[История изобретений] Скоротечность бытия (Часы)
Огонь, как часы
Всё имеет начало, в том числе и время. Так скажет любой, кто верует. В первый же день создания мира, чтобы было удобно, было создано время.Естественно, человеку, как разумному существу, было интересно знать, сколько время и как это узнать.
В древние времена чего для этого только не использовали. Например, изобретение под названием «огненные часы» принадлежит Древнему Китаю. Эти часы состояли из спирали и палочки, на которую прикреплялись шарики. Причем, палочка была из горючих материалов, которые поджигали. Упав в вазу, шарики находились на некоторых расстояниях, которые и являлись промежутками времени.
Спустя некоторое время Европа усовершенствовала это изобретение: свеча с одинаковыми делениями пришла на смену шарикам и палочкам. Расстояние между отметками означало временные промежутки. Кстати, такие свечи есть в продаже и сейчас. Также была популярна масляная лампа. Она представляла собой прозрачную ёмкость со шкалой, по которой определяли уровень масла. Однако такие часы были приемлемы только для своего времени.
Песок сквозь пальцы
Похожим способом строились и следующие изобретения, в которых использовали аналогичные ёмкости, но другие материалы: песок и вода. Именно так были изобретены известные и по сей день песочные часы. Они представляют собой один сосуд в форме двух грушевидных, связанных между собой посередине. Песок пересыпается сверху вниз, часы переворачивают и процедура повторяется, отмеряя определённые промежутки времени.
Схожим древним изобретением являются водяные часы, получившие также названия клепсидры и гидрологиум. Это сосуд в форме цилиндра, из которого вытекают струйки воды. Сколько вытекло воды из отверстия на дне ёмкости, таков и промежуток времени. Эти часы были популярны среди египтян, древних греков, а также в Вавилоне. А вот в Древней Азии такие часы работали несколько по-другому: наливалось большое количество воды, в которую запускалась ёмкость в форме полушара с маленьким отверстием. Через него внутри ёмкости поступала вода. Похожие часы использовались вплоть до 17 столетия.
Размер имеет значение
Следующие часы служили не только инструментом для измерения времени, но и прекрасной декорацией, украшающей церкви и парки. А ведь раньше солнце нередко служило измерителем времени: именно принцип солнечных часов лёг в основу создания башенных, атомных и наручных часов. Работали они достаточно понятно: солнце, вставая на востоке, движется по небу на запад, где и заканчивает свой путь. Днём оно занимает самое высокое положение. Для измерения времени используется палка или стержень, закреплённый в почве. Относительно движения Солнца меняется положение и длина отбрасываемой тени. В полдень, когда Солнце в наивысшей точке, тень короче, чем в остальное время. А позже она вновь начинает расти. Если же поставить по кругу цифры, получится циферблат, тогда перемещающаяся тень будет намного точнее показывать время. В таких часах стержень ставился параллельно земной оси - под наклоном, в направлении Полярной звезды.
Следующий шаг для науки был значителен, учитывая более чем тысячелетний опыт пользования солнечными часами. Таким шагом стало появление механических часов с колёсиками. Первыми местами установки таких часов в 12 веке были церковные башни. Такие часы состояли из металлической цепочки, на которую крепился груз. Когда он уходил вниз, цепочка, наматываясь, заставляла цилиндр вращаться. Цилиндр же был скреплён с колёсиками и стрелкой. В середине XVII века Голландец Христиан Гюйгенс впервые сконструировал часы с маятником. Маятник качается одинаковые промежутки времени, а также задаёт некий общий такт.
Время колебаний
С маятниками всё понятно, ну а как же карманные часы и те, что носят на руках? В таковых основой их работы является баланс: колёсико небольшого размера, соединённое с пружиной в форме спирали. Балансовая колебательная частота равняется пяти герцам. Хотя сегодня существуют часы с частотой 360 и более герц. Так, высокочастотными считаются часы из кристаллов кварца, которые создают и поддерживают постоянное значение частоты электромагнитного колебания. Такие одинаковые колебания преобразуются уже в то, что мы видим на циферблате.
Высокочастотные кварцевые пластины (32768 герц) используются в нынешних наручных часах, которые более точно показывают время, однако имеют существенный недостаток: кварц стареет, и точность часов становится намного ниже. Конечно же, учитывая современное развитие электроники, было бы странно не изобрести электронные часы. Время в них отсчитывается с помощью колебаний электронного генератора через промежутки времени: секунду, минуту, час. В итоге, время указывается на внешнем дисплее часов.
В основе этого изобретения находится кварцевый генератор электрических колебаний. А также микросхема, которая необходима для того, чтобы вычислять время, и выводить сигналы на табло/дисплей. Такие часы могу работать от электрической сети или от энергии батареек.
Полет мысли
В течение долго времени Земля сама по себе говорила, сколько время. Время измерялось вращениями Земли. Однако с появлением кварцевых часов, люди начали понимать, что Земля может точно показывать время. Наука ушла далеко вперёд, появились атомные часы, в которых используются колебания атомов цезия. В процессе химических манипуляций, получается постоянная микроволновая частота. Она регулирует код атомных часов.
Также существуют астрономические часы. По сути, их ничего не отличает от обыкновенных часов, за исключением недешёвого обслуживания, которое обеспечивает правильный ход часов. Например, обыкновенные часы реагируют на изменение температуры. Поэтому в астрономические часы встроен компенсационный маятник влияний температур.
Конечно же, самые великолепные часы – цветочные. Несмотря на внешнюю простоту, механизм работы довольно сложен. Цветы подбираются так, чтобы они разное время суток раскрывались и закрывались. Однако по таким часам определить время довольно непросто.
Наверняка, раньше люди и подумать не могли, во что превратятся часы их эпохи, но ведь и современные изобретения это еще не предел, сколько ещё придумает человечество, покажет время.