III Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

СВЯЗЬ КАЛЕНДАРЯ И ВРЕМЕНИ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Митрошин Д.А. 1

---

1МБОУ "Киясовская СОШ"

Бузанов Н.Г. 1

---

1МБОУ "Киясовская СОШ"

Работа в формате PDF

1.3 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Актуальность

Еще в древности один философ сказал: "Я прекрасно знаю, что такое время, пока не задумываюсь об этом. Но стоит мне задуматься, и я не могу ответить".

С тех пор как были сказаны эти слова, прошло много лет, но до сих пор далеко не все тайны времени разгаданы. И, тем не менее, потребность знать время существовала всегда.

Главное свойство времени состоит в том, что оно длится, течет непрестанно. Оно безостановочно. И с этой проблемой времени человек сталкивается ежедневно, срывая листок календаря или глядя на часы. Т. е. время – это особая величина. Время идет само, независимо от того, хотим мы этого или не хотим.

Значит, проблема определения и измерения времени была актуальна и остаётся актуальной для человечества на протяжении его существования.

Цель: Узнать, что такое время и как его измеряют? Что такое календарь? Какой календарь был самый первый, самый точный. Найти интересные материалы о времени и календаре. Решать задачи.

Задачи:

• Познакомиться с различными календарями.

• Научиться работать с научной литературой.

• Находить информацию в Интернете.

• Расширить кругозор, получить новые знания

Объект исследования: Календарь, время, задачи о календарях и времени.

Методы исследования: Чтение научной литературы. Решение задач. Анкетирование.

Изготовление модели.

-2-

1. Теоретическая часть

1.  

   1. Что такое время?

Рассматривая какие-то величины, мы «привязываем» их к конкретным объектам: не просто длина, а длина чего-то, не просто объем, а объем какого- то тела. То же самое относится к массе, к температуре. Аналогично мы говорим о длительности некоторого события. И все-таки время – совсем особая величина. Время идет само, независимо от того, хоти мы этого или не хотим. Оно не сжимается и не расширяется, как линейные размеры, его не изменишь как температуру. Самое главное, оно идет в одном направлении, с одной скоростью, и нельзя никак на него повлиять. Пока это только в фантастических рассказах есть машины времени, с помощью которых его удалось поворачивать вспять или замедлять.

Время - основная физическая величина, характеризующая последовательную смену явлений и состояний материи, длительность их бытия.

Исторически все основные и производные единицы измерения времени определяются на основе астрономических наблюдений за протеканием небесных явлений, обусловленных: вращением Земли вокруг своей оси, вращением Луны вокруг Земли и вращением Земли вокруг Солнца. Для измерения и счета времени в астрометрии пользуются разными системами отсчета, связанными с теми или иными небесными светилами или определенными точками небесной сферы.

Наибольшее распространение получили:

1. "Звездное" время, связанное с перемещением звезд на небесной сфере.

2. "Солнечное" время, связанное: с видимым движением центра диска Солнца по эклиптике (истинное солнечное время) или движением "среднего Солнца" –

-3-

воображаемой точки, равномерно перемещающейся по небесному экватору за тот же промежуток времени, что и истинное Солнце (среднее солнечное время).

1. Сутки - промежуток времени, в течение которого Земля делает один полный оборот вокруг своей оси относительно какого-либо ориентира.

2. Год - промежуток времени, в течение которого Земля делает один полный оборот вокруг Солнца относительно какого-либо ориентира (точки).

3. Тропический год - промежуток времени между двумя последовательными прохождениями среднего Солнца через точку весеннего равноденствия, равный 365,2422... средних солнечных суток или 365^d05^h48^m46,1s.

1.2. Приборы для измерения времени

Еще в Древнем Вавилоне солнечные сутки были разделены на 24 часа (360њ : 24 = 15њ ). Позднее каждый час был разделен на 60 минут, а каждая минута на 60 секунд.

