Отделение школьников среднего звена «Я — исследователь» Секция «Лингвистика (иностранные языки)»Часы — величайшее изобретение человечества Автор: Шаральдинов Вячеслав(5кл)

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение
«Воробьевская СОШ» имени Героя Советского Союза
Н.Т. Воробьева









Отделение школьников среднего звена «Я - исследователь» Секция «Лингвистика (иностранные языки)»





Часы - величайшее изобретение человечества








Автор: Шаральдинов Вячеслав

Класс 5

Научный руководитель:
Накшинова Бактыгуль Мухамеджановна















2016г.
Content

Introduction

Что такое часы и время?

История происхождения часов

Разновидности часов

Солнечные часы

Make a SUNDIAL

Conclusion

Literature
Введение

Актуальность. В нашей повседневной жизни мы так часто пользуемся временем, что даже не задумываемся и не подозреваем, что же это такое?

Откуда появились понятия: год, месяц, день, час, каким образом древние люди измеряли время и с помощью чего. Обратившись к одноклассникам и старшим ребятам, я поняла, что и они не могут объяснить мне происхождение времени и его измерении, тогда я решила узнать об этом больше, обратившись к книгам, Интернету, и рассказать о своих открытиях сверстникам.

Цель исследования - изучение некоторых видов часов.

Задачи:

собрать сведения из истории о часах и выяснить, какие бывают часы;

провести анкетирование;

попробовать сделать солнечные часы в домашних условиях и рассказать процесс изготовления на английском языке;

обобщить информацию о часах и познакомить с ней своих одноклассников.

Объект исследования - процесс измерения времени.

Предмет – солнечные часы как инструмент измерения времени.

Гипотеза исследования. Если использовать движение солнца в конструкции солнечных часов, то можно точно определить время. Думаю,

что существует множество часов, в том числе те, о которых не знают многие ученики, и я хочу рассказать о них сверстникам. А ещё я надеюсь, что у меня получится сделать солнечные часы.

Методы исследования: наблюдение, сбор информации,

анкетирование, анализ, изучение литературы, практическая работа.

Практическая значимость. Иногда на даче или на садовом участке намного практичнее, полезнее и интереснее иметь солнечные часы. Они вам не только подскажут время, но и станут интересной архитектурной формой
для сада или дачи. К тому же это отличное развивающее занятие для ребенка по изучению времени и движения солнца.


1. Что такое часы и время?

Часы прибор для определения текущего времени суток и измерения продолжительности временных интервалов в единицах, меньших, чем одни сутки.

По размерам часы делятся на: карманные, наручные часы, каретные часы, настольные часы, настенные часы, каминные часы, напольные часы,

умные часы, башенные часы.

По механизму измерения: солнечные, огненные часы, песочные часы,

водяные часы, механические часы, камертонные часы, кварцевые часы,

электронные часы, астрономические часы, атомные часы, системные часы.

Время форма протекания физических и психических процессов,

условие возможности изменения.

философии это необратимое течение (протекающее лишь в одном направлении из прошлого, через настоящее в будущее).

количественном (метрологическом) смысле это текущее время:

календарное, определяемое правилами календаря, и время суток,

определяемое какой-либо системой счисления (шкалой) времени (примеры:

местное время, всемирное координированное время); относительное время,

временной интервал между двумя событиями.



2. История происхождения часов

На протяжении тысячелетий люди придумывали разные приспособления для измерения и слежения за временем. Использование шестидесятеричной системы счисления для измерения времени придумано в Шумере приблизительно 2000 до н. э. В Древнем Египте сутки делили на два

12-часовых периода, используя большие обелиски для слежения за Солнцем.

Возможно впервые, там были придуманы водяные часы. Считается, что
Династия Шан использовала водяные часы приблизительно в то же время,

позаимствовав изобретение из Месопотамии.

В Персии водяные часы регулярно использовались с 2500 году до н. э.

на протяжении дня и ночи, чтобы сообщать точное время и продолжительность орошения земли. Также для измерения времени использовались свечные часы. Они были известны в Китае, Японии, Англии и Ираке. В Индии и Тибете широко использовалась разновидность солнечных часов в виде палки.

