Przeskocz do treści

Delta mi!

Loading

Mała Delta

Nowości z przeszłości

Co się może zdarzyć w mgnieniu oka

Czy "mgnienie oka" trwa długo, czy krótko? - To zależy dla kogo! Dla człowieka jest to najkrótsza chwila, jaką potrafi on sobie uzmysłowić.

Dla naszego oka trwa to tak krótko, że nawet nie dostrzega ono chwilowego przesłonięcia pola widzenia. Nie możemy jednak do wszystkiego przykładać naszej ludzkiej miarki. Dokładne pomiary wykazały, że mgnienie oka trwa 2/5 sekundy. W tym czasie lecąca mucha wykonuje ponad 100 ruchów skrzydełkami. Sprinter przebiega w mgnieniu oka około 4 metrów, samolot przebywa drogę 100 metrów, a światło aż 120000 km.

W życiu codziennym nie interesujemy się tak szybkimi ruchami, nie potrzebujemy więc bardzo dokładnych zegarów.

obrazek

Dawniej ludzie przy ocenie czasu kierowali się ruchem dziennym Słońca i to im całkowicie wystarczało. Na starych zegarach, pochodzących sprzed wieku XVIII nie ma wcale wskazówki minutowej. Wskazówka sekundowa pojawiła się dopiero pod koniec XIX wieku, ale na co dzień nawet dzisiaj nie jest nam ona potrzebna. Nie oznacza to jednak, że nigdy nie korzystamy z dokładniejszych zegarów. Chcąc badać procesy przebiegające bardzo szybko, musimy umieć mierzyć czas z bardzo dużą dokładnością.

Na czym polega działanie większości zegarów?

Na ogół w zegarach wykorzystuje się regularnie powtarzający się ruch jakiegoś ciała, tzw. ruch okresowy. Przykładem takiego ruchu są wahania małego ciężarka zawieszonego na nitce.

obrazek
obrazek

Zrób sam wahadło sekundowe

Weź mały ciężarek, np. stalową nakrętkę na śrubę i przywiąż ciężarek do końca mocnej nitki. Trzymając drugi koniec nitki w ręce, wpraw ciężarek w ruch wahadłowy o niedużych wychyleniach. Uważaj, żeby ani ciężarek, ani nitka niczego nie dotykały. Czas potrzebny na to, by ciężarek przebył drogę od jednego położenia krańcowego do drugiego i z powrotem, nazywa się okresem wahań wahadła. Czas ten zależy od długości nitki. Im dłuższa nitka, tym dłuższy okres wahań. Możesz tak dobrać długość nitki, by okres wahań wyniósł dwie sekundy. Ruch w jedną stronę trwa wtedy, oczywiście, jedną sekundę. Takie wahadło nazywa się "sekundowym".

Możesz skorzystać z podanej poniżej zależności między długością nitki |l, a okresem wahań, T.

 √ l- m T = 2 π -, gdzie g = 9,81- g s2

Jeśli wolisz, wyznacz długość wahadła sekundowego doświadczalnie. Trzeba wypróbować wahadła o różnej długości, np. wydłużać nić po 5 cm począwszy od 80 cm. Za każdym razem mierz czas trzydziestu pełnych wahań tam i z powrotem. Jeśli wyniesie on 60 sekund, to będzie oznaczało, że udało ci się skonstruować wahadło sekundowe. Powinieneś otrzymać takie wahadło długości około metra. Wystarczy teraz liczyć wahania, żeby wiedzieć z dokładnością do sekundy, ile czasu upłynęło od chwili wprawienia w ruch twojego zegara. Oczywiście, w prawdziwym zegarze jest mechanizm, który "liczy" wahania i tłumaczy liczbę wahań na godziny, minuty i sekundy.

obrazek

Można łatwo zwiększyć dokładność zegara, jeśli skorzysta się z wahadła o mniejszym okresie wahań. W najdokładniejszych zegarach, tzw. atomowych, nie ma wahającego się ciężarka. Jego rolę odgrywają drgania elektromagnetyczne w atomach. Dokładniejszy opis działania zegarów atomowych znajdziesz w Delcie 2/1975. Zegary atomowe mogą mierzyć czas z dokładnością do miliardowej części sekundy. Takie zegary mylą się nie więcej niż o jedną sekundę na kilkaset lat.