Ajan määritelmä (fysiikassa)

Evelyn Maitee Marin
Teollisuusinsinööri, Fysiikan maisteri ja EdD

Aika (yleensä lyhennettynä "sinä”) on skalaarinen fyysinen suure, joka ilmaisee tapahtuman keston tai samanaikaisuuden, joten se on Se liittyy kehitykseen, ajanjaksoon, ikään tai hetkeen, jolloin tietty ilmiö tai tilanne tapahtuu.

Huolimatta siitä, että aika on skalaarinen ulottuvuus, se etenee aina progressiivisesti eteenpäin, tästä syystä fysiikassa ei ajatella negatiivisia aikoja, jotka edustavat tilaa esittää. Se on perussuure yksikköjärjestelmissä, ja monet johdetut suureet, kuten nopeus, kiihtyvyys ja teho; muutamia mainitakseni, ne määritellään ulottuvuuden muutoksen perusteella ajan suhteen. Tästä syystä aika on yksi tieteen yleisimmin käytetyistä riippumattomista muuttujista tutkia muiden muuttujien kehitystä, ja sen sanotaan olevan riippumaton, koska siinä ei ole kontrollia hänestä.

Ajan käsityksen ansiosta ihmiset voivat asettaa tapahtumien aikajärjestyksen. Ja tämä ominaisuus on antanut meille mahdollisuuden määritellä historian lukemia.

aikayksiköitä

Aika on fyysinen suuruus, mikä tarkoittaa, että sitä voidaan mitata ja käyttää, ja sillä on myös yksiköitä, jotka vaihtelevat sen mukaan, missä järjestelmässä ne ilmaistaan. Tämän suuren mittaamiseen käytetään välineenä sekuntikelloa (se mahdollistaa aikavälien mittaamisen) tai kelloa, joka näyttää nykyisen tai täsmällisen ajan aikavyöhykkeestä ja muodosta riippuen.

Kellot on kalibroitu näyttämään aika, joka vastaa kutakin aluetta sen aikavyöhykkeen mukaan, joten löydämme maita, joissa on samanaikaisesti eri ajat.

Tieteessä ja teollisuudessa tutkimuksen julkaisemisen virallinen yksikköjärjestelmä on "International System of Units (SI)", joka perustuu sarjaan. perussuureiden malleja, jotka hyväksytään maailmanlaajuisesti, koska ne noudattavat olemisen ominaisuuksia: muuttumaton, saavutettava, toistettava ja tuhoutumaton.

Kuvassa valmentaja käyttää sekuntikelloa mittaamaan aikaa, joka juoksijalta kuluu tietyn matkan suorittamiseen.

SI: ssä aika ilmaistaan ​​sekunteina (s), johon puolestaan ​​voidaan liittää metriset etuliitteet, kun halutaan ilmaista hyvin pieniä tai suuria määriä aikaa. Toisaalta ajan mittaamiseen on myös muita yksiköitä, jotka on esitetty seuraavassa taulukossa sekä niiden vastaavuus suhteessa 1 sekuntiin.

Pöytä 1. Eri aikayksiköt ja niiden vastaavuus 1 sekunnin kanssa.

* Vastaava sekunneissa kuukausien ja vuosien yksiköille perustuu oletukseen, että kuukaudessa on 30 päivää ja vuodessa 365 päivää.

Ajan malli kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä

Yksikkökuvioilla tarkoitetaan standardeja, jotka ilmaisevat, kuinka monta kertaa tämä kuvio sisältyy tiettyyn mittaukseen tai tiettyyn ulottuvuuteen liittyvään tulokseen. Sanotaan, että ne ovat standardeja, koska ne mahdollistavat mittausten yhdistämisen, jotka käyttävät kyseistä mittausta referenssinä, esimerkiksi jos artikkelissa tiedemies, meksikolainen tutkija raportoi 10,5 s, mikä vastaa täsmälleen samaa kuin kuka tahansa, joka lukee kyseisen julkaisun Espanjassa, Japanissa tai Australia. Tästä syystä SI: n käyttämien kuvioiden tarkkuuden parantamiseksi ne ovat kehittyneet tällä hetkellä käytetyiksi kuvioiksi.

Ennen vuotta 1967 1 sekunti määriteltiin murto-osaksi \(\left( {\frac{1}{{60}}} \right)\left( {\frac{1}{{60}}} \right)\ left ( {\frac{1}{{24}}} \right)\) päivästä keskimääräinen aurinko, joka puolestaan ​​määritellään ajanjaksoksi Auringon peräkkäisten esiintymisten välillä suhteessa sen korkeimpaan sijaintiin taivaalla kunkin päivän aikana .

Vuodesta 1967 nykypäivään määritelmää säädettiin käyttämällä mallina atomikelloa, joka perustuu cesiumatomin tuottamaan värähtelyyn. Siitä lähtien 1 sekunti edustaa 9 192 631 770 kertaa cesium 133 -atomin lähettämän säteilyn värähtelyjaksoa.

Aika suhteellisuusteorian mukaan

Mekaanisessa fysiikassa aika kuluu samanaikaisesti kahdella havainnolla, eikä kyseisten kappaleiden liike vaikuta siihen. Suhteellisuusteorian mukaan aika kokee dilataatiota, joka ei ole muuta kuin ero tämän muuttujan mittauksissa. kaksi tarkkailijaa, mikä voi ilmetä niiden välisen suhteellisen nopeuden erona tai kappaleiden sijainnista kenttään nähden painovoimainen.

Yksi edustavimmista Einsteinin relativistisen teorian osoitteista on ilmiö ajan laajeneminen ja samanaikaisuuden katkeaminen, joka aiheutuu hiukkasten liikkeestä, joiden nopeus on lähellä valosta.