Метр жүйесінде уақыт өлшемдері

Кіріспе

Метрлік жүйедегі уақыт аралықтарының өлшемі. Метрлік уақыт – уақыт аралықтарын метрикалық жүйеде өлшеу. Қазіргі СИ жүйесі секундты уақыттың негізгі бірлігі ретінде анықтайды және килосекунд, миллисекунд сияқты метрикалық префикстермен еселіктер мен бөлшектерді құрайды. Минут, сағат және күн сияқты басқа уақыт бірліктері СИ жүйесімен бірге қолданылуға рұқсат етілген, бірақ оның құрамына кірмейді. Метрлік уақыт – уақыт аралықтарын өлшеу, ал ондық уақыт – тәуліктің уақытын жазу тәсілі.

Тарих

Екіншісі өзінің атын шумерлер мен вавилондықтардан бастау алған сексагезималдық жүйеден алады. Бұл жүйе негізгі бірлікті 60 минутқа, әр минутты 60 секундқа, ал әр секундты 60 сатыға бөледі. "Минута" сөзі латын тіліндегі *pars minuta prima*, яғни "бірінші кішкентай бөлік", ал "секунд" – *pars minuta secunda* немесе "екінші кішкентай бөлік" деген сөздерден шыққан. Бұрыштық өлшемдерде де сексагезималдық бірліктер қолданылады; онда дәреже минуттар мен секундтарға бөлінеді, ал уақыт өлшемдерінде – сағаттарға. 1790 жылы француз дипломаты Шарль Морис де Талейран-Перигор метрикалық жүйе үшін ұзындықтың негізгі бірлігін теңіз деңгейіндегі 45-ші параллельде өлшенген бір секундтық периоды бар маятниктің ұзындығы деп ұсынды (жаңа бұрыштық өлшемдерде 50 градус), осылайша метрикалық жүйені секундтың мәніне негіздеуді көздеді. Жүйені әзірлеу үшін Франция Ғылым академиясының құрамында Салмақтар мен өлшемдер комиссиясы құрылды. Комиссия келесі жылы секундтық маятник бойынша метрді анықтауды қабылдамады, себебі уақыттың секунды – табиғи бірліктің ондық бөлігі емес, 1/86 400 күнге тең кездейсоқ период болатын. Оның орнына метр экватор мен Солтүстік полюс арасындағы Париж меридианының ондық бөлігі ретінде анықталуы тиіс еді. Комиссия бастапқыда ондық уақыт бірліктерін ұсынды, кейін жаңа Республикалық күнтізбеге енгізілді. 1791 жылдың қаңтар айында Жан Шарль де Борда Луи Бертхудқа осы бірліктерді көрсетуге арналған ондық хронометр жасауды тапсырды. 1794 жылдың 28 наурызында комиссия төрағасы Жозеф Луи Лагранж күнді (француз тілінде *jour*) уақыттың негізгі бірлігі ретінде пайдалануды ұсынды, *déci jour* және *centi jour* бөлімдерімен, сондай-ақ 4 *déci jour* және 5 *centi jour* көрсеткіштерін "4,5", "4/5" немесе жай ғана "45" деп белгілеуді ұсынды. 1795 жылы енгізілген соңғы жүйеге ұзындық, аудан, құрғақ көлем, сұйық сыйымдылығы, салмақ немесе масса және валюта бірліктері кірді, бірақ уақыт емес. Францияда ондық уақыт екі жыл бұрын енгізілген болатын, бірақ міндетті түрде қолданылуы метрикалық жүйе жарияланған кезде тоқтатылды және негізгі бірлік пен оның префикстерінен тұратын метрикалық үлгіге сәйкес келмеді. Күннің ондық бөлігіне тең келетін негізгі бірліктер, мысалы 1/10, 1/100, 1/1000 немесе 1/100 000 күн, сондай-ақ күннің басқа да бөліністері, мысалы 1/20 немесе 1/40 күн, әртүрлі атаулармен ұсынылды. Алайда, мұндай баламалы бірліктер кеңінен қабылдана қойған жоқ. Қытайда Сун әулеті тұсында күн кішірек бірліктерге бөлінді, олар *kè* деп аталды. Бір *kè* әдетте 1628 жылға дейін күннің 1/100 бөлігі ретінде анықталды, бірақ одан бұрын күндерде 96, 108 немесе 120 *kè* болатын қысқа мерзімдер де болды. *Kè* шамамен 14,4 минутқа, яғни 14 минут 24 секундқа тең. 19 ғасырда Жозеф Шарль Франсуа де Рей Пейльхаде Лагранждың *centijours* пайдалану туралы ұсынысын қолдады, бірақ оны *cé* деп қысқартты және 10 *decicés*, 100 *centicés*, 1000 *millicés* және 10 000 *dimicés* бірліктеріне бөлді. Джеймс Клерк Максвелл мен Элиху Томсон (Британдық ғылымды дамыту қауымдастығы, BAAS арқылы) 1874 жылы электрлік және магниттік метрикалық бірліктерді алу үшін сантиметр-грамм-секунд жүйесін енгізді, бұл 1832 жылы Карл Фридрих Гаустың ұсынысын орындады. 1897 жылы француздық Бойлық бюросы математик Анри Пуанкаре хатшылығымен *Commission de décimalisation du temps* құрды. Комиссия стандартты сағатты метрикалық уақыттың негізгі бірлігі етуді ұсынды, бірақ бұл ұсыныс қабылданбады және ақыры тоқтатылды. 1954 жылы 10-шы Халықаралық салмақтар мен өлшемдер конференциясында (CGPM) қазіргі заманғы SI жүйесі анықталғанда, эфемерид секунды (орташа күннің 1/86 400 бөлігі) жүйенің негізгі бірліктерінің бірі ретінде бекітілді. Жердің айналуы біртіндеп және біркелкі емес жылдамдықпен баяулап бара жатқандықтан, ол дәл өлшемдер үшін сенімді эталондық нүкте бола алмады. Сондықтан SI секунды кейіннен цезий-133 атомының негізгі күйінің екі гиперфина деңгейі арасындағы ауысуға сәйкес келетін сәулеленудің 9 192 631 770 периодының ұзақтығы ретінде қайта анықталды. Халықаралық стандарттық атомдық сағаттар негізгі өлшем ретінде цезий-133 өлшемдерін пайдаланады.

