Sekunda

jedinica za vrijeme

Sekunda (simbol s) je mjerna jedinica za vrijeme, jedna od 7 osnovnih jedinica SI sistema. Historijski, sekunda je definisana kao 1⁄86400 dana – ovaj faktor je izveden iz podjele dana na 24 sata, zatim 1 sata na 60 minuta i na kraju 1 minute na 60 sekundi (24 × 60 × 60 = 86400)

Sekunda
Clock-pendulum.gif
Klatnom upravljan zupčasti prekidač sata koji otkucava svake sekunde
Informacije o jedinici
Sistem jedinicaOsnovna SI jedinica
Jedinica zavrijeme
Simbols 

Sadašnja i formalna definicija u Međunarodnom sistemu jedinica (SI) je preciznija:

Sekunda je trajanje od 9 192 631 770 perioda zračenja koje odgovara prijelazu između dviju hiperfinih razina osnovnog stanja atoma cezija 133 na temperaturi od 0 K.[1]

Ova trenutna definicija je usvojena 1967. godine kada je postalo izvodljivo definisati sekundu na osnovu osnovnih svojstava prirode sa cezijumskim satovima.[2] Budući da brzina Zemljine rotacije varira i lagano se usporava, prestupna sekunda se dodaje u nepravilnim intervalima vremenu kako bi satovi bili sinhronizovani sa Zemljinom rotacijom.

UpotrebaUredi

Analogni i ručni satovi često imaju šezdeset kvačica na licu koje predstavljaju sekunde (i minute) i "sekundnu kazaljku" koja označava protok vremena u sekundama. Digitalni satovi i ručni satovi često imaju dvocifreni brojač sekundi.

SI prefiksi se često kombinuju sa riječi sekunda da bi označili podjele sekunde: milisekunde (hiljaditi dio sekunde), mikrosekunde (milioniti dio sekunde), nanosekunde (milijarditi dio sekunde), a ponekad i manje jedinice sekunde. Višestruke sekunde se obično broje u satima i minutama. Iako se SI prefiksi također mogu koristiti za formiranje višekratnika sekunde, kao što su kilosekunde (hiljade sekundi), takve jedinice se rijetko koriste u praksi. Svakodnevno iskustvo sa malim djelićima sekunde je mikroprocesor od 1 gigaherca koji ima vrijeme ciklusa od 1 nanosekunde. Brzine zatvarača kamere se često izražavaju u dijelovima sekunde, kao što je 1⁄30 sekunde ili 1⁄1000 sekunde.

Seksagezimalne podjele dana iz kalendara zasnovane na astronomskim posmatranjima postoje od trećeg milenijuma prije nove ere, iako nisu bile sekunde kakve danas poznajemo.[3] Tada se nisu mogle mjeriti male podjele vremena, pa su takve podjele matematički izvedene. Prvi mjerači vremena koji su mogli precizno brojati sekunde bili su satovi s klatnom izmišljeni u 17. vijeku. Počevši od 1950-ih, atomski satovi su postali bolji mjerači vremena od Zemljine rotacije, i nastavljaju da postavljaju standard i danas.

Satovi i solarno vrijemeUredi

Mehanički sat, koji ne zavisi od mjerenja relativne rotacione pozicije Zemlje, održava jednoobrazno vrijeme koje se zove srednje vreme, bez obzira na preciznost koja mu je svojstvena. To znači da će svaka sekunda, minuta i svaka druga podjela vremena koju broji sat imati isto trajanje kao i svaka druga identična podjela vremena. Ali sunčani sat koji mjeri relativni položaj Sunca na nebu koji se zove prividno vrijeme, ne održava jednolično vrijeme. Vrijeme koje održava sunčani sat varira u zavisnosti od doba godine, što znači da sekunde, minute i svaka druga podjela vremena imaju različito trajanje u različito doba godine. Vrijeme dana mjereno srednjim vremenom u odnosu na prividno vrijeme može se razlikovati za čak 15 minuta, ali će se jedan dan razlikovati od sljedećeg samo za malu količinu; 15 minuta je kumulativna razlika u jednom dijelu godine. Efekat je uglavnom zbog iskošenosti Zemljine ose u odnosu na njenu orbitu oko Sunca.

Razliku između prividnog sunčevog vremena i srednjeg vremena astronomi su prepoznavali još od antike, ali prije pronalaska tačnih mehaničkih satova sredinom 17. vijeka, sunčani satovi su bili jedini pouzdani satovi, a prividno solarno vrijeme jedini opšteprihvaćeni standard.

