2015-05-30
4714Часы очень полезный прибор для измерения времени. Первые часы были солнечные. В центре каменного циферблата, устанавливали стержень. Тень показывала, который час. Часы изобрели 3,5 тысячи лет тому назад вавилоняне. Механизм замечательный, достаточно точный и надёжный, прост в изготовлении. Однако, часы работали только в солнечную погоду и единственная стрелка показывала часы, а не минуты. Греки изобрели водяные часы. В сосуд наливали воду, вода капала, уровень воды понижался. По этому уровню, можно было определить который час. В Китае и Европе были распространены огненные часы. На свече наносили деления. Свеча таяла от горения, таким образом, узнавали время. Первые песочные часы появились около тысячи лет тому назад, такие часы мог сделать мастер-стеклодув. Песочными часами измеряли небольшие промежутки времени до получаса. Кстати в школах до сих пор используют песочные часы, чтобы проверить технику чтения.
Минуты смогли измерить только механические часы, в принципе действия которых была заложена сила тяжести. Первыми часами, о которых упомянули в истории в 1288 году, были настенные часы на башне, Вестминстерские куранты. Проверяли механические часы по Солнцу. Впервые делить день на два 12 часовых периода предложили французы. Учёный Христиан Гюйгенс из Голландии в 1657 году изготовил первые часы с маятником. В 1670 году появились первые часы с секундной стрелкой.
|
|
|
Гюйгенс в 1675 году создал настольные часы, теперь часы можно было использовать и на суше и на море.
Точные морские часы появились в 1735 году. Изготовил их Джон Харрисон, столяр из Йоркшира, часы давали неточность 5 секунд в сутки, только через 30 лет, он сумел добиться точность в 1секунду в сутки.
В 1840 году появились электрические часы, патент на изобретение принадлежит Александру Бэйну. Самые точные механические часы создал Уильям Шотт. Точность этих часов соответствовала отклонению 1 секунда в год.
Превзошли механические часы в точности кварцевые. Появились они в 1918 году.
На смену им пришли электронные часы. В 1949 году созданы первые атомные часы. В 1967 году было решено перейти на атомный эталон времени. С помощью этих часов учёные пришли к выводу, что скорость вращения земли нестабильна и земля замедляет вращение.
Кварцевые, механические, солнечные, песочные часы, наручные, настольные часы, настенные, напольные - нашу жизнь представить без этого чудесного механизма просто невозможно. Стильные и сверхточные, они являются неизменным атрибутом каждого современного человека.
Само слово "часы" означает "звонок" и имеет латинское происхождение. Аналогичные слова есть во французском, саксонском, немецком языке.
|
|
|
Много столетий насчитывает история развития часов. Первоначально люди определяли время по солнцу, наблюдая за его движением по небосклону. Правда, таким образом можно было узнать только, когда утро, полдень или вечер. Однако именно движение солнца легло в основу солнечных часов, которые появились в 3 500 году до нашей эры, примерно 5,5 тысяч лет назад. По таким часам можно было определить время с точностью до часа: солнечная тень указывала на число на круглом диске. Конечно, пользоваться такими часами можно было только в светлое время суток.
На смену солнечным часам пришли водяные, которые были изобретены в 1 400 году до нашей эры, приблизительно 3,4 тысячи лет назад. Появились такие часы впервые в Египте и представляли собой две емкости, наполненные водой. По сравнению с солнечными часами водяные были более точными и показывали время не только днем, но и ночью.
Самые первые часы с минутной стрелкой появились в 1577 году, и создал их Джост Бурги. Более точные часы - маятниковые - изобрел в 1656-1600 годы Кристиан Хуидженс. Часовая и минутная стрелки были связаны с зубчатым колесом, которое поворачивалось благодаря колебаниям маятника, раскачивавшегося влево и вправо. Для приведения маятника в движение необходимо было специальное устройство. В 1840 году был созданы первые маятниковые часы с внешними батареями. Представляете, как это было неудобно! Такие часы, в которых батареи располагались непосредственно внутри корпуса и к которым мы привыкли, появились примерно в 1906 году.
