک مکان خیالی در آسمان که با صحت زیاد توسط منجمان اندازه گیری می شود ) است. موقعیت اعتدال بهاری توسط ستارگان ثابت تعیین می شود . (یک روز نجومی زمانی آغاز می شود که فلان ستاره ی معین از یک نصف النهار عبور می کند و درست در لحظه ای که همان ستاره دوباره از همان نقطه عبور می کند این روز به پایان میرسد . این روز 23 ساعت و 56 دقیقه و 09/4 ثانیه است که 4 دقیقه کوتاهتر از روز خورشیدی متوسط است)زمان خورشیدی را که مبنی بر مکان ستاره ها است را زمان نجومی می گویند . ساعتی را که برای اندازه گیری زمان نجومی تنظیم شده باشد را ساعت نجومی گویند . رصد خانه ی نیروی دریایی آمریکا در واشنگتن از جدول های ریاضی برای نتیجه گرفتن زمان خورشیدی میانگین از زمان نجومی میانگین استفاده می کند. زمان خورشیدی میانگین بدین گونه دارای خطاهایی در حد 1 در میلیون است . بین ساعت خورشیدی میانگین و ساعت نجومی اختلافی وجود دارد که این اختلاف به دلیل چرخش هم زمان زمین به دور خود و به دور خورشید به وجود می آید . مطابق با زمان نجومی میانگین زمین بعد از 365 روز و 6 ساعت و 9 دقیقه و 54/9 ثانیه و مطابق با زمان خورشیدی میانگین زمین بعد از 365 روز و 5 ساعت و 48 دقیقه و 5/45 ثانیه به اعتدال بهاری برمیگردد . این اختلاف 20 دقیقه و 04/24 ثانیه می باشد.

زمان زیجی :

زمان خورشیدی میانگین و زمان نجومی میانگین هیچ کدام صحیح نیستند . که این به دلیل نامنظم بودن حرکت زمین در مدارش است. اختلاف در سرعت چرخش زمین به مقدار 1 یا 2 ثانیه در سال می رسد . مجموع این اختلاف در 200 سال گذشته به 30 ثانیه رسید بعلاوه سرعت حرکت زمین رفته رفته به میزان 1000/1 در ثانیه در هر 100 سال کاهش می یابد.بعضی از این دگرگونی ها می توانند به حساب بیایند اما دگرگونی هایی که نامنظم هستند نمی توانند به حساب بیایند.این اشکالات در سال 1940 با معرفی زمان زیجی کنار گذاشته شد . زمان زیجی به طور عمده توسط منجمان برای محاسبه ی دقیق محل سیارات و ستاره ها استفاده می شود. زمان زیجی مبنی بر دوران سالانه ی کامل زمین به دور خورشید است.عصر زمان زیجی 4 ثانیه دیرتر از عصر زمان جهانی است .بنابر این زمان زیجی هر لحظه با فرمول زیر برای طول میانگین هندسی خورشید تعریف می شود :

L = 279^4148/04"+129602768"/13T+1"/089T 2

در اینجا T زمان زیجی است که بر حسب قرن ژولیانی برابر 36525 روز زیجی ، از عصر بنیادی اندازه گیری می شود .
به واسطه ی استفاده از جدول ریاضی زمان زیجی تبدیل به زمان خورشیدی میانگین شد.

روز و ساعت :

روز مهمترین دوره ی زمانی برای انسان هاست . روز به 24 ساعت مساوی تقسیم می شود . البته ساعت های روز همیشه مساوی نبودند . قبل از بکارگیری ساعت های مکانیکی در قرن 14 میلادی هر ساعت یک دوازدهم دوره ی روشنایی روز بود و ساعت ها در زمستان کوتاهتر از تابستان بود . عدد 24 از گذشته های دور به یادگار مانده است و ممکن بود هر عدد دیگری باشد . مبنای شمارش در تمدن بابلی های باستان به جای ده که امروزه به کار می بریم شصت بود و تقسیم ساعت به 60 دقیقه و دقیقه به 60 ثانیه از آن جا سرچشمه گرفته است .

اولین ساعت ها :

طلوع و غروب خورشید اولین واحد های زمان برای بشر بودند . بلند و کوتاه شدن سایه های قطعات چوب، سنگ ها و درخت ها نیز برای بشر زمان را در روز نشان می دادند . با حرکت ستارگان آنها دارای یک نوع ساعت بسیار بزرگ شده بودند. بشر متوجه شده بود که در هنگام شب ستارگان مختلفی ظاهر می شوند . مصریان قدیمبر اساس طلوع 12 ستاره ، شب را به 12 مرحله ی زمانی تقسیم کردند . آنها روز را نیز به 12 قسمت تقسیم کردند و شبانه روز 24 ساعت ما بر پایه ی تقسیمات شب و روز مصریان است . مصریان همچنین با قطعاتی از چوب همراه با عقربه ساعت های آفتابی می ساختند . این ساعت ها دارای 12 دوره ی زمانی برای تقسیم روز بوده و اولین ساعت های ساخته شده بودند . شکل بعدی و تکامل یافته ساعت ، بوسیله ی بشر که از آب و آتش استفاده می کرد ، ایجاد شد . یک شمع با فرو رفتگی هایی بر روی بدنه ، در هنگام سوختن از یک فرورفتگی تا فرورفتگی دیگر ، زمان را اندازه می گرفت . یک ظرف با سوراخ کوچکی در کف ، می تواند روی آب قرار گیرد . پس از گذشت زمان معین ظرف از آب پر شده و فرو می رود . در حدود 2000 سال پیش بشر ساعت دیگری را ساخت و آن عبارت بود از دو ظرف شیشه ای توخالی متصل به یکدیگر بطوریکه شن می توانست از یک ظرف به ظرف دیگر جاری شود . ظرف بالا با مقدار کافی شن که در عرض یک ساعت از سوراخ جاری می شد . در حدود 140 سال قبل از میلاد ، یونانیان و رومی ها از چرخ های دندانه دار برای اصلاح ساعت آبی استفاده کردند ،یک جسم شناور در یک ظرف دیگر قرار گرفته و با چکیدن آب به داخل ظرف ، این جسم بالا می رود . این جسم به یک چرخ دندانه دار وصل بوده و این چرخ عقربه ای را که روی درجات تعیین شده قرار داشت ، می -چرخاند.

سـاعت آبی:

در این نوع ساعت، از جریان یک نواخت آب استفاده میشده، به این ترتیب که داخل ظرف مدرج سوراخ دار را با آب پر میکردند که آب قطره قطره از سوراخ کوچک می چکیده، و با توجه بمقدار آب خروجی، زمان تا حدودی معلوم میشده است .