Первыми приборами для измерения времени были солнечные часы. Простейшие солнечные часы - гномон - представляют собой вертикальный шест в центре горизонтальной площадки с делениями . Тень от гномона описывает сложную кривую, зависящую от высоты Солнца и меняющуюся день ото дня в зависимости от положения Солнца на эклиптике, скорость движения тени тоже меняется. Солнечные часы не требуют завода, не останавливаются и всегда идут правильно. наклонив площадку так, чтобы шест от гномона был нацелен на полюс мира, мы получим экваториальные солнечные часы, в которых скорость движения тени равномерна .

Горизонтальные солнечные часы. Углы, соответствующие каждому часу, имеют различную величину и рассчитываются по формуле:, где a - угол между полуденной линией (проекцией небесного меридиана на горизонтальную поверхность) и направлением на числа 6, 8, 10..., указывающих часы; j - широта места; h - часовой угол Солнца (15њ , 30њ , 45њ )

Экваториальные солнечные часы. Каждому часу на циферблате соответствует угол в 15њ

Для измерения времени в ночное время и в ненастье изобретены песочные, огненные и водяные часы.

-4-

Песочные часы отличаются простотой конструкции и точностью, но громоздки и "заводятся" лишь на короткое время.

Водяные часы (клепсидры) применялись во всех странах Древнего мира

Механические часы с гирями и колесами были изобретены в Х-XI веках. В России первые башенные механические часы были установлены в московском Кремле в 1404 году монахом Лазарем Сорбиным. Маятниковые часы изобрел в 1657 году голландский физик и астроном Х. Гюйгенс. Механические часы с пружиной изобрели в XVIII веке. В 30-е годы нашего века изобрели кварцевые часы.

В 1954 году в СССР возникла идея создания атомных часов - "Государственного первичного эталона времени и частоты". Они были установлены в научно-исследовательском институте под Москвой и давали случайную ошибку в 1 секунду раз в 500000 лет.

-5-

Еще более точный атомный (оптический) стандарт времени был создан в СССР 1978 году. Ошибка в 1 секунду происходит раз в 10000000 лет!

Астрономические часы - Они могут показывать положение Солнца или Луны (а также ее фазы) на небе, текущий знак зодиака или даже звездные карты. Астрономические часы в Праге были установлены за 80 лет до открытия Америк Колумбом, то есть в 1410 году. Сразу бросается в глаза циферблат в центре, который показывает положение Солнца и Луны, еще механические фигурки апостолов, которые движутся каждый час. Кроме того, есть и другие движущиеся фигуры и циферблат с месяцами года.

1.3. Календарь

Календарь - непрерывная система счисления больших промежутков времени, основанная на периодичности явлений природы, особенно отчетливо проявляющейся в небесных явлениях (движении небесных светил). С календарем неразрывно связана вся многовековая история человеческой культуры.

Потребность в календарях возникла в такой глубокой древности, когда человек не умел еще читать и писать. Календари определяли наступление весны, лета, осени и зимы, периоды цветения растений, созревания плодов, сбора лекарственных трав, изменений в поведении и жизни животных, изменения погоды, время земледельческих работ и многое

-6-

другое. Календари отвечают на вопросы: "Какое сегодня число?", "Какой день недели?", "Когда произошло то или иное событие?" и позволяют регулировать и планировать жизнь и хозяйственную деятельность людей.

Выделяют три основных типы календарей:

1. Лунныйкалендарь, в основе которого лежит синодический лунный месяц продолжительностью 29,5 средних солнечных суток. Возник свыше 30000 летназад. Лунный год календаря содержит 354 (355) суток (на 11,25 суток короче солнечного) и делится на 12 месяцев по 30 (нечетные) и 29 (четные) суток в каждом.

2.Солнечный календарь, в основу которого положен тропический год. Возник свыше 6000 лет назад. В настоящее время принят в качестве мирового календаря.

