Segundo | |
Esta animação representa um raio que ocorre uma vez por segundo. | |
Em formação | |
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Sistema | Unidades básicas do Sistema Internacional |
Unidade de… | Tempo |
Símbolo | s |
O segundo é uma unidade de medida de tempo do símbolo s (sem abreviatura de ponto). Qualitativamente, tem uma duração igual à sexagésima parte do minuto , sendo o próprio minuto a sexagésima parte da hora . Esta é também a etimologia da palavra que provém da francesa abreviada da expressão minutum secunda em latim medieval, que significa literalmente minuto de segundo grau , ou seja, segunda divisão da hora .
Esta é uma das unidades básicas do Sistema Internacional (SI) e do sistema CGS . Quantitativamente, o segundo SI é definido pelo comprimento de um número de oscilações (exatamente 9 192 631 770) relacionadas a um fenômeno físico relativo ao átomo de césio . A medição e contagem dessas oscilações são realizadas por relógios atômicos .
Desde o início da II ª milênio aC. DC , os mesopotâmicos contavam na base 60 usando uma posição de contagem derivada do sistema de numeração do tipo aditivo e base mista dos sumérios . Este sistema está geralmente associado à civilização babilônica , que ocupou o sul da Mesopotâmia depois de -1800 e até o início de nossa era. Esta base atravessou os séculos: encontra-se hoje na notação dos ângulos em graus ( 360 ° = 6 × 60 ° ) ou na divisão do tempo ( 1 hora = 60 minutos = 60 2 segundos ).
A definição da segunda, a unidade de tempo no Sistema Internacional , foi estabelecida de acordo com o conhecimento e as possibilidades técnicas de cada época desde a primeira Conferência Geral sobre Pesos e Medidas em 1889.
“O segundo, símbolo s, é a unidade SI de tempo. É definido tomando o valor numérico fixo da frequência de césio ,, a frequência da transição hiperfina do estado fundamental do átomo de césio 133 não perturbado, igual a 9 192 631 770 quando expresso em Hz, unidade igual a s -1 .
Esta definição implica a relação exata = 9 192 631 770 Hz . Ao inverter esta relação, o segundo é expresso em função da constante :
ouConclui-se dessa definição que o segundo é igual à duração de 9.192.631.770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio-133 não perturbado. "
O segundo, um padrão para medir o tempo, é, portanto, um múltiplo do período da onda emitida por um átomo de césio 133 quando um de seus elétrons muda o nível de energia . Passamos, assim, de definições, de forma decrescente , em que o segundo resulta da divisão de um intervalo de duração conhecida em intervalos menores, para uma definição ascendente em que o segundo é um múltiplo de um intervalo menor.
Em sua sessão de 1997, o Comitê Internacional confirmou que a definição do segundo se refere a um átomo de césio a uma temperatura de 0 K , ou seja, o zero absoluto . Esta última precisão sublinha o facto da 300 K , a transição em questão sofre, em comparação com seu valor teórico, a frequência de deslocamento devido aos radiação efeitos do corpo negro . Essa correção foi feita aos padrões de frequência primária e, portanto, ao International Atomic Time (TAI) de 1997 , quando deixou de ser desprezível em comparação com outras fontes de incerteza.
Hoje, temos uma precisão de até a 14 ª casa decimal (10 -14 ). A precisão e estabilidade da chamada escala TAI obtida principalmente de relógios atômicos a jato de césio são aproximadamente 100.000 vezes maiores do que as do tempo de efemérides . Além disso, é a unidade SI mais precisamente conhecida.
Os prefixos do Sistema Internacional de Unidades permitem a criação de múltiplos e submúltiplos decimais do segundo. Embora submúltiplos decimais (milissegundo, microssegundo, nanossegundo, etc.) sejam usados com bastante frequência, múltiplos (quilosegundos ( ks ) por 1000 segundos, megassegundos, etc.) são muito raramente usados, múltiplos de 60 ( minuto , hora ) e 24 ( dia ) sendo preferido a eles.
Os múltiplos do segundo em uso com o Sistema Internacional são:
Existem outras unidades usuais não descritas no SI , mas derivadas dele:
É incorreta a utilização de um ou dois primos (caracteres "′" e "″") como os respectivos símbolos do minuto temporal e do segundo, designando esses sinais o minuto e o segundo do arco, subdivisões do grau d 'arco .
Da mesma forma, não é correto usar abreviações para símbolos e nomes de unidades, como "sec" (para "s" ou "segundo").
