Diễn đàn Thiên Văn Học Do Nhóm ETBS Thành Lập
Bạn có muốn phản ứng với tin nhắn này? Vui lòng đăng ký diễn đàn trong một vài cú nhấp chuột hoặc đăng nhập để tiếp tục.

Khám phá các phương pháp đo thời gian

Go down

Khám phá các phương pháp đo thời gian Empty Khám phá các phương pháp đo thời gian

Bài gửi by hanhtinhxanh_ngoisao_odon Sat Jul 23, 2011 11:42 am

Ý
tưởng đo thời gian chỉ xuất hiện cách đây khoảng 5.000-6.000 năm khi
con người bắt đầu cuộc sống định cư và xây dựng các nền văn minh. Trước
đó, thời gian chỉ được chia làm hai khái niệm là ngày và đêm. Nhà khoa
học thiên tài Einstein từng nói: “Sự phân biệt giữa quá khứ, hiện tại và
tương lai chỉ là một ảo tưởng cố chấp dai dẳng”.


Dù cho thời gian có thật hay không, việc canh đo khái niệm này đã trở
nên không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta. Con người đã sáng tạo
ra nhiều phương thức để xác định đại lượng này, từ cách thô sơ nhất là
dựa vào sự chuyển động của mặt trời cho đến các đồng hồ nguyên tử siêu
chính xác ngày nay.

Hãy cùng tạp chí Discovery điểm lại một số phương thức đo thời gian được con người sử dụng từ trước đến nay.

Dựa vào Mặt trời


[You must be registered and logged in to see this image.]
Đồng hồ mặt trời.





Người Ai Cập có lẽ là những người đầu tiên biến việc canh thời gian
thành một môn khoa học. Họ xây dựng những cột lớn từ những năm 3.500
trước Công nguyên (TCN) và đặt chúng ở những vị trí thuận lợi để đo được
bóng đổ xuống của chúng. Đồng hồ mặt trời hoạt động theo nguyên tắc
theo dõi bóng của cái que cắm trên phiến đá thay đổi hướng và độ dài.
Thuở sơ khai, công cụ này chỉ giúp họ biết được thời điểm nào là giữa
ngày, nhưng về sau họ đã nghĩ ra cách để phân chia thời gian thành những
phần nhỏ hơn.

Hai ngàn năm sau, cũng là người Ai Cập nghiên cứu và chế tạo chiếc đồng
hồ mặt trời đầu tiên với thiết kế được chia làm 10 phần. Chiếc đồng hồ
này hoạt động dựa vào chuyển động của mặt trời. Phần nhô lên trên mặt
của nó sẽ đổ bóng xuống mặt đồng hồ và chỉ vào con số đã được khắc. Vào
giữa ngày, người ta phải xoay chiếc đồng hồ này 180 độ để nó tiếp tục
chỉ giờ chiều. Và dĩ nhiên là chiếc đồng hồ này không thể chỉ giờ vào
những ngày âm u hay vào ban đêm. Nó cũng không chính xác vì mặt trời ở
những góc khác nhau vào các thời điểm khác nhau trong năm; giờ có thể
ngắn hơn hoặc dài hơn tùy thuộc vào mùa. Tuy vậy, đến năm 30 TCN đã có
hơn 30 loại đồng hồ mặt trời được sử dụng ở Hy Lạp, Ý, và vùng Tiểu Á.
Ngày nay hệ thống tính giờ của chúng ta vẫn dựa vào mặt trời thông qua
việc quy ước những múi giờ.
Dựa vào những ngôi sao


[You must be registered and logged in to see this image.]
Dụng cụ thiên văn "merkhet" của người Ai Cập.





Cũng là người Ai Cập phát minh ra phương pháp canh thời gian vào ban đêm
bằng một dụng cụ thiên văn (gọi là merkhet) vào khoảng năm 600 trước
Công nguyên. Dụng cụ này gồm một sơi dây có buộc một quả tạ ở một đầu
dùng để đo một đường thẳng. Những nhà thiên văn Ai Cập thời đó canh sao
cho 2 merkhet hướng về phía sao Bắc Cực và dựa vào đó để đánh dấu một
đường bắc-nam, hay còn gọi là đường thiên kinh tuyến, trên bầu trời đêm.
Thời gian sẽ được xác định khi một số ngôi sao nhất định vượt qua đường
này.

Đồng hồ cát


[You must be registered and logged in to see this image.]
Một chiếc đồng hồ cát thời trung cổ được chế tác cầu kỳ.