Događaji i jedinice vremena u sekundamaUredi

Djelići sekunde obično se označavaju decimalnim zapisom, na primjer 2,01 sekunda. Višestruke sekunde se obično izražavaju kao minute i sekunde, ili sati, minute i sekunde vremena na satu, odvojene dvotačkama, kao što su 11:23:24 ili 45:23 (posljednja notacija može dovesti do nejasnoća, jer isto notacija se koristi za označavanje sati i minuta). Rijetko ima smisla izražavati duže vremenske periode kao što su sati ili dani u sekundama, jer su to nespretno veliki brojevi. Za metričku jedinicu sekunde, postoje decimalni prefiksi koji predstavljaju 10−30 do 1030 sekundi.

Neke uobičajene jedinice vremena u sekundama su: minuta je 60 sekundi; sat je 3.600 sekundi; dan je 86.400 sekundi; sedmica je 604.800 sekundi; godina (osim prijestupne) je 31,536,000 sekundi; i (gregorijanski) vijek u prosjeku iznosi 3,155,695,200 sekundi; sa svim gore navedenim isključujući sve moguće prestupne sekunde.

Neki uobičajeni događaji u sekundama su: kamen padne oko 4,9 metara od mirovanja u jednoj sekundi; klatno dužine oko jednog metra ima zamah od jedne sekunde, tako da satovi sa klatnom imaju klatna dugačka oko metar; najbrži ljudski sprinteri trče 10 metara u sekundi; okeanski talas u dubokoj vodi putuje oko 23 metra u jednoj sekundi; zvuk putuje oko 343 metra u jednoj sekundi u vazduhu; svjetlosti je potrebno 1,3 sekunde da stigne do Zemlje sa površine Mjeseca, na udaljenosti od 384.400 kilometara.

Standardi za mjerenje vremenaUredi

Skup atomskih satova širom svijeta drži vrijeme konsenzusom: satovi "glasaju" o tačnom vremenu, a svi satovi za glasanje se usmjeravaju tako da se slažu s konsenzusom, koji se naziva Međunarodno atomsko vrijeme (TAI). TAI "otkucava" atomske sekunde.[4]

Civilno vrijeme je definisano tako da se slaže sa rotacijom Zemlje. Međunarodni standard za mjerenje vremena je univerzalno koordinirano vrijeme (UTC). Ova vremenska skala "otkucava" iste atomske sekunde kao TAI, ali umeće ili izostavlja preskočne sekunde po potrebi da bi se ispravile varijacije u stopi rotacije Zemlje.[4]

Vremenska skala u kojoj sekunde nisu baš jednake atomskim sekundama je UT1, oblik univerzalnog vremena. UT1 je definisan rotacijom Zemlje u odnosu na Sunce i ne sadrži prestupne sekunde.[4]  UT1 se uvijek razlikuje od UTC za manje od sekunde.

Optički rešetkasti sat

Iako još uvijek nisu dio nijednog standarda za mjerenje vremena, optički rešetkasti satovi sa frekvencijama u spektru vidljive svjetlosti sada postoje i najprecizniji su od svih mjerača vremena. Stroncijumski sat sa frekvencijom 430 THz, u crvenom opsegu vidljive svjetlosti, sada drži rekord u preciznosti: dobiće ili izgubiti manje od sekunde za 15 milijardi godina, što je duže od procijenjene starosti svemira. Takav sat može mjeriti promjenu u visini od samo 2 cm promjenom brzine zbog gravitacijske vremenske dilatacije.[5]

Također pogledajteUredi

ReferenceUredi

  1. ^ "SI Brochure (2019)" (PDF). SI Brochure. BIPM. str. 130. Arhivirano (PDF) s originala, 23. 5. 2019. Pristupljeno 23. 5. 2019.
  2. ^ Gill, Patrick (28. 10. 2011). "When should we change the definition of the second?". Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 369 (1953): 4109–4130. doi:10.1098/rsta.2011.0237. Pristupljeno 22. 7. 2022.
  3. ^ "mathematics – Ancient mathematical sources". Encyclopedia Britannica (jezik: engleski). Pristupljeno 20. 9. 2021.
  4. ^ a b c McCarthy, Dennis D.; Seidelmann, P. Kenneth (2009). Time: From Earth Rotation to Atomic Physics. Weinheim: Wiley.
  5. ^ Vincent, James (April 22, 2015). "The most accurate clock ever built only loses one second every 15 billion years". TheVerge. Archivirano s originala 27. 1. 2018. Pristupljeno 26. 1. 2018.