Công Cụ Tốt
✕
✕

Nội dung

Tìm hiểu về đơn vị giây đồng hồ

Giây - ký hiệu là s - là một đơn vị đo lường thời gian trong hệ đo lường SI. Hãy cùng tìm hiểu nhé

Ký hiệu: s (second)

Thường gọi là: giây

Mã UN/CEFACT: SEC

Độ lớn theo SI: 1 s

Định nghĩa đơn vị giây

Tại hội nghị CGPM lần thứ 13 (1967-1968) Nghị quyết 1, CR 103, Giây được định nghĩa là khoảng thời gian bằng 9,192,631,770 lần chu kỳ của bức xạ điện từ phát ra bởi nguyên tử Cs-113 khi thay đổi trạng thái giữa hai mức năng lượng đáy siêu tinh vi tại nhiệt độ 0 Kelvin. Giây được viết tắt là “s” là một trong 7 đơn vị trong hệ đo lường quốc tế SI. Định nghĩa này đã kéo dài suốt hàng thập kỷ cho đến ngày 16 tháng 11 năm 2018, Hội nghị toàn thể về Cân đo (CGPM) lần thứ 26 đã thay đổi các tiếp cận các đơn vị SI thông qua các hằng số vũ trụ. Khi đó định nghĩa giây được viết lại như sau.

Giây là đơn vị đo thời gian, ký hiệu là s, với s thỏa mãn:
Với  là tần số bức xạ điện từ phát ra bởi nguyên tử caesi-133 cô lập, khi nó chuyển đổi giữa hai trạng thái cơ bản siêu tinh tế.

Giây là đơn vị đầu tiên được định nghĩa trong hệ SI, sau đó người ta định nghĩa mét dựa trên quãng đường đi được của ánh sáng trong một khoảng thời gian.

 

Một vài dấu mốc lịch sử của đơn vị giây

Tên gọi giây được xuất phát từ hệ thống đo lường Pháp. Giây có nguồn gốc từ tiếng Pháp “Seconde” nghĩa là một phần của một phút, chỉ phần nhỏ nhất của thời gian.

Từ thời xa xưa các nền văn minh đã tạo ra sự phân chia lịch cũng như các cung bằng cách sử dụng hệ thống đếm thập lục phân vào lúc đó giây được tính bằng ngày chia cho (60×60) và giây ngày nay được tính bằng giờ chia cho (60×60).

Đồng hồ mặt trời và đồng hồ nước là một trong những thiết bị đo thời gian sớm nhất.



Một chiếc đồng hồ mặt trời

Năm 1656 Christiaan Huygens sử dụng dao động của con lắc để xác định chu kỳ của nó và sử dụng chu kỳ này để đo thời gian giây. Đây là chiếc đồng hồ đầu tiên đo thời gian chính xác đến từng giây.

Sau 80 năm, đến năm 1730 đồng hồ bấm giờ hàng hải của John Harrison có thể giữ thời gian chính xác trong vòng một giây trong liên tục 100 ngày.

Đến năm 1967 đồng hồ nguyên tử dựa trên các nguyên tử ngoài caesium-133 trở thành tiêu chuẩn để xác định một giây trong hệ thống đơn vị quốc tế, với độ chính xác tăng lên 100 lần.

Tại sao phải sử dụng đồng hồ nguyên tử để xác định thời gian?

Ta lấy một ví dụ để dễ hình dung tại sao phải sử dụng đồng hồ nguyên tử để đo thời gian. Đập thủy điện Tam Hiệp được đặt tại tỉnh Hồ Bắc, Trung Quốc. Với tổ hợp 34 máy phát điện cho ra công suất 22.5 gigawatt với công suất điện hàng năm là 88,2 tỷ kWh (tương ứng với 15 lò phản ứng hạt nhân). Khi Trung Quốc công bố dự án đã vất phải nhiều phản ứng bơi hệ lụy từ khoa học.


Thủy điện Tam Hiệp
 

Các nhà khoa học cho rằng khi con đi vào hoạt động sự chuyển động của một khối lượng nước lớn lên tới 42 tỷ tấn sẽ tác động đến chuyển động quay của Trái Đất, hậu quả gây ra là chậm chuyển động của Trái Đất, kéo dài mỗi ngày thêm 0,06 mili giây, với số đông chúng ta sự ảnh hưởng đó không mấy ai bận tâm nhưng với khoa học sử thay đổi 0,06 mili giây cũng ảnh hưởng. Vì vậy các nhà khoa học đã sử dụng đồng hồ nguyên tử để xác định thời gian với độ sai số rất nhỏ 1 giây trong 14 tỷ năm, gần như không hề sai số.

Nếu vẫn dùng các định nghĩa cũ dựa trên mặt trời, thì con số 0.06ms cũng có thể gây rất nhiều sai lệch cho các hệ thống vệ tinh chuyển động với tốc độ lớn. Với các vệ tinh địa tĩnh của hệ thống định vị toàn cầu GPS, sai số 1 mili giây sẽ dẫn đến sai số là 300km, việc tích nước thủy điện tam điệp có thể dẫn tới sai số 18km trong việc xác định vị trí ! Do đó đồng hồ nguyên tử là tối cần thiết.


Louis Essen (bên phải) và Jack Parry (bên trái) đứng cạnh đồng hồ nguyên tử đầu tiên trên thế giới

Phạm vi sử dụng của đơn vị giây

Giây là đơn vị đo thời gian cơ bản về thời gian của các hoạt động xảy ra hàng ngày. 1 giây là khoảng thời gian mà con người có thể cảm nhận được và đếm được một cách tự nhiên nên nó có rất nhiều tình huống sử dụng. Đơn vị giây được ứng dụng vào rất nhiều lĩnh vực như:

Là đơn vị cơ bản cho các đơn vị dẫn suất

Giây là đơn vị cơ bản của SI nên rất nhiều đơn vị khác là dẫn suất của nó. Ví dụ như tốc độ : mét trên giây, công suất: Jul trên giây....

Giây được ứng dụng trong vật lý

Trong vật lý các thí nghiệm thường sảy ra với quãng thời gian rất ngắn như là thí nghiệm gia tốc hạt lớn (Large Hadron Collider) sảy ra trong quãng thời gian rất ngắn chỉ mất vài giây.


Máy Large Hadron Collider có chu vi 27km nhưng các thí nghiệm chỉ diễn ra tổng thời gian cả quá trình chỉ cỡ vài giây

Giây được ứng dụng trong công nghệ thông tin.

Trong công nghệ thông tin tốc độ quyết định sự phát triển, đơn vị giây được sử dụng để đo tốc độ xử lý dữ liệu, thời gian thực thi chương trình và thực hiện nhiều ứng dụng khác. Như là tốc độ truyền dữ liệu của cáp quang từ 100Mbit/s đến 10Gbit/s tốc độ nhất nhanh phải sử dụng đơn vị giây để xác định.

Đồng hồ thời gian trong công nghệ thông tin chính là số giây đồng hồ đã trôi qua kể từ đầu ngày 1-1-1970 (UTC) gọi là UnixTIme (xem tại unixtimestamp.com )

Giây nhuận trong công nghệ thông tin là giây đồng hồ được thêm vào một năm của bộ đếm UnixTime để bù trừ các sự kiện như động đất, sóng thần làm ảnh hưởng đến tốc độ tự quay quanh mình của Trái Đất. Các sự kiện thêm giây nhuận này được quyết định bởi Dịch vụ Hệ thống Tham chiếu và Xoay Trái đất Quốc tế (IERS).