Самые ранние часы напрямую зависели от солнечной тени, что делало их бесполезными в пасмурную погоду и ночью, кроме того, если гномон не был ориентирован параллельно земной оси, они нуждались в настройке при смене времён года. Самое раннее упоминание часов с водяным спусковым механизмом, который преобразовывал вращательную энергию в прерывистое движение, датируется III веком до н. э. в Древней Греции. Позднее, в X веке,

в Китае были изобретены часы с ртутным спусковым механизмом, а затем арабские инженеры улучшили водяные часы, впервые использовав механические передачи для преобразования крутящих моментов.

Механические часы, применяющие штыревой спусковой механизм,

были созданы в XIV веке и стали стандартным инструментом для измерения времени вплоть до появления пружинных часовых механизмов и карманных часов в XVI веке. Следом появились маятниковые часы и на протяжении трёх веков они были наиболее точным устройством измерения времени. В ХХ веке были созданы кварцевые часы и следом атомные. Последние дают погрешность порядка 10
·14 (1 мс за 3000 лет) и используются для синхронизации всех остальных часовых механизмов, ложась в основу Всемирного координированного времени.


3. Разновидности часов

Водяные часы, также называемые клепсидрой имеют принцип действия схожий с песочными часами. Наряду с солнечными часами, возможно,
являются старейшими приборами для измерения времени, если не принимать во внимание вертикальную палку-гномон по длине падающей тени которого ориентировались во времени древние скотоводы. Учитывая глубокую древность водяных часов, где и когда они впервые появились науке не известно. Чашеобразный отток является простейшей формой водяных часов,

и, как известно, существовал в Вавилоне и в Египте около XVI века до нашей эры. В других регионах мира, включая Индию и Китай, также есть древние признаки существования водяных часов, но самые ранние даты их появления являются менее определёнными. Некоторые авторы, однако, пишут, что водяные часы имелись в этих областях уже в начале 4000 г. до н. э.

За древнегреческой и древнеримской цивилизациями признаётся приоритет в усовершенствовании формы водяных часов, которые получили сложный комплекс зубчатых передач, рассчитанный на круглосуточную работу и состоявший из причудливого механизма. Улучшения также способствовали повышению точности. Эти достижения были переданы через Византию в исламский мир, и, в конечном счёте, проделали свой путь обратно в Западную Европу. Независимо от греко-римского мира, китайцы разработали свои собственные усложнённые водяные часы (
·
·) в 725 г.,

передав свои идеи Корее и Японии.

Некоторые проекты водяных часов были разработаны независимо друг от друга, а некоторые знания были перенесены посредством распространения торговли. В обществах, предшествующих современному, не было нужды в особо точных методах с повышенными требованиями к хронометрированию,

подобно существующим в современном индустриальном обществе, где каждый час работы или отдыха контролируется, и работа может начаться или закончиться в любое время, независимо от внешних условий. Вместо этого,

водяные часы в древних обществах использовались в основном для астрологических измерений. Эти ранние водяные часы были откалиброваны с солнечными часами. Никогда не достигая уровня точности современных часов, водяные часы были самыми точными на протяжении нескольких
тысячелетий и широко использовались как устройства хронометража, пока в Европе в XVII столетии не были заменены на более точные маятниковые часы.

Исламской цивилизации приписывают дальнейшее улучшение точности водяных часов, тщательно продуманных инженерно. В 797 (или,

возможно, 801 году), багдадский халиф из династии Аббасидов, Харун ар-

Рашид, подарил Карлу Великому индийского слона по кличке Абул-Аббас вместе с «особо сложным образцом» водяных часов.

В XIII веке, Аль-Джазари (11361206 гг.), курдский инженер из Месопотамии, который работал на правителя из династии Артукидов Дияр-

Бакра Насир аль-Дина, сделал многочисленные часы всех форм и размеров. В

книге описано 50 механических устройств в шести категориях, в том числе водяные часы. Самые известные часы, включали устройства «Слон», «Писец» и «Замок», которые были успешно восстановлены.

