Гісторыя гадзін. Гісторыя вынаходкі гадзін

Першая навука пра час - астраномія. Вынікі назіранняў у старажытных абсерваторыях выкарыстоўваліся для вядзення сельскай гаспадаркі і адпраўлення рэлігійных абрадаў. Аднак з развіццём рамёстваў паўстала неабходнасць у вымярэнні кароткіх прамежкаў часу. Такім чынам чалавецтва прыйшло да вынаходству гадзін. Працэс быў доўгім, напоўненым напружанай працай лепшых розумаў.

Гісторыя гадзін налічвае шмат стагоддзяў, гэта найстарэйшае вынаходніцтва чалавецтва. Ад ўваткнутай у зямлю палкі да звышдакладнага хранометра - шлях даўжынёю ў сотні пакаленняў. Калі скласці рэйтынг дасягненняў чалавечай цывілізацыі, то ў намінацыі «вялікія вынаходкі» гадзіны апынуцца на другім месцы пасля колы.

Быў час, калі людзям было дастаткова календара. Але з'явіліся рамёствы, паўстала неабходнасць у фіксацыі працягласці тэхналагічных працэсаў. Запатрабаваліся гадзіны, прызначэнне якіх - вымярэнне прамежкаў часу карацей сутак. Для гэтага чалавек на працягу стагоддзяў выкарыстаў розныя фізічныя працэсы. Адпаведнымі былі і канструкцыі, іх рэалізуюць.

Гісторыя гадзін дзеліцца на два вялікіх перыяду. Першы - даўжынёй у некалькі тысячагоддзяў, другі - менш аднаго.

1. Гісторыя ўзнікнення гадзін, званых найпростымі. Да гэтай катэгорыі ставяцца сонечныя, вадзяныя, агнявыя і пясочныя прыборы. Перыяд заканчваецца вывучэннем механічных гадзін домаятникового перыяду. Гэта былі сярэднявечныя куранты.

2. Новая гісторыя гадзін, якая пачынаецца з вынаходкі ківача і балансу, адзначыў пачатак развіцця класічнай вагальнай хранометр. Гэты перыяд пакуль не скончаны.

сонечны гадзіннік

Самыя старажытныя, якія дайшлі да нас. Таму менавіта гісторыя сонечных гадзін адкрывае парад вялікіх вынаходніцтваў у галіне хранометр. Нягледзячы на ўяўную прастату, іх адрознівала вялікая разнастайнасць канструкцый.

У аснову сонечных гадзін пакладзена ўяўнае рух Сонца на працягу сутак. Адлік вядзецца па цені, адкідаюцца воссю. Іх выкарыстанне магчыма толькі ў сонечны дзень. Старажытны Егіпет меў спрыяльныя кліматычныя ўмовы для гэтага. Найбольшае распаўсюджванне на берагах Ніла атрымалі сонечны гадзіннік, якія мелі выгляд абеліскаў. Іх ўсталёўвалі ля ўваходу ў храмы. Гноман ў выглядзе слаба абеліска і шкала, нанесеная на зямлі, - так выглядалі старажытныя сонечныя гадзіны. Фота, прадстаўленае ніжэй, дэманструе адзін з іх. Да нашых дзён захаваўся адзін з егіпецкіх абеліскаў, перавезеных у Еўропу. Гноман вышынёй 34 метра ў цяперашні час узвышаецца на адной з плошчаў у Рыме.

Звычайныя сонечны гадзіннік валодалі істотным недахопам. Пра яго ведалі, але доўга мірыліся. У розныя сезоны, то ёсць летам і зімой, працягласць гадзіны была неаднолькавай. Але ў перыяд, калі панавалі аграрны лад і рамесныя адносіны, ў дакладнай вымярэнні часоў патрэбы не было. Таму сонечныя гадзіны шчасна праіснавалі да позняга Сярэднявечча.

На змену гноман прыйшлі больш прагрэсіўныя канструкцыі. Ўдасканаленыя сонечны гадзіннік, у якіх гэты недахоп быў ліквідаваны, мелі шкалы крывалінейнай формы. Акрамя гэтага ўдасканаленні, выкарыстоўваліся розныя варыянты выканання. Так, у Еўропе былі распаўсюджаныя насценныя і аконныя сонечны гадзіннік.

