UKURAN MASA

MASA

          Terdapat dua pandangan berbeza pada maksud masa. Satu pandangan yakni masa adalah linear dan sebahagian dari struktur asas alam semesta, satu matra berlakunya peristiwa dalam rangkaian, dan masa itu sendiri adalah sesuatu yang boleh diukur. Ini adalah pandangan realis, iaitu Sir Isaac Newton sendiri.^[1]

          Pandangan bertentangan iaitu masa sebahagian daripada struktur intelek asas (bersama dengan ruang dan nombor) yang kita rangkaikan peristiwa dalamnya, kuantitikan tempoh peristiwa dan hentian antara mereka, dan bandingkan gerakan jasad. Dalam pandangan ini, masa tidak merujuk pada sebarang entiti yang "mengalir", yakni jasad "bergerak melalui", atau suatu "kontena" untuk peristiwa. Pandangan ini adalah dalam tradisi Gottfried Leibniz^[2] dan Immanuel Kant,^[3][4]dalam suatu masa, berbanding dari menjadi benda objektif untuk diukur, ia sebahagian dari sistem ukuran minda. Persoalannya, mungkin akan lebih mudah untuk tiada asas berpusat, maka, adakah masa "benda sebenar" yang "di sekeliling kita", atau ia tiada hanya lebih dari cara bertutur tentang dan mengukur peristiwa?

          Dalam fizik, masa dan ruang dianggap asas (cth. mereka tak boleh ditakrifkan dalam istilah lain). Demikian hanya takrifan kemungkinan ini suatu beroperasi iaitu masa ditakrifkan oleh proses ukuran dan oleh unit yang terpilih. Peristiwa bertempoh dan gerakan bertempoh telah lama berkhidmat sebagai piawai untuk unit masa. Contoh berikut adalah gerakan nyata matahari di langit, fasa bulan, ayunan bandul, degupan jantung, dan, semasanya, penukaran susunan dalam atom Cessium.

          Masa telah lama menjadi subjek utama sains, falsafah, dan seni. Ukuran masa telah menghuni saintis dan ahli teknologi, dan adalah motivasi perdana dalam astronomi. Masa juga dari kepentingan masyarakat jelas, mempunyai nilai ekonomi ("masa itu emas") baik juga nilai peribadi, berpunca dari kesedaran dari masa yang terhad dalam setiap hari dan dalam jangka hidup manusia.

          Masa adalah matawang satu dari sikit kuantiti fundamental. Ini adalah kuantiti dimana tak boleh ditakrifkan melalui kuantiti lain kerana terdapat tiada lebih asas dari apa yang kininya diketahui. Demikian, sama dengan takrifan dari kuantiti asas lain (seperti ruang dan jisim), masa ditakrifkan oleh unit yang digunakan untuk mengukurnya dan cara ukurannya. Dalam intipati, takrifan ini kemaskini masa itu sendiri dimana bak kata lain tinggal tak ditakrifkan.

          Asal usul sistem ukuran semasa kita berbalik kepada tamadun Sumer iaitu kira-kira 2000 SM. Ini diketahui sebagai Sistem perenam-puluhan Sumeria berdasarkan pada nombor 60. 60 saat dalam seminit, 60 minit dalam sejam - dan kemungkinan satu kalendar dengan 360 (60x6) hari dalam setahun (dengan satu sikit lebih hari ditambah). Duabelas juga ditunjuk jelas, dengan kasarnya 12 jam dari hari dan 12 dari malam, dan 12 bulan dalam setahun.

          Pada zaman dahulu, manusia telah mencipta alatan untuk mengukur masa. Antara alatan yang dijumpai oleh ahli arkeologi adalah jam matahari. Rajah dibawah menunjukkan sebuah jam matahari yang telah dijumpai di Mesir bertarikh 1500 SM di makan firaun yang bernama Amenhotep. Ia mempunyai bentuk lengkungan segi-T yang sama, bagi mengukur laluan masa dari bayang-bayang yang dibentuk oleh palang silang pada hukum tak-linear. T ini telah diarahkan ke arah timur pada waktu pagi. Pada tengah hari, alatan ini dipusing supaya ia akan membentuk bayang-bayangnya pada arah petang.

Jam matahari memanjang di Taganrog (1833).

