“Но время – это мы!”
П.Флеминг.
Цели урока.
Формирование научного мировоззрения.
Воспитание личностных качеств учащихся (обязательность, пунктуальность).
Познакомить учащихся с истинным солнечным, средним, местным, поясным и летним временем.
Демонстрации: часы песочные, кварцевые, с маятником. Макет солнечных часов.
Предварительная подготовка: ученики готовят доклады по темам:
Солнечные часы.
Водяные и огненные часы.
Песочные часы.
Маятниковые часы.
Кварцевые часы.
Атомные часы.
Юлианский и Григорианский календари.
Ход урока:
УЧИТЕЛЬ: Сегодня мы обсудим одну из интереснейших тем в науке – это понятие о времени и его измерении.
Часто мы спрашиваем друг у друга: “Сколько времени?”, или “Сколько осталось времени?”. И очень редко задумываемся: “Что такое время?” Может ли Вы дать определение времени? (Учащиеся выдвигают свои версии)
Обычно проблемой – время – занимаются физики, философы или поэты. Сегодня этой проблемой займемся мы.
Что из курса физики нам известно о времени?
УЧЕНИК: Время – это физическая величина, в Международной Интернациональной Системе Единиц измеряется в секундах. Для измерения времени создан прибор - часы.
УЧИТЕЛЬ: Каковы свойства времени, каким бывает время?
Наводящие вопросы: когда появляется время для конкретного человека? (При рождении); как у ребенка формируется представление о времени? (Он замечает изменения, которые непрерывно происходят с вещами); можно ли путешествовать во времени? Абсолютно ли время? (Один из героев М.Твена утверждал, что время в деревне течет медленнее, чем в городе. А Вы это замечали?)
Давайте обратимся за помощью к поэтам. Вот как о времени рассуждал средневековый немецкий поэт Пауэль Флеминг (перевод Гинзбурга)
Во времени живя, мы времени не знаем.
Тем самым мы себя самих не понимаем.
В какое время мы, однако, родились?
Какое время нам прикажет: “Удались!”
А как нам распознать, что наше время значит
И что за будущее наше время прячет?
Весьма различны времена по временам:
То нечто, то ничто – они подобны нам.
Изжив себя вконец, рождает время время.
Так продолжается и человечье племя.
Но время времени нам кажется длинней
Коротким временем нам отведенных дней.
Подчас о времени мы рассуждаем с вами.
Но время – это мы! Никто иной. Мы сами!
Знай: время без времен когда-нибудь придет
И нас из времени насильно уведет.
И мы, самих себя сваливши с плеч, как бремя,
Предстанем перед тем, над кем не властно время.
Обсуждение стихотворения:
“Во времени живя, мы времени не знаем…” эти строки о нас.
“…Что за будущее наше время прячет?” – люди давно мечтают о путешествии во времени.
“…Рождает время время…” – для каждого человека время начинается с его рождения, а что было до появления Вселенной?
“…Время времени нам кажется длинней
Коротким временем нам отведенных дней…” – В среднем человек живет 27 375 суток. Разве это много? Если Вам исполнилось 16 лет, то 5 840 суток уже позади. И впереди у Вас в среднем – 22 630 суток. В среднем треть жизни человек спит, а , значит , на активную жизнь в среднем остается 15 087 дней. Так мало! А сколько нужно успеть сделать? Стоит задуматься, как тратить отведенные нам дни.
Но все же: “…Есть только миг, между прошлым и будущим, именно он называется жизнь…”
Живите со временем в ладу! Оно неумолимо!
Обратимся за помощью к физикам. Вот высказывание о времени Исаака Ньютона:
“…Абсолютное время само по себе и по сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему протекает равномерно и иначе называется длительностью…”
Это определение физически бессодержательно!
Не только нам не удалось дать четкого понятия времени, в науке это понятие до сих пор не определено и не известны все свойства времени.
Как поступают в этом случае ученые? – Они определяют процесс измерения промежутков времени, и при этом некоторые свойства времени приходится постулировать.
На основе ритмических процессов происходящих в природе, создан счет времени, выбрана единица измерения времени – 1 секунда, созданы часы – прибор для измерения интервалов времени.
Приведите примеры ритмических изменений в природе, на основе которых люди могли создать счет времени?
Ученик: Смена дня и ночи, смена времен года, колебания маятников, биение сердца.
УЧИТЕЛЬ: Сравнение ритмов показало, что их отношение устойчиво сохраняется. Например: в сутки происходит 864000 ударов сердца, медики называют такой ритм типичным. И ранее за единицу измерения времени 1 секунду принимали 1 / 864000 суток.
Откройте тетради, запишите число, тему урока, 1 секунда- 1/864000 суток.
Поговорим об измерении времени: как люди измеряли время в древности?
Ученик: В древности люди измеряли время светлыми частями – день, и темными – ночь.
УЧИТЕЛЬ: Верно. С развитием цивилизации появилась необходимость измерять более короткие промежутки времени и человек создал первые часы. Какие?
Ученик: Солнечные.
УЧИТЕЛЬ: Сейчас мы послушаем доклад о солнечных часах. Узнаем, какие периодические явления лежат в основе устройства этих часов, как они устроены, когда можно измерять с их помощью промежутки времени, велика ли их точность. Вы, слушая доклады, конспектируете их по этому плану.
Ученик: С докладом о солнечных часах и макетом солнечных часов.
УЧИТЕЛЬ: Кроме солнечных часов у наших предков были и менее известные часы.
Ученик: С докладом о водяных и огненных часах.