Песочные часы. Эти часы основаны на том, что точно откалиброванный речной песок проходит через узкое отверстие, в 1

песчинку, в одинаковые промежутки времени. При этом люди быстро догадались использовать 2 полости, соединённые узким перешейком с отверстием для пересыпания песка. Половинки стеклянного сосуда имели форму чаши и предназначались для измерения небольших промежутков времени, но имели недостаток: после пересыпания песка из верхней полости в нижнюю их приходилось переворачивать. На флоте песочные часы назывались склянками.

Огненные часы. Огненные часы впервые появились в Китае. Они состояли из спирали или палочки из горючего материала с подвешенными металлическими шариками. При сгорании материала шарики падали в фарфоровую вазу, производя звон.

Впоследствии разновидность огненных часов появилась и в Европе.

Здесь использовались свечи, на которые равномерно наносились метки.

Расстояние между метками служило единицей времени.
Механические часы. У всяких механических часов нужно различать четыре существенных части: двигатель (пружина или гиря); передаточный механизм зубчатых колёс; регулятор, обусловливающий равномерность движения; распределитель или спуск, с одной стороны, передающий от двигателя импульсы регулятору, необходимые для поддержания колебания последнего, и, с другой стороны, подчиняющий движение передаточного механизма, а следовательно, и действие двигателя закономерности колебания регулятора.

Достоинство же часов заключается в малости, а главное в

постоянстве хода. Ход хороших астрономических часов и хронометров должен по возможности не зависеть от изменений температуры, давления,

влажности воздуха, случайных толчков, стирания осей механизма, сгущения смазывающего масла, молекулярных изменений в различных частях механизма и т. д. Астрономические часы делятся на два главных типа:

«постоянные», в которых движущей силой служит тяжесть гирь, а регулятором колебания маятника;

«переносные», где движение производится силой упругости развёртывающейся постепенно пружины, а регулируется колебаниями упругой, тонкой спирали, соединённой с т. н. балансом.

Часовые механизмы первого типа называются в астрономии «часами» в

тесном смысле слова или «маятниками». Они находятся на обсерваториях при постоянных астрономических инструментах, укреплены на каменных столбах или в стене; часто помещают часы в подвале обсерватории, чтобы предохранить по возможности от перемен температуры («нормальные» часы).

Ходики небольшие стенные часы упрощённого устройства с гирями

вариант механических часов с маятником, анкерным спуском и гирями в качестве двигателя. В качестве маятника в некоторых моделях использовали две «ноги», движущиеся в противоход друг другу. Встречается разновидность с боем (ещё одна цепочка со съёмной гирей для боя, которую
можно при желании снять с цепочки и повесить рядом на специальный крючок так называемый «режим без боя»).

Часы с кукушкой настенные часы в изящном корпусе, чаще всего механические часы (ходики) с боем, имитирующим пение кукушки. Обычно звуковые сигналы (от одного до двенадцати) раздаются каждый час,

отсчитывая текущее время и нередко перемежаясь ударами гонга («бум ку-ку»). Механизм, имитирующий кукушку, разработан в середине XVIII

века и с тех пор практически не претерпел изменений. Родиной часов с кукушкой считается расположенный в центре региона Шварцвальд немецкий городок Триберг, по крайней мере, именно там расположен музей часов с кукушкой.

Кварцевые часы. Разновидность электронно-механических часов.

Принцип действия основан на пьезоэлектрическом эффекте, свойстве кристаллов кварца, например, деформироваться под воздействием внешнего электрического поля, а также поляризоваться при механической деформации.

При этом кристалл кварца, обладая маленькими размерами, может в значительно большей мере стабильно генерировать колебания, имеющие высокую временную и температурную стабильность.

Электронные часы. Часы, основанные на подсчёте периодов колебаний от задающего генератора с помощью электронной схемы и выводе информации на цифровой дисплей.

современные электронные часы встроен, как правило,

специализированный микроконтроллер, и у часов появилось много сервисных функций (будильники, мелодии, календари и т. д.), но микроконтроллер так же продолжает считать периоды колебаний все того же кристалла кварца.