Далейшае ўдасканаленне мела месца ў 1431 годзе. Заключалася яно ў арыентаванні ценявы стрэлкі паралельна зямной восі. Такая стрэлка называлася паўвоссю. Цяпер цень, круцячыся вакол паўвосі, рухалася раўнамерна, паварочваючыся за гадзіну на 15 °. Падобная канструкцыя дазваляла вырабіць досыць дакладныя для свайго часу сонечны гадзіннік. Фота дэманструе адзін з такіх прыбораў, якія захаваліся ў Кітаі.

Для правільнай ўстаноўкі канструкцыю сталі забяспечваць компасам. З'явілася магчымасць выкарыстоўваць гадзіны паўсюдна. Ўдалося вырабіць нават пераносныя мадэлі. З 1445 года сонечныя гадзіны сталі будаваць у выглядзе полай паўсферы, забяспечанай стрэлкай, цень ад якой падала на ўнутраную паверхню.

пошукі альтэрнатывы

Нягледзячы на тое што сонечныя гадзіны былі зручнымі і дакладнымі, яны мелі сур'ёзныя недахопы аб'ектыўнага характару. Яны цалкам залежалі ад надвор'я, а іх функцыянаванне абмяжоўвалася часткай сутак, складзенай у прамежак паміж усходам і захадам. У пошуках альтэрнатывы навукоўцы імкнуліся знайсці іншыя спосабы вымярэння адрэзкаў часу. Патрабавалася, каб яны не былі звязаныя з назіраннем руху зорак і планет.

Пошукі прывялі да стварэння штучных эталонаў часу. Напрыклад, гэта быў інтэрвал, неабходны для перацякання або згарання некаторага пэўнага колькасці рэчыва.

Створаныя на гэтай аснове найпростыя гадзіны прайшлі доўгі шлях развіцця і ўдасканалення канструкцый, тым самым падрыхтаваўшы глебу для стварэння не толькі механічных гадзін, але і прылад аўтаматыкі.

Клепсидры

За вадзянымі гадзінамі замацавалася назва «клепсидры», таму існуе зман аб тым, што ўпершыню вынайшлі іх у Грэцыі. У рэчаіснасці было не так. Самая старажытная, вельмі прымітыўная клепсидра была знойдзена ў храме Амона ў Фебах і захоўваецца ў музеі Каіра.

Пры стварэнні вадзяных гадзін неабходна забяспечыць раўнамернае зніжэнне ўзроўню вады ў посудзе пры яе заканчэнні праз донное калібраваны адтуліну. Дасягалася гэта за кошт надання да сасуда формы конусу, зморшчваўся бліжэй да дна. Атрымаць заканамернасць, якая апісвае хуткасць выцякання вадкасці ў залежнасці ад яе ўзроўню і формы ёмістасці, атрымалася толькі ў Сярэднявечча. Да гэтага форма сасуда для вадзяных гадзін падбіралася дасведчаным шляхам. Напрыклад, егіпецкая клепсидра, пра якую гаварылася вышэй, давала раўнамернае зніжэнне ўзроўню. Хай і з некаторай хібнасцю.

Паколькі клепсидра не залежала ад часу сутак і надвор'я, яна максімальна адказвала патрабаванням бесперапыннага вымярэння часу. Акрамя таго, неабходнасць далейшага ўдасканалення прыбора, дадання розных функцый падавала прастор для палёту фантазіі канструктарам. Так, клепсидры арабскага паходжання прадстаўлялі сабой мастацкія творы ў спалучэнні з высокай функцыянальнасцю. Яны былі забяспечаныя дадатковымі гідраўлічнымі і пнеўматычнымі механізмамі: гукавы сігналізатар часу, сістэма начнога асвятлення.