The second derives its name from the sexagesimal system, which originated with the Sumerians and Babylonians. This system divides a base unit into sixty minutes, each minute into sixty seconds, and each second into sixty tierces. The word "minute" comes from the Latin pars minuta prima, meaning "first small part", and "second" from pars minuta secunda or "second small part". Angular measure also uses sexagesimal units; there, it is the degree that is subdivided into minutes and seconds, while in time, it is the hour. In 1790, French diplomat Charles Maurice de Talleyrand Périgord proposed that the fundamental unit of length for the metric system should be the length of a pendulum with a one second period, measured at sea level on the 45th parallel (50 grades in the new angular measures), thus basing the metric system on the value of the second. A Commission of Weights and Measures was formed within the French Academy of Sciences to develop the system. The commission rejected the seconds pendulum definition of the metre the following year because the second of time was an arbitrary period equal to 1/86,400 day, rather than a decimal fraction of a natural unit. Instead, the metre would be defined as a decimal fraction of the length of the Paris Meridian between the equator and the North Pole. The commission initially proposed the decimal time units later enacted as part of the new Republican calendar. In January, 1791, Jean Charles de Borda commissioned Louis Berthoud to manufacture a decimal chronometer displaying these units. On March 28, 1794, the commission's president, Joseph Louis Lagrange, proposed using the day (French jour) as the base unit of time, with divisions déci jour and centi jour, and suggested representing 4 déci jours and 5 centi jours as "4,5", "4/5", or just "45". The final system, as introduced in 1795, included units for length, area, dry volume, liquid capacity, weight or mass, and currency, but not time. Decimal time of day had been introduced in France two years earlier, but mandatory use was suspended at the same time the metric system was inaugurated, and did not follow the metric pattern of a base unit and prefixed units. Base units equivalent to decimal divisions of the day, such as 1/10, 1/100, 1/1,000, or 1/100,000 day, or other divisions of the day, such as 1/20 or 1/40 day, have also been proposed, with various names. Such alternative units did not gain any notable acceptance. In China, during the Song Dynasty, a day was divided into smaller units, called kè One kè was usually defined as 1/100 of a day until 1628, though there were short periods before then where days had 96, 108 or 120 kè. A kè is about 14.4 minutes, or 14 minutes 24 seconds. In the 19th century, Joseph Charles François de Rey Pailhade endorsed Lagrange’s proposal of using centijours, but abbreviated cé, and divided into 10 decicés, 100 centicés, 1,000 millicés, and 10,000 dimicés. James Clerk Maxwell and Elihu Thomson (through the British Association for the Advancement of Science, or BAAS) introduced the Centimetre gram second system of units in 1874 to derive electric and magnetic metric units, following the recommendation of Carl Friedrich Gauss in 1832. In 1897, the Commission de décimalisation du temps was created by the French Bureau of Longitude, with the mathematician Henri Poincaré as secretary. The commission proposed making the standard hour the base unit of metric time, but the proposal did not gain acceptance and was eventually abandoned. When the modern SI system was defined at the 10th General Conference on Weights and Measures (CGPM) in 1954, the ephemeris second (1/86400 of a mean solar day) was made one of the system's base units. Because the Earth's rotation is slowly decelerating at an irregular rate and was thus unsuitable as a reference point for precise measurements, the SI second was later redefined more precisely as the duration of 9,192,631,770 periods of the radiation corresponding to the transition between the two hyperfine levels of the ground state of the caesium 133 atom. The international standard atomic clocks use caesium 133 measurements as their main benchmark.