Đồng hồ UnixTime trong công nghệ thông tin tại thời điểm Công Cụ Tốt soạn thảo bài viết này
 

Và các lĩnh vực khác

Nói chung, đơn vị giây được sử dụng hàng ngày nên nó còn vô vàn tình huống sử dụng trong các lĩnh vực khác mà không nói thì bạn cũng biết. Công Cụ Tốt sẽ không nhất thiết liệt kê trong bài viết này

Dụng cụ đo giây

Để xác định và đo chính xác thời gian theo đơn vị giây ta có rất nhiều cách để đo đơn vị giây như:

Đồng hồ có kim giây

Phần lớn đồng hồ kim đều có kim giây, là kim chạy nhanh nhất và thường là có kích thước mảnh nhất trong đồng hồ:


Chiếc đồng hồ này có kim giây mầu đỏ, mỗi lần chuyển động qua một vạch chia là một giây đã trôi qua. Cả vòng tròn là 60 giây.

Đồng hồ bấm giây.

Đồng hồ bấm giây hiện nay có nền bấm giây cấu tạo bằng tinh thể thạch anh. Tinh thể thạch anh sẽ tạo ra một tần số ở mức ổn định ở 32768(215)Hz. Tần số ứng với số lặp của một hành động sảy ra trong 1s. Khi đồng hồ đếm được 32768(215) chu kỳ dao động thì tương ứng vơi 1s đã trôi qua.

Đồng hồ đo thời gian hiện số.

Đồng hồ đo thời gian hiện số hay còn gọi là “đồng hồ số” hoặc “đồng hồ kỹ thuật số” là một thiết bị hiển thị thời gian bằng số, thường được dùng trong các phòng thí nghiệm. Đồng hồ hoạt động dựa trên nguyên tắc của mạch điện tử số hóa. Nguyên lý hoạt động gồm:


 
Chế độ A: Chỉ đo thời gian đồng hồ đi qua cổng quang điện A(chế độ 1 cổng).
Chết độ B: Chỉ đo thời gian đồng hồ đi qua cổng quang điện B( chế độ 1 cổng).
Chế độ A+B: Đo tổng của hai khoảng thời gian vật chắn cổng quang điện nối với ổ A và vật chắn cổng quang điện nối với ổ B.
Chế độ A↔B: Đo thời gian vật chuyển từ cổng quang điện nối với ổ A tới cổng quang điện nối với ổ B.
Chế độ T: Đo khoảng thời gian T của từng chu kì dao động.
Nút Reset: Đặt lại chỉ số của đồng hồ về giá trị 0.000.

Ý nghĩa độ lớn bé của giây trong cuộc sống

Độ lớn bé của đơn vị giây có ý nghĩa quan trọng và đa dạng trong cuộc sống với chúng ta. Dưới đây là một số ý nghĩa của đơn vị giây trong cuộc sống.

Đo lường thơi gian:

Giây là đơn vị đo thời gian cơ bản trong cuộc sống hàng ngày, ta sử dụng giây để đo, tính toán các hoạt động sảy ra hàng ngày xung quanh ta.

Khoa học và nghiên cứu:

Giây được sử dụng để đo lường và nghiên cứu các hiện tượng tự nhiên như: Vật lý, hóa học.
Vật lý: Đơn vị giây được sử dụng để đo tốc độ của một vật di chuyển nhanh hay chậm.
Hóa học: Trong các phản ứng hóa học các chất thường sảy ra nhanh, giây được dùng để đo thời gian phản ứng của chất đó, ví dụ: Na + H2O → Naoh + H2 .Phản ứng này sảy ra trong vài giây ngắn và giải phóng ra khí hidro.

Công nghệ:

Giây đóng vai trò quan trọng trong công nghệ và việc đồng bộ hóa các thiết bị điện tử, tốc độ xử lý chip dẫn đến sự hoạt động nhanh hay chậm của các thiết bị điện tử.
-Độ lớn bé của đơn vị giây có ý nghĩa quan trọng trong việc đo lường thời gian và nghiên cứu khoa học, công nghệ. Đơn vị giây nghe thì đơn giản nhưng nó quan trọng trong hầu hết các khía cạnh của cuộc sống và các lĩnh vực khác.

Ví dụ trong thực tế.

