Sekunda

Drugi międzynarodowy

Zgodnie z Międzynarodowym Układem Jednostek, drugi jest obecnie zdefiniowany jako czas trwania 9.192.631.770 okresów promieniowania odpowiadających przejściu między dwoma nadsubtelnymi poziomami stanu podstawowego atomu cezu-133. Definicja ta odnosi się do atomu cezu w stanie spoczynku w temperaturze 0 kelwinów (-273,15 stopni Celsjusza; -459,67 stopni Fahrenheita) (zero absolutne). Stan gruntu jest zdefiniowany przy zerowym polu magnetycznym. Druga zdefiniowana w ten sposób jest równoznaczna z sekundą efemerydową.

Międzynarodowym standardowym symbolem na sekundę jest s (patrz ISO 31-1).

Równoważność z innymi jednostkami czasu

1 sekunda międzynarodowa jest równa:

• 1/60 minut (1 minuta jest równa 60 sekundom)
• 1/3 600 godzin (1 godzina jest równa 3 600 sekund)
• 1/86,400 dnia (1 dzień, w rozumieniu jednostek niebędących jednostkami SI, dopuszczonych do stosowania w Międzynarodowym Systemie Jednostek Miar, wynosi 86,400 sekund)

Istnieje 31.536.000 sekund w roku wspólnym, 31.622.400 sekund w roku przestępnym i 31.557.600 sekund w roku juliańskim.

Pochodzenie historyczne

Pierwotnie druga była znana jako "druga minuta", co oznaczało drugą minutę (tj. mały) podział godziny. Pierwszy podział był znany jako "pierwsza minuta" i jest odpowiednikiem minuty, którą znamy dzisiaj. Trzecia i czwarta minuta były czasami używane w obliczeniach.

Współczynnik 60 pochodzi od Babilończyków, którzy używali systemu liczbowego typu sexagesimal (base-60). Babilończycy nie dzielili jednak swoich jednostek czasu w układzie płciowym (poza dniem). Starożytni Egipcjanie określali godzinę jako 1/12 dnia lub 1/12 nocy, a więc obie te wartości różniły się w zależności od pory roku. Greccy astronomowie, na przykład Hipparchus i Ptolemeusz, definiowali godzinę jako 1/24 średniego słonecznego dnia. Podział płciowy tej średniej godziny słonecznej uczynił drugą 1/86,400 średniej słonecznej doby. ^[]

Greckie okresy czasu, na przykład średni miesiąc synodyczny, były zazwyczaj określone dość dokładnie, ponieważ zostały obliczone na podstawie starannie dobranych zaćmień oddzielonych setkami lat - nie można zmierzyć indywidualnych średnich miesięcy synodycznych i podobnych okresów czasu. Niemniej jednak, wraz z rozwojem zegarów wahadłowych utrzymujących czas średni (w przeciwieństwie do czasu pozornego wyświetlanego przez zegary słoneczne), drugi z nich stał się mierzalny. Wahadło sekundowe zostało zaproponowane jako jednostka długości już w 1660 r. przez Royal Society of London. Czas trwania uderzenia lub półobrotu (jeden huśtawka, nie tam i z powrotem) wahadełka o długości jednego metra na powierzchni Ziemi wynosi około jednej sekundy.

W 1956 r. drugi został zdefiniowany jako okres obrotu Ziemi wokół Słońca dla danej epoki, ponieważ do tego czasu uznano, że obrót Ziemi na własnej osi nie jest wystarczająco jednolity jako standard czasu. Ruch Ziemi został opisany w Tablicach Słońca Newkomba, w których znajduje się formuła ruchu Słońca w epoce 1900 r., oparta na obserwacjach astronomicznych przeprowadzonych w latach 1750-1892. Druga tak zdefiniowana formuła to

frakcja 1/31 556 925,9747 roku tropikalnego na 1900 stycznia 0 w 12-godzinnym czasie efemerydalnym.

Definicja ta została ratyfikowana przez jedenastą Generalną Konferencję Miar i Wag w 1960 roku. Rok tropikalny w definicji nie został zmierzony, lecz obliczony na podstawie wzoru opisującego rok tropikalny, który zmniejszał się liniowo w czasie, stąd też ciekawe odniesienie do konkretnego chwilowego roku tropikalnego. Ponieważ ta druga była niezależną zmienną czasu używaną w efemerydach Słońca i Księżyca przez większą część XX wieku (Newcomb's Tables of the Sun były używane od 1900 do 1983 roku, a Brown's Tables of the Moon były używane od 1920 do 1983 roku), nazywano ją drugą efemerydą.

Kiedy powstały zegary atomowe, stały się one podstawą definicji drugiego, a nie obrotu Ziemi wokół Słońca.

Po kilku latach pracy, Louis Essen z National Physical Laboratory (Teddington, Anglia) i William Markowitz z United States Naval Observatory (USNO) określili zależność między nadsubtelną częstotliwością przejścia atomu cezu a efemerydą drugą. Wykorzystując metodę pomiaru common-view, opartą na odbieranych sygnałach z radiostacji WWV, określili oni ruch orbitalny Księżyca wokół Ziemi, z którego można wywnioskować pozorny ruch Słońca, w kategoriach czasu mierzonego przez zegar atomowy. W wyniku tego, w 1967 r. Trzynasta Generalna Konferencja Miar zdefiniowała drugą część czasu atomowego w Międzynarodowym Układzie Jednostek Miar (SI) jako

czas trwania 9,192,631,770 okresów promieniowania odpowiadający przejściu między dwoma nadsubtelnymi poziomami stanu podstawowego atomu cezu-133.

Stan gruntu jest określony przy zerowym polu magnetycznym. Druga zdefiniowana w ten sposób jest równoznaczna z sekundą efemerydową.

Definicja tego drugiego została później dopracowana na posiedzeniu BIPM w 1997 r., tak aby zawierała oświadczenie

Definicja ta odnosi się do atomu cezu w stanie spoczynku w temperaturze 0 K.

Zmieniona definicja zdaje się sugerować, że idealny zegar atomowy zawierałby pojedynczy atom cezu w stanie spoczynku, emitujący pojedynczą częstotliwość. W praktyce jednak, definicja ta oznacza, że wysoce precyzyjne realizacje sekundy powinny kompensować wpływ temperatury otoczenia (promieniowanie ciała czarnego), w której pracują zegary atomowe i ekstrapolować odpowiednio do wartości sekundy, jak zdefiniowano powyżej.

Drugi w grach fabularnych

Czasami w grach fabularnych sekunda jest używana w odniesieniu do małego okresu czasu lub pojedynczej tury walki. Używana jest jako standardowa chwila czasu i niekoniecznie odnosi się do rzeczywistej sekundy, a w zależności od scenariusza może być krótsza lub dłuższa.

Trivia

• Do czasów współczesnych stopnie i godziny były dzielone kolejno przez 60 w pars minuta prima, pars minuta secunda, pars minuta tercja i tak dalej. Ewoluowało to do współczesnego podziału minutowego i sekundowego, ale dla mniejszych podziałów stosujemy teraz podział dziesiętny. W niektórych językach, słowniki nadal utrzymują słowo na trzecim miejscu przez 1/60 sekundy, na przykład w języku polskim (tercja) i arabskim (ثالثة).

Powiązane strony

• Skok drugi
• Rzędy wielkości (czas)
• UTC
• Międzynarodowy system jednostek
• Hertz
• Becquerel