Есептеу саласында

Есептеуде, кем дегенде ішкі жүйелерде, метрикалық уақыт есептеудің ыңғайлылығы үшін кеңінен қолданылды. Unix уақыты күнді және уақытты 1970 жылдың 1 қаңтарынан бері секундтар саны ретінде көрсетеді, ал Microsoft-тың NTFS FILETIME 1601 жылдың 1 қаңтарынан бері 100 нс-тың еселігі ретінде ұсынады. VAX/VMS 1858 жылдың 17 қарашасынан бері 100 нс санын пайдаланады, ал RISC OS 1900 жылдың 1 қаңтарынан бері центісекундтар санын қолданады. Microsoft Excel 1900 жылдың 1 қаңтарынан бері күн санын (ондық бөлшектермен, қозғалатын нүктемен) пайдаланады. Бұл жүйелердің бәрі де пайдаланушыға уақытты дәстүрлі бірліктерде көрсетеді. Бұл жүйелердің ешқайсысы қатаң түрде сызықтық емес, себебі олардың әрқайсысында секундтық түзетулерде үзілістер болады.

Префикстер

Секундтың бөлшектерін білдіретін метрикалық префикстер ғылым мен техникада кеңінен қолданылады. Миллисекундтар мен микросекундтар ең көп кездесетіндері. Секундтың еселіктерін білдіретін префикстер сирек қолданылады:

Көбейтілгіш Атауы Секундтар Көрсеткіш бірліктерде
10¹ декасекунд 10 0,17 минут
10² гектосекунд 100 1,67 минут (немесе 1 минут 40 секунд)
10³ килосекунд 1000 16,7 минут (немесе 16 минут 40 секунд)
10⁶ мегасекунд 1 000 000 11,6 күн (немесе 11 күн, 13 сағат, 46 минут және 40 секунд)
10⁹ гигасекунд 1 000 000 000 31,7 жыл (немесе 31 жыл, 252 күн, 1 сағат, 46 минут, 40 секунд, аралықта 7 жыл қатары бар екені ескерілгенде)