В Нюрнберге (Германия) Питером Энлеином в 1504 году были изобретены первые портативные часы. Правда, они отличались большой неточностью хода. Известен даже человек, который первым стал носить часы на запястье, привязывая их специальной нитью. Это был Блез Паскаль.
Повышение точности часового механизма связано с удивительными свойствами кварца - определенного типа кристалла, который напоминает стекло по внешнему виду. Под воздействием напряжения, электрического тока или давления кристаллический кварц вибрирует или колеблется с постоянной частотой. Созданные канадским инженером по телекоммуникациям Уорреном Марризоном в 1927 году первые кварцевые часы характеризовались высочайшей точностью. Примерно в это же время, в 1923 году, появились часы с автоматическим заводом, изобрел их швейцарец Джон Харвуд.
Рассказ о становлении часового производства может занять не одну страницу целой книги. С течением времени и развитием науки часовой механизм усложнялся, повышалась точность хода, придумывались различные устройства для его усовершенствования и удобства пользования часами, разрабатывался оригинальный дизайн - история развития часов продолжается и в наше время. Электронные, водонепроницаемые, защищенные от ударов, приспособленные к перепадам давления и гравитации, способные выжить даже в вакууме, часы продолжают удивлять и радовать своих хозяев уникальными качествами и функциями.
Любой человек сегодня может не только узнать время с точностью до секунды, но и украсить свой гардероб великолепным экземпляром известных часовых фирм.
Слово "часы" означает "звонок" и имеет латинское происхождение. Аналогичные слова есть во французском, саксонском, немецком языке.
Часы бывают: кварцевые, механические, солнечные, песочные часы, наручные, настольные часы, настенные, напольные - нашу жизнь представить без этого чудесного механизма просто невозможно. Стильные и сверхточные, они являются неизменным атрибутом каждого современного человека.
Настольные часы — вещь, без которой сложно себе представить стол менеджера любого уровня. А настенные часы с логотипом Вашей компании - крайне эффективный рекламный метод. Представляете какое большое количество людей каждый день будет обращать свой взгляд на часы, чтобы узнать время.
|
|
|
История как настольных и настенных часов уходит корнями в глубокое прошлое.
Человечество всегда отдавало себе отчет в том, что течение времени неостановимо, но всегда пыталось измерять и регистрировать ход времени. Простейший будильник на вашем столике у кровати обязан своим существованием более чем шести тысячам лет раздумий о природе времени и конструирования устройств для измерения как можно более меньших 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 средневековье поначалу с помощью механических башенных часов определялось лишь время молитвы в монастырях. Но вскоре это революционное устройство стало координировать жизнь целых городов. История его такова. Самые первые механические часы, у которых пока еще не было маятника, были разработаны во второй половине тринадцатого века, вероятно, монахами из центральной Европы. Такие часы размещались преимущественно в церквях. Они не имели ни циферблата, ни стрелки часов, а просто каждый час били в колокол. Эти механические устройства, по-видимому, размещались в церковных колокольнях для того, чтобы использовать уже существующие колокола. Это было за 100 лет до создания стрелочного циферблата. Первые церковные часы были очень большими, их конструкция включала в себя тяжелую железную раму и несколько зубчатых колес, выкованных местными кузнецами.
В 1580-м году математик и астроном Галилео Галилей занимался исследованием качающегося светильника подвешенного на длинной цепи к потолку кафедрального собора. Изучение движения светильника помогло ему спустя несколько лет разработать механизм часов, основанный на колебаниях маятника, но к сожалению Галилей не успел создать часы на основе этого механизма. Это чуть позже сделал голландец Христиан Гюйгенс. Регулировка скорости часового механизма в его часах осуществляется также как и в наши дни.
|
|
|
Изобретение Гюйгенса позволило создать часы с погрешностью измерения времени до трех минут в день. Для тех времен это были сверхточные часы. Обычной погрешностью тогда являлись 20-30 минут в день. Включение в структуру часов минутной стрелки позволило еще больше увеличить их точность. К 1670-му году применение анкерного спуска снизило погрешность до нескольких секунд в неделю.