Bảng quy đổi đơn vị giây

1 phút(min) = 60 giây
1 giờ(h) = 3600 giây
1 ngày(d) = 86400 giây
1 giây(s) = 1000 mili giây(ms)
1 giây = 1.000.000 micro giây(µs)
1 giây = 1.000.000.000 nano giây(ns)

Đơn vị giây trong văn chương

Trong châm ngôn, danh ngôn

Giá trị thời gian

Muốn biết giá trị thật sự của 1 năm, hãy hỏi 1 học sinh thi rớt đại hoc.
Muốn biết giá trị thật sự của 1 tháng, hãy hỏi người mẹ đã sanh con non.
Muốn biết giá trị thật sự của 1 tuần, hãy hỏi biên tập viên của 1 tạp chí ra hàng tuần.
Muốn biết giá trị của một ngày, hãy hỏi người lao công nhận lương cuối mỗi ngày làm việc…
Muốn biết giá trị thật sự của 1 giờ, hãy hỏi những người đang yêu chờ đợi để được gặp nhau.
Muốn biết giá trị thật sự của 1 phút, hãy hỏi người vừa lỡ chuyến tàu.
Muốn biết giá trị thật sự của 1 giây, hãy hỏi người vừa thoát khỏi 1 tai nạn hiểm nghèo.
Muốn biết giá trị thật sự của 1/100 giây, hãy hỏi người vừa đoạt huy chương bạc tại Olympics.


Ý nghĩa của một giây
1 giây không nhiều nhưng cũng không ít đâu. 1 giây không làm được gì nhưng có thể làm được tất cả.
Ngồi giữa những trưa mùa hè nắng nóng, 1 giây đối với bạn chẳng là gì ! Ngồi giữa 1 phòng thi đầy áp lực 1 giây còn quý hơn vàng !
Ở cuộc vui thâu đêm, 1 giây trôi tuột vào quên lãng. Ở khoảnh khắc chia tay, 1 giây ghi sâu vào kí ức.
Những con người khoẻ mạnh, 1 giây chỉ thoáng qua. Những bệnh nhân nan y, 1 giây là sự sống.
Trên đường đua, 1 giây quyết định kẻ thắng người thua. Bao tháng ngày trui rèn, 1 giây nói lên tất cả.
1 giây là thời gian, mà thời gian là vòng xoay bất tận, 1 giây của hôm nay không như 1 giây của hôm qua và càng không giống 1 giây của ngày mai.
Hãy sống để không bao giờ phải hối tiếc dù chỉ 1 giây ngắn ngủi. Có thể chỉ 1 giây sẽ thay đổi cuộc đời người.
Tốc độ thời gian
Tốc độ của thời gian là một giây trên một giây.
Tình yêu
Chỉ mất 3 giây để nói lời yêu, nhưng phải mất cả cuộc đời để chứng minh điều đó.

Trong thơ tình

Bài "Thơ tình con lắc đơn" là dòng cảm xúc đầy ngẫu hứng của một thầy giáo Phạm Tuất Đạt, có đề cập đến con lắc đếm giây

Em ví rằng: anh – con lắc đơn!
Đếm nhịp thời gian tựa cung đờn. 
Em gặp sai số nhiều em biết!
Nhanh chậm còn do mức giận hờn.

Hay bài "Vì anh nghiện em rồi"

Vì anh nghiện em rồi
Nên mỗi khi em không ở bên
Anh như mất một phần của mình
Những ngày đó, đếm từng giây từng phút

AI làm thơ về giây

Trí tuệ nhân tạo là một lĩnh vực đang nổi lên, các AI cũng có thể làm thơ về đơn vị giây rất sát nghĩa:
Trong giây phút thướt tha của thời gian,
Nhịp đập con tim trong đồng hồ tình yêu.
Một giây trôi qua nhưng nhớ nhau cả đời,
Khoảnh khắc đắm say, hạnh phúc muôn điều.
 
Trên đây, Công Cụ Tốt đã trình bày một cái nhìn đa diện về đơn vị giây, từ góc độ khoa học đo lường đến cuộc sống. Hy vọng bài viết sẽ hữu ích cho bạn.