Kell ja aeg (2)

OLUSTVERE TEENINDUS-JA MAAMAJANDUSKOOL
Loodusmajandus.
Kristjan Kapsi.

Aeg ja Kell

Referaat

Olustvere 2009

Sisukord.

Aeg ja Kell 1
Sisukord. 2
Kellade ajalugu. 3
Berliini kell 4
Tööpõhimõte 5
Lauakell 5
ajavöönd 6
Suveaeg 7
Suveaja kasutamine maailmas 7
Big Ben 7
Aja mõõtmine 8
kasutadud kirjandus. 10

Kellade ajalugu.

Päikesekell ehk gnoomon on kell millega mõõdetakse aega Päikese järgi ja ta näitab päikeseaega, mis vastab selle koha, kus kell asub tõelisele päikeseajale. Päikesekell koosneb horisontaalsest vahel ka vertikaalsest numbrilauast ja sellele päikesevarju heitvast poolusele suunatud vardast või kiilust.
Juba väga ammu taibati, et aega võib mõõta vee abil.
     Babülonis olid veekellad tarvitusel juba 2500 aastat tagasi. Vesi valati kõrgesse kitsasse anumasse , mille põhja lähedal oli avaus.Erilised inimesed, kes kella valvasid, täitsid selle päikesetõusul veega. Kui kõik vesi oli välja jooksnud, teatasid nad linnaelanikele sellest valju kisaga ja täitsid anuma uuesti. Nii toimisid nad kuus korda päevas.
     Veekellad olid väga ebamugavad, kuid selle eest näitasid nad aega ka halva ilmaga ja isegi öösel.
     Alles hiljuti võis ka Hiinas näha vanaaegseid veekelli.
     Üksteise kohale kivitrepi astmeile oli asetatud neli suurt vaskkkatelt. Vesi tilkus ühest nõust teise. Iga kahe tunni ehk "ke" tagant, nagu ütlevad vanad hiinlased , riputas vaht tahvlikese välja, mis näitas, mitmes "ke" läheb.
     Pole raske mõista, milleks oli vajalik niisugune katelde asetus. Valvuril tuli täita ainult ülemine katel , aga teised täitusid iseenesest üksteise järel.
     Egiptuse piimakell
     Vanas Egiptuses, ühel Niiluse saarel oli jumal Osirise tempel. Keset templit seisis ringis 360 suurt anumat augukestega põhjas. Iga anuma juurde oli määratud eriline preester . Iga päev täitis üks preestritest anuma piimaga. Piim voolas välja täpselt 24 tunni jooksul. Siis täitis järgmine preester anuma ja nii edasi - aasta ringi.
     Hiina tule-äratuskell
     Räägitakse, et Hiinas on veel praegugi tarvitusel tule-äratuskellad. Saepurust ja vaigust tehakse kepike , mis pannakse väiksesse lootsikusse. põiki üle lootsikukese on riputatud niidile kaks vaskkerakest. kepikese üks ots süüdatakse põlema. kui leek jõuab niidini, põleb see läbi ja kerakesed kukuvad kõlinal lootsikukese all olevale metalltaldrikule.
Mehaanilised kellad võeti kasutusele 13. sajandi lõpus. Kaasajal müüdavad väikesemõõdulised kellamehhanismid võimaldavad ise valmistada erineva väljanägemisega kelli .
Kellad ei ole pelgalt ainult tarbeesemed vaid ka sisustuselemendid ja pilgupüüdjad. Kella kujundamise ja valmistamisega saavad hakkama igaüks. Kella võib valmistada „antiikse”, naljaka, range jne. Materjaliks sobib puit, vineer, pleksiklaas, klaas- või fajanstaldrik, metallkauss, nahk, klaasitükk jne. Kasutatud on trükiplaate, saekettaid, jalgratta ketirattaid, triikraudu, vinüülplaate, CD-sid jne. Numbrilaua võib valmistada savist , kellel on põletamise võimalus või teha siidimaalitehnikas, katta nahaga jne. Osta võib sobiva valmis kella ja seda millegagi täiendada, või võtta kasutusele selle mehhanism . Sageli on müüa kelli, mille hinnad on soodsamad kui müüdavatel mehhanismidel. Mehhanismide hinnad algavad 40 kroonist kuni 200 lähedale. Osa mehhanisme liimitakse õhukese numbrilaua taha, teistel on numbrilauast läbiulatuvad keermestatud osad, millele keeratakse kinnitamiseks esiküljelt õhuke mutter , osa mehhanisme on mõeldud numbrilaua paksustele 2-5mm ja 1-12mm, erinevatel firmadel võib olla veelgi erinevusi, seetõttu peab ostmisel teadma, milline tuleb teie kella numbrilaua paksus. Valitud paksu materjali puhul tuleb teha numbrilaua tahaküljele süvend. Teadma peab ka seda, et osadel mehhanismidel on riputusaas olemas, teiste puhul tuleb riputusvõimalus teha korpuse tahaküljele. Osa mehhanismidel liiguvad osutid sujuvalt, teistel sammuvalt, on ka pendliga varjante. Osuteid on erineva kujundusega ja erineva kinnitusava läbimõõduga.

