Čas

Z Multimediaexpo.cz

Čas je jedna ze základních fyzikálních veličin, jíž se měří vzdálenost mezi událostmi na první souřadnici časoprostoru. Čas se dá také definovat jako neprostorové lineární kontinuum, v němž se události stávají ve zjevně nevratném pořadí. Jako takový je podstatnou složkou struktury vesmíru. Je velmi obtížné, až nemožné, si čas nějak představit. Pokusy o pochopení času byly po dlouhou dobu především doménou filosofů, později i vědců. Na povahu a smysl času existuje množství silně odlišných náhledů, a je proto obtížné nabídnout jeho nekontroverzní a jasnou definici. Důležitým pojmem je tzv. šipka času (angl. arrow of time), která určuje smysl (směr) plynutí času, který odpovídá směru rozpínání vesmíru.

Měření času

Čas měříme hodinami. Měřením času se také zabývají hlavně vědci a technici a v minulosti to byl jeden z hlavních úkolů astronomie. Čas má ovšem zásadní význam i pro běžný lidský život, který je z povahy věci časově omezen („nemám čas“), pro organizaci lidské společnosti (kalendář), včetně hospodářství („čas jsou peníze“). Čas byl vždy důležité téma pro spisovatele, umělce a filosofy. Jednotky času kvantifikují délku trvání událostí a intervalů mezi nimi. Pravidelně se opakující události a objekty se zjevně pravidelným pohybem dlouho sloužily jako standardy pro jednotky času – mezi takové očividně pravidelné jevy patří pohyb Slunce po obloze, fáze Měsíce a kmit kyvadla.

Jednotka

Běžné jednotky času
Jednotka	velikost	poznámka
Planckův čas	~5.4 × 10⁻⁴⁴ s	kvantum času
Pikosekunda	10⁻¹² s
Nanosekunda	10⁻⁹ s
Mikrosekunda	10⁻⁶ s
Milisekunda	10⁻³ s
Sekunda	zákl. jednotka SI
Minuta	60 sekund
Hodina	60 minut, 3600 s
Den	24 hodin, 86 400 s
Týden	7 dní
Měsíc	28 až 31 dní
Rok	12 měsíců
Rok	52 týdnů + den
Obyčejný rok	365 dní
Přestupný rok	366 dní
Tropický rok	365,24219 dní	průměr
Desetiletí	10 let
Generace	25 až 30 let
Století	100 let
Tisíciletí	1000 let

Základní jednotkou času je v systému SI sekunda, která je definována jako doba trvání 9 192 631 770 period záření, které odpovídá přechodu mezi dvěma hladinami velmi jemné struktury základního stavu atomu cesia 133. Tato definice předpokládá cesiový atom v klidu při teplotě absolutní nuly.^[1]

Historie

Sypání písku v přesýpacích hodinách se užívá k odměřování uplynulého času.

O měření času se lidé pokoušejí již tisíciletí, základní myšlenku toho měření vyjádřil Aristotelés definicí, že „čas je napočítaný pohyb ve vztahu k před a po“.^[2] Čas se tedy měří počítáním (pravidelných) pohybů, a to tradičně na dvou úrovních: pro delší intervaly počítáním roků, měsíců a dnů v kalendáři, pro kratší intervaly počítáním rychlejších pravidelných jevů na hodinách. Obě úrovně předvádí pražský staroměstský orloj s horním ciferníkem hodinovým a dolním kalendářovým. Pro kalendářní měření času se nejprve používaly dobře viditelné fáze Měsíce, později i (zdánlivý) roční pohyb Slunce. Už z mladší doby kamenné (neolitu) jsou známy stavby, které sloužily ke stanovení slunovratu a rovnodennosti (např. Stonehenge), o pokročilejších způsobech kalendářního měření patrně svědčí nedávno nalezený disk z Nebry. Také zdánlivý roční pohyb některých hvězd (např. Siria) se užíval ke stanovení správné doby pro polní práce.

Pro určování denní doby a pro měření kratších (infradiánních) intervalů se využíval (zdánlivý) denní pohyb Slunce, měřený délkou stínu, později gnómonem a slunečními hodinami. Vyspělejší kultury užívaly i vodní hodiny (klepsydra) a od středověku přesýpací hodiny s pískem. Ty byly nejpřesnějším prostředkem na odměřování kratších intervalů až do 17. století.

První mechanické hodiny se podle nejistých zpráv objevily snad ve 12. století, spolehlivé zprávy jsou však až z přelomu 13. a 14. století z anglických a francouzských klášterů. Mechanické hodiny se skládají ze tří částí: 1) oscilátoru, 2) zdroje energie a 3) počítacího a indikačního zařízení. První hodiny užívaly jako oscilátor poměrně nepřesný lihýř, jako zdroj energie závaží a měly i bicí zařízení. Od 14. století se vyráběly přenosné a kapesní hodiny s pružinou, byly ovšem málo přesné. Při pokusech s volným pádem měřil snad Galileo Galilei čas počítáním srdečního tepu a krátce před smrtí zkonstruoval velmi důmyslné hodiny s využitím kyvadla jako oscilátoru (prvku určujícího rychlost chodu hodin).