Первые домашние часы стали появляться в начале 15-го века. Они, вероятно, изготавливались местными слесарями и оружейниками. После появления качающегося маятника часы стали более точными. Самые ранние часы из-за длинных маятников всегда были высоко приподняты над полом. Так появились первые настенные часы. В дальнейшем, по мере усовершенствования часовых механизмов часы становились все легче, что позволило создать модели настольных часов. В 18-м веке создание качественных часов превратилось в целое искусство.
Идея создания цветочных часов существовала еще в Древней Греции и Древнем Риме. Растения, цветы которых раскрываются в определенное время суток, высаживали на клумбах и использовали в качестве своеобразных часов. Хороши цветочные часы только в солнечную погоду.
Периодичность открывания и закрывания цветков и соцветий зависит не только от погодных условий, но и от места произрастания растения. Для устройства посадок растений для "цветочных часов" необходимо: выбрать открытый участок земли, так как чтобы его не затеняли ни строения, ни большие деревья. Участку можно придать прямоугольную форму, границы выложить мелкими кирпичиками. Растения высаживают по схеме: I. Шиповник (Rosa majalis), II. Кувшинка(Nimfaea candida),III. Цикорий (Cichorium intubis), IV. Картофель (Solanum tuberosum), X. Гвоздика-травянка (Dianthus deltoidy), XI. Ноготки (Calindula officionalis), XII. Бархатцы (Tagetes erecta), XIII. Смолевка(Silene vulgaris), XIV. Козлобородник (Tragpogon orientalis), XV. Мать-и-мачеха (Tussilaga farfara), XVI. Одуванчик (Taraxacum officionale, V. Лен(Linum usitatissimun), VI. Ноготки (Calindula officionalis), VII. Душистый тобак(Nicotiana alata), VIII. Мак восточный (Papaver orientall), IX. Вьюнок (Convolvulus arvensis).
ВОДЯНЫЕ ЧАСЫ
Водяные часы занимают второе место после солнечных по количеству и были самыми важными в этой группе простейших часов. Самая интересная эра водяных часов связана с Грецией, куда они попали сравнительно поздно, лишь около 400 г. до н.э., и это произошло, по всей вероятности, благодаря Платону. Поистине легендарной фигурой в области изготовления «клепсидр» стал известный греческий механик Ктезибий Александрийский, живший примерно 150 лет до н.э. Ктезибию принадлежит решающая роль в техническом усовершенствовании водяных часов. Сохранились сообщения о двух приборах - часах Ктезибия, которые ввиду своих особых достоинств заслуживают хотя бы краткого описания. В часах, приводимых водяным колесом, Ктезибий осуществил идею передачи сил и движения зубчатым механизмом, проект которого еще в IV в. до н.э. теоретически наметил Аристотель, но практически использовал лишь Ктезибий. Зубчатая передача соединяла ведущий механизм со шкалой времени, расположенной на цилиндрической поверхности поворотной колонны и разделенной вертикальными прямыми на четыре основных поля. Система из 24 наклонных линий образовывала, собственно говоря, часовую шкалу для измерения планетных часов. Колонна со шкалой, приводимая водяным колесом, вращаясь вокруг своей оси, совершала один оборот в год. Поэтому и камеры водяного колеса в нижней части часов заполнялись водой медленно, причем вода подавалась в небольшом количестве по особому трубопроводу. Статуэтка со стрелкой двигалась с помощью специального поплавкового механизма, управляемого другой статуэткой, находящейся на другой стороне часов. Слезы - водяные капли, - капающие из глаз статуэтки, накапливались в сборники-подставки, откуда через трубопровод текли в поплавковую камеру стрелочного механизма. Кроме того, эти часы имели еще специальное устройство, которое через определенные интервалы выбрасывало на чашку мелкие камешки (это было звуковой сигнализацией ночных часов). Вторые часы Ктезибия усовершенствованы. Они отличаются от первых тем, что их стрелка в верхней части с циферблатом управлялась поплавком, подвешенным на цепи, навернутой вокруг вала стрелочного указателя. Лунный календарь с зодиаком в нижней части часов тоже приводился в движение водяным колесом, камеры которого были закреплены непосредственно на задней стороне зодиаковой плиты. Оригинальная конструкция водяных часов описана Соломоном де Каусом. Это водяные часы барабанного типа, главными частями которых являются замкнутый металлический барабан с лучеобразно расположенными неподвижными перемычками. Барабан частично заполнен водой. Через небольшие отверстия в перемычках у внешнего контура вода течет из верхних камер вниз. Ее вес компенсирует вес барабана, висящего на двух струнах, наматывающихся на концы его оси. Результатом взаимодействия сил является медленное отматывание струн и опускание барабана. Ось барабана или связанный с ним специальный стрелочный индикатор указывают время на вертикальной боковой шкале. Описываемые Соломоном часы имели к тому же сигнальное устройство. Водяные часы были важной вехой в историческом развитии хронометрических приборов. Выражение «aquam perdo» (теряю воду), которое было крылатым в эпоху Цицерона, подтверждает, какую важную роль играли водяные часы при ораторских выступлениях, судебных заседаниях и в общественной жизни вообще.