          Seterusnya ialah jam air. Jam air atau klepsidra, bersama dengan jam matahari, berkemungkinan merupakan alat ukuran waktu yang tertua, selain gnomon menegak dan kayu hitung untuk mengira hari. Tidak diketahui di mana dan bila jam air pertama kali dicipta, dan jawapannya tidak mungkin dipastikan kerana betapa purba jam air ini. Klepsidra aliran keluar berbentuk mangkuk adalah bentuk jam air teringkas dan diketahui pernah wujud di Babylon dan Mesir sekitar abad ke-16 SM. Rantau-rantau lain di dunia, termasuk India dan China, juga mempunyai bukti jam air terawal, tetapi tarikh terawalnya kurang pasti. Namun begitu, ada yang mendakwa bahawa jam air wujud di China seawal-awal tahun 4000 SM.

Klepsidra aliran masuk

          Bangsa Yunani dan Rom melanjutkan reka bentuk jam air untuk memasuki aliran masuk klepsidra dengan sistem suap balik, gear, dan mekanisme bolosan terawal, yang disambungkan dengan automaton yang canggih bagi memperbaiki ketepatan. Pembangunan selanjutnya dilakukan di Byzantium dan terutamanya di dunia Islam, di mana jam air yang jitu menggabungkan segmen kompleks dan gear kisar, kincir air, dan kebolehaturcaraan, sebelum akhirnya dibawa ke Eropah. Secara berasingan, bangsa China telah membangunkan jam air termaju mereka sendiri, dengan menggabungkan gear, mekanisme bolosan, dan kincir air, lalu mengirimkan gagasan mereka ke Korea dan Jepun.

         Sesetengah rekaan jam air dibangunkan secara berdikari dan sebahagian ilmu disebarkan melalui penyebaran perdagangan. Jam air terdahulu ini ditentukur dengan sebuah jam matahari. Walaupun tidak pernah mencapai tahap ketepatan yang dapat dibandingkan dengan keperluan penjagaan masa hari ini, namun jam air telah menjadi jam waktu tertepat dan paling umum digunakan selama ribuan tahun, sehingga digantikan oleh jam bandul yang lebih tepat pada abad ke-18 di Eropah.

          Jam pasir adalah perangkat untuk pengatur waktu. Terdiri dari dua tabung gelas yang terhunbung dengan sebuah tabung sempit .Salah satu tabung biasanya diisi dengan pasir yang mengalir melalui tabung sempit ke tabung dibawahnya dengan laju yang teratur. Ketika pasir telah mengisi penuh tabung bawah, alat ini bisa di balik sehingga dapat digunakan kembali sebagai pengatur waktu. Jam pasir merupakan nama umum yang mengacu pada gelas pasir, dimana jam pasir ini digunakan untuk menghitung waktu selama satu jam. Rajah di bawah menunjukkan sebuah jam pasir.

Jam Pasir

          Abad berganti abad, pemikiran manusia pun semakin maju. Kemudian mereka mula mencipta jam mekanikel. Alatan paling lazim pada kehidupan seharian adalah jam, untuk tempoh kurang daripada sehari, dan kalendar, untuk tempoh lebih sehari. Jam boleh dibahagikan dari jam tangan, kepada aneka yang lebih menarik seperti Jam dari Panjang Sekarang. Mereka boleh dibentuk oleh beraneka sebab, termasuk graviti, spring, dan beraneka bentuk kuasa eletrik, dan dikawal oleh beraneka macam seperti satu pendulum. Terdapat juga pelbagai kalendar, contohnya Kalendar Bulan dan Kalendar Suria, walaupun Kalendar Gregory paling lazim digunakan.

Jam platform di stesen kereta api King's Cross, London.

         Jam atom ialah sejenis jam yang menggunakan frekuensi piawai resonans atom sebagai unsur penjagaan masanya. Jam atom adalah piawaian waktu dan frekuensi paling jitu yang dikenali di dunia, dan digunakan sebagai piawaian primer untuk khidmat pengedaran waktu antarabangsa, mengawal frekuensi siaran televisyen, dan sistem satelit navigasi global seperti GPS.

         Prinsip pengendalian jam atom tidak berasaskan fizik nuklear, sebaliknya menggunakan isyarat gelombang mikro persis yang dipancarkan oleh elektron dalam atom apabila berubah aras tenaga. Jam atom yang terawal berasaskan maser. Kini, jam atom yang paling jitu berasaskan spektroskopi penyerapan atom sejuk dalam bejana atom seperti NIST-F1.

          Agensi piawaian kebangsaan memastikan ketepatan 10⁻⁹ saat sehari (kira-kora 1 bahagian dalam 10¹⁴), dan kepersisan yang diset oleh pemancar radio yang mengepam maser. Jam ini menyelenggara satu skala masa yang selanjar dan stabil, iaitu Waktu Atom Antarabangsa (TAI). Untuk waktu awam, disebarkannya satu lagi skala masa iaitu Waktu Universal Selaras (UTC). UTC diterbitkan dari TAI, tetapi disegerakkan dengan menggunakan saat lompat, dengan UT1 yang berasaskan pusingan bumi sebenar berkenaan dengan waktu suria.

          Jenis alatan penyimpan masa yang paling tepat adalah jam atom yang digunakan untuk menentu ukur jam lain dan peralatan penyimpan masa.

FOCS 1, sebuah jam atom bejana sesium sejuk selanjar di Switzerland, mula beroperasi pada tahun 2004 pada ketaktentuan satu saat dalam 30 juta tahun

          Sistem Kedudukan Sejagat atau Sistem Penentududukan Sejagat (bahasa Inggeris: Global Positioning System, GPS) merujuk kepada sistem yang menentukan kedudukan seseorang melalui rujukan silang dengan satelit yang mengelilingi Bumi. Ia merupakan satu-satunya sistem pandu arah satelit yang berfungsi hari ini. Sekumpulan antara 24 dan 32 satelit memancarkan isyarat masa jitu menggunakan radio kepada penerima GPS, yang membolehkan kedudukannya (longitud, latitud dan altitud) dikenal pasti dalam apa jua cuaca, siang dan malam di mana-mana di Bumi.

Satelit GPS dalam orbit

          Sejak mula beroperasi pada 1993, GPS telah menjadi kemudahan sejagat yang penting, amat diperlukan untuk pandu arah moden di darat, laut dan udara di serata dunia, selain menjadi alat penting dalam pembuatan peta dan pengukuran tanah. GPS juga memberikan rujukan masa jitu, seperti yang diperlukan dalam telekomunikasi dan sesetengah kajian saintifik, termasuklah kajian mengenai gempa bumi.

          Pada mulanya GPS direka untuk tujuan ketenteraan oleh Jabatan Pertahanan Amerika Syarikat bagi mengendali sistem pensasaran peluru berpandu semasa Perang Dingin, tetapi kini ia telah digunakan bagi kegunaan awam. Nama rasminya ialah NAVSTAR GPS dan ia dikawal selia dari Kem Tentera Udara Schriever di Colorado. Kos penyelenggaraan sistem ini ialah US$400 juta setahun.

          GPS mula diaktifkan untuk umum pada 17 Julai 1995. Mulai Ogos 2000, Sistem Penambahan Luas-Kawasan (WAAS) meningkat ketepatan isyarat GPS sehingga 2 untuk penerima GPS yang sesuai. Dengan menggunakan teknik tertentu seperti Pembezaan GPS (DGPS), kejituan GPS boleh mencapai 1 cm untuk jarak dekat.

Penerima GPS Magellan untuk kegunaan marin

          Kini, GPS sistem kedudukan global dalam koordinasi dengan NTP rangkaian masa protokol boleh digunakan untuk melaraskan sistem penyimpan masa di seluruh dunia.

          Bagi unit piawai untuk masa boleh dirujuk melalui jadual dibawah.

Unit masa lazim
Unit	Saiz	Nota
Nanosaat	1/1,000,000,000 saat
Mikrosaat	10−6 saat
Milisaat	1/1,000 saat
Saat	SI unit asas
Minit	60 saat
Jam	60 minit
Hari	24 jam
Minggu	7 hari
Dua minggu	14 hari; 2 minggu
Bulan	28 ke 31 hari
Suku	3 bulan
Tahun	12 bulan
Tahun	52 minggu	anggaran
Tahun lazim	365 hari
Tahun lompat	366 hari
Tahun tropikal	365.24219 hari	Purata
Tahun Gregory	365.2425 hari	Purata
Olympiad	4 tahun
Lustrum	5 tahun
Dekad	10 tahun
Mata	20 tahun
Generasi	25 tahun	anggaran
Abad	100 tahun
Milenia	1,000 tahun

          Asas unit SI untuk masa adalah saat. Dari saat, unit lebih besar seperti minit, jam dan hari ditakrifkan, walaupun mereka adalah unit "bukan-SI" kerana unit-unit tersebut tidak menggunakan sistem perpuluhan, dan juga kerana keperluan untuk satu lompatan saat. Unit tersebut, bagaimanapun, secara rasminya diterima untuk kegunaan Sistem Antarabangsa. Tiada nisbah tetap antara saat dan bulan atau tahun kerana bulan dan tahun mempunyai kepelbagaian kepentingan dalam jarak.

