Материал: История возникновения часов

История возникновения часов

Введение

часы песочный солнце

С древнейших времен люди не просто существовали во времени, но и пытались осмыслить его суть. Что такое время? Ответ на этот вопрос ищет не одно поколение философов, астрономов, физиков, математиков, богословов, поэтов и писателей и каждой эпохе свойственно свое представление о природе времени и способах его измерения. Само слово «часы» появилось в обиходе в XIV веке, его основой явилось латинское «clocca», означающее звонок.

Человечество всегда отдавало себе отчет в том, что течение времени необратимо, но всегда пыталось измерять и регистрировать ход времени. Простейшие часы на вашей руке обязаны своим существованием более чем шести тысячам лет раздумий о природе времени и конструирования устройств для измерения как можно более малых временных отрезков. Представление о делении времени на небольшие отрезки было крайне важно для первых фермеров, которые делили время на длинные периоды сезонов посадки, роста и уборки сельскохозяйственных культур. Однако в те дни отдельный час какого-нибудь дня не имел принципиального значения.

В Греции же пришли к мнению о необходимости разделить год на 12 месяцев, а каждый месяц разделить на 30 равных дней. Таким образом, как мы видим, в «древнегреческом» году было 360 дней. Затем древние греки и жители Вавилона решили разделить день на равные части- часы, минуты и секунды. Сначала день от восхода до заката, был разделен на 12 равных частей. Позже эти части были названы часами. Но оставалась проблема в том, что в разное время года длина ночи была разная. И нужно было урегулировать эту разницу. Поэтому, вскоре сутки стали разделять на 24 часа. Но остается другой вопрос - почему же ночь и день были поделены именно на 12 равных частей? Оказывается, 12 - число лунных циклов в году. Идея же разделить час на 60 минут, а минуту на 60 секунд пришла к людям от шумерской культуры, вообще, цифры в древности играли большую роль во многих культурах.

Цель проекта:

·        Изучить историю возникновения часов;

·        Подробно описать разновидности часов;

·        Представить часы будущего поколения;

·        Рассмотреть самые знаменитые часы мира;

·        Презентовать выставку часов.

1. Древний Египет. Солнечные часы

Первый простейший прибор для измерения времени - солнечные часы - был изобретен вавилонянами примерно 3,5 тысячи лет назад. Солнечные часы это астрономический прибор, который может показывать время, азимут солнца, высоту солнца над горизонтом, зодиакальное созвездие, в котором в данный момент находится солнце, дни весеннего и осеннего равноденствия, дни летнего и зимнего солнцестояния, а так же специальные даты, например день рождения, день публикации первого стихотворения и т.п.

На плоском (кадран), разграфленном линиями, камне, служившим циферблатом, укрепляли небольшой стержень (гномон), а часовой стрелкой служила тень от него.

Наибольшего расцвета солнечные часы в качестве научных измерительных приборов и художественных произведений, достигли в XVI и XVII веках, когда их созданием занимались передовые европейские математики и астрономы.

С тех пор гномоника, то есть наука о солнечных часах, почти забыта. Между тем вот уже несколько десятилетий гномоника успешно развивается в странах западной и центральной Европы и в Америке. Создаются национальные общества гномоников, переиздаются старинные книги, реставрируются старые солнечные часы и строятся новые, а любители солнечных часов проводят национальные и международные конференции.

Рис.

Рис.

Поскольку солнечные часы работают только днём, для измерения времени ночью раньше использовали ноктурлабиум.

Ноктурлабиум - инструмент, с помощью которого по позиции звёзд можно определить время. Ноктурлабиум можно использовать только в северном полушарии, так как должна быть видна полярная звезда. В качестве референтной звезды могут служить звезды Большой медведицы, Кохаб в Малой медведице или Шедар в Кассиопее. Изобретение ноктурлабиума приписывается Пацификусу (ум. 844 г.), архидьякону кафедрального собора в Вероне. Одно из первых упоминаний инструмента содержится в труде Arte de Navegar 1551 года испанского учёного Мартина Кортеса де Альбакара.

Рис.

1.1 Древний Египет. Водяные часы

Считается, что самым старым водяным часам около трех с половиной тысяч лет. Они были найдены в древнем Египте, в храме бога Аммона . На алебастровой чаше была высечена шкала с двенадцатью делениями. Мерой часа была толщина пальца или 18,75 миллиметра. Такие часы делились на ”часы истечения” и “часы пребывания”. Время в буквальном смысле истекало по капле из отверстия в дне сосуда или же наполняло его.

