Википедија

Sekund

мерна јединица

Sekund ili sekunda (prema lat. secunda: druga; simbol: s) je jedinica za vreme i jedna od sedam SI osnovnih jedinica.[1][2] Definiše se kao trajanje od 9.192.631.770 perioda zračenja (radijacije) koje odgovara prelazu između dva hiperfina nivoa osnovnog stanja atoma cezijuma 133 na nula stepeni kelvina.[1][3] Definicija je usvojena na 13. opštoj konferenciji za utege i mere 1967. Naziv potiče od podele sata i stepena na manje delove (lat. pars minuta secunda: drugi manji deo).[4]

Pulsiranje u trajanju od jedne sekunde.
Sat s klatnom (mehanički sat) koje se zanjiše za jednu sekundu.

U poređenju s većim mernim jedinicama za merenje vremena:

Za merenje vremenskih intervala kraćih od sekunde koriste se manje merne jedinice: milisekunda (ms), mikrosekunda (μs), nanosekunda (ns) itd. čiji iznos je određen prefiksom ispred osnovne jedinice sekunda.

Svojevremeno je sekunda bila definisana kao 86 400-ti deo srednjeg Sunčevog dana, a zatim kao određeni deo tropske godine.[5]

Istorija uredi

Istorijski, sekunda je definisana u vezi sa rotacijom Zemlje kao 1/86.400 prosečnog solarnog dana.[6] 1956. godine Međunarodni komitet za težine i mere, pod dozvolom koju je dobio od desete Generalne konferencije težina i mera 1954. godine, definisao je sekundu u vezi sa periodom revolucije Zemlje oko Sunca za određenu epohu, zato što je do tada postalo prepoznatljivo da Zemljina rotacija oko svoje ose nije bila dovoljno učestala kao standard za vreme. Zemljino kretanje je bilo opisano u Njukomovim Tabelama Sunca, što pruža formulu za kretanje Sunca u epohi 1900 baziranoj na astronomskim posmatranjima urađenim tokom osamnaestog i devetnaestog veka. Stoga je sekunda definisana kao[7][8]

1/31.556.925,9747 tropske godine za 0. januar 1900 u 12 sati efemernog vremena.

Ovu definiciju je ratifikovala jedanaesta Generalna konferencija težina i mera 1960. godine. Korišćenje 1900. godine ne znači da je ovo epoha gde prosečni solarni dan traje 86.400 sekundi. To je, radije, epoha gde tropska epoha traje 31.556.925,9747 sekundi efemernog vremena. Efemerno vreme je definisano kao mera vremena koja dovodi posmatrane pozicije nebeskih tela u slogu sa Njutnovskom dinamičnom teorijom kretanja.

Sa razvojem atomskog časovnika, odlučeno je da se oni koriste kao osnov definicije sekunde, pre nego rotacija zemlje.

Posle nekoliko godina rada, dva astronoma iz Američke Mornaričke Opservatorije (USNO) i dva astronoma iz Nacionalne Fizičke Laboratorije (Tedington, Engleska) su ustanovili vezu između frekvencije hiperfinog prelaza cezijumovog atoma i efemerne sekunde. Koristeći obične metode merenja bazirane na primljenim signalima iz radio stanice WWV, ustanovili su orbitalno kretanje Meseca oko Zemlje, iz čega je moglo da se zaključi očigledno kretanje Sunca, u vezi sa vremenom kao što meri atomski časovnik. Kao posledica, 1967. godine, trinaesta Generalna konferencija težina i mera je definisala sekundu atomskog vremena u Međunarodnom sistemu jedinica kao

trajanje od 9.192.631.770 perioda zračenja koje odgovara prelazu između dva hiperfina nivoa osnovnog stanja atoma cezijuma 133.

Osnovno stanje se definiše na nuli magnetnog polja. Sekunda tako definisana je ekvivalentna efemernoj sekundi.

Definicija sekunde je kasnije poboljšana na BIPM-ovom sastanku iz 1997, kako bi se uključila i izjava

Ova definicija se odnosi na cezijum atom na temperaturi od 0 K.

U praksi, ovo znači da veoma precizne realizacije sekunde treba da kompenzuju efekte ambijentalne radijacije kako bi se ekstrapolirala vrednost sekunde kao što je iznad definisano.