Berliini kell

Berliini kell Berliinis Europe -Centeri kõrval
Berliini kell (Berlin-Uhr - sks. k.) on kvantdidaktika printsiipidel töötav linna kronograaf, mille leiutas  Dieter Binninger. Originaalne Berliini kell asub Berliinis Europa-Centeri kõrval, olles umbes 5 meetrit kõrge ning näidates kellaaega punaste ja kollaste lampide abil. Esmakordselt paigaldati see 1975. aastal Uhlandstraße metroojaama kõrvale, kuid kell suleti 1995. aastal tehniliste probleemide ning kõrgete hoolduskulude (5000eurot aastas) tõttu. Alates 1996. aastast seisab ja on finantantseeritud Europa-Centeri poolt.

Tööpõhimõte

Berliini kell baseerub kvantdidaktika printsiipidel ning on esimene omataoline. Ülemine ümmargune lamp vilgub iga 2 sekundi järel. Igaüks neljast punasest lambist ülemises reas osutab 5 tunnile. Alumises punaste lampide reas osutab igaüks ühele tunnile. Niisiis , kui ülemises reas põleb 2 lampi ning alumises reas 3, on tundide arv 5 + 5 + 1 + 1 + 1 = 13 ehk kell 1 pärast lõunat. Kolmandas, piklike lampide reas osutab iga lamp 5 minutile. Seal on 11 lampi, millest 3., 6. ja 9. on punased, näidates ära veerandtunnid. Viimased reas asuvad 4 lampi osutavad igaüks minutile.

Lauakell

Berliini-lauakell
Enne Berliini müüri lagunemist sai tollase kella asukohta ümbritsevatest suveniiripoodidest soetada kella väikest lauamaketti. Vaegnägijatele on kell hõlbus viis kellaaja teadasaamiseks, kuna kella helendavad tuled on kaugele näha. Peale kella leiutaja surma 1990ndate keskel kelli enam ei toodeta.

ajavöönd

Ajavöönd on 15 pikkuskraadi laiune ühelt pooluselt teiseni ulatuv "riba" Maal, kus kehtib üks ja sama  kellaaeg  –vööndiaeg. Ajavööndeid on 24.
Ajavööndi laius on määratud pikkuskraadide arvuga (360°/24h=15°). Ajavööndeid arvutatakse Greenwichi meridiaanist lähtuvalt: sellest meridiaanist 7,5° itta ja 7,5° läände jäävas vööndis kehtib Greenwichi kohalik päikeseaeg ehk  maailmaaeg . Järgmised vööndipiirid tulevad iga 15° järel: 22,5°, 37,5° jne.
Selliselt arvutades jääks osa  Saaremaast  ja Hiiumaast  muust  Eestist erinevasse ajavööndisse.
Et lihtsustada aja arvestamist ühe riigi piires, loetakse ajavööndite piirideks mitte meridiaane, vaid riigi- (näiteks Eesti ja Venemaa vahel) ja halduspiire (näiteks Ameerika Ühendriikides ja Venemaal)
Geoloogiline aeg
Geoloogiline aeg on ajavahemik  Maa kui planetaarse keha moodustumise lõpust kuni ajaloolise aja  alguseni .
Geoloogiline aeg on inimesele hoomamatult pikk ajavahemik, mis hõlmab rohkem kui nelja miljardit aastat. Geoloogilise aja jooksul toimunud sündmused on salvestatud kivimitesse, mineraalidesse ja kivististesse, mille uurimisega tegelevad  geoloogid .
Geoloogiline aeg on jagatud väiksemateks üksusteks, mida nimetatakse geokronoloogilisteks ning geokronomeetrilisteks üksusteks. Geoloogilise aja vältel toimunud sündmuste uurimisega tegelevaid geoloogia osi nimetatakse kokku ajalooliseks geoloogiaks. Moodustunudkivimkihtide järgnevuse uurimise, korreleerimise ning liigestamisega tegeleb stratigraafia ning vastavate üksuste sidumisega konkreetsete ajaühikutega geokronoloogia ning isotoopgeoloogia. Ajaloolise geoloogiaga on tihedalt seotud ka  paleontoloogia , mis tegeleb geoloogilises ajas elanud organismide kivististe ehk fossiilide uurimisega.