УЧИТЕЛЬ: Только VIII век нашей эры осчастливил человечество песочными часами.
Ученик: С докладом и небольшими песочными часами.
УЧИТЕЛЬ: И только в XVII веке были изобретены первые механические часы.
Ученик: С докладом о маятниковых часах и макетом (погрешность 0,5 часа).
УЧИТЕЛЬ: Маятниковые часы усовершенствовались, и в 1921г английский инженер Уильямс Шорт собрал часы с двумя маятниками (эталонным и рабочим) так, что их погрешность составляла 10 секунд в год. Эти часы так и были названы – часы Шорта.
А уже в середине XX века были изобретены кварцевые часы.
Ученик: С докладом о кварцевых часах (погрешность десятитысячная доля секунды в сутки).
УЧИТЕЛЬ: В 1972 году весь мир перешел на атомное время, которое отсчитывают атомные часы и единицу времени 1 секунда – это 9 192 631 770 переходов атома цезия – 133 из одного энергетического состояния в другое .
Ученик: С докладом об атомных часах (погрешность за 300 тыс. лет одна секунда) .
УЧИТЕЛЬ: Мы говорим о погрешности часов. А как определить, точно ли идут часы? Для этого и существует астрономическая служба времени. Дело обстоит примерно так, телескоп направляют на какую либо звезду и ждут, когда пройдут сутки, а значит, звезда опять появится в окуляре телескопа, и прошло ровно 24 часа.
Сверяя так атомные часы с движением Земли, оказалось, что Земля движется неравномерно и постепенно замедляет свое движение вокруг оси. Через один миллион лет сутки увеличатся на 15 секунд, а через 240 млн. лет исполнится мечта многих людей – в сутках будет 25 часов. Правда, при этом в году останется только 350 дней.
Но не только хронометры (так точнее называть часы) бывают разными.
“…Весьма различны времена по временам…”
Мы с вами пользуемся такими понятиями, как местное, московское, летнее, поясное время. А ученые пользуются такими понятиями, как звездное время, истинное солнечное, среднее солнечное .
Под запись:
1. Звёздное время – время отсчитываемое по наблюдениям звёзд при поворотах Земли вокруг своей оси (его продолжительность не остаётся постоянной).
2. Истинное солнечное время – промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями Солнца.
Но и Солнце движется по эклиптике неравномерно. Это Земля “виновата” - обращается вокруг своего светила с неодинаковой угловой скоростью. И величина истинных суток в течение года меняется. Поэтому астрономы придумали некоторую воображаемую точку – “среднее Солнце” - и вычисляют по ней
Средние солнечные сутки – 24 часа.
Но Земля всё-таки вращающийся шар. Поэтому на каждом меридиане существует своё
Местное время. – Т( l ) – время на данном меридиане
Т ( l )=Т0+ l
Поясное время. – Т(n ) – Земной шар разбит на 24 временных пояса, в каждом поясе все проживают по времени среднего меридиана данного пояса.
Т(n) =Т0 + n
Россия расположена в 11 часовых поясах (со 2 по 12 включительно). В нашей стране введено
Декретное время – оно опережает поясное на 1 час
Т l =Т0 + n + 1ч
Часто на радио, телевидении употребляют словосочетание московское время.
Московское время – местное время в столице России, его можно определить по формуле:
Тм=Т0+n+ 1ч, n=2
Кроме того, ежегодно в конце марта стрелки часов переводятся на 1 час вперед, и вводится летнее время , а в конце октября стрелки переводятся назад. Энергетики считают, что эти манипуляции со временем позволяют существенно экономить электроэнергию, расходуемую на освещение.
Какой величиной люди измеряют большие промежутки времени?
Ученики: Год.
УЧИТЕЛЬ: Для измерения больших промежутков времени ввели
Тропический год – промежуток времени между двумя проходам центра солнечного диска через точку весеннего равноденствия. Тропический год положен в основу солнечного календаря – система счета длительных промежутков времени.
Продолжительность тропического года и суток может быть выражена только приближённо. Ведь тропический год содержит365 суток, 5 часов,48 минут и 46,1 секунды. А для календаря необходимо, чтобы в календарном году число суток было целым.
Ученик с докладом о Юлианском и Григорианском календарях.
УЧИТЕЛЬ:Проблемой календаря ученые занимаются и сейчас. Они пытаются разработать более удобный календарь. Проектов очень много. Например, такой: в году 4 квартала по 91 дню. Каждый год и квартал начинается с воскресенья, так что в году ровно 52 недели. Это 364 дня. Еще один день в сетку не включен и вставляется в конце года, как некий всемирный праздник. А в високосный год празднуются сразу два дня.
Итоги урока:
Мы с Вами сегодня взялись за очень сложную и большую тему: “Время”. Конечно, невозможно всю ее охватить за один урок. Но я надеюсь, что Вы сами продолжите рассуждать о своем времени и будете дорожить своим и чужим временем.
Оценки за урок.
Домашнее задание. § 6.
Литература:
1. Левитан Е.П. Астрономия: учеб.для 11 кл. общеобразоват. учрежд. – М.: Просвещение, 1999.
2. Балашов М.М. Физика–9, – М.: Просвещение, 1993.
3. Шабловский В. Занимательная астрономия. – С–Пт.: Тригон, 1998
4. Шабловский В. Занимательная физика. – С–Пт.: Тригон, 1997
4. Энциклопедический словарь юного астронома. – М.: Педагогика, 1986.
5. “Вокруг света” журнал № 1, 2004 год