1.3.1.Юлианскийсолнечный календарь "старого стиля" содержит 365,25 суток. Разработан александрийским астрономом Созигеном, введен императором Юлием Цезарем в Древнем Риме в 46 г. до н.э. и распространился затем по всему миру. На Руси был принят в 988 г. н.э. В юлианском календаре продолжительность года определяется в 365,25 суток; три "простых" года насчитывают по 365 суток, один високосный - 366 суток. В году 12 месяцев по 30 и 31 день каждый (кроме февраля). Юлианский год отстает от тропического на 11 минут 13,9 секунды в год. За 1500 лет его применения накопилась ошибка в 10 суток.

У древних римлян при первом полулегендарном царе Ромуле, основавшем город Рим, в календаре царила полная путаница и беспорядок. Не было никаких правил ни в чередовании месяцев, ни в счете дней. В одном месяце было меньше двадцати дней, в другом - больше тридцати. Древние римляне не знали разницы между длиной солнечного и лунного года, и в их календаре получалась совсем несуразица -304 дня, разделенные на 10 месяцев. После окончания десятого месяца счет приостанавливался — ждали прихода весны, чтобы начать новый год. Но весна всякий раз приходит по-разному, смотря по погоде! В общем, календарь был и неудобный, и очень неточный.После Ромула правил Нума, и он среди прочих важных дел позаботился о календаре, Нума любил астрономию и часто по ночам следил за движением небесных светил. Он вычислил, что лунный год короче солнечного на 11 дней, потому что в лунном году насчитывалось триста пятьдесят четыре дня, а в солнечном — триста шестьдесят пять. Чтобы выровнять календарь, Нума ввел добавочный месяц из двадцати двух дней, его назвали мерцедониус и вставляли в календарь раз в два года.Старый римский календарь Ромула был короче и в счете дней и в числе месяцев. В нем было 10 месяцев. Нума сделал двенадцать.При воинственном Ромуле первый месяц был посвящен богу войны Марсу, — это наш март. Миролюбивого Пуму не прельщали воинские подвиги, выше всего он ценил порядок, стремился к справедливости и больше Марса почитал Януса — бога, по преданию, изменившего дикий образ жизни людей. Считалось, что двуликий Янус одной стороной своего лица смотрит в прошлое, другой — в будущее, ему и пристало как раз начинать новый год. Вторым месяцем стал Февраль, посвященный богу смерти — Фебруариусу; в этом месяце приносились жертвы умершим. А затем уже шел воинственный март.Я те далекие времена календарем ведали понтифики -ак Назывался у римлян верховный

-7-

жрец. Понтифики вставили мерцедоний, они приказывали выкликать на площадях начало нового месяца, новой недели, нового дня. Калео — по-латыни значит выкликать. Календа — название первого дня месяца. В этот первый день месяца происходили денежные расчеты с должниками, эти расчеты записывались в особые долговые книги — календариум. Отсюда и пошло само название — календарь.

1.3.2. Григорианскийсолнечный календарь "нового стиля". Продолжительность года составляет 365, 242500 суток. В 1582 году юлианский календарь по указу Папы Римского Григория XIII был реформирован в соответствие с проектом итальянского математика Луиджи Лилио Гаралли (1520-1576 гг.). Счет дней передвинули на 10 суток вперед и условились каждое столетие, не делящееся на 4 без остатка: 1700, 1800, 1900, 2100 и т. д. не считать високосным. Тем самым исправляется ошибка в 3 суток за каждые 400 лет. Ошибка в 1 сутки "набегает" за 2735 лет. Новые столетия и тысячелетия начинаются с 1 января "первого" года данного столетия и тысячелетия: так, XXI век и III тысячелетие нашей эры (н.э.) начнется 1 января 2001 года по григорианскому календарю.