Suveaeg

Suveaeg on vööndiajast ühe tunni võrra varasemaks nihutatud kellaaeg. Suveajale minnakse Euroopas märtsi viimasel pühapäeval kell 2:00 ja tagasi vööndiajale minnakse oktoobri viimasel pühapäeval kell 3:00. Siis keeratakse ajanäitajad tund aega tagasi. Mitteametlikult nimetatakse vööndiaega ka talveajaks.
Suveaja kasutamist põhjendatakse loodusliku valguse ratsionaalsemast kasutamisest saadava elektrienergia kokkuhoiuga. Ekvatoriaalvöötmes suveaeg majanduslikku efekti ei anna ning seda seal ei kasutata.

Suveaja kasutamine maailmas

Esimest korda kehtestati suveaeg Saksamaal 30. aprillil 1916. Eestis mindi esimest korda suveajale 15. aprillil 1918 (hiljem üle hulga aja 1. aprillil 1981). Tänapäeval kasutavad suveaega põhjapoolkeral Kanada , Ameerika Ühendriigid, Venemaa ja Euroopa riigid ning lõunapoolkeral Austraalia , Uus- Meremaa , Paraguai, Tšiili ja Brasiilia.
Eesti läheb märtsi viimasel pühapäeval kell 03.00 (01.00 GMT) üle suveajale ning kellaosutid tuleb nihutada ühe tunni võrra edasi. Suveajale lähevad üle kõik Euroopa Liidu liikmesriigid, kuna siseturu ühtse toimimise huvides kehtib kogu Euroopa Liidus ühine kuupäev ja kellaaeg suveaja alguse kohta, teatas majandus- ja kommunikatsiooniministeerium. Suveaeg lõpeb oktoobrikuu viimasel pühapäeval kell 04.00 öösel (01.00 GMT) ning siis tuleb kellaosutid nihutada ühe tunni võrra tagasi. (allikas: www. tarbijakaitse .ee)
Ameerika Ühendriikides ja Kanadas on osariike ja piirkondi, mis ei kasuta suveaega või kus elavad inimesed ignoreerivad kaks kord aastas toimuvat kellaaja muutmist .
Venemaal on suveaeg vööndiajast kaks tundi ees, sest Venemaa territooriumil kehtib dekreediaeg, mis lisab aastaringselt vööndiajale ühe

Big Ben

Big Ben on tornikell Londonis. Tihti nimetatakse Big Beniks ka Briti parlamendi hoone nelja numbrilauaga kellatorni Londoni kesklinnas, Thamesi jõe kaldal , kus kell asub.
Kell on üks Londoni ja kogu Suurbritannia tuntumaid sümboleid.
Esialgne torn ehitati praeguse Big Beni kohale 1288 tollase ülemkohtuniku Ralph de Henghami rahadega.
22. oktoobril 1834 hävis vana torn tulekahjus. Pärast seda ehitati lossi peaarhitekti Charles Barry juhtimisel uus torn. Torn on uusgooti stiilis. Selle kõrgus on 96,3 meetrit. Barry võinuks uue projekti projekteerida ka ise, kuid ta laskis selle töö teha Augustus Puginil, kellele see oli elu viimane töö.
Big Ben on maailma suuruselt kolmas ise seisev kellatorn ning maailma suurim 4 sihverplaadi ja tornikellaga kellatorn.
Hoolimata sellest, et Big Ben on üks tähtsaimaid turismisihtmärke Londonis, ei ole torni sisemus turvalisuse huvides turistidele avatud. Sellegipoolest lubatakse aeg-ajalt ajakirjanikke ja eriti tähtsaid isikuid torni sisse. Tornis puudub lift ja niiviisi tuleb torni tippu jõudmiseks jalgsi ronida 334 lubjakivist astet.
Pärast ehitamist on Big Ben pinnasetingimuste muutumise tõttu (peamiselt metrooehitus) umbes 22 cm loodesse kaldunud. See teeb kaldeks 1/250. Soojusefekti tõttu võngub torn igal aastal mõne millimeetri võrra ida-lääne suunas.
Big Ben on juttude järgi saanud nime koguka Londoni ehitustööde pealiku sir Benjamin Halli järgi. Teise teooria järgi sai kell nime Benjamin Caunti järgi, kes oli tollel ajal tuntud raskekaalu poksija .
Kell, mis on Suurbritannia suurim, on peaaegu kogu aja näidanud aega sellest ajast, kui see hakkas tööle 31. mail 1859 . aastal. Kella lööke võib kuulda kogu maailmas BBC raadio vahendusel.
Kella läbimõõt on 7 meetrit ning osutid on 2,7- ja 4,2-meetrised. Ehitamise ajal olid need maailma suurimad, tänapäeval suuruselt teised. Kellal on 4 sihverplaati, mis on 55 m kõrgusel maapinnast ja näitavad eri suundadesse. Iga sihverplaadi allosas on ladinakeelne kiri DOMINE SALVAM FAC REGINAM NOSTRAM VICTORIAM PRIMAM, mis tähendab 'Jumal, kaitse meie kuningannat Victoria Esimest'.
10. mail 1941 tulistasid Saksa hävituslennukid puruks kaks sihverplaati ja torni katuse. Parandustööd lõppesid alles 26. oktoobril 1950. Kogu selle aja käis kell korralikult, hetkekski peatumata.