ОГНЕВЫЕ ЧАСЫ
Помимо солнечных и водяных часов, с начала XIII в. появились и первые огневые - свечные часы. Эти очень простые часы в виде длинной тонкой свечи с нанесенной по ее длине шкалой, сравнительно удовлетворительно показывали время, а в ночные часы они еще и освещали жилища таких крупных сановников и правителей, какими были около 1250 г. Людовик Святой, в XIV в. - Карл V и другие тогдашние церковные и светские сановники. Свечи, применявшиеся для этой цели, были длиной около метра. Отсюда происходит и обычай измерять длину ночи количеством сгоревших за ночь свечей. Обычно за ночь выгорали три такие свечи, а зимой - больше. К боковым сторонам свечи иногда прикрепляли металлические штырьки, которые по мере выгорания и таяния воска падали, и их удар по металлической чашке подсвечника был своего рода звуковой сигнализацией времени. Главной частью иных огневых часов, так называемых фитильных, был фитиль в виде длинной металлической палочки, покрытой слоем дегтя с деревянными опилками. Жар тлеющих опилок, подожженных на одном конце палочки, постепенно пережигал тонкие, поперечно натянутые волокна, с подвешенными шариками, которые падали в металлическую чашку. Известны огненные часы - будильник. В этих часах к спирали или палочке в определенных местах подвешивались металлические шарики, которые при сгорании спирали (палочки) падали в фарфоровую вазу, производя громкий звон. Широко применялись огненные часы в виде свечи, на которой нанесены метки. Сгорание отрезка свечи между метками соответствовало определенному промежутку времени.
МЕХАНИЧЕСКИЕ ЧАСЫ
Первое упоминание о механических часах содержится в византийской антологии конец 6 в. Одни историки приписывают изобретение механических часов Пацификусу из Вероны (начало 9 в.), другие - монаху Герберту (впоследствии папа Сильвестр II), якобы в 996 сделавшему гиревые башенные часы для г. Магдебурга, которые не были механическими часами в современном понимании. Достоверно известно, что простые по конструкции механические башенные часы были построены в Милане в 1335. В 14 в. появились первые механические часы со шпиндельным спуском. Около 1510 нюрнбергский механик П. Хенлейн впервые применил вместо гирь стальную пружину и создал карманные часы со шпиндельным механизмом. Из-за несовершенства пружин и самого шпиндельного механизма, не имеющего собственного периода колебаний, показания этих часов сильно зависели от степени заводки пружины. В России в 18 в. над совершенствованием часов, в частности спускового механизма и способов температурной компенсации, работали выдающиеся механики Кулибин, Т. И. Волосков, инженер Л. Сабакин. Кулибин создал ряд уникальных часов, в том числе хранящиеся в Эрмитаже часы в форме яйца, с фигурами, автоматически выполняющими во время боя сложные движения; карманные планетарные часы с семью стрелками, показывающими часы, минуты, секунды, дни недели, месяцы, фазы Луны, восход и заход Солнца. В 19 веке в России успешно работали над совершенствованием часов механики Д. И. Толстой, И. П. Носов; часовщики братья И. Н. и Н. Н. Бутеноп в 1851-52 полностью реконструировали куранты Спасской башни Московского Кремля. Наиболее распространены механические часы с механическим (пружинным, гиревым) приводом. Основные узлы современных механических часов - двигатель, система колёс, ход или спусковой механизм, регулятор, стрелочный механизм и механизм заводки часов. Первые попытки применения электрических устройств в часах относятся к 30-40-м гг. 19 в. Первоначально получили распространение электромеханические маятниковые и балансовые часы, в которых завод осуществлялся с помощью электромагнита, электродвигателя и т.д. В электромеханических часов с электроприводом источник питания через контакты, управляемые маятником или балансом, периодически подключается к приводу, в результате чего в спусковом регуляторе устанавливаются автоколебания. Роль двигателя таких часов выполняет сама колебательная система, движение которой с помощью спец. механизма преобразуется в прерывистое вращательное движение стрелок.
КВАРЦЕВЫЕ ЧАСЫ
Впервые на возможность использования кварца в часах было указано в 1928 г. Хортоном и Маррисоном (США). В 1939 г. были установлены первые кварцевые часы в Гринвиче. Основное отличие кварцевых часов от механических состоит в том, что используется в качестве источника энергии, обеспечивающего работу часового механизма. В кварцевых часах источником энергии служит батарейка, которая питает электронный блок кварцевых часов и шаговый электродвигатель. Электронный блок один раз в секунду посылает импульс двигателю, а тот в свою очередь поворачивает стрелки. Очень высокую стабильность частоты вырабатываемых импульсов и, следовательно, высокую точность хода (в среднем расхождение с точным временем составляет 15-25 секунд в месяц, а лучшие кварцевые часы показывают отклонение 5 секунд в год) обеспечивает кристалл кварца, из-за которого часы и получили свое название. Кроме того, батарейка рассчитана на несколько лет работы, соответственно кварцевые часы нет необходимости подзаводить. В результате деформации кристалла в электрической схеме и в механической системе возникают незатухающие колебания.
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧАСЫ
Электронные часы, часы, в которых для отсчета 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, день недели. Основа электронных часов микросхема; питание от сети или элементов, в т. ч. миниатюрных (в наручных электронных часах). Индикация времени у электронных часов может быть не только в виде жидкокристаллического дисплея, как обычно, но и в традиционном стрелочном исполнении.
Современные электронные часы обеспечивают:
Яркость;
Экономичность;
Долговечность;
Устойчивость к вибрации;
Рассчитаны на эксплуатацию вне помещения.
Возможные дополнительные функции для часов:
Секундный ритм;
Бегущая строка;
Таймер;
Термометр.
Современные электронные часы работают с точностью +/- 1 секунда в сутки.
БАШЕННЫЕ ЧАСЫ
В систему, обеспечивающую воспроизведение и хранение единицы времени - секунды, а также передачу сигналов точного времени входили также башенные часы с тремя циферблатами фирмы "Нейгер и сыновья", (Мюнхен, 1904 г.) и часы по среднему времени этой же фирмы, регулирующие ход башенных часов. На часах по среднему времени было установлено специальное электрическое устройство с контактной системой, которое питало от аккумуляторной батареи сеть из вторичных электрических часов системы Грау-Вагнера. Электрические сигналы точного времени поступали на 12 часов, расположенных в лабораториях Главной палаты, а позднее, когда был проложен прямой бронированный кабель, на часы под аркой Главного штаба, в здании Министерства финансов, на парадной лестнице Зимнего дворца. Так было положено начало созданию государственной службы времени. Башенные часы и средние часы фирмы "Нейгер и сыновья" уже второй век продолжают свой точный ход. Если первоначально их надо было заводить вручную, и завода хватало на 36 часов, то в конце 1960-х годов был установлен привод часов на электрической тяге, позволяющий приводить в движение механизм. Часы входят в комплекс памятников истории метрологии, расположенных на территории института, обслуживание их производит квалифицированный специалист, надзор за состоянием осуществляют сотрудники музея. В России первые башенные часы были сделаны монахом Лазарем Сербиным; они имели гиревые двигатели и механизмы боя.
ПЕРВИЧНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЧАСЫ
Они имели электрический завод и отличались от применявшихся ранее часов большей точностью и стабильностью хода. Суточная погрешность - 1/100 секунды. Часы были заключены в герметически закрытый стеклянный колпак, откуда с помощью ручного воздушного насоса выкачивался воздух, что обеспечивало их работу в вакууме. Эти часы были немецкой фирмы «Рифлер» и применялись в качестве эталонных до 1951 г. В 1965 г. астрономические часы фирмы "Рифлер" R 68 (Мюнхен, 1902 г.) были переданы в музей и установлены в Мемориальном служебном кабинете Д.И.Менделеева, где они находятся в рабочем состоянии по сей день.
ВТОРИЧНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЧАСЫ
Это настенные часы в круглых деревянных футлярах. Циферблаты с римскими цифрами имеют часовые и минутные деления, стрелки фигурные черного цвета. Это звездные часы фирмы Штрассер и Роде. Приобретены в 1904 г. и установлены в подвале рядом с нормальными (эталонными), это были более совершенные часы, чем фирмы "Рифлер", с их показаниями сличались показания эталонных. Одни из них N 452210 фирмы "Lenzkirch" (Германия), расположенные в прихожей квартиры Д.И.Менделеева, были отреставрированы и запущены М.Д.Михайловым в 1999 г.
КВАНТОВЫЕ ЧАСЫ
Квантовые часы (атомные) - устройство для измерения времени, содержащее кварцевый генератор, управляемый квантовым стандартом частоты. Роль "маятника" в квантовых часах играют атомы. Частота излучения атомов при переходе их с одного уровня энергии на другой регулирует ход квантовых часов. Эта частота настолько стабильна (погрешность 1011-1013), что квантовые часы позволяют измерять время точнее, чем астрономические методы.
РАДИОАКТИВНЫЕ ЧАСЫ
Существуют радиоактивные часы. С их помощью ученые измеряют очень большие промежутки времени, например возраст археологической находки или горной породы. Принцип измерения основан на законе радиоактивного распада ядер химических элементов. Различные элементы распадаются с различной скоростью. Например, период полураспада урана-238 равен 4,5 миллиарда лет, урана-235 равен 700 миллионов лет, а углерода-14 равен 550 лет. Сравнивая соотношения тех или иных элементов в изучаемом образце со скоростями распада, ученые могут определить возраст исследуемого образца в интервале от сотен до миллионов лет.
МАЯТНИКОВЫЕ ЧАСЫ ТИПА АЧЭ
Следующий этап совершенствования эталонных часов отражают астрономические часы, сконструированные по системе Шорта на заводе "Эталон" мастерами И.И.Кварнбергом и К.Д.Анисимовым. Они состояли из двух часов - главных и вторичных, маятники которых были синхронизированы между собой. Часы Шорта в полном комплекте сохранились в Пулковской обсерватории.
ЧАСЫ С КУКУШКОЙ
Искусной рукой мастера вырезаны окошечки и елочки. В маленьком экранчике происходит спектакль: лесные зверюшки меняются, совершая свой неведомый путь. Бойко качается маятник, весело тикают ходики, на цепочках висят гири-шишки. Часы с кукушкой могут по праву считаться артефактом, соответствующим культурным традициям Сибири.
ЧАСЫ ЭКЗЕТЕРА
В соборе города Екзетера, в его северной части, находятся часы 15 века. Они показывают вращение Солнца и Луны вокруг Земли, говоря нам о возрасте Луны.
КИТАЙСКИЕ ЧАСЫ
По ним можно не только ознакомиться с культурой Китая, но и ближе узнать традиции этой нации. На часах изображены цветы и кустарники, являющиеся традиционными, а также птицы, характерны для китайской культуры. Пара голубей на фоне часов - не только символ мира, но и символ объединения культур.