Все католические страны, то есть те страны, где господствует католическая церковь, сразу приняли новый календарь. Ведь глава этой церкви — папа римский, и по его приказу было внесено исправление. Но другие церкви — лютеранская, англиканская, православная — не хотели подчиняться папе римскому, хотя поправка его была разумной, и не сразу приняли новый календарь; разные христианские церкви очень враждовали между собой!Но постепенно григорианский календарь завоевал свое место почти всюду, даже в странах Востока. А там живут и считают время по-своему. Одновременно с григорианским календарем, солнечным, у них есть свои календари — лунные; в Индии их, например, около тридцати. У различных племен — свой счет. Со своими эрами, с разной длины месяцами. Но для деловых, международных отношений для удобства пользуются григорианским летосчислением. Стойко противилась новому календарю церковь православная. И сейчас она живет по юлианскому календарю и религиозные праздники празднуются по старому стилю. Всюду уже отпраздновали рождество (25 декабря), а православная церковь доберется до этого праздника только седьмого января (по григорианскому календарю).

Египетский календарь 365 сутовЮлианский календарь 365 суток 6 ч.

Григорианский календарь 365 суток 5 ч. 49 м. 12 с.

Астрономический год 365 суток 5 ч. 48 м. 46 с.

В нашей стране до революции применялся юлианский календарь "старого стиля", ошибка которого к 1917 году составляла 13 суток. В 1918 году в стране был введен принятый во всем мире григорианский календарь "нового стиля" и все даты сдвинулись на 13 суток вперед.

3. Лунно-солнечный календарь, в котором движение Луны согласовывается с годичным движением Солнца. Год состоит из 12 лунных месяцев по 29 и по 30 суток в

-8-

каждом, к которым для учета движения Солнца периодически добавляются "високосные" годы, содержащие дополнительный 13-й месяц.

1.4. Семидневная неделя

Происхождение семидневной недели. Искусственные единицы измерения времени, состоящие из нескольких (трех, пяти, семи и т.д.) дней, встречаются у многих народов древности. В частности, древние римляне вели счет дням "восьмидневками" - торговыми неделями, в которых дни обозначались буквами от А до Н; семь дней такой недели были рабочими, восьмые - базарными.

Но вот уже у известного иудейского историка Иосифа Флавия (37 - ок. 100 г. н.э.) читаем: "Нет ни одного города, греческого или же варварского, и ни одного народа, на который не распространился бы наш обычай воздерживаться от работы на седьмой день". Откуда же "пошла есть" эта семидневная неделя?

Обычай измерять время семидневной неделей пришел к нам из Древнего Вавилона и, по-видимому, связан с изменением фаз Луны. В самом деле, продолжительность синодического месяца составляет 29,53 суток, причем люди видели Луну на небе около 28 суток: семь дней продолжается увеличение фазы Луны от узкого серпа до первой четверти, примерно столько же - от первой четверти до полнолуния и т. д.

Но наблюдения за звездным небом дали еще одно подтверждение "исключительности" числа семь. В свое время древневавилонские астрономы обнаружили, что, кроме неподвижных звезд, на небе видны и семь "блуждающих" светил, которые позже были названы планетами (от греческого слова "планэтэс", которое и означает "блуждающий"). Предполагалось, что эти светила обращаются вокруг Земли и что их расстояния от нее возрастают в таком порядке: Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. В Древнем Вавилоне возникла астрология - верование, будто планеты влияют на судьбы отдельных людей и целых народов. Сопоставляя определенные события в жизни людей с положением планет на звездном небе, астрологи полагали, что такое же событие наступит снова, если это расположение светил повторится. Само же число семь - количество планет стало священным как для вавилонян, так и для многих других народов древности. Словом «неделя» раньше обозначалось воскресенье — нерабочий день, когда «не делают», а потом стала называться семидневка

Название дней недели. Разделив сутки на 24 часа, древневавилонские астрологи составили представление, будто каждый час суток находится под покровительством определенной планеты, которая как бы "управляет" им. Счет часов был начат с субботы: первым ее часом управлял Сатурн, вторым - Юпитер, третьим Марс, четвертым - Солнце, пятым - Венера, шестым - Меркурий и седьмым - Луна. После этого цикл снова повторялся, так что 8-м, 15-м и 22-м часами "управлял" Сатурн, 9-м, 16-м, 23-м - Юпитер и т.д. В итоге получилось что первым часом следующего дня, воскресенья, "управляло" Солнце, первым часом третьего дня Луна, четвертого - Марс, пятого - Меркурий, шестого - Юпитер и седьмого - Венера. Соответственно этому и получили свое название дни недели.

Эти названия дней недели именами богов перекочевали к римлянам, а затем в календари многих народов Западной Европы. На латинском, русском и английском языках они выглядят так:

-9-

Сегодня почти все народы мира пользуются солнечным календарем, практически унаследованном от древних римлян. Но если в своем нынешнем виде этот календарь почти идеально соответствует годичному движению Земли вокруг Солнца, то о его первоначальном варианте можно сказать лишь "хуже было некуда". А все вероятно потому, что, как заметил римский поэт Овидий ( 43 г. до н. э. - 17 г. н. э. ), древние римляне лучше знали оружие, чем звезды…

1.5. Загадки о времени, о календаре, о временах года

-11-

1. Практическая часть

1.  

   1. Задачи

Решение задач развивает не только логическое мышление, но даёт много интересных знаний о времени, часах, календаре. В этих задачах две привычные вещи, на которые смотрят мельком,- часы и календарь, раскрывают всю глубину своих свойств, о которых человек мог не узнать за всю свою жизнь. Поэтому, решив какую- то задачу мы расширяем свой кругозор, получаем новые знания.

Время, как физическая величина, фигурирует ещё в задачах на движение и задачах, связанных с выполнением какой- то работы.

2.1.1. Задачи про календарь

1. Может ли в феврале високосного года быть 5 понедельников и 5 вторников?

2. В феврале 2012 года 5 воскресений, а всего 29 дней. На какой день недели приходится 23 февраля 2012 года?

3. Докажите, что первый и последний день 2010 года -это один и тот же день недели.

4. Григорианский календарь каждые 400 лет повторяется. Можно ли утверждать, что за четыре столетия первое января чаще приходится на воскресенье, чем на понедельник?

5. Позавчера Феде было 17 лет. В следующем году ему будет 20 лет. Как такое может быть?

Решение.

1. Только в феврале високосного года может быть 5 понедельников и по 4 остальных дней недели, т.е. в сумме 29 дней.

Ответ: не может.

2. Если в феврале 29 дней и 5 воскресений, то первое воскресенье будет 1 февраля. Отсюда 23 февраля понедельник.

3. 2010 год не високосный. Обычный год содержит 365=527+1 дней, т.е. 52 полных недели плюс один день. Поэтому любой обычный год начинается и заканчивается на один и тот же день недели. Для 2010 года это будет пятница.

4. За 400 лет 1 января 56 раз приходится на понедельник и субботу, 57 раз на среду и четверг, 58 раз на воскресенье, вторник и пятницу.

5. Утверждение сделано 1 января. День рождения Феди - 31 декабря. Позавчера ему было 17. Вчера ему исполнилось 18. В этом году будет 19, а в следующем - ровно 20.

-12-

2.1.2. Задачи про часы

1. Имеются песочные часы на 3 минуты и на 7 минут. Как с их помощью отмерить 4 минуты?

2. Имеются песочные часы на 7 минут и на 11 минут. Как с их помощью отмерить 15 минут?

3. Имеются песочные часы на 7 минут и на 9 минут. Как с их помощью отмерить 20 минут?

4. Парадокс Льюиса Кэрролла. Какие часы точнее показывают время: те, которые отстают на минуту в сутки, или те, которые вовсе не идут?

5. Мальчик лёг спать в 7 часов вечера, поставив будильник так, чтобы он прозвенел в 9 часов утра. Сколько времени проспит мальчик?

Решение.

1.Ставим часы одновременно. Когда песок в 3-минутных часах истечёт, засекаем время. Оставшееся время работы 7- минутных часов и будет равняться 4 минутам.

2. Одновременно опрокидываем песочные часы на 7 и на 11 минут. Как только закончится в 7- минутных часах, начинаем отсчёт времени. До остановки 11- минутных часов пройдёт 4 минуты, и мы сразу переворачиваем их и снова отмеряем 11 минут: 4+11=15.

3. Одновременно опрокидываем песочные часы на 7 и на 9 минут. Как только закончится в 7- минутных часах, начинаем отсчёт времени. До остановки 9-минутных часов пройдёт 2 минуты, и мы сразу переворачиваем их и снова отмеряем первые 9 минут, а затем ещё 9 минут: 2+9+9=20.

4. Кэрролл считал, что точными являются стоящие часы. Вот как он это обосновывал. Часы, отстающие на минуту в сутки, показывают точное время один раз в два года, в то время как стоящие часы показывают точное время два раза в сутки.

5. 2 часа.

-13-

2.1.3 Задачи на движение

2.2. Анкетирование

2.2.1. Анкета №1

Этот год живет всех дольше:

И часов и дней в нём больше.

Все мы ждём его прихода

Ровно раз в четыре года.

Почему високосный год бывает один раз в 4 года? (29.02.2016 г.)

Вывод: Учащиеся старших классов не могут правильно объяснить причину високосного года в календаре.

-14-

2.2.2. Анкета №2

По какому календарю мы живем?

Вывод: Учащиеся 6б класса плохо знают, а учащиеся 9а очень плохо знают по какому календарю мы живем.

1.  
   1.  

      1. Анкета №3

Какие наибольшие промежутки времени вы знаете?

Вывод: Учащиеся 6б и 9а большинство знают наибольшие промежутки времени.

Если ты помнишь, проведя на необитаемом острове первые десять дней, Робинзон Крузо понял, что без бумаги и карандаша легко потерять счет времени. Поэтому он водрузил на берегу столб и ежедневно делал на нем зарубку. Каждая седьмая зарубка была подлиннее – она обозначала воскресенье. А зарубка первого дня месяца – еще длиннее. Так Робинзон почти три десятилетия и вел свой календарь, отмечая дни, недели, месяцы и годы.

Дефо объяснил, что календарь нужен даже и на необитаемом острове.

Без календаря мы бы не знали, что у нас нынче: вчера, сегодня или завтра.Пшекурий

-15-

1.7. Заключение

Я прочитал книги о космосе, о календарях, о времени - много узнал.

В ходе развития человеческого общества было создано множество систем счёта времени. Многие из них не были идеальны, но способствовали создания календаря в современном виде. Календарь в современном виде также не идеален, но в дальнейшем он, безусловно, будет усовершенствован.

Решение задач развивает не только логическое мышление, но даёт много интересных знаний о времени, часах, календаре.

Литература

1. А. Азимов. Часы, по которым мы живем. От солнечных часов до лунного календаря. - М., 2004.

2. http://www.astronet.ru/db/msg/1177040/chapter3_6.html

3. Энциклопедия для детей «Аванта+». Астрономия. Том 8. Москва 2004

4. Материалы сайта ru.wikipedia.org «Детская Энциклопедия. Том 2», издательство «Просвещение», 1965 г.

5. А.А. Леонович. Я познаю мир. Детская энциклопедия. Физика. - М,:ООО «Издательство АСТ», 2001.

-16-

Мудрое распределение времени есть основа для деятельности.

Коменский Я.Источник:http://www.wisdoms.ru/22_1.html

Время довольно длинно для того, кто им пользуется; кто трудится и кто мыслит, тот расширяет его пределы.

ВольтерИсточник:http://www.wisdoms.ru/22_1.html

Без календаря мы бы не знали, что у нас нынче: вчера, сегодня или завтра.