Aja mõõtmine

Aja mõõtmine on ajavahemikkude kestuste mõõtmine.Tehnikaeelsel ajastul on looduslike tsüklite (öö ja päeva vaheldumine , Kuu faasid , aastaaegade vaheldumine) põhjal kujunenud ajaühikud ööpäev, kuu, ja aasta. Kui võeti kasutusele kellad ja hakati tegema süstemaatilisi astronoomilisi vaatlusi , hakati ööpäeva jagama tundideks, minutiteks ja sekunditeks.
Igasugune aja mõõtmine põhineb mingi regulaarselt korduva nähtuse tsüklite loendamisel ja selle murdosade täpsel mõõtmisel. Sobivaks regulaarseks nähtuseks on osutunud Maa ööpäevane pöörlemine ümber oma telje, mille kiirus on väga püsiv. Ööpäevatsüklit saab vaadelda taevakehade näivate asendite kaudu, mida saab astronoomiliste vaatluste teel üsna täpselt määrata.
Maa pöörlemisperiood kinnistähtede suhtes (tegelik pöörlemisperiood) on täheööpäev, millel põhineb täheaeg. Täheööpäevad on ühepikkused.
Maa pöörlemisperiood Päikese suhtes (järjestikuste keskpäevade vaheline ajavahemik) on päikeseööpäev, millel põhineb päikeseaeg. Et Maa tiirleb mööda oma orbiiti ümber Päikesse, siis Päike liigub näiliselt kinnistähtede suhtes ida poole ning selleks, et Päike jõuaks tagasi vaatleja taevameridiaanile, peab Maa tegema pisut rohkem kui ühe täispöörde. (Taevameridiaan on taevasfääri suurringjoon, mis läbib maailma põhjapooluse ja vaatleja seniidi; Päike ületab taevameridiaani tõelisel keskpäeval.) Ent Maa liikumine orbiidil ei ole ühtlane ning tiirlemisorbiidi tasand on taevaekvaatori suhtes 23,12 ° võrra kaldu. Seetõttu ei ole Päikese liikumine kinnistähtede suhtes ida poole ühtlane ning tõelise päikeseööpäeva kestus oleneb aastaajast , kuid päikeseööpäev on täheööpäevast nelja minuti võrra pikem. Tõeline päikeseaeg, mida saab mõõta päikesekellaga, ei kulge ühtlase kiirusega. Seetõttu on keskmise päikeseaja põhjal kasutusele võetud keskmine päikeseööpäev, mis võrdub tegeliku päikeseööpäeva aastakeskmisega.
Keskmine päikeseaeg kulgeb ühtlase kiirusega ning selle alusel arvestatakse tsiviilaega, mida näitavad kellad. Tegelikult ei ole ka keskmine päikeseaeg täpselt ühtlane, sest Maa pöörlemist pidutdavad vähesel määral looded ja muud tegurid.
Gravitatsiooniseadus võimaldab ennustada Kuu asendit orbiidil igal antud ajahetkel. Teiselt poolt, Kuu täpne asend võimaldab usaldatavalt aega määrata, sest Kuu liikumine ei aeglustu. Kuu asendi põhjal arvestatavat aega nimetatakse efemeriidiajaks. See kulgeb üsna ühtlaselt. 20. sajandi jooksul kogunenud erinevus keskmise päikeseaja ja efemeriidiaja vahel on üle poole minuti.
Kõige täpsema ajastandardi annavad aatomite ja molekulide võnkesagedused. Aatomkellad, milles kasutatakse masereid ja lasereid, eksivad ainult umbes 3 millisekundit 1000 aasta kohta.
Aja mõõtmine on tehniliselt väga komplitseeritud ülesanne.

kasutadud kirjandus.

1........... http://www.miksike.ee/docs/lisa/6klass/2maaime/kellad2.ht m.
2................................................. http://et.wikipedia.org/wiki/Päikesekell .
3................................... http://villub.wordpress.com/2009/01/04/kellad/ .
4................................................ http://et.wikipedia.org/wiki/Berliini_kell .
5...................................................... http://et.wikipedia.org/wiki/Suveaeg .
6........................................ http://et.wikipedia.org/wiki/Geoloogiline_aeg .
7............................................. http://et.wikipedia.org/wiki/Aja_mõõtmine .
8....................................................... http://et.wikipedia.org/wiki/Big_Ben .
10