Не шмат імёнаў стваральнікаў вадзяных гадзін захавала гісторыя. Іх вырабам займаліся не толькі ў Еўропе, але і ў Кітаі, у Індыі. Да нас дайшла інфармацыя пра грэцкай механіцы па імі Ктесибий Александрыйскі, які жыў за 150 гадоў да новай эры. У клепсидрах Ктесибий выкарыстаў зубчастыя перадачы, тэарэтычныя распрацоўкі якіх былі выкананы яшчэ Арыстоцелем.

агнявыя гадзіны

Гэтая група з'явілася ў пачатку 13 стагоддзя. Першымі агнявымі гадзінамі былі тонкія свечкі да 1 метра вышынёй з нанесенымі на іх пазнакамі. Часам пэўныя дзялення абсталёўвалі металічнымі штыркамі, якія, падаючы на металічную падстаўку пры выгарання вакол іх воску, выдавалі выразны гук. Такія прылады паслужылі правобразам будзільніка.

З з'яўленнем празрыстага шкла агнявыя гадзіны трансфармуюцца ў лампадные. На сценцы наносілася шкала, па якой, па меры выгарання масла, і вызначалася час.

Найбольшае распаўсюджванне такія прылады атрымалі ў Кітаі. Нароўні з лампадными ў гэтай краіне была распаўсюджана іншая разнавіднасць агнявых гадзін - фитильные. Можна сказаць, што гэта была тупіковая галіна.

Пясочны гадзіннік

Калі яны з'явіліся на свет, дакладна не вядома. Можна з упэўненасцю сцвярджаць толькі тое, што яны не маглі з'явіцца раней вынаходкі шкла.

Пясочныя гадзіны ўяўляюць сабой дзве празрыстыя шкляныя колбы. Праз злучальную гарлавіну змесціва перасыпаецца з верхняй колбы ў ніжнюю. І ў наш час усё яшчэ можна сустрэць пясочныя гадзіны. Фота адлюстроўвае адну з мадэляў, стылізаваную пад даўніну.

Сярэднявечныя майстры пры вырабе прыбораў ўпрыгожвалі пясочныя гадзіны вытанчаным дэкорам. Іх выкарыстоўвалі не толькі для вымярэння адрэзкаў часу, але і ў якасці ўпрыгожвання інтэр'еру. У дамах многіх вяльможаў і саноўнікаў можна было ўбачыць раскошныя пясочныя гадзіны. Фота уяўляе адну з такіх мадэляў.

У Еўропу пясочныя гадзіны патрапілі досыць позна - у канцы Сярэднявечча, аднак распаўсюджванне іх было імклівым. Дзякуючы прастаце, магчымасці выкарыстання ў любы час яны хутка сталі вельмі папулярнымі.

Адзін з недахопаў пясочных гадзін - даволі кароткі адрэзак часу, вымяраны без іх перагортвання. Не прыжыліся касеты, складзеныя з іх. Тармазілі распаўсюджванне такіх мадэляў іх невысокая дакладнасць, а таксама знос пры працяглай эксплуатацыі. Адбывалася гэта наступным чынам. Калібраваны адтуліну ў дыяфрагме паміж колбамі сцірацца, павялічваючыся ў дыяметры, часціцы пяску - наадварот, драбніліся, памяншаючыся ў памеры. Хуткасць заканчэння павялічвалася, час - змяншалася.

Механічныя гадзіны: перадумовы з'яўлення

Патрэба ў больш дакладнай вымярэнні адрэзкаў часу з развіццём вытворчасці і грамадскіх адносін няўхільна ўзрастала. Лепшыя розумы працавалі над рашэннем гэтай праблемы.

Вынаходства механічных гадзін - эпахальная падзея, якое адбылося ў Сярэднія стагоддзя, бо яны - самы складаны прыбор, створаны ў тыя гады. У сваю чаргу, гэта паслужыла штуршком да далейшага развіцця навукі і тэхнікі.

Вынаходніцтва гадзін і іх ўдасканаленне патрабавала больш здзейсненага, дакладнага і высокапрадукцыйнага тэхналагічнага абсталявання, новых метадаў разліку і канструявання. Гэта стала пачаткам новай эпохі.