Os prefixos do Sistema Internacional de Unidades permitem a criação de múltiplos e submúltiplos decimais do segundo. Conforme indicado acima, os submúltiplos são usados com frequência, ao contrário dos múltiplos.
Aqui está a tabela de múltiplos e submúltiplos do segundo:
10 N | Sobrenome | Símbolo | Resultar |
---|---|---|---|
10 24 | yottasegundo | Sim | Quatrilhão |
10 21 | zettasegundo | Zs | Trilliard |
10 18 | exassegundo | É | Trilhão |
10 15 | petasegundo | Ps | De bilhar |
10 12 | terassegundo | Ts | Trilhão |
10 9 | gigasecond | Gs | Bilhão |
10 6 | megassegundo | Em | Milhão |
10 3 | quilosegundo | ks | Mil |
10 2 | hectosegundo | hs | Centenas |
10 1 | decassegundo | das | Dez |
1 | segundo | s | UMA |
10 -1 | decisivo | ds | Décimo |
10 −2 | centissegundo | cs | Centésimo |
10 −3 | milissegundo | em | Milésimo |
10 -6 | microssegundo | μs | Milionésimo |
10 -9 | nanossegundo | ns | Bilionésimo |
10 -12 | picossegundo | ps | Bilionésimo |
10 -15 | femtossegundo | fs | De bilhar |
10 −18 | attosegundo | ás | Trilionésimo |
10 −21 | zeptosegundo | zs | Trilliardth |
10 -24 | yoctossegundo | sim | Quadrilionésimo |
Podemos notar que a idade do universo, expressa em segundos, é próxima a 4,3 × 10 17 s , o que dá pouco significado às durações muito maiores expressas em zettasegundos ou yottasegundos.
Da mesma forma, um bilhão de segundos corresponde a aproximadamente 31 anos, 8 meses e 8 dias, mais falando em escala humana.
Em contraste, no campo de duração extremamente curta, o Instituto Max Planck de Óptica Quântica (in) mediu em 2004 o tempo de viagem dos elétrons excitados pelos pulsos de 250 de laser ultravioleta de attossegundo ; posição medida a cada 100 attossegundos, correspondendo a 1 × 10 −16 s - para comparação, um attossegundo está para um segundo o que um segundo está para cerca de 31,54 bilhões de anos. Para se ter uma ideia melhor da proeza, no modelo do átomo de hidrogênio de Niels Bohr , a órbita de um elétron em torno do núcleo dura 150 attossegundos (mas os modelos atômicos atuais consideram que o elétron não gira).
O Instituto Max Born de Óptica Não Linear e Espectroscopia (MBI) em Berlim em 2010 estabeleceu o recorde para a menor duração de pulso controlável, atingindo a duração de 12 attossegundos.
As unidades menores de tempo, zeptosegundo e yoctosegundo, ainda podem fazer sentido em escalas subatômicas, mas não são mensuráveis com os instrumentos atuais.
Outras unidades usuais não correspondem a um número preciso de segundos e, portanto, não são unidades de tempo no SI, nem mesmo derivadas diretamente dele, uma vez que são apenas aproximações em seu próprio sistema não linear, de duração real em segundos IF:
No entanto, em muitos países, o tempo legal em um dia de calendário agora é determinado por uma duração expressa em horas, minutos e segundos do SI: o reajuste dos dias do calendário com dias solares é feito hoje de vez em quando em segundos bissextos médios , inseridos ou excluídos em certas datas no final do dia (de forma que os dias legais do calendário são mais frequentemente 24 horas no SI, mas alguns dias são encurtados ou aumentados em um ou dois segundos no SI). Isto permitiu eliminar em muitos campos a utilização dos tradicionais segundos, minutos e horas solares, e mesmo dos segundos, minutos e horas do calendário, à custa de tornar mais complexa a duração legal de um dia de calendário.
Desenvolvimentos recentes de relógios atômicos, baseados em transições eletrônicas em frequências ópticas, tornaram possível construir relógios que são mais estáveis do que os melhores relógios a jato de césio . Durante o 24 ° Conferência Geral de pesos e medidas , estes átomos e as suas frequências foram adicionados às representações secundárias da segunda.
De acordo com as publicações sobre o desempenho desses padrões de frequência (incluindo a Nature ofJulho de 2013), esses relógios podem no futuro levar a uma nova definição do segundo.
Sobrenome | Símbolo | Não escreva | |
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Unidade de tempo | segundo | s | seco, " |
minuto | min | mn, ' | |
Unidade de canto | segundo (arco ou ângulo) | " | s |
minuto (arco ou ângulo) | ' | min |