Definicja czasu (w fizyce)

Evelyn Maitee Marin
Inżynier przemysłowy, magister fizyki i EdD

Czas (zwykle w skrócie „Ty”) jest skalarną wielkością fizyczną, która wyraża czas trwania lub równoczesność zdarzenia, a zatem jest Jest związana z ewolucją, okresem, wiekiem lub momentem, w którym występuje określone zjawisko lub sytuacja.

Pomimo tego, że jest to wymiar skalarny, upływ czasu zawsze postępuje progresywnie do przodu, z tego powodu w fizyce nie są pojmowane czasy ujemne reprezentujące stan obecny. Jest to podstawowa wielkość w układach jednostek i wielu wielkościach pochodnych, takich jak prędkość, przyspieszenie i moc; by wymienić tylko kilka, są one definiowane na podstawie zmiany wymiaru względem czasu. Z tego powodu czas jest jedną z najczęściej używanych zmiennych niezależnych w nauce badać ewolucję innych zmiennych i mówi się, że jest niezależna, ponieważ nie ma kontroli o nim.

Dzięki percepcji czasu ludzie mogą ustalić chronologiczny porządek wydarzeń. I ta właściwość pozwoliła nam zdefiniować odczytania historii.

jednostki czasu

Czas jest wielkością fizyczną, co oznacza, że ​​można go mierzyć i obsługiwać, a także ma jednostki, które różnią się w zależności od systemu, w którym są wyrażane. Do pomiaru tej wielkości służy jako przyrząd stoper (pozwalający mierzyć odstępy czasu) lub zegar, który wskazuje czas aktualny lub punktowy w zależności od strefy czasowej i formatu.

Zegary są skalibrowane tak, aby wskazywały czas odpowiadający każdemu regionowi w zależności od jego strefy czasowej, dlatego znajdujemy kraje, które jednocześnie mają różne czasy.

W nauce i przemyśle oficjalnym systemem jednostek publikowania wyników badań jest „Międzynarodowy Układ Jednostek (SI)”, który opiera się na szeregu wzorców dla wielkości podstawowych, które są akceptowane na całym świecie, ponieważ odpowiadają właściwościom bycia: niezmiennym, dostępnym, odtwarzalnym i niezniszczalnym.

Zdjęcie przedstawia trenera używającego stopera do mierzenia czasu potrzebnego biegaczom na pokonanie określonego dystansu.

W SI czas jest wyrażany w sekundach (s), którym z kolei mogą towarzyszyć przedrostki metryczne, gdy pożądane jest wskazanie bardzo małych lub dużych ilości czasu. Z drugiej strony istnieją również inne jednostki pomiaru czasu, które przedstawiono w poniższej tabeli wraz z ich odpowiednikiem w odniesieniu do 1 sekundy.

Tabela 1. Różne jednostki czasu i ich równoważność z 1 sekundą.

* Odpowiedniki w sekundach dla jednostek miesięcy i lat oparte są na założeniu, że miesiąc ma 30 dni, a rok 365 dni.

Wzorzec czasu w Międzynarodowym Układzie Jednostek

Wzorce jednostek odnoszą się do standardów, które służą do wyrażenia, ile razy ten wzorzec jest zawarty w określonym pomiarze lub wyniku odnoszącym się do określonego wymiaru. Mówi się, że są standardowe, ponieważ pozwalają ujednolicić pomiary, które wykorzystują ten pomiar jako odniesienie, na przykład, jeśli w artykule naukowiec, badacz w Meksyku podaje 10,5 s, co reprezentuje dokładnie tyle samo, co dla każdego, kto czyta tę publikację w Hiszpanii, Japonii czy w Australia. Z tego powodu, aby poprawić dokładność wzorców stosowanych przez SI, ewoluowały one do obecnie stosowanego wzorca.

Przed rokiem 1967 1 sekunda była definiowana jako ułamek \(\left( {\frac{1}{{60}}} \right)\left( {\frac{1}{{60}}} \right)\ left ( {\frac{1}{{24}}} \right)\) dnia średnia słoneczna, która z kolei jest definiowana jako okres czasu między kolejnymi pojawianiami się Słońca w odniesieniu do jego najwyższego położenia na niebie w ciągu każdego dnia .

Od 1967 roku do chwili obecnej definicja była dostosowywana przy użyciu zegara atomowego jako wzoru, który opiera się na wibracjach wytwarzanych przez atom cezu. Od tego czasu 1 sekunda odpowiada 9 192 631 770 okresowi drgań promieniowania emitowanego przez atom cezu 133.

Czas według teorii względności

W fizyce mechanicznej czas płynie jednocześnie dla dwóch obserwatorów i nie ma na niego wpływu ruch wspomnianych ciał, jednak Zgodnie z teorią względności czas doświadcza dylatacji, która jest niczym innym jak różnicą w pomiarach tej zmiennej dokonanych przez dwóch obserwatorów, co może objawiać się różnicą względnych prędkości między nimi lub położeniem ciał względem pola grawitacyjny.

Jednym z najbardziej reprezentatywnych wkładów teorii relatywistycznej Einsteina jest zjawisko dylatacja czasu i przerwa równoczesności, spowodowana ruchem cząstek z prędkościami zbliżonymi do światła.