Kyvadlové hodiny však poprvé realizoval až roku 1657 holandský fyzik Christiaan Huygens, který také o něco později vybavil lihýř pružinou, čímž vznikl nepokoj, přesnější oscilátor, který se hodil i do přenosných a velmi malých hodinek. Přesnost mechanických hodin se dále zvyšovala a v 18. století se podařilo změřit nerovnoměrnosti v pohybu Země. Tím byl zdánlivý pohyb Slunce jako časový normál nahrazen mechanickými oscilátory a hodinami.

Ve 20. století se začaly používat i jiné pohony a oscilátory. Nejrozšířenější jsou dnes hodiny s elektrickým pohonem a piezoelektrickým či křemenným (quartzovým) oscilátorem. Ten má vysokou přesnost, nízké výrobní náklady a snadno se propojuje s elektronickými obvody. Pro nejpřesnější měření času se užívají atomové hodiny, využívajících vlastní frekvence pravidelných kmitů při stavovém přechodu atomu cesia. Nejpřesnější světový čas se určuje statistickým průměrem několika set césiových hodin po celém světě.

Nepřesnost (lépe nerovnoměrnost čili variace chodu) hodin, která činila u prvních lihýřových hodin asi 100 s/den, se u nejlepších kyvadlových hodin snížila na sekundu za rok, u křemenných hodin na sekundu za tisíc let a u césiových hodin na sekundu za milion let^[3], celkově tedy o 12 desetinných řádů. Měření času a kmitočtu patří dnes k nejpřesnějším měřením vůbec.

Čas jako fyzikální veličina

Čas je fyzikální veličina, která vyjadřuje dobu trvání děje.

Symbol veličiny: t (angl. time, lat. tempus)

Základní jednotka: sekunda, značka s (výraz vteřina lze pro označení času používat v běžném hovorovém jazyce, nikoliv v písemném projevu a ve fyzice).

Další používané jednotky: rok, měsíc, týden, den, hodina h, minuta min, milisekunda ms, mikrosekunda µs, nanosekunda ns, pikosekunda ps atd.

Literatura

M. Brennan, Kameny času. Praha 1997
M. Hajn, Základy jemné mechaniky a hodinářství. Praha 1953
S. Hawking, Malé dějiny času. Praha
S. Michal, Hodiny. Praha 1980
J. Sokol, Čas a rytmus. 2. vyd. Praha 2004

Související články

Reference

↑ Definice sekundy v brožuře SI, oddíl 2.1.1.3 (anglicky)
↑ Aristotelés, Fysika 219b.
↑ Se současným cesiovým standardem se dosahuje relativní přesnost měření 3,3×10^-16, nadějným kandidátem na přesnější měření se v současnosti jeví atomové hodiny založené na ⁸⁷Sr, viz CAMPBELL, Gretchen K., Andrew D. Ludlow, Sebastian Blatt, Jan W. Thomsen, Michael J. Martin, Marcio H. G. de Miranda, Tanya Zelevinsky, Martin M. Boyd1, Jun Ye, Scott A. Diddams, Thomas P. Heavner, Thomas E. Parker, Steven R. Jefferts The absolute frequency of the ⁸⁷Sr optical clock transition. Metrologia [online]. , 23. září 2008, roč. 45, čís. 5, s. 539-548. Dostupné online. DOI:10.1088/0026-1394/45/5/008.

Externí odkazy

O měření času

Commons nabízí fotografie, obrázky a videa k tématu
Čas

Náklady na energie a provoz naší encyklopedie prudce vzrostly. Potřebujeme vaši podporu... Kolik ?? To je na Vás. Náš FIO účet — 2500575897 / 2010
Informace o článku. Článek je převzat z Wikipedie, otevřené encyklopedie, do které přispívají dobrovolníci z celého světa. Tento text je dostupný za podmínek Creative Commons 3.0 Unported – creativecommons.org. Originální článek na české Wikipedii

[si-0] Definice sekundy v brožuře SI, oddíl 2.1.1.3 (anglicky)

[1] Aristotelés, Fysika 219b.

[2] Se současným cesiovým standardem se dosahuje relativní přesnost měření 3,3×10^-16, nadějným kandidátem na přesnější měření se v současnosti jeví atomové hodiny založené na ⁸⁷Sr, viz CAMPBELL, Gretchen K., Andrew D. Ludlow, Sebastian Blatt, Jan W. Thomsen, Michael J. Martin, Marcio H. G. de Miranda, Tanya Zelevinsky, Martin M. Boyd1, Jun Ye, Scott A. Diddams, Thomas P. Heavner, Thomas E. Parker, Steven R. Jefferts The absolute frequency of the ⁸⁷Sr optical clock transition. Metrologia [online]. , 23. září 2008, roč. 45, čís. 5, s. 539-548. Dostupné online. DOI:10.1088/0026-1394/45/5/008.

[1]

[2]

[3]

Čas