В Вавилоне водяные часы были в ходу еще две тысячи пятьсот лет тому назад. Воду наливали в высокий узкий сосуд с отверстием около дна. Особые люди, приставленные к часам, на восходе солнца наполняли сосуд водой. Когда вся вода выливалась, они громкими криками извещали об этом жителей города и снова наполняли сосуд. Так они поступали шесть раз в день. Греки называли свои водяные часы «клепсидрой» - похитительницей воды. По солнечным часам время можно было определять только днем, а ночью им на замену приходила клепсидра. Первая клепсидра представляла собой простой цилиндрический сосуд с отверстиями внизу. Но вода вытекает из сосуда не всегда одинаково быстро: сперва быстрее, потом медленнее. Чем выше уровень воды в сосуде, тем больше давление, а чем больше давление, тем и скорость воды будет больше. Выходило так, что вначале за час вытекало больше воды, чем под конец. Чтобы часы все-таки не врали, приходилось ставить черточки не на одинаковом расстоянии одну от другой, а так, чтобы верхние были реже, а нижние чаще. Изобретатели исправили этот недостаток - применили сосуд в форме конуса, основанием вверх. И стала вода выливаться равномерно. Тогда, если воронка была правильно подобрана, можно было черточки ставить на одинаковом расстоянии. А по отметкам на сосуде определяли: сколько воды вытекло, столько времени прошло.

Делали древние мастера и сказочно красивые, по-царски дорогие клепсидры. У сына Харуна ар-Рашида Халифа аль-Манула была клепсидра , имеющая форму дерева с 18 золотыми и серебряными ветками. На ветках сидели певчие птицы, украшенные драгоценными камнями. Каждый час ветки, словно от ветра, колыхались, позванивали листья, птицы щебетали. Еще в 1915 году в Китае хранились и действовали старинные водяные часы, изготовленные в 14 веке. 4 медных сосуда были расположены один под другим лесенкой и соединены желобками. По ним вода переливалась из одного в другой. Деревянная линейка, прикрепленная к самому нижнему сосуду, поднималась по мере наполнения его водой, указывала час. Когда в нижнем сосуде вода доходила до краев, ее переливали в верхний. Специальные люди следили за тем, чтобы вовремя налить новую воду в верхнюю чашу. Кстати, вот откуда пошли пословицы типа "Время быстротечно как вода".

Знаменитый философ Платон построил клепсидру, которая в определенный час созывала учеников на занятия, издавая звон. Так появился первый школьный звонок. Леонардо да Винчи предложил водяной будильник. "Это часы для тех, кто бережет свое время, - описывает их Леонардо, - и действуют они так. Когда из клепсидры натечет столько воды, сколько помещается в противоположной чаше весов, то последняя, приподнимаясь, изливает свою воду в первый сосуд, который, так как вес воды в нем удвоился, с силой приподнимает ноги спящего. Он просыпается..."

В наше время в США сделали наручные водяные часы. Для их работы достаточно всего нескольких капель соленой воды, пускаемой в специальное отверстие. Точность их хода гарантирована в течение 10 лет.

Рис.

2. Эволюция часов

Огненные часы

Огненные часы (или огневые часы) - вид часов, имевших широкое распространение в древности. Впервые появились в Китае. Далее разновидность огненных часов появилась в Европе.

Лампадные часы

В лампу из глины или стекла, наливалось столько масла и подбирался такой фитиль, чтобы хватило на определенное время горения светильника. Больше всего этими часами пользовались рудокопы: тогда в лампу наливалось масла на 10 часов горения. Когда заканчивалось масло, заканчивался и рабочий день. Лампадные часы часто делались расширяющимися кверху для равномерного понижения уровня масла: когда масла много, давление его больше и горит оно быстрее, чем когда масла мало, значит, за одно и то же время выгорает больший объём, но ввиду расширения лампы вверху площадь сечения там велика, поэтому хотя выгорит больше, уровень масла уменьшится на столько же.

Свечные часы

В Китае огненные часы часто представляли собой свечу, изготовленную из специальных сортов дерева, растертого в порошок. Дерево смешивали с благовониями, из получившегося теста раскатывали палочки различной формы (чаще всего спирали). Этот состав обеспечивал равномерность горения. Палочки могли гореть месяцами, не требуя никакого обслуживания.

Китайские огненные часы могли использоваться и в качестве будильника. Тогда на определенных местах палочки подвешивались металлические шарики, и при сгорании свечи они падали в фарфоровую вазу, издавая громкий звон.

Также в Китае широко использовались свечи с метками: сгорание отрезка свечи между метками соответствовало определенному промежутку времени. В фитиль могли добавлять пахучих трав, чтобы каждый час свеча издавала различный запах.

Песочные часы

Песочные часы - простейший прибор для отсчёта промежутков времени, состоящий из двух сосудов, соединённых узкой горловиной, один из которых частично заполнен песком. Время, за которое песок через горловину пересыпается в другой сосуд, может составлять от нескольких секунд, до нескольких часов.