Takrifan rasmi SI untuk saat adalah seperti berikut:

Saat adalah tempoh 9,192,631,770 tempoh sinaran yang berlaku akibat peralihan antara antara dua tahap stabil bagi keadaan asas atom caesium 133 pada suhu 0 Kelvin.

Sebelum pada 1967, saat ditakrifkan sebagai:

pecahan 1/31,556,925.9747 dari tahun tropika untuk 1900 Januari 0 pada 12 jam masa almanak.

Takrifan masa ini (juga takrifan semasa ruang) menjadikan ruang dan masa menjadi ruang-masa Minkowski lalu teori kerelatifan khas seluruhnya benar menurut takrifan.

          Untuk pembelajaran di sekolah, unit asas yang biasa digunakan adalah seperti berikut:

1 Minit = 60 saat

1 Jam = 60 minit

1 Hari = 24 jam

1 Minggu = 7 hari

1 Bulan = 28/29/30/31 hari / 4 minggu + 3 hari/2hari

1 Tahun = 12 bulan

1 Tahun Lazim = 365 hari

1 Tahun Lompat = 366 hari

1 Dekad = 10 tahun

1 Abad = 100 tahun

1 Milenia = 1000 tahun

          Setiap unit ukuran pasti mempunyai kaedah pertukaran unit. Sekiranya unit besar hendak ditukar kepada unit yang kecil ia mesti didarab dengan nilai satu unit yang besar. Sebagai contoh minit kepada saat. Nilai saat bagi satu minit adalah 60 saat. Oleh itu nilai minit mestilah didarab dengan 60 saat untuk mencari nilai saat bagi nilai minit itu. Tidak faham ? Sila lihat contoh soalan ini:

1 Minit = 60 saat

Cth:

Tukar 12 minit kepada unit saat

12 x 60 = 720 saat

Bagi pertukaran unit kecil kepada unit besar, ia mesti dibahagi dengan nilai satu unit besar. Lihat contoh seterusnya:

Cth:

Tukar 480 saat kepada unit minit

480  60 = 8 minit

Begitu juga bagi pertukaran unit yang lain. Di bawah ini saya tunjukkan contoh kaedah pertukaran unit bagi unit masa yang lain:

 1 Jam = 60 minit          

Cth :

1.Tukar 3.5 jam kepada minit

3.5 x 60 = 210 minit

2. Tukar 300 minit kepada jam

300  60 = 5jam

1 Hari = 24 jam

Cth :

1. Tukar 4 hari kepada unit jam

4 x 24 =96 jam

2. Tukar 72 jam kepada hari

72  24 = 3 hari

          Selain itu, untuk ukuran ini saya telah menjalankan aktiviti membina model jam matahari. Anda juga boleh mencubanya.

Model Jam Matahari

Model ini dibina dengan menggunakan kad manila dan pita pelekat. Anda juga boleh membinanya dengan apa-apa bahan yang sesuai mengikut kreativiti anda. Cara menjalankan aktiviti ini ialah dengan meletakkan model ini di atas padang yang luas pada waktu pagi hingga waktu petang. Kemudian lihat kedudukan bayang-bayang pada waktu pagi, tengah hari dan petang. Anda akan memperoleh pemerhatian seakan-akan seperti berikut: (Disebabkan cuaca hujan kami telah menjalankan aktiviti ini didalam bilik gelap dan menggunakan cahaya lampu suluh sebagai cahaya matahari)

Matahari ( lampu suluh ) terpancar dari arah timur.

Bayang- bayang yang terbentuk di sebelah barat menandakan waktu terbit matahari pada waktu pagi.

Matahari ( lampu suluh ) terpancar tegak diatas jam matahari.

Bayang- bayang yang terbentuk  menunjukkan waktu tengah hari atau jam 12.00 tgh hari

Matahari ( lampu suluh ) terpancar dari arah barat.

Bayang-bayang yang terbentuk di sebelah timur menunjukkan waktu petang sekitar 5 – 6 petang.

Laman web untuk rujukan:

http://wapedia.mobi/ms/Masa#2.

http://ms.wikipedia.org/wiki/Masa

http://ms.wikipedia.org/wiki/Jam_atom