Радиочасы. Электронные или кварцевые часы, которые могут сверять свой ход по сигналам точного времени вещательных или специальных радиостанций, а также (для получения особо точного времени) спутников

GPS.
Атомные часы (молекулярные, квантовые часы), которые могут измерять время, в котором в качестве периодического процесса используются собственные колебания, связанные с процессами,

происходящими на уровне атомов или молекул.



4. Солнечные часы

Солнечные часы прибор для определения времени по изменению длины тени от гномона и её движению по циферблату. Появление этих часов связано с моментом, когда человек осознал взаимосвязь между длиной и положением солнечной тени от тех или иных предметов и положением Солнца на небе.

Простейшие солнечные часы показывают солнечное время, а не местное, то есть, не учитывают деление Земли на часовые пояса. Кроме того,

простейшие солнечные часы не учитывают летнего времени. Пользоваться солнечными часами можно только днём и при наличии Солнца.

В настоящее время солнечные часы по прямому назначению практически не используются, и уступили место различным видам других часов.

Первое известное описание солнечных часов в Древнем Египте надпись в гробнице Сети I, датируемая 13061290 гг. до н. э. Там говорится о солнечных часах, измерявших время по длине тени и представлявших собой прямоугольную пластину с делениями. На одном конце её прикреплён невысокий брусок с длинной горизонтальной планкой, которая и отбрасывала тень. Конец пластины с планкой направлялся на восток, и по меткам на прямоугольной пластине устанавливался час дня, который в Древнем Египте определялся как 1/12 промежутка времени от восхода до заката. После полудня конец пластины направлялся на запад. Сделанные по такому принципу инструменты также были найдены.

Первое упоминание о солнечных часах в Китае, было в 1100 г. до н. э.

В эпоху Чжоу в Китае применялись экваториальные солнечные часы в виде
каменного диска, устанавливаемого параллельно небесному экватору и пронизывающего его в центре стержня, устанавливаемого параллельно земной оси. В эпоху Цин в Китае изготавливали портативные солнечные часы с компасом: либо экваториальные опять-таки со стержнем в центре диска, устанавливаемого параллельно небесному экватору, либо горизонтальные с нитью в роли гномона над горизонтальным циферблатом.

Древние греки и римляне, как и египтяне, делили промежуток времени от восхода до заката Солнца на 12 часов, и поэтому их час (как мера времени)

был различной длины в зависимости от времени года. Поверхность выемки в солнечных часах и «часовые» линии на них подбирались так, чтобы конец тени прута указывал час. Угол, под которым срезана верхняя часть камня,

зависит от широты места, для которого изготовлены часы. Последующие геометры и астрономы (Евдокс, Аполлоний, Аристарх) придумывали разнообразные формы солнечных часов. Сохранились описания таких инструментов, носивших самые странные названия сообразно их виду.

Иногда гномон, отбрасывающий тень, располагался параллельно оси земли.

Из Греции солнечные часы достигли Рима. В 293 г. до н. э. Папирий Курсор велел соорудить солнечные часы в храме Квиринал, а в 263 г. до н. э.

другой консул, Валерий Мессала, привёз солнечные часы из Сицилии.

Устроенные для более южной широты, они показывали час неверно.

В древнерусских летописях часто указывался час какого-то события,

это наводило на мысль, что в то время на Руси уже использовались определённые инструменты или объекты для измерения времени по крайней мере днём. Черниговский художник Георгий Петраш обратил внимание на закономерности в освещении Солнцем ниш северо-западной башни Спасо-

Преображенского собора в Чернигове и на странный узор («меандры») над ними. На основании более подробного их изучения он высказал предположение, что башня представляет собой солнечные часы, в которых час дня определяется освещением соответствующей ниши, а меандры служат
для определения пятиминутного интервала. Подобные особенности были отмечены и у других храмов Чернигова, и был сделан вывод, что солнечные часы в Древней Руси применяли ещё в XI веке.

В XVI веке в России появились западноевропейские портативные солнечные часы. На 1980 год в советских музеях было семь таких часов.