Đồng hồ cát là một dụng cụ đo thời gian gồm hai bình thủy tinh được nối
với nhau bằng một eo hẹp, để cát mịn chảy từ bình này sang bình kia qua
eo nối, với một tốc độ nhất định. Khi cát từ bình này đã chảy hết vào
bình kia, đồng hồ cát được dốc ngược lại để cát chảy theo chiều ngược
lại. Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian cát chảy là dung lượng cát, kích
cỡ và góc của bình, độ rộng cổ eo và chất lượng cát.

Nguồn gốc của loại đồng hồ này cho vẫn chưa xác định được. Có nguồn cho
rằng người sáng chế ra nó là một tu sĩ người Pháp tên Luitprand sống ở
thế kỷ thứ 8; tuy nhiên phải đến thế kỷ 14 người ta mới thấy sự xuất
hiện phổ biến của loại đồng hồ này. Đồng hồ cát được thiết kế để đo
nhiều khoảng thời gian ngắn khác nhau: có loại 1 giờ, nửa giờ, hoặc thậm
chí chỉ vài phút. Ngày xưa, những nhà giàu có thường trưng những chiếc
đồng hồ cát lớn như là đồ trang trí trong nhà, dần về sau loại đồng hồ
này đã được dùng phổ biến trong mọi tầng lớp. Hiện tại, loại đồng hồ này
lưu thông phổ biến nhất ở dạng quà lưu niệm với thời gian đo chỉ 3 phút
thường được dùng để canh thời gian luộc trứng.

Đồng hồ nước



[You must be registered and logged in to see this image.]
Một mẫu đồng hồ nước





Đây là thiết bị đo thời gian đầu tiên không phụ thuộc vào các yếu tố
thiên văn để xác định thời gian, có nghĩa là nó có thể được dùng vào bất
cứ lúc nào trong ngày/đêm. Đồng hồ nước hoạt động bằng cách đo lượng
nước nhỏ từ một bình chứa này sang bình chứa khác. Người Ai Cập sở hữu
phát minh này, tuy nhiên nó đã phổ biến và được sử dụng rộng rãi khắp
thế giới, vài nước trên thế giới thậm chí còn sử dụng loại thước đo thời
gian này cho đến tận thế kỷ 20.

Đồng hồ cơ học

[You must be registered and logged in to see this image.]


Đồng hồ cơ học ra đời ở Châu Âu vào những năm 1300. Chúng hoạt động nhờ
vào một hệ thống những quả nặng kết hợp với con quay. Những chiếc đồng
hồ đầu tiên không có kim chỉ giờ hay phút mà chúng chỉ giờ bằng cách đổ
chuông (từ đồng hồ tiếng Anh “clock” xuất phát từ tiếng Pháp “cloche” có
nghĩa là “chuông”). Hệ thống dây cót được phát triển vào thế kỉ 15. Kim
phút xuất hiện vào năm 1475, và kim giây xuất hiện vào khoảng năm 1560
(tuy nhiên nó hoạt động không được chính xác lắm và chỉ giúp cho người
ta nhận ra rằng đồng hồ vẫn còn hoạt động). Vào năm 1653, Galileo
Galilei phát minh ra con lắc dẫn đến sự ra đời của đồng hồ quả lắc do
Christiaan Huygens chế tạo. Ông đã phát hiện nếu con lắc có độ dài 99,38
cm thì một chu kì của nó sẽ là đúng 1 giây. Vào năm 1670, William
Clement phát minh ra hệ thống hồi dạng mỏ neo giúp nâng độ chính xác của
đồng hồ. Từ đó, kim phút và kim giây xuất hiện ở hầu hết các loại đồng
hồ.

Đồng hồ “độc”


[You must be registered and logged in to see this image.]
Đồng hồ nhang của người Trung Hoa





Nhiều thế kỷ trước, người ta đã nghĩ ra đủ cách để tính giờ. Người Trung
Hoa phát minh ra cách đo thời gian bằng nhang vào khoảng năm 960-1270,
và cách này đã được phổ biến qua khắp các vùng đông Á. Cấu tạo của loại
đồng hồ này gồm những quả cầu kim loại được buộc vào dọc thanh nhang
theo khoảng cách đều nhau bằng những sợi dây; khi nhang cháy hết một
đoạn thì dây sẽ tuột và những quả cầu rớt xuống tạo ra tiếng động báo
hiệu giờ.

Đồng hồ nến có số vạch trên thân nến; khi bị đốt nến ngắn đi đồng thời
chỉ thời gian tương ứng được vạch trên thân. Đôi khi người ta không vạch
số lên thân nến, nhưng người sử dụng phải biết thời gian nến cháy hết
để xác định thời gian gần đúng.