Стварэнне механічных гадзін стала магчымым з вынаходствам шпиндельного спуску. Гэта прылада пераўтвараць паступальны рух вісіць на вяроўцы гіры ў вагальны рух ўзад-наперад гадзіннага колы. Тут выразна прасочваецца пераемнасць - бо складаныя мадэлі клепсидр ўжо мелі і цыферблат, і зубчастую перадачу, і бой. Трэба было толькі памяняць рухаючай сілу: замяніць брую вады цяжкай гірай, з якой прасцей было звяртацца, і дадаць спускавой прылады і рэгулятар ходу.

На гэтай аснове былі створаны механізмы для вежавых гадзін. Куранты са шпиндельным рэгулятарам ўвайшлі ва ўжытак прыкладна з 1340 года і сталі гонарам многіх гарадоў і сабораў.

Станаўленне класічнай вагальнай хранометры

Гісторыя ўзнікнення гадзін захавала для нашчадкаў імёны навукоўцаў і вынаходнікаў, якія зрабілі магчымым іх стварэнне. Тэарэтычнай базай паслужыла адкрыццё, якое зрабіў Галілеа Галілей, агучыўшы законы, якія апісваюць ваганні ківача. Ён жа - аўтар ідэі механічных маятнікавай гадзін.

Рэалізаваць ідэю Галілея атрымалася у 1658 годзе таленавітаму галандцу хрысціяне Гюйгенса. Ён жа - аўтар вынаходкі балансавай рэгулятара, што дазволіла стварыць кішэнныя, а затым і наручныя гадзіннікі. У 1674 годзе Гюйгенс распрацаваў удасканалены рэгулятар за кошт далучэння да колца-махавік спіральнай спружынкі ў выглядзе валасінкі.

Іншае знакавая вынаходніцтва належыць вартавому майстру з Нюрнберга якога звалі Петар Генлейн. Ён вынайшаў завадную спружыну, а ў 1500 годзе на яе аснове стварыў кішэнныя гадзіны.

Паралельна адбываліся змены вонкавага выгляду. Спачатку было досыць адной стрэлкі. Але так як гадзіны сталі вельмі дакладнымі, яны патрабавалі адпаведнай індыкацыі. У 1680 годзе была дададзеная хвілінная стрэлка, і цыферблат здабыў звыклы нам выгляд. У васемнаццатым стагоддзі сталі ўсталёўваць секундную стрэлку. Спачатку бакавую, а пазней яна стала цэнтральнай.

У сямнаццатым стагоддзі стварэнне гадзін было пераведзена ў катэгорыю мастацтва. Вытанчана дэкараваныя корпуса, аздобленыя эмаллю цыферблаты, якія да таго часу накрывалі шклом, - усё гэта ператварала механізмы ў прадмет раскошы.

Работа па ўдасканаленні і ўскладнення прыбораў працягвалася бесперапынна. Павышалася дакладнасць ходу. У пачатку васемнаццатага стагоддзя сталі выкарыстоўваць у якасці апор для балансіра і шасцерняў камяні - рубінаў і сапфіравыя. Гэта дазволіла знізіць трэнне, павысіць дакладнасць і павялічыць запас ходу. З'явіліся цікавыя ўскладнення - вечны каляндар, аўтаматычны завод, паказальнік запасу ходу.

Штуршком да развіцця маятнікавай гадзін паслужыла вынаходства ангельскага гадзіншчыка Клемента. Прыкладна ў 1676 годзе ён распрацаваў якарныя-анкерны спуск. Гэта прылада добра падыходзіла да маятнікавай гадзін, якія мелі невялікую амплітуду ваганняў.

кварцавыя гадзіны

Далейшае ўдасканаленне прыбораў для вымярэння часу адбывалася лавінападобна. Развіццё электронікі і радыётэхнікі падрыхтавала глебу для з'яўлення кварцавых гадзін. Іх праца заснаваная на п'езаэлектрычным эфекце. Ён быў знойдзены ў 1880 годзе, але кварцавыя гадзіны змаглі вырабіць толькі ў 1937 годзе. Ад класічных механічных зноў створаныя кварцавыя мадэлі адрозніваліся дзіўнай дакладнасцю. Пачалася эра гадзін электронных. У чым іх асаблівасць?

Кварцавыя гадзіны маюць механізм, які складаецца з электроннага блока і так званага крокавага электрарухавіка. Як гэта працуе? Рухавік, атрымліваючы сігнал ад электроннага блока, дасць рух стрэлкі. Замест звыклага цыферблата ў кварцавых гадзінах можа выкарыстоўвацца лічбавай дысплей. У нас іх называюць электроннымі. На Захадзе - кварцавымі з лічбавай індыкацыяй. Сутнасці гэта не змяняе.

Фактычна, кварцавыя гадзіны - гэта міні-кампутар. Вельмі лёгка дадаюцца дадатковыя функцыі: секундамер, паказальнік фаз Месяца, каляндар, будзільнік. Кошт гадзін пры гэтым, у адрозненне ад механікі, узрастае не так моцна. Гэта робіць іх больш даступнымі.

Кварцавыя гадзіны вельмі дакладныя. Іх хібнасць складае ± 15 секунд / месяц. Карэктаваць паказанні прыбораў досыць двойчы ў год.

Насценныя электронныя гадзіны

Лічбавая індыкацыя і кампактнасць - вось адметная асаблівасць такога роду механізмаў. Электронныя гадзіны паўсюдна выкарыстоўваюцца ў якасці інтэграваных. Іх можна ўбачыць на прыборнай дошцы аўтамабіля, у мабільным тэлефоне, у мікрахвалеўцы і тэлевізары.

Як элемент інтэр'еру часцей можна сустрэць больш папулярнае класічнае выкананне, гэта значыць, са стрэлачнай індыкацыяй.

Гадзіннік электронныя насценныя арганічна ўпісваюцца ў інтэр'ер у стылі хай-тэк, мадэрн, тэхна. Яны прыцягваюць перш за ўсё сваёй функцыянальнасцю.

Па тыпу дысплея электронныя гадзіны бываюць вадкакрысталічнымі і святлодыёднымі. Апошнія больш функцыянальныя, так як маюць падсвятленне.

Па тыпу крыніцы харчавання гадзіннік электронныя (насценныя і настольныя) дзеляцца на сеткавыя, якія працуюць ад сеткі 220В, і батареечные. Больш зручныя прыборы другога тыпу, бо не патрабуюць наяўнасці паблізу разеткі.

Насценныя гадзіны з зязюляй

Германскія майстры пачалі вырабляць іх з пачатку васемнаццатага стагоддзя. Традыцыйна насценныя гадзіны з зязюляй вырабляліся з драўніны. Багата дэкараваныя разьбой, выкананыя ў выглядзе хаткі для птушачкі, яны былі акрасаю багатых асабнякоў.

У свой час недарагія мадэлі былі папулярныя ў СССР і на постсавецкай прасторы. Доўгія гады насценныя гадзіны з зязюляй маркі «Маяк» выпускаў завод у расійскім горадзе Сердобск. Гіркі ў выглядзе яловых шышак, упрыгожаны немудрагелістай разьбой домік, папяровыя мяхі гукавога механізму - такімі запомніліся яны прадстаўнікам старэйшага пакалення.

Зараз класічныя насценныя гадзіны з зязюляй - рэдкасць. Звязана гэта з высокай цаной якасных мадэляў. Калі не браць пад увагу кварцавыя вырабы азіяцкіх умельцаў, вырабленыя з пластыка, казачныя зязюлі кукуют толькі ў дамах праўдзівых знатакоў гадзінны экзотыкі. Дакладны, складаны механізм, скураныя мяхі, вытанчаная разьба на корпусе - усё гэта патрабуе вялікага аб'ёму ручнога высокакваліфікаванага працы. Толькі самыя салідныя вытворцы могуць выпускаць такія мадэлі.

Гадзіны-будзільнік

Гэта самыя распаўсюджаныя «ходзікі» ў інтэр'еры.

Будзільнік - першая дадатковая функцыя, якая была рэалізавана ў гадзінах. Запатэнтаваны ў 1847 году французам Антуанам Редье.

У класічным механічным настольным будзільніку гук праводзiцца за кошт удараў малаточкам па металічных сподачках. Электронныя мадэлі больш меладычнасць.

Па выкананні будзільнікі падзяляюцца на малагабарытныя і буйнагабарытныя, настольныя і дарожныя.

Настольныя гадзіны-будзільнік вырабляюць з паасобнымі рухавікамі для гадзіннага механізму і сігналу. Заводзяцца яны паасобку.

З з'яўленнем кварцавых гадзін папулярнасць механічных будзільнікаў ўпала. Прычын таму некалькі. Настольныя гадзіны-будзільнік з кварцавым механізмам маюць перад класічнымі механічнымі прыборамі шэраг пераваг: яны больш дакладныя, не патрабуюць штодзённага завода, іх лёгка падабраць пад дызайн памяшкання. Акрамя таго, яны лёгкія, не так баяцца удараў і падзенняў.

Наручныя механічныя гадзіны з будзільнікам звычайна называюць «сыгнал». Падобныя мадэлі выпускаюць нешматлікія фірмы. Так, калекцыянерам вядомая мадэль пад назвай «прэзідэнцкі цвыркун»

«Цвыркун» (па-ангельску:. Cricket) - пад гэтай назвай швейцарская кампанія Vulcain выпускала наручныя гадзіны з функцыяй будзільніка. Вядомыя яны тым, што іх уладальнікамі былі амерыканскія прэзідэнты: Дуайт Эйзенхаўэр, Гары Трумэн, Рычард Ніксан і Ліндан Джонсан.

Гісторыя гадзін для дзяцей

Час - складаная філасофская катэгорыя і адначасова фізічная велічыня, якая патрабуе вымярэння. Чалавек жыве ў часе. Ужо з дзіцячага садка праграмай навучання і выхавання прадугледжана развіццё ў дзяцей навыкаў арыентавання ў часе.

Прывучаць дзіця да карыстання гадзінамі можна, як толькі ён засвоіў рахунак. Дапамогуць у гэтым макеты. Можна сумясціць гадзіны з кардона з распарадкам дня, размясціўшы ўсё гэта для большай нагляднасці на лісце ватмана. Арганізаваць заняткі можна з элементамі гульні, выкарыстоўваючы для гэтага загадкі з малюнкамі.

Гісторыя гадзін для дзяцей ва ўзросце 6-7 гадоў вывучаецца на тэматычных занятках. Матэрыял падаваць неабходна так, каб выклікаць цікавасць да тэмы. Дзяцей у даступнай форме знаёмяць з гісторыяй гадзін, іх відамі ў мінулым і сучаснасці. Затым замацоўваюць атрыманыя веды. Для гэтага дэманструюць прынцып працы найпростых гадзін - сонечных, вадзянікоў і агнявых. Гэтыя заняткі абуджаюць у дзяцей цікавасць да даследаванняў, развіваюць творчае ўяўленне і дапытлівасць. Яны выхоўваюць беражлівыя адносіны да часу.

У школе, у 5-7 класах, вывучаецца гісторыя вынаходкі гадзін. Яна грунтуецца на ведах, атрыманых дзіцем на ўроках астраноміі, гісторыі, геаграфіі, фізікі. Такім чынам замацоўваецца засвоеная матэрыял. Гадзіннік, іх вынаходства і ўдасканаленне разглядаюцца як частка гісторыі матэрыяльнай культуры, дасягнення якой накіраваны на задавальненне патрэбаў грамадства. Тэму заняткі можна сфармуляваць так: «Вынаходствы, якія змянілі гісторыю чалавецтва».

У старэйшых класах мэтазгодна працягнуць вывучэнне гадзін як аксэсуара з пункту гледжання моды і эстэтыкі інтэр'еру. Важна пазнаёміць дзяцей з гадзінным этыкетам, распавесці аб асноўных прынцыпах падбору інтэр'ерных гадзін. Адно з заняткаў можна прысвяціць тайм-мэнэджменту.

Гісторыя вынаходкі гадзін наглядна паказвае пераемнасць пакаленняў, яе вывучэнне - эфектыўны сродак фарміравання светапогляду маладога чалавека.