Umnošci i podumnošci uredi

  • Milisekund je SI izvedena jedinica za vreme jednaka jednoj hiljaditinki sekunde.
  • Mikrosekund je SI izvedena jedinica za vreme jednaka jednom milionitom delu (10−6) sekunde. Često se koristi za merenje stvari kao što su atomske i hemijske reakcije, koje se normalno dešavaju u malim vremenskim trajanjima. Njegov simbol je µs.
  • Nanosekund je SI izvedena jedinica za vreme jednaka 10−9 sekunde.
    • Retko se koristi u svakodnevnoj upotrebi. U tehničkim situacijama je, međutim, veoma česta jedinica, pogotovo u telekomunikaciji, kod pulsirajućih lasera i u nekim oblastima elektronike.
    • U 1 ns, svetlost pređe tačno 29,9792458 cm u vakuumu (preko definicije metra). Ali brzina svetlosti je sporija u drugim sredinama, što pokazuje indeks prelamanja veći od 1. Stoga u vazduhu (1,003), svetlost putuje brzinom od oko 29,89 cm u jednoj nanosekundi, ali zato putuje samo oko 22,54 cm u vodi (1,33) u svakoj nanosekundi.
  • Pikosekund je SI izvedena jedinica za vreme jednaka 10−12 sekunde, ili jednom bilionitom delu (tj, milionu miliona) sekunde.
  • Femtosekund je SI izvedena jedinica za vreme jednaka 10−15 sekunde.
    • Talasi vidljive svetlosti osciluju sa periodom od oko 1 femtosekund.
  • Atosekund je SI izvedena jedinica za vreme jednaka 10−18 sekunde.
    • Trenutno najkraće izmereno vreme (od februara 2004) je 100 atosekundi.
  • (BBC News)
  • Zeptosekund je SI izvedena jedinica za vreme jednaka 10−21 sekunde.
  • Joktosekund je SI izvedena jedinica za vreme jednaka jednom kvadrilionu (10−24) sekunde.

Ugaona sekunda uredi

Glavni članak: Lučni stepen

Ugaona sekunda (oznaka ″) je dopuštena merna jedinica ugla, vrednosti 1″ = (π/648 000) radijana. Šezdeseti je deo ugaone minute, dakle 1″ = 1′/60, odnosno 3 600-ti deo stepena.[9]

Sunčevo i zvezdano vreme uredi

 
Razlika između sinodičkog (sunčanog) dana koji traje 24 sata i sideričkog (zvezdanog) dana koji traje 23 sata 56 minuta i 4 sekunde.
 
Razlika između srednjega sunčanog i pravoga sunčanog dana izražava se jednačinom vremena.
 
Zemljina rotacija uzrok je prividnom okretanju nebeske sfere i izmene dana i noći.
 
Prikaz položaja Zemlje i Sunca za 4 godišnja doba.
 
Sinodički dan (Sunčev dan) je duži od sideričkog dana (zvezdani dan). U vremenu od 1 do 2, Zemlja se potpuno okrene oko svoje ose rotacije za 360° (1→2 = siderički ili zvezdani dan). Ali tek otprilike 4 minute kasnije u položaju 3, Zemlja je dosegla kulminaciju (podne) u odnosu na Sunce (1→3 = sinodički ili Sunčev dan).
 
Nebeski ekvator i ekliptika.
 
Karta vremenskih zona[10][11] sveta (od januara 2015).

U svakodnevnom delovanju najvažnije razdoblje vremena određeno je izmenom svetlosti i tame (dnevnom izmenom osunčenja ili insolacije). Položaj Sunca na nebeskoj sferi prestavlja kazaljku pomoću koje se ustanovljuje doba dana. Računanje vremena dana počinje u ponoć, u času kada se Sunce nalazi u donjoj kulminaciji. Sunčev dan (sinodički dan) je vreme koje proteče između Sunčeve dve uzastopne istovetne kulminacije (gornje u podne ili donje u ponoć). Slično tome, zvezdani dan (siderički dan) je vreme u kojemu puni okret učini neka zvezda, ili tačnije rečeno proletna tačka. Sunčevo vreme služi za svakodnevne životne delatnosti. Znajući trenutak Sunčeva vremena, u stanju smo odrediti položaj Sunca na nebu. Možda nam se čini da to nije problem, jer se Sunce iznad obzora lako ugleda. Međutim kod zvezda nije tako. Zvezde su mnogo manjeg sjaja nego Sunce. Zvezdano vreme potrebno je da bi se odredio položaj zvezda, a osim u astronomiji, primenjuje se u geodeziji i navigaciji.[12]

