Історія годин. Історія винаходу годин
Перша наука про час - астрономія. Результати спостережень в древніх обсерваторіях використовувалися для ведення сільського господарства і відправлення релігійних обрядів. Однак з розвитком ремесел виникла необхідність у вимірі коротких проміжків часу. Таким чином людство прийшло до винаходу годин. Процес був довгим, наповненим напруженою працею кращих умів.
Історія годин налічує багато століть, це найстаріше винахід людства. Від увіткненою в землю палиці до надточного хронометра - шлях завдовжки в сотні поколінь. Якщо скласти рейтинг досягнень людської цивілізації, то в номінації «великі винаходи» годинник виявляться на другому місці після колеса.
Були часи, коли людям було досить календаря. Але з`явилися ремесла, виникла необхідність у фіксації тривалості технологічних процесів. Потрібні були годинник, призначення яких - вимір проміжків часу коротше діб. Для цього людина протягом століть використовував різні фізичні процеси. Відповідними були і конструкції, їх реалізують.
Історія годин ділиться на два великі періоди. Перший - довжиною в кілька тисячоліть, другий - менше одного.
1. Історія виникнення годин, званих найпростішими. До цієї категорії відносяться сонячні, водяні, вогневі та пісочні прилади. Період закінчується вивченням механічного годинника домаятнікового періоду. Це були середньовічні куранти.
2. Нова історія годин, що починається з винаходу маятника і балансу, що ознаменував початок розвитку класичної коливальної хронометрії. Цей період поки не завершений.
Сонячний годинник
Найдавніші, що дійшли до нас. Тому саме історія сонячного годинника відкриває парад великих винаходів в області хронометрії. Незважаючи на гадану простоту, їх відрізняло велика різноманітність конструкцій.
В основу сонячного годинника належить здається рух Сонця протягом доби. Відлік ведеться з тіні, що відкидається віссю. Їх використання можливе лише в сонячний день. Стародавній Єгипет мав сприятливі кліматичні умови для цього. Найбільшого поширення на берегах Нілу отримали сонячний годинник, що мали вигляд обелісків. Їх встановлювали біля входу до храмів. Гномон у вигляді вертикального обеліска і шкала, нанесена на землі, - так виглядали древні сонячний годинник. Фото, представлене нижче, демонструє один з них. До наших днів зберігся один з єгипетських обелісків, перевезених в Європу. Гномон висотою 34 метра в даний час підноситься на одній з площ в Римі.
Звичайні сонячний годинник мали суттєвий недолік. Про нього знали, але довго мирилися. У різні сезони, тобто влітку і взимку, тривалість години була неоднаковою. Але в період, коли панували аграрний лад і ремісничі відносини, в точному вимірі часів потреби не було. Тому сонячний годинник благополучно проіснували до пізнього Середньовіччя.
На зміну гномони прийшли більш прогресивні конструкції. Вдосконалені сонячний годинник, в яких цей недолік був усунутий, мали шкали криволінійної форми. Крім цього удосконалення, використовувалися різні варіанти виконання. Так, в Європі були поширені настінні і віконні сонячний годинник.
Подальше вдосконалення мало місце в 1431 році. Полягало воно в орієнтуванні тіньової стрілки паралельно земної осі. Така стрілка називалася полуосью. Тепер тінь, обертаючись навколо півосі, рухалася рівномірно, повертаючись за годину на 15 °. Подібна конструкція дозволяла виготовити досить точні для свого часу сонячний годинник. Фото демонструє один з таких приладів, що збереглися в Китаї.
Для правильної установки конструкцію стали постачати компасом. З`явилася можливість використовувати годинник повсюдно. Вдалося виготовити навіть переносні моделі. З 1445 року сонячний годинник стали будувати у вигляді порожнистої півсфери, забезпеченою стрілкою, тінь від якої падала на внутрішню поверхню.
пошуки альтернативи
Незважаючи на те що сонячний годинник були зручними і точними, вони мали серйозні недоліки об`єктивного характеру. Вони повністю залежали від погоди, а їх функціонування обмежувалося частиною доби, укладеної в проміжок між сходом і заходом. У пошуках альтернативи вчені прагнули знайти інші способи вимірювання відрізків часу. Було потрібно, щоб вони не були пов`язані з наглядом руху зірок і планет.
Пошуки привели до створення штучних еталонів часу. Наприклад, це був інтервал, необхідний для перетікання або згоряння деякого певної кількості речовини.
Створені на цій основі найпростіші годинник пройшли довгий шлях розвитку і вдосконалення конструкцій, тим самим підготувавши грунт для створення не тільки механічного годинника, але і пристроїв автоматики.
клепсидри
За водяними годинниками закріпилася назва «клепсидри», тому існує помилка про те, що вперше винайшли їх в Греції. Насправді було не так. Найдавніша, дуже примітивна клепсидра була знайдена в храмі Амона в Фебах і зберігається в музеї Каїра.
Відео: "еволюція речей": Історія годин
При створенні водяного годинника необхідно забезпечити рівномірне зниження рівня води в посудині при її закінчення через донне калібрований отвір. Досягалося це за рахунок додання судині форми конуса, що звужується ближче до дна. Отримати закономірність, що описує швидкість витікання рідини в залежності від її рівня і форми ємності, вдалося лише в Середньовіччі. До цього форма посудини для водяних годин підбиралася дослідним шляхом. Наприклад, єгипетська клепсидра, про яку говорилося вище, давала рівномірне зниження рівня. Нехай і з деякою погрішністю.
Оскільки клепсидра не залежала від часу доби і погоди, вона максимально відповідала вимогам безперервного вимірювання часу. Крім того, необхідність подальшого удосконалення приладу, додавання різних функцій надавала простір для польоту фантазії конструкторам. Так, клепсидри арабського походження представляли собою художні твори в поєднанні з високою функціональністю. Вони були забезпечені додатковими гідравлічними і пневматичними механізмами: звуковий сигналізатор часу, система нічного освітлення.
Чи не забагато імен творців водяного годинника зберегла історія. Їх виготовленням займалися не тільки в Європі, але і в Китаї, в Індії. До нас дійшла інформація про грецькому механіці по імені Ктесібій Олександрійський, який жив за 150 років до нової ери. У клепсидрою Ктесібій використовував зубчасті передачі, теоретичні розробки яких були виконані ще Аристотелем.
вогневі годинник
Ця група з`явилася на початку 13 століття. Першими вогневими годинами були тонкі свічки до 1 метра висотою з нанесеними на них знаками. Іноді певні ділення оснащували металевими штирями, які, падаючи на металеву підставку при вигорянні навколо них воску, видавали виразний звук. Такі пристрої послужили прообразом будильника.
З появою прозорого скла вогневі годинник трансформуються в лампадне. На стінці наносилася шкала, по якій, по мірі вигоряння масла, і визначалося час.
Найбільшого поширення такі пристрої отримали в Китаї. Поряд з лампадне в цій країні була поширена інша різновид вогневих годин - ґнотові. Можна сказати, що це була тупикова гілка.
Пісочний годинник
Коли вони з`явилися на світ, точно не відомо. Можна з упевненістю стверджувати лише те, що вони не могли з`явитися раніше винаходи скла.
Відео: Винахід наручних годинників. Дерев`яні годинник Bewell.
Пісочний годинник представляють собою дві прозорі скляні колби. Через сполучну горловину вміст пересипається з верхньої колби в нижню. І в наш час все ще можна зустріти пісочний годинник. Фото зображує одну з моделей, стилізовану під старовину.
Середньовічні майстри при виготовленні приладів прикрашали пісочний годинник вишуканим декором. Їх використовували не тільки для вимірювання відрізків часу, але і в якості прикраси інтер`єру. У будинках багатьох вельмож і сановників можна було побачити розкішні пісочний годинник. Фото представляє одну з таких моделей.
Відео: Путін власник найдорожчих годинників в світі історія їх створення
В Європу пісочний годинник потрапили досить пізно - в кінці Середньовіччя, однак поширення їх було стрімким. Завдяки простоті, можливості використання в будь-який час вони швидко стали дуже популярними.
Один з недоліків пісочного годинника - досить короткий відрізок часу, що вимірюється без їх перевертання. Чи не прижилися касети, складені з них. Гальмували поширення таких моделей їх невисока точність, а також знос при тривалій експлуатації. Відбувалося це наступним чином. Калібрований отвір в діафрагмі між колбами стирається, збільшуючись в діаметрі, частинки піску - навпаки, дробилися, зменшуючись в розмірі. Швидкість витікання збільшувалася, час - зменшувалася.
Механічний годинник: передумови появи
Потреба в більш точному вимірі відрізків часу з розвитком виробництва і суспільних відносин неухильно зростала. Кращі уми працювали над вирішенням цієї проблеми.
Винахід механічних годинників - епохальна подія, яка сталася в середні віки, адже вони - найскладніший прилад, створений в ті роки. У свою чергу, це послужило поштовхом до подальшого розвитку науки і техніки.
Винахід годин і їх вдосконалення вимагало більш досконалого, точного і високопродуктивного технологічного обладнання, нових методів розрахунку і конструювання. Це стало початком нової епохи.
Створення механічних годинників стало можливим з винаходом шпиндельного спуску. Це пристрій перетворював поступальний рух висить на мотузці гирі в коливальний рух взад-вперед годинного колеса. Тут чітко простежується спадкоємність - адже складні моделі клепсидр вже мали і циферблат, і зубчасту передачу, і бій. Потрібно було тільки поміняти рушійну силу: замінити струмінь води важкою гирею, з якої простіше було звертатися, і додати спусковий пристрій і регулятор ходу.
На цій основі було створено механізми для баштового годинника. Куранти з шпиндельним регулятором увійшли в ужиток приблизно з 1340 року і стали гордістю багатьох міст і соборів.
Становлення класичної коливальної хронометрії
Історія виникнення годин зберегла для нащадків імена вчених і винахідників, які зробили можливим їх створення. Теоретичною базою послужило відкриття, яке зробив Галілео Галілей, озвучивши закони, що описують коливання маятника. Він же - автор ідеї механічних маятникових годин.
Реалізувати ідею Галілея вдалося у 1658 році талановитому голландцеві Християнові Гюйгенсу. Він же - автор винаходу балансового регулятора, що дозволило створити кишенькові, а потім і наручний годинник. 1674 року Гюйгенс розробив удосконалений регулятор за рахунок приєднання до коліщатка-маховика спіральної пружинки у вигляді волоска.
Інша знакова винахід належить часовому майстру з Нюрнберга на ім`я Петер Генляйн. Він винайшов заводну пружину, а в 1500 році на її основі створив кишеньковий годинник.
Паралельно відбувалися зміни зовнішнього вигляду. Спочатку було досить однієї стрілки. Але так як годинник стали дуже точними, вони вимагали відповідної індикації. У 1680 році була додана хвилинна стрілка, і циферблат знайшов звичний нам вид. У вісімнадцятому столітті стали встановлювати секундну стрілку. Спочатку бічну, а пізніше вона стала центральною.
У сімнