Хроники измерения времени
Который час? Если под рукой не найдется часов, то будет сложно ответить на этот вопрос точно. Человек с древних времен придумывал разные приспособления для счета времени. Предлагаем вам перевести стрелки назад и узнать об истории этих чудесных вещей.
Время солнца, песка, воды и огня
Какие же были самые первые устройства для измерения времени?
Трудно сказать точно, но несомненно одно: самое простое строение у солнечных часов. Они использовались в Древнем Китае, Греции, Риме и даже на Руси, а их первое описание нашли в египетской гробнице Сети I. Определяли время по ним с помощью тени от гномона — вертикального предмета. Такие часы могли использоваться только в ясные дни, поэтому начали появляться и другие виды.
Песочные часы наверняка известны многим, они встречаются и по сей день. Принцип работы прост: песок пересыпается из одного стеклянного сосуда в другой через узкое отверстие. Похожая технология применялась в клепсидре: промежутки времени измерялись количеством воды, вытекающей из отверстия на дне сосуда.
Еще одни древние часы — огненные. В Китае их делали из горючего вещества, к которому крепили металлические шарики. Когда материал сгорал, шарики падали в фарфоровую вазу и звенели. Позже этот тип часов появился и в Европе, где использовались свечи с равномерно нанесенными метками, расстояние между которыми обозна-чало единицу времени.
То самое тик-так
Спусковой механизм стал следующим шагом в развитии часов. Эта технология позволяла равномерно отсчитывать время благодаря зубчатым колесам и маятнику. Каждое его колебание освобождало спусковой механизм на короткий период, после которого движение зубчатого колеса опять блокировалось. Именно эти периодические освобождения и остановки заставляли часы тикать. Такой звук издает шестерня, когда блокируется маятником.
Механические часы
В таких часах для обеспечения точности применяются более сложные методы. Устройства имеют пружину или гирю для приведения устройства в действие, спусковой механизм, ремонтуар — конструкцию для подзавода и перевода стрелок, ангренаж — систему шестеренок и циферблат со стрелками. Первые часы такой конструкции устанавливались на башнях, чтобы там можно было разместить гирю, которая приводит всю систему в движение, а позже появились карманные и наручные вариации.
32 768 раз в секунду
Следующим революционным изобретением стал кварцевый механизм.
Часы такого устройства используют батарею, не требующую от владельца никаких действий, при этом обладая высокой точностью. Работа механизма заключается в отправке сигналов кристаллу кварца, что заставляет его вибрировать 32 768 раз в секунду.
Затем эти вибрации преобразуются в единичные электрические импульсы, подающиеся на шаговый электродвигатель, вал которого приводит в движение стрелки.
Число колебаний кварца не случайно, ведь для получения секундного такта шаговый электродвигатель делит частоту пополам 15 раз, понижая ее до одного герца. А двойка в пятнадцатой степени как раз и есть число 32768.
Эра электроники
Вскоре кварцевые часы тоже усовершенствовали. В основе работы все еще использовали колебания кристалла, преобразованные в сигналы, однако теперь с помощью микросхем информация выводилась на цифровой дисплей. Такие часы имеют множество других функций: например, с их помощью можно поставить будильник, узнать дату, температуру или влажность.
Но и это не предел прогресса: сегодня набирают популярность умные часы, которые с уверенностью можно назвать маленькими компьютерами. Они обладают еще большей функциональностью: благодаря им можно звонить и отвечать на сообщения, пользоваться калькулятором или переводчиком.
Атомы мутятся — часики крутятся
Какое же устройство для измерения времени сейчас самое точное? Это атомные часы. Принцип их работы основан на том, что каждый атом имеет определенные энергетические уровни и переходы между ними сопровождаются излучением или поглощением энергии на определенной частоте. Она практически не зависит от внешних факторов, поэтому именно атомные часы, использующие цезий-133, сегодня задают эталон секунды.
Стабильность таких устройств удивительна: они имеют погрешность в одну секунду за миллионы лет. Именно поэтому атомные часы используются в навигации: они задают эталонный стандарт времени, который нужен для синхронизации глобальных систем. Также атомные часы применяются в научных экспериментах, требующих высокой точности.
Время не предел
Конечно, это далеко не все существующие виды часов. Изготавливают приборы для измерения времени не только в практических целях, но и в декоративных. Ведь существует множество часов, отличием которых является лишь визуальная составляющая, например часы на газоразрядных индикаторах, часы с кукушкой, часы с перекидным циферблатом и многие другие. Такая обыденная вещь, но насколько тонкая и разнообразная! Интересно, что ход времени изменит в ней?
Иллюстратор: Алиса Еремеева
