علوم پایه, فیزیک 17223 بازدید

در آموزش‌های پیشین مجله فرادرس، با تبدیل واحد طول، حجم، وزن و جرم، سرعت و دما آشنا شدیم. در این آموزش، با تبدیل واحد زمان آشنا می‌شویم.

فیلم آموزشی تبدیل واحد زمان

دانلود ویدیو

واحد‌ SI زمان

دستگاه بین‌المللی یکاها (SI) هفت واحد پایه را برای اندازه‌گیری معرفی کرده است. در این میان، واحد پایه زمان ثانیه (Second) است. سایر واحدهای اندازه‌گیری SI، عبارتند از: متر برای طول، کیلوگرم برای جرم، آمپر برای جریان الکتریکی، کلوین برای دما، شمع یا کاندلا برای شدت نور و مول برای مقدار ماده.

واحدهای SI

از نظر تاریخی، یک ثانیه نسبت به دوره‌های زمانی بزرگ‌ترِ دقیقه، ساعت و روز تعریف شده است. برای مثال، یک ثانیه برابر با ۸۶,۴۰۰÷۱ از یک روز خورشیدی متوسط است (یک روز برابر با ۶۰ ثانیه × ۶۰ دقیقه × ۲۴ ساعت یا همان ۸۶,۴۰۰ ثانیه است). این ثانیه، گاهی ثانیه نجومی (Ephemeris Second) نیز نامیده می‌شود. جدول نجومی جدولی است که موقعیت اجرام آسمانی را در تاریخ‌‌های مختلف به صورت منظم نشان می‌دهد.

از پیدایش سیستم SI در سال ۱۹۶۷ تاکنون، یک ثانیه به صورت دقیق‌تر و با عبارات اتمی (Atomic) بیان شده است: مدت زمان ۹,۱۹۲,۶۳۱,۷۷۰ دوره از تابش متناظر با انتقال بین دو سطح فوق‌ریز (انرژی) حالت پایه اتم ۱۳۳ سزیم. در سال ۱۹۹۷، این تعریف با این تصریح که به اتم سزیم در حالت پایه در دمای 0 درجه کلوین اشاره دارد، به طور خاص مشخص شد.

با توجه به کند شدن حرکت تدریجی زمین، میانگین روز خورشیدی که بر اساس ثانیه تعریف شده است، یکسان نیست و تعریف آن مسلماً یک انتخاب تاریخی و فرهنگی و حتی دلخواه است. اما تعریف اتمی ثانیه که اکنون از آن استفاده می‌کنیم، همیشه ثابت خواهد بود.

سایر واحدهای اندازه‌گیری زمان از ثانیه گرفته شده‌اند. در واقع، از آنجا که می‌توانیم زمان را با دقت بیشتری نسبت به طول اندازه‌گیری کنیم، حتی واحد SI متر با توجه به مسافت طی شده توسط نور در 0٫000000003335640952 ثانیه تعریف شده است.

واحدهای زمان و تبدیل آن‌ها به یکدیگر

جدول زیر، تبدیل واحدهای مختلف زمانی را به واحدهای کوچک‌تر نشان می‌دهد.

۱ ثانیه ۱۰۰۰ میلی‌ثانیه
۱ دقیقه ۶۰ ثانیه
۱ ساعت ۶۰ دقیقه
۱ روز ۲۴ ساعت
۱ هفته ۷ روز
۱ ماه ۲۸، ۲۹، ۳۰ یا ۳۱ روز
۱ سال ۳۶۵ یا ۳۶۶ روز
۱ سال ۱۲ ماه
۱ دهه ۱۰ سال
۱ سده ۱۰۰ سال
۱ هزاره ۱۰۰۰ سال

در جدول زیر نیز، واحدهای مختلف زمان برحسب ثانیه آورده شده است.

واحد مبداء نماد برحسب ثانیه
نانوثانیه ns ۰٫۰۰۰۰۰۰۰۰۱
میلی‌ثانیه ms ۰٫۰۰۱
ثانیه s ۱
ثانیه (نجومی) s ۰٫۹۹۷۲۶۹۵۶
دقیقه min ۶۰
دقیقه (نجومی) min ۵۹٫۸۳۶۱۷۳۶۱‍‍‍
ساعت h ۳۶۰۰
ساعت (نجومی) h ۳۵۹۰٫۱۷۰۴۱۷
روز d ۸۶۴۰۰
روز (نجومی) d ۸۶۱۶۴٫۰۹
هفته wk ۶۰۴۸۰۰
ماه mo ۲۶۲۸۰۰۰
سال yr ۳۱,۵۳۶,۰۰۰
سال (نجومی) yr ۳۱,۴۴۹,۸۹۲٫۳
دهه dec ۳۱۵,۳۶۰,۰۰۰
سده c ۳,۱۵۳,۶۰۰,۰۰۰
هزاره millennium ۳۱,۵۳۶,۰۰۰,۰۰۰