Đồng hồ thạch anh



[You must be registered and logged in to see this image.]
Cấu tạo của một chiếc đồng hồ thạch anh





Năm 1880 Jacques và Pierre Curie phát hiện ra hiện tượng áp điện ở tinh
thể thạch anh; có nghĩa là chúng có khả năng chuyển các dao động cơ học
thành xung điện áp và ngược lại. Từ đó người ta thấy rằng có thể dùng
thạch anh để tạo ra những dao động điện rất ổn định làm chuẩn, từ đó có
thể làm đồng hồ thạch anh, chính xác, tiện lợi hơn đồng hồ quả lắc. Lần
đầu tiên Walter G. Cady ứng dụng thạch anh vào một bộ kiểm soát dao động
điện tử vào năm 1921. Ông công bố kết quả vào năm 1922 và đến năm 1927
thì Warren A. Marrison đã ứng dụng tinh thể thạch anh vào điều khiển sự
hoạt động của các đồng hồ.

Loại đồng hồ này có một số ưu điểm: tiện lợi, không cần lên giây, đa
tính năng, kiểu dáng thời trang…Vì vậy nó rất được giới trẻ ưa chuộng.
Hiện trên thị trường có ba loại đồng hồ thạch anh là đồng hồ thạch anh
báo số, đồng hồ thạch anh chạy kim và đồng hồ kết hợp số-kim.

Đồng hồ nguyên tử


[You must be registered and logged in to see this image.]
Chiếc đồng hồ nguyên tử đầu tiên trên thế giới (1949)





Đồng hồ nguyên tử là đồng hồ điều chỉnh thời gian theo trạng thái dao
động của nguyên tử. Tần số dao động của nguyên tử là không đổi và có thể
đo được, vì vậy đồng hồ nguyên tử là loại đồng hồ chính xác nhất cho
tới nay.
Năm 1949, đồng hồ nguyên tử đầu tiên hoạt động theo chuyển động của phân
tử Amoniac được chế tạo ở Viện tiêu chuẩn và kỹ thuật Quốc gia Hoa Kỳ.

Năm 1955, Louis Essen chế tạo thành công đồng hồ nguyên tử hoạt động
theo chuyển động nguyên tử Caesium tại phòng thí nghiệm Vật lí Quốc gia
Anh.

Ngoài nguyên tử Caesium, nguyên tử Rubidium, Hiđrô và các nguyên tử hay
phân tử khác đã được dùng thành công và đạt độ chính xác ngày càng cao
hơn.

Đồng hồ nguyên tử được dùng đo chính xác thời gian, xác định và phối hợp
các múi giờ và các hệ thống giờ với nhau. Ngoài ra, đồng hồ nguyên tử
còn được dùng trong tên lửa, máy bay không người lái, và đặt biệt là đo
thời gian để xác định khoảng cách trên vệ tinh trong các hệ thống định
vị như GPS, GLONASS hay Galileo.

Lịch


[You must be registered and logged in to see this image.]
Lịch của người Maya





Dương lịch dựa trên thay đổi thấy được theo mùa, được đồng bộ theo chuyển động biểu kiến của Mặt Trời.

Sử dụng cơ bản nhất của lịch là để xác định ngày: để có thể thông báo
các sự kiện tương lai và ghi chép lại các sự kiện đã xảy ra. Các ngày có
thể có ý nghĩa đối với các mùa thông thường, đối với một tôn giáo hay
các ngày lễ xã hội. Ví dụ, lịch cung cấp cách thức để xác định ngày nào
là những ngày lễ tôn giáo hay ngày lễ công cộng, những ngày nào đánh dấu
sự bắt đầu hay kết thúc của các chu kỳ hoạt động sản xuất-kinh doanh,
cũng như ngày nào là có giá trị pháp lý như ngày hết hạn trong các hợp
đồng hay ngày nộp thuế. Cũng có lịch còn cung cấp thêm thông tin khác có
ích chẳng hạn như thông tin về ngày hay mùa của nó.

Cao Nguyên
hanhtinhxanh_ngoisao_odon
hanhtinhxanh_ngoisao_odon
Moderator
Moderator

Tổng số bài gửi : 53
GBP : 165
Cảm ơn : 1
Ngày tham gia : 09/02/2011
Age : 25
Đến từ : thôn 3- Hoà Vinh- Đông Hoà- Phú yên

Về Đầu Trang Go down

Về Đầu Trang

- Similar topics

 
Permissions in this forum:
Bạn không có quyền trả lời bài viết