ثانیه

ثانیه واحد اصلی زمان در سیستم بین‌المللی واحدها (SI) است. تعریف دقیق ثانیه و تاریخچه آن نقش مهمی در علوم، فناوری و زندگی روزمره انسان‌ها دارد.

ثانیه - عقربه قرمز رنگ (ثانیه‌شمار)

تعریف

ثانیه به‌عنوان پایه‌ای‌ترین واحد زمان در سیستم SI تعریف می‌شود. تعریف فعلی ثانیه به‌طور دقیق به صورت زیر است:

تعریف فعلی ثانیه (1956 و 1967): ثانیه به‌عنوان مدت زمانی تعریف می‌شود که در آن تابش یک اتم سزیم-133، 9,192,631,770 دوره از تغییرات ریزموجی (میکروویو) مرتبط با انتقال بین دو سطح انرژی فوق‌ریزی از حالت پایه خود انجام می‌دهد. این تعریف در سال 1967 توسط کنفرانس عمومی اوزان و مقیاس‌ها (CGPM) پذیرفته شد و هنوز به‌عنوان تعریف رسمی ثانیه استفاده می‌شود.

تاریخچه تعریف ثانیه

تعاریف قدیمی

پیش از تعریف دقیق اتمی، ثانیه به‌عنوان کسری از روز یا سال تعریف می‌شد:

• ثانیه به عنوان کسری از روز خورشیدی: در قرن هجدهم، ثانیه به‌عنوان 1/86,400 روز خورشیدی تعریف می‌شد، چراکه هر روز خورشیدی شامل 24 ساعت، هر ساعت شامل 60 دقیقه، و هر دقیقه شامل 60 ثانیه بود.
• ثانیه به عنوان کسری از سال خورشیدی: در قرن نوزدهم، ثانیه به‌عنوان 1/31,556,925.9747 از سال خورشیدی تعریف شد.

تعریف اتمی

در سال 1956، برای دستیابی به تعریف دقیق‌تر، تعریف ثانیه به اتم سزیم-133 و انتقال انرژی بین حالت‌های خاص آن مرتبط شد. این تعریف در سال 1967 توسط CGPM تأیید شد.

اهمیت

علمی و فناوری

تعریف دقیق ثانیه برای توسعه فناوری‌های مدرن بسیار حیاتی است. به‌عنوان مثال:

• GPS: سیستم موقعیت‌یابی جهانی (GPS) برای تعیین موقعیت دقیق نیاز به زمان‌بندی دقیق دارد.
• ارتباطات: شبکه‌های مخابراتی نیاز به همگام‌سازی دقیق زمان دارند.
• تحقیقات علمی: مطالعات فیزیکی و نجومی نیاز به اندازه‌گیری دقیق زمان دارند.

کاربردهای روزمره

در زندگی روزمره نیز ثانیه به‌عنوان واحد زمان‌بندی در ساعت‌ها، زمانبندی‌های ورزشی، برنامه‌های تلویزیونی و بسیاری از کاربردهای دیگر استفاده می‌شود.

واژه‌شناسی

واژه‌ی "ثانیه" از لحاظ لغوی و تاریخی ریشه‌های مختلفی دارد که در زیر به بررسی آن‌ها می‌پردازیم:

ریشه لاتین

کلمه "ثانیه" در زبان انگلیسی از واژه لاتین "secunda" به معنای "دوم" مشتق شده است. این واژه به عبارت "pars minuta secunda" (بخش کوچک دوم) در ریاضیات و نجوم بازمی‌گردد. در این سیستم، یک دقیقه (minute) به 60 ثانیه (second) تقسیم می‌شود.

ریشه در زبان عربی و فارسی

در زبان عربی، "ثانیه" به معنای "دومین" یا "دومی" است. این واژه به صورت "ثانیة" نوشته می‌شود و همان معنای تقسیم واحد زمان به بخش‌های کوچکتر را دارد. در زبان فارسی نیز "ثانیه" همان واژه عربی را پذیرفته و به معنای واحد کوچکتر زمان به کار می‌رود.

توسعه کاربرد

واژه "ثانیه" به عنوان یک واحد زمانی از طریق کتب و متون علمی و نجومی به زبان‌های مختلف منتقل شده است. این واحد زمان در ابتدا برای تقسیمات دقیق‌تر زمان در محاسبات نجومی و دریانوردی به کار می‌رفت و به مرور زمان در دیگر زمینه‌ها نیز مورد استفاده قرار گرفت.

نقش علمی و فنی

تعریف دقیق علمی ثانیه از دوران کلاسیک تا مدرن تغییر کرده است. در گذشته، ثانیه به عنوان کسری از روز خورشیدی تعریف می‌شد. با پیشرفت علم و تکنولوژی، این تعریف به سمت استفاده از پدیده‌های اتمی و انتقال انرژی در اتم سزیم-133 تغییر یافت.