Самые ранние из них относятся к 1556 году и хранятся в Эрмитаже, они были предназначены для ношения на шее и представляют собой горизонтальные солнечные часы с секторным гномоном для указания времени, компасом для ориентации часов в направлении северюг и отвесом на гномоне для придания часам горизонтального положения. Все эти элементы установлены на плате, которая может отклоняться от горизонтального положения,

обеспечивая возможность использования часов не на одной, а в интервале широт: 4757 градусов.

Типы солнечных часов Различают солнечные часы экваториальные, горизонтальные,

вертикальные (если плоскость циферблата вертикальна и направлена с запада на восток), утренние или вечерние (плоскость вертикальна, с севера на юг).

Строились также конические, шаровые, цилиндрические солнечные часы.

Экваториальные солнечные часы состоят из кадрана (плоскость с часовыми делениями) и гномона. Часовые деления на кадран наносятся через равные угловые промежутки, как на циферблате обыкновенных часов, а

гномон обычно представляет собой металлический стержень,

устанавливаемый на кадране перпендикулярно его поверхности. Затем кадран ориентируется в горизонтальной плоскости так, чтобы прямая,

соединяющая основание гномона и часовое деление, соответствующее полудню, была направлена параллельно полуденной линии в сторону юга для Северного полушария, или в сторону севера для Южного полушария,

и наклоняется относительно плоскости горизонта, соответственно, в сторону севера или сторону юга на угол
·=90°-
·, где
· географическая широта места установки солнечных часов. Кадран будет параллелен небесному
экватору (отсюда название этого типа солнечных часов), а поскольку небесная сфера в течение дня вращается равномерно, то и тень от гномона за любой час дня будет описывать равные углы (поэтому часовые деления и проводятся так же, как на циферблате обычных часов).

Горизонтальные солнечные часы в городе Перт, Австралия, с

характерными для Южного полушария особенностями: тень в полдень на юге, а Солнце на севере; видимый путь Солнца по небосводу проходит справа налево, поэтому нумерация часов идёт против часовой стрелки.

Вертикальные солнечные часы обычно размещают на стенах зданий и различных строений. Поэтому их кадран вертикален перпендикулярен плоскости горизонта, но может быть повёрнут в различные стороны.

В Московском планетарии установлены вертикальные солнечные часы,

показывающие время и дату.

5. Make a SUNDIAL

Go outside on a sunny day and look at your shadow Early in the morning and late in the afternoon, it is long. At lunchtime, it has very short. This is because the Earth moves around the sun and the sun is in a different place in the sky at different times of the day. Sundials use shadows to tell the time. They have the oldest way to tell the time!

With the sun shining

It's the perfect time to make a sundial. How to make it:

With a pen, make a hole in the side of the cup, about 5 centimetres from

the top.

Put small stones in the cup and put the lid on.

Make a hole in the lid. Put a straw through the hole in the lid and the hole in the side of the cup. Your sundial is ready!

How to use it:

On a sunny day, put your sundial on the ground in a place with no trees or buildings nearby.
Find north with your compass and point the straw to the North.

At 10am, look where the shadow of the straw is on the lid. Make a mark with the pen.

Do the same at 11am and then everyJapur until 3pm.

The next day, look at the shadow and tell the time. Is your sundial

correct?

Вывод

В результате моей работы я собрал интересные факты из истории о часах, выяснил, какие виды существуют часов. Провел анкетирование среди сверстников и познакомил их об интересных исторических фактах о часах. Сделал в домашних условиях солнечные часы и смог рассказать ребятам на английском языке весь процесс изготовления.

Моя гипотеза подтвердилась в том, что действительно с помощью движения солнца можно определить точное время в конструкции солнечных часов. Мы решили вместе с родителями сделать необычные солнечные часы,

которые станут интересной архитектурной формой для нашего сада.

Literature

1. УМК «Английский в фокусе» для 5 класса / Ю. Е. Ваулина, В. Эванс, Д. Дули, О. Е. Подоляко. – М.: Express Publishing: Просвещение, 2013.

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]

https://en.wikipedia.org/wiki/Sundial

https://ru.wikipedia.org/wiki/Часы

https://ru.wikipedia.org/wiki/Время

15