در جدول بالا، روز نجومی یک واحد زمانی است که در نجوم مورد استفاده قرار می‌گیرد و برابر با مدت زمانی است که در آن زمین یک چرخش را نسبت به ستاره‌ها انجام می‌دهد. اگر بتوانیم زمین را از خارج از منظومه شمسی مشاهده کنیم، خواهیم دید که در حقیقت 366٫242 چرخش را طی یک سال (یک چرخش کامل به دور خورشید) به اتمام می‌رساند. ما فقط 365٫242 آن را حساب می‌کنیم، زیرا یکی از چرخش‌ها با گردش ما در اطراف خورشید حذف می‌شود.

تصویر زیر نیز راهنمای خوبی برای تبدیل واحد زمان است.

تبدیل زمان

مثال‌های تبدیل واحد زمان

تبدیل واحد زمان را می‌توان به دو دسته تبدیل واحد بزرگ‌تر به تبدیل واحد کوچک‌تر و بالعکس تقسیم کرد.

تبدیل واحدهای بزرگ‌تر زمان به واحدهای کوچک‌تر

برای مثال، تبدیل دقیقه به ثانیه و ساعت به دقیقه به صورت زیر است:

۶۰ ثانیه = ۱ دقیقه

۶۰ دقیقه = ۱ ساعت

برای تبدیل واحدهای بزرگ‌تر به واحدهای کوچک‌تر، عدد مربوط به کمیت بزرگ‌تر را در ضریب مربوطه (برای دو مورد بالا، ۶۰) ضرب می‌کنیم.

برای مثال، می‌خواهیم بدانیم ۶ ساعت چند دقیقه است. با توجه جداول بالا، داریم:

۶۰ دقیقه = ۱ ساعت

بنابراین:

۳۶۰ دقیقه = ۶۰ × ۶ = ۶ ساعت

تبدیل واحدهای کوچک‌تر زمان به واحدهای بزرگ‌تر

برای تبدیل واحدهای کوچک‌تر به واحدهای بزرگ‌تر، عدد مربوط به واحد کوچک‌تر را بر ضریب مربوطه (در اینجا، ۶۰) تقسیم می‌کنیم.

۱/۶۰ دقیقه = ۱ ثانیه

۱/۶۰ ساعت = ۱ دقیقه

برای مثال، می‌خواهیم بدانیم ۳۰ ثانیه، چند دقیقه است. با توجه به جداول بالا، داریم:

۱/۶۰ دقیقه = ۱ ثانیه

بنابراین:

 ۰٫۵ دقیقه = ۳۰/۶۰ دقیقه = ۳۰ ثانیه

سایر واحدهای علمی زمان

در این بخش، برخی از واحدهای علمی زمان را بیان می‌کنیم که رواج کمتری دارند.

  • جفی (Jiffy): مقدار زمان لازم برای جابه‌جایی یک فرمی (Fermi) (تقریباً اندازه یک نوکلئون) در خلاء است.
  • زمان پلانک (Planck Time): زمانی است که نور مسافتی به طول یک پلانک را طی می‌کند. از نظر تئوری، این واحد، کوچک‌ترین واحد اندازه‌گیری ممکن است. واحدهای کوچک‌تر زمان، امروزه استفاده‌ای در فیزیک ندارند.
  • TU یا واحد زمان (Time Unit): واحدی از زمان است که که کاربرد مهندسی دارد و به عنوان ۱۰۲۴ میکروثانیه تعریف می‌شود.
  • سودبرگ (Svedberg): یک واحد زمانی است که برای بیان نرخ رسوب (ته‌نشینی) (معمولاً پروتئین‌ها) استفاده می‌شود این واحد برابر با $$ 10 ^ {-13}$$ ثانیه است.
  • مقیاس زمانی زمین‌شناسی: تقسیم‌بندی تاریخ زمین به بخش‌هایی از زمان شامل ابردوران، دوران، دوره، دور و عصر است. مقیاس زمانی زمین‌شناسی سیستم اندازه‌گیری رخدادهای مختلفی است که در دوران زندگی زمین رخ داده است.

بد نیست بدانید که سال نوری واحد زمان نیست؛ بلکه واحدی برای بیان طول و معادل تقریباً ۹٫۵ تریلیون کیلومتر است.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌های زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

^^

سید سراج حمیدی دانش‌آموخته مهندسی برق است و به ریاضیات و زبان و ادبیات فارسی علاقه دارد. او آموزش‌های مهندسی برق، ریاضیات و ادبیات مجله فرادرس را می‌نویسد.

بر اساس رای 28 نفر

آیا این مطلب برای شما مفید بود؟

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *