Cas
        
        Cas 
 CAS... 
 Pohyby Zeme a Mesiaca urcujú dlžku rokov, rocných období, mesiacov a dní. Kedysi 
 bolo také delenie postacujúce k tomu, aby si ludia mohli primerane usporiadat svoj 
 život, ale v dnešnej dobe je presnejšie urcovanie casu pomocou hodín a hodiniek pre 
 väcšinu z nás nepostrádatelné. 
 Jeden rok trvá, kým naša Zem jedenkrát obehne okolo Slnka. S tým, ako Zem obieha 
 okolo Slnka, sa mení poloha hviezd na nocnej oblohe a na zemi sa striedajú rôzne 
 rocné obdobia. Potom, ako bol odhalený súbeh cyklických zmien polohy hviezd na 
 oblohe s cyklom rocných období, mohli ludia zacat prakticky využívat výsledky svojich 
 pozorovaní nocnej oblohy. Napríklad objavenie urcitej hviezdy na oblohe znamenalo, že 
 je na poliach potreba zasiat, aby mohla vzíst nová úroda. Starí Egyptania vedeli, že 
 každorocné povodne na Níle 
 zacínajú skoro potom, ako sa nad horizontom objaví hviezda Sirius. 
 Fázy mesiaca 
 Mesiace sú oznacované podla pravidelne sa opakujúcich zmien k vzhladu Mesiaca. 
 Mesiac sa pohybuje okolo Zeme a pritom sa pravidelne mení jeho vzhlad k oblohe. 
 Periódu zmien Mesiaca delíme na štyri fázy. Tieto tvarové zmeny súvisia s tým, ako v 
 priebehu lunárneho mesiaca dopadá slnecné svetlo pod rôznym uhlom na povrch 
 Mesiaca. Ak dopadajú paprsky na odvrátenú stranu Mesiaca, Mesiac nevidno. Túto fázu 
 voláme novolunie (nov). Po uplynutí polovicnej doby obehu mesiaca okolo Zeme 
 nastáva spln. Celá zo zeme viditelná cast mesiaca je natocená smerom k Slnku. 
 Rimania založili svoj kalendár práve na týchto pravidelne sa opakujúcich premenách 
 Mesiaca. Jeden mesiac pre nich znamenal dobu ukoncenia jedného celého cyklu 
 Mesiaca. 
 Dlžka dna je urcená dobou tocenia Zeme okolo svojej osi. Tento pohyb spôsobuje 
 dojem, že Slnko vychádza a zapadá. Skutocná dlžka roku však nie je 365 dní, ale asi 
 365 a štvrt dna. Tento problém vyriešil Julius Ceasar roku 45 pred naším letopoctom 
 tým, že zaviedol cyklus zostávajúci z troch rokov v dlžke 365 dní a jedného 
 priestupného roku v dlžke 366 dní. 
 Gregoriánsky kalendár 
 Julliánsky kalendár fungoval pomerne dobre, ale po urcitej dobe sa zistilo, že skutocný 
 rok je o 11 minút kratší, ako sa pôvodne predpokladalo. Táto chyba bola opravená 
 pápežom Gregorom,ktorý vydal nariadenie, že 5. september bude považovaný za 15. 
 september. Keby túto korekciu neurobil, kalendár by sa oneskoroval oproti skutocným 
 zmenám rocných období. Tiež ustanovil, že každý prvý rok storocia bude priestupný iba 
 vtedy, ak bude delitelný císlom 400. 
 V západných krajinách je gregoriánsky kalendár používaný dodnes. 
 Pre ludí žijúcich v dávnej minulosti bola dlžka dna a noci najkratšou známou 
 prirodzenou periódou. Presnejšie clenenie casu sa objavilo okolo roku 4000 pred n.l., 
 ked Egyptania den rozdelili 
 na hodiny. Prvé zariadenie na meranie casu boli slnecné hodiny. Skladali sa z tyce 
 zapichnutej do zeme tak, aby vrhali tien na plochu stupnice ako pohyb tiena vrhaného 
 tycou. Poloha tiena na stupnici udávala cas. 
 Moslimský kalendár má 354 alebo 355 v roku. 
 Židovský kalendár má rok, ktorého pocet dní kolíše od 353 po 385. 
 Cínsky kalendár má 60-rocný cyklus.Naprie tomu,že bol v roku 1930 v Cíne zakázaný, 
 v niektorých oblastiach JV Ázie sa používa dodnes. 
 Voda, piesok a cas 
 Hlavnou nevýhodou slnecných hodín bolo to, že neukazovali cas v noci a ani cez den, 
 ked bolo zamracené.Tento problém bol vyriešený okolo roku 1500 pred n.l. vynájdením 
 klepsydry - vodných hodín. Najjednoduchšou verziou klepsydry bola nádoba so 
 stupnicou vyznacenou na jej boku a s malou dierkou na dne. Voda, ktorá bola naliata 
 do nádoby, postupne odkvapkávala dierkou v dne. Výška hladiny na kalibrovanej 
 stupnici udávala, kolko casu už ubehlo od okamihu naplnenia nádoby. 
 Klepsydra bola neskôr zdokonalená tým, že voda z jednej nádoby stekávala do druhej 
 nádoby, ktorá mala plavák, ten ukazoval na stupnici uplynutý cas. 
 Dalšou konkurujúcou alternatívou slnecných hodín boli presýpacie hodiny. Zrnká 
 piesku prepadávali z jednej nádobky do druhej cez úzke sklenené hrdlo. Cas, za ktorý 
 všetky zrnká prepadli, bol stále rovnaký. Tento nemenný casový interval presýpacích 
 hodín bol obvykle polhodinový alebo hodinový. Niektorí ludia dnes používajú miniatúrnu 
 verziu presýpacích hodín pri varení vajec. 
 Iným nástrojom, ktorý slúžil k urcovaniu casu, bola horiaca sviecka so zárezmi. Pri 
 horení sa skracovala sviecka aj so zárezmi a podla toho sa dalo rozpoznat, kolko hodín 
 už uplynulo. Používanie sviecky bolo síce velmi rozšírené, ale nebolo príliš presné, 
 pretože kvalita knôtu a vosku i prievan velmi ovplynovali rýchlost horenia. 
 Mechanické hodiny 
 Prvé mechanické hodiny boli vyrobené v Európe okolo roku 1275, ale presný dátum a 
 meno ich autora nepoznáme. Závažie visiace na lanku roztácalo koleso a tým uvádzalo 
 do chodu celý mechanizmus. Každú hodinu udrel mechanizmus do zvonu. Zanedlho boli 
 hodiny vybavené aj rucickou a ciferníkom, aby mohli ukazovat cas neustále. 
 Dôležitou castou hodín je mechanizmus kroku. Skladá sa z krokového kolesa a kotvy. 
 Úlohou krokového mechanizmu je zabezpecovat rovnomernú rýchlost chodu 
 prevodového mechanizmu hodín. 
 Princíp kroku je v tom, že kotva svojimi pohybmi umožnuje krokovému kolesu, aby sa 
 pri každomkmite kotvy pootocilo vždy len o jediný zub. Rýchlost pootácania krokového 
 kolesa je daná frekvenciou kmitov oscilacného mechanizmu. Kmity oscilacného 
 mechanizmu sú prevedené na kmitanie kotvy. Frekvencie nútených kmitov potom 
 priamo urcuje rýchlost chodu prevodového mechanizmu hodín. 
 Bicie hodiny 
 Okolo roku 1330 boli v Taliansku vytvorené hodiny,ktoré príslušným poctom úderov 
 oznamovali každú hodinu. Prvé hodiny pohánané pružinou boli vytvorené okolo roku 
 1475. Princíp tohto pohonu umožnil vznik hodín, ktoré sa dali prenášat. Táto možnost 
 bola u predchádzajúceho typu hodín pohánaných závažím nemyslitelná. 
 Až do konca 15. storocia mali všetky hodiny len hodinovú rucicku. Cas v úseku sa 
 medzi dvoma celými hodinami mohollen odhadnút. Väcšine ludí v tej dobe celkom 
 dobre postacovala taká malá presnost v urcovaní casu. Narozdiel od nich astronómovia 
 potrebovali k tomu, aby mohli presne zaznamenávat svoje merania, omnoho presnejšie 
 urcovanie casu. Objavili sa nové hodiny už aj s minútovou rucickou, niekedy aj so 
 sekundovou a túžba astronómov po presnejšom urcovaní casu bola na urcitú dobu 
 uspokojená. 
 Presnost kyvadla 
 Taliansky astronóm a fyzik Galileo Galilei (1564-1642) objavil v roku 1580, že kyvadlo 
 kmitá s vysokou pravidelnostou. V roku 1641 nakreslil plán hodín, ktorých chod mal byt 
 riadený kyvadlom. Galileova smrt v nasledujúcom roku zabránila v dokoncení tohto 
 zámeru. Až roku 1649 zostrojil kyvadlové hodiny podla Galileových plánov jeho syn 
 Vincenzio spolocne so zámocníkom Balestrim. Kyvadlové hodiny dalej zdokonalil v 50. 
 rokoch 17. storocia holandský vedec Christian Huygens a jeho práca dokázala, že 
 kyvadlo môže byt velmi presným a spolahlivým regulátorom chodu hodín. Denná chyba 
 obvyklých mechanických hodín mohla byt pomocou kyvadla znížená z niekolkých minút 
 iba na 10 sekúnd. 
 Další druh oscilacného mechanizmu sa objavil v roku 1658. Bol založený na vynáleze 
 Roberta Hooka - na tzv. vlásku, co je jemné zvinuté pero pripevnené k zotrvacke. Pri 
 pohyboch zotrvacky sem a tam sa vlások striedavo zvíja a rozvíja. Pravidelný pohyb 
 krokového mechanizmu hodín. Hlavnou výhodou zotrvacky nad kyvadlom je to, že 
 pravidelnost pohybov zotrvacky nie je príliš narušovaná ani pri prenášaní hodín. 
 Výhody zotrvacky umožnili výrobu menších a presnejších hodín i výrobu hodín 
 prenosných. 
 Velký nárast obchodu okolo roku 1700 bol sprevádzaný zvýšením poctu uskut 
 ocnených námorných plavieb. 
 Aby mohla byt plavba co najrýchlejšia a najbezpecnejšia, potreboval navigátor poznat v 
 každom okamihu presnú polohu lode. Najväcšie problémy pôsobilo zaistovanie 
 zemepisnej dlžky (poctu dlžkových stupnov nameraných na východ alebo na západ od 
 nultého, tzv. Greenwichského poludníku). Na výpocet zemepisnej dlžky bolo treba, aby 
 na palube boli hodiny, ktoré by ukazovali presný greenwichský cas. Problémom bolo 
 nájst dostatocne presné hodiny, použitelné aj pri plavbe po mori. Kyvadlové hodiny boli 
 nevhodné,pretože pohyby lode narušovali pravidelnost pohybov kyvadla. Ani hodiny 
 riadené zotrvackou neboli najvhodnejšie, pretože výrazné zmeny teploty podstatne 
 pvplyvnovali vlastnosti vlásku, tým znižovali presnost hodín. 
 Cena za presnost 
 Tento problem bol natolko závažný, že britská vláda ponúkla v roku 1714 odmenu 20 
 000 libier tomu, kto nájde presnejší spôsob, ako zistit zemepisnú šírku. Podmienky 
 sútaže hovorili, že presnost hodín musí byt taká, aby každý den po dobu šiestich 
 týždnov nepresiahla denná odchýlka 3 sekundy. Odmenu nakoniec získal tesár John 
 Harrison. Tento muž zostrojil niekolko modelov presných hodín urcených pre navigáciu 
 lodí, tzv. chronometrov. Až jeho štvrtý model dokoncený v roku 1760 získal ponúkanú 
 odmenu. Na skúšobnej ceste, trvajúcej 156 dní, bola u tohto chronometra nameraná 
 odchýlka iba 54 sekúnd. Harrison totiž vymyslel spôsob, ako dosiahnút toho, aby 
 teplotné zmeny automaticky kompenzovali zmenu dlžky vlásku v dôsledku jeho 
 tepelnej roztažnosti tým, že zmení dlžku vlásku, ktorá je úcinná pri kmitaní zotrvacky. 
 Moderné hodiny 
 Aj v súcasnej dobe sa používajú mechanické hodiny, ale popularita elektrických a 
 elektronických hodín neustále rastie. U mnohých elektrických hodín sú rucicky 
 pohánané motorom, ktorého pohyby sú riadené privádzaním striedavého prúdu. 
 Elektrický prúd privádzaný do motora pretecie hodinami 50-60krát tam a zase spät. Aj 
 niektoré digitálne elektronické hodiny sú riadené týmto spôsobom, ovšem s tým 
 rozdielom, že cas je zobrazovaný pomocou svietiacich císlic. Elektronické hodiny musia 
 obsahovat svoj vlastný oscilacný machanizmus. Obvykle je tvorený kryštálom 
 kremena. Elektrický prúd privedený na kryštál kremena vyvoláva jeho kmitanie s 
 takmer konštantnou frekvenciou. Kmitací kryštál vyvoláva vznik pravidelných impulzov 
 elektrického prúdu. Tieto impulzy riadia bud zmeny císlic zobrazovaných na displayi, 
 alebo pohyb mechanických ruciciek. Vela hodín pracuje na tomto princípe. Kryštálom 
 riadené hodiny a hodinky môžu dosahovat dennú odchýlku 1/30 sekundy. 
 Atómové hodiny mnohonásobne prekonávajú aj túto pomerne vysokú 
 presnost.Využívajú kmity urcitých druhov atómov, napr. atómov cézia, a môžu na 
 svojom displayi ukazovat cas s maximálnou chybou 1 sekundu za tisíc rokov chodu. 
 Tieto hodiny sú používané bud k pokusom, ktoré vyžadujú presnost merania casu alebo 
 k definovaniu casu samotného: súcasná definícia vymedzuje 1 sekundu ako dobu, za 
 ktorú vykoná atóm cézia, pri splnení urcitých predpísaných podmienok, 9 192 631 770 
 kmitov. 
 Cas formuje základy mnohých vedeckých zákonov, ale definovat ho ako taký nie je 
 jednoduché. Cas, podobne ako vzdialenost, oddeluje objekty a udalosti, preto ho 
 možno pokladat za štvrtú dimenziu. Cas však nemôžeme merat priamo; musíme sa 
 uspokojit s takým meraním, akým jeho plynutie ovplyvnuje veci. Cas sa vždy pohybuje 
 dopredu. Dokazuje to fakt, že udalosti, ktoré sa uskutocnili, nemožno vrátit spät.My 
 meriame cas, akoby plynul stále rovnakou mierou, ale stáva sa, že plynie všeliajko - v 
 závislosti od toho co clovek práve robí. ten, kto sa zabáva má pocit, že mu uteká, a 
 naopak, pri monotónnej práci plynie pomaly. Tento jav je známy ako subjektívny cas. 
 Casové sústavy 
 Obežná dráha Zeme nie je kruhová, ale eliptická, že Slnko sa voci hviezdam 
 nepohybuje konštantnou rýchlostou.Väcšina bežných casových sústav je preto založená 
 na hypotetickom pojme °°stredného Slnka°°, 
 definovanom tak, že pocítame s pohybom Slnka akoby sa pohybovalo konštantnou 
 rýchlostou rovnajúcov sa priemernej rýchlosti pravého Slnka. 
 Den je cas, za ktorý sa Zem otocí okolo svojej osi. Hviezdny (siderický) den sa ráta 
 voci hviezdam a je to cas, ktorý uplynie medzi dvoma za sebou nasledujúcimi 
 prechodmi tej istej hviezdy miestnym poludníkom. 
 Poludník je myslená ciara vedúca od severu na juh, cez bod, ktorý leží priamo nad 
 pozorovatelom.Jeden siderický den má 23 hodín, 54 minút a 4 sekundy. Slnecný den 
 vypocítame vzhladom na stredné Slnko. Stredný slnecný den trvá 24 hodín. 
 Rok je cas, za ktorý prejde Zem svoju obežnú dráhu okolo Slnka. Skutocný cas obehu 
 Zeme okolo Slnka je 365 dní, 6 hodín, 9 minút a 10 sekúnd a je známy ako hviezdny 
 rok. Sklon zemskej osi sa mení; spôsobuje to jav, ktorý sa volá precesia. Severný 
 svetový pól teraz leží blízko hviezdy Polárky v súhvezdí Malého voza. Okolo roku 14 
 000 bude zemská os naklonená iným smerom a blízko severného svetového pólu bude 
 jasná hviezda Vega v súhvezdí Lýra. Tento jav spôsobuje i to, že sa mení poloha 
 zdanlivej slnecnej dráhy voci hviezdam. 
 Tropický rok kompenzuje efekty precesie a má 365 dní, 5 hodín, 48 minút a 45 
 sekúnd. 
 Práve tropický rok sa používa pri vytváraní kalendára. 
 Jednotkou SI casu je sekunda, ktorá bola pôvodne definovaná ako 1/86 400 stredného 
 slnecného dna.Pretože však Zem nie je práve najlepší casomerac, vedci ju už 
 nevyužívajú pri definovaní základnej jednotky casu. 
 Sekunda sa definuje ako cas trvania 9 192 631 770 periód žiarenia,zodpovedajúci 
 prechodu medzi dvoma hladinami velmi jemnej štruktúry základného stavu atómu 
 cézia 133.