Zvezdano vreme uredi

Kazaljka zvezdanog vremena je proletna tačka.[13][14] Zvezdano vreme jednako je satnom uglu proletne tačke. Zvezdani dan počinje kada se proljetna tačka nalazi u gornjoj kulminaciji. Zvezdano vreme povezano je u svakom času sa satnim uglom i rektascenzijom zvezde. Ono je ograničeno time na razdoblje od 0 do 24 h. Zvezdano vreme teče onoliko jednoliko koliko se jednoliko Zemlja okreće. Tok zvezdanog vremena određen je samo Zemljinim okretanjem u odnosu na zvezde. U toku vremena postoje male promene. Razlozi tih promena trojaki su. Jedan je učinak plime. Pri kretanju plimnih talasa dolazi do trenja između vodenih masa i dna. Trenjem se gubi deo kinetičke energije okretanja pa se ona usporava. Pojava se očituje u stoletnim razmacima. Zatim, postoje sezonske promene brzine okretanja, jer se zavisno od godišnjeg doba menjaju jačine i smerovi vetrova te morskih struja. Stoga se rotacija i usporava i ubrzava u toku godine, zavisno od toga pomažu li strujanja Zemljinoj rotaciji ili odmažu. Treći razlog krije se u kretanjima u Zemljinoj unutrašnjosti i u fizičkom prostoru Zemljine okoline.

Sunčev dan zadan je ne samo Zemljinom vrtnjom oko vlastite ose, već i Zemljinom godišnjom putanjom oko Sunca. Pritom Zemlja učini jedan okret više oko svoje ose, s obzirom na proljetnu tačku (ili zvezde) nego s obzirom na Sunce. Obilaženje oko Sunca čini jedan dodatni okret Zemlje prema sistemu zvezda. To znači da će broj zvezdanih dana u Sunčevoj (tropskoj) godini biti za jedinicu veći od broja Sunčevih dana u Sunčevoj godini :

(T + 1) zvezdani dan = T Sunčev dan

gde je T - Sunčeva ili tropska godina koja iznosi 365 d 5 h 48 min 46 s = 365,24219 d, pa se dobija:

1 zvezdani dan = 23 h 56 min 4 s

Zvezdani dan deli se sam po sebi u 24 h zvezdanog vremena, a sati, minute i sekunde zvezdanog vremena takođe traju kraće od sata, minuta i sekundi Sunčeva vremena:

1 zvezdani sat = 59 min 50 s
1 zvezdana minuta = 59,8 s

Zvezdano vreme zavisi od godišnjeg doba. Onog časa kada je Sunce u proletnoj tački s kojom zajedno prolazi kroz gornju kulminaciju podne je (12 h Sunčevog vremena), ali istodobno je i početak zvezdanog dana (0 h zvezdanog vremena). Narednog će se dana Sunce naći istočnije od proletne tačke jer ono među zvezdama odmiče na istok, pa će u dnevnoj vrtnji neba „zaostajati“ za zvezdama i kasnije proći nego proljetna tačka. Kada ugao između satnog kruga proljetne tačke i Sunca poraste na 90° (početak leta), zvezdano će vreme biti „mlađe“ od Sunčevog za 6 h; kada poraste na 180° (početak jeseni), zvezdano vreme jednako je Sunčevom; kada razlika dosegne 270° (početak zime), zvezdano će vreme biti za 6 h „starije“ od Sunčevog.

Srednji Sunčev dan uredi

Sunce se ne kreće jednolikom brzinom po ekliptici, a ekliptika se ne podudara s nebeskim ekvatorom. Po ekliptici se Sunce ne kreće jednoliko jer njegovo prividno kretanje samo odražava pravo gibanje Zemlje oko Sunca; Zemlja se po ekliptičnoj stazi kreće promenjivom brzinom. Stoga Sunce ne prelazi svakog dana jednake uglove po ekliptici. Sunce isto menja svoju ugaonu udaljenost od nebeskog ekvatora. To znači da ono osim kretanja uporedo s nebeskim ekvatorom izvodi još i kretanje u smeru normalnom na ekvator. Na primer, dan posle početka proleća, Sunce će se naći nešto severnije od nebeskog ekvatora. Dnevni pomaci na sever ili na jug od nebeskog ekvatora najveći su u doba ravnodnevnica, a u doba oko suncostaja Sunce se kreće uporedo s nebeskim ekvatorom. To znači, i kada bi se Sunce ekliptikom i kretalo ravnomerno, njegova se projekcija na nebeski ekvator ne bi kretala ravnomerno.

Pravi Sunčevi dani ne traju zato jednako. Srednji Sunčev dan (ili naprosto dan) je prosek svih pravih Sunčevih dana u toku tropske ili Sunčeve godine. Danas se trajanje srednjeg Sunčevog dana prati pomoću atomskih satova. Godine 1967. dogovoreno je da se umesto sekunde određene iz kretanja Zemlje, kao jedinica vremena iskoristi atomska sekunda ili sekunda određena atomskim satom. Ta je sekunda povezana s trajanjem tropske ili Sunčeve godine 1900. Sekundom se smatra razdoblje vremena koji je bio 31 556 925,9747 puta sadržan u toj tropskoj godini. Kako se dužina dana i tropske godine s vremenom menjaju, to se radi usklađenja vremena dana s kalendarom ubacuje u kalendarski dan dodatna (prekobrojna) sekunda.

Jednačina vremena uredi

Prirodne pojave, kao što su izlazak i zalazak Sunca, te gornja kulminacija (pravo mesno podne), zavise od kretanja pravog Sunca. Da bi se trenutak dana povezao sa satnom kružnicom na kojoj se nalazi Sunce, ustanovljena je razlika pravog i srednjeg Sunčevog vremena. Razlika je poznata pod nazivom jednačina vremena:

jednačina vremena = pravo Sunčevo vreme - srednje Sunčevo vreme

Srednje Sunčevo vreme uredi

Pošto se svako vreme, i zvezdano i Sunčevo, meri satnim uglom (u odnosu na meridijan posmatrača), ono je lokalnog karaktera. Svaka geografska dužina ima svoje vreme. Ako je kod nas podne, zapadno od nas biće još jutro, a istočnije od nas biće popodne. Svakih 15° geografske dužine donosi razliku mesnih vremena od 1 sat. Zato je na nekoj geografskoj dužini λ, srednje Sunčevo vreme jednako:

Tm = UT ± λ

Kod istočnih zemljopisnih dužina predznak je pozitivan, kod zapadnih negativan. Svetsko ili univerzalno vreme UT (eng. Universal Time) srednje je Sunčevo vreme na 0° meridijanu ili griničkom meridijanu. Geografsku dužinu λ treba izraziti u vremenskim jedinicama koristeći sledeće odnose: 1 h = 15°; 1 min = 15'; 1 s = 15"; 1° = 4 min; 1' = 4 s; 1" = 0,066 s.

Koordinisano univerzalno vreme UTC uredi

U društvenim zajednicama uspostavljeno je pojasno ili zonsko vreme. Umesto da se svako mesto ravna po svojem srednjem Sunčevom vremenu koje započinje u mesnu ponoć, čitave države ili njihovi delovi imaju zajedničko vreme. Cela je Zemlja raspodeljena na 24 vremenske zone ili pojasa. Središnji meridijani vremenske zone razmaknuti su za 15°. Unutar svake zone poštuje se jedinstveno vreme. Pojedine države su uvele i letnje računanje vremena (eng. Daylight saving time ili DST), kojim se tokom letnjih meseci, kazaljke prebacuju obično za jedan sat unapred u odnosu na koordinisano univerzalno vreme (eng. Coordinated Universal Time ili UTC). Na Balkanu se primenjuje srednjoevropsko vreme ili UTC+1 (tačnije rečeno srednjoevropsko zimsko vreme), koje je određeno srednjim Sunčevim vremenom za istočnu geografsku dužinu od 15° E, a od 1983. primenjuje se i letnje računanje vremena. Kada se želi iskazati vremenski sled pojava opažanih na različitim zemljopisnim dužinama, kao i prave vremenske razlike, trenutak vremena izražava se pomoću koordinisanog univerzalnog vremena UTC.

Pravo Sunčevo vreme uredi

Odnosi pravog i srednjeg Sunčevog vremena, mesnog i zonskog, se koriste da bi se odredilo koliko je sati u trenutku pravog vremena. Građansko vreme koje se primenjuje je srednje Sunčevo vreme samo za određeni meridijan. Na Balkanu je to 15° E meridijan. Za 1° istočnije, na 16° E meridijanu srednje vreme biće za 4 minute „starije“ (srednjem Sunčevom vremenu treba dodati 4 minute).

Datumska granica uredi

Trenutak ponoći u nekoj vremenskoj zoni odeljuje prošli dan od idućeg dana. Dakle, postoji jedna prirodna granica datuma (nadnevka) koja se neprestano pokreće od vremenske zone do zone. Zato na Zemlji mora postojati još jedna granica datuma, jer dva područja na Zemlji, koja istodobno imaju dva različita datuma, moraju se sučeljavati na dve, a ne samo na jednoj granici. Zato je postavljena čvrsta datumska granica, i to u najmanje naseljenom području Tihog okeana. S obe strane granice isto je vreme u danu, jer je jednaka osunčanost, ali se susreću dva različita datuma. Izvodi se pravilo da prilikom prelaska datumske granice treba jedan dan oduzeti putuje li se sa zapada na istok, a dodati jedan dan putuje li se s istoka na zapad. Putovanjem na istok putnik zalazi u područje sve „starijeg“ dana, mora pomicati satnu kazaljku neprestano unaprijed, pa na čitavom krugu oko Zemlje napuni jedan dan. Zato se stekne jedan dan više, pa se pri prelasku datumske granice mora odbiti.

Vidi još uredi

Reference uredi

  1. ^ a b „Unit of time (second)”. SI Brochure. BIPM. Pristupljeno 22. 12. 2013. 
  2. ^ Second. Merriam Webster Learner's Dictionary. 
  3. ^ „Base unit definitions: Second”. physics.nist.gov. Pristupljeno 9. 9. 2016. 
  4. ^ „Online Etymology Dictionary”. 
  5. ^ Sekunda, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.
  6. ^ Toomer, G. J. (1998). Ptolemy's Almagest. Princeton, New Jersey: Princeton University Press. str. 6—7, 23,211—216. ISBN 978-0-691-00260-6. 
  7. ^ BN Taylor; A Thompson, ur. (2008). „Appendix 2”. 2_s_en.pdf The International System of Units (SI) Proverite vrednost parametra |url= (pomoć) (PDF). NIST Special Publication. 330. str. 53ff. Pristupljeno 25. 8. 2014. [mrtva veza]
  8. ^ „NRC's Cesium Fountain Clock - FCs1”. National Research Council of Canada. Arhivirano iz originala 20. 11. 2013. g. Pristupljeno 29. 11. 2013. 
  9. ^ Sekunda, ugaona, [2] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.
  10. ^ „Economics of Time Zones” (PDF). Arhivirano iz originala (PDF) 14. 05. 2012. g. Pristupljeno 22. 07. 2017.  (1.89 MB)
  11. ^ „Historymatters.gmu.edu”. Historymatters.gmu.edu. Pristupljeno 5. 12. 2011. 
  12. ^ Vladis Vujnović : "Astronomija", Školska knjiga, 1989.
  13. ^ „Equinoxes”. USNO Astronomical Information Center FAQ. Arhivirano iz originala 25. 09. 2015. g. Pristupljeno 4. 9. 2015. 
  14. ^ Owens, Steve (20. 3. 2010). „Equinox, Equilux, and Twilight Times”. Dark Sky Diary (blog). Pristupljeno 31. 12. 2010. [nepouzdan izvor?]

Literatura uredi

Spoljašnje veze uredi

 
Sekund na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Секунд&oldid=26222595”