Песочные часы появились примерно тысячу лет назад. Истории известны многие сыпучие индикаторы времени, но лишь развитие стеклодувного мастерства позволило создать относительно точный прибор. Однако при помощи песочных часов можно было измерять лишь небольшие промежутки времени, не более получаса.

Одним из первых упоминаний о таких часах является обнаруженное в Париже сообщение, в котором содержится указание по приготовлению тонкого песка из порошка черного мрамора, прокипяченного в вине и высушенного на солнце. На кораблях применялись четырёхчасовые песочные часы (время одной вахты) и 30-секундные для определения скорости корабля по лагу. В настоящее время песочные часы используются при проведении некоторых врачебных процедур, в фотографии, а также в качестве сувениров.

Часы, получившие распространение в Европе, обычно были рассчитаны на работу в течение получаса или часа. Встречались часы, работающие в течение 3 часов, очень редко - 12 часов. Для увеличения интервала измерения составлялись наборы песочных часов в одном корпусе (футляре).

Точность песочных часов зависит от равномерной зернистости и сыпучести песка, формы колбы, качества её поверхности. Колбы заполнялись отожжённым и просеянным через мелкое сито и тщательно высушенным мелкозернистым песком. В качестве исходного материала также использовались молотая яичная скорлупа, цинковая и свинцовая пыль. При длительном использовании точность песочных часов ухудшается из-за повреждения песком внутренней поверхности колбы, увеличения диаметра отверстия в диафрагме между колбами и дробления песчаных зёрен на более мелкие.

Рис.

часы песочный солнце

Часы-рекордсмены

·        В 1992 году в Гамбурге были изготовлены песочные часы 2,4 см в высоту, которые пропускают весь песок из верхней камеры в нижнюю менее чем за 5 секунд.

Рис.

·        Самые большие песочные часы в 2004 году были сооружены в столице Венгрии - Будапеште. Их установление власти города приурочили к вступлению Венгрии в Евросоюз.

Рис.

·        С июля 2008 года на Красной площади в Москве стояли часы высотой 11,90 м и массой 40 тонн. Обе стеклянные камеры часов были настолько велики, что в них смог разместиться почти 5-метровой автомобиль BMW.

Механические часы

 <#"806427.files/image009.jpg">

Рис.

Кварцевые часы

Кварцевые часы - часы, в которых в качестве колебательной системы применяется кристалл кварца. В 1929 г. были созданы кварцевые часы с точностью хода до 0,0001 сек. в день, а в конце 1960-х гг. началось массовое производство кварцевых электронных часов.

В этих часах роль регулятора хода выполняет кварцевая пластинка, вырезанная из цельного кристалла кварца. Если к ней поднести электрический ток, она начинает колебаться с заданной частотой. В кристалле кварца возникает пьезоэлектрический эффект, благодаря чему создается очень точный постоянный высокочастотный электрический сигнал. Этот сигнал передается на интегральную схему, которая понижает частоту сигнала до 1 импульса в 1 сек. Импульсы приводят в действие механизм часов.

В 1978 году американская компания «Хьюлетт Паккард» впервые выпустила кварцевые часы с микрокалькулятором. На нём можно было совершать математические операции с шестизначными числами. Его клавиши нажимали шариковой ручкой. Размер этих часов составлял несколько квадратных сантиметров.

У кварцевых часов есть свой недостаток. Кварцевая пластинка со временем стареет, и это ведёт к неуклонному замедлению хода часов.

Рис.

Электронные часы

Электронные часы - часы, в которых для отсчёта времени используются периодические колебания электронного генератора, преобразованные в дискретные сигналы, повторяющиеся через 1 с, 1 мин, 1 ч и т. д.; сигналы выводятся на цифровое табло, показывающее текущее время, а в некоторых моделях также число, месяц, год, день недели.

Электронные часы могут быть со своим собственным дисплеем (в основном ЖК - в моделях с автономным питанием от гальванических элементов, или вакуумно-люминесцентный индикатор - в моделях, питающихся от электросети) или могут выводить данные на экран устройства, в состав которого они входят. В компьютерах электронные часы входят в состав материнской платы и могут настраиваться через BIOS или ОС; для бесперебойной работы в то время, когда компьютер выключен, они используют элемент питания, установленный на материнской плате (батарейка, аккумулятор или ионистор).

Электронные часы также используются в транспортных средствах. Такие часы имеют светящийся дисплей, который видно в любое время суток, и часто питаются от аккумуляторной батареи самого средства передвижения.

Существуют также специализированные электронные часы для мусульман. Они подают сигналы начала молитв пятикратного намаза, которые рассчитываются устройством в зависимости от положения Солнца с помощью даты и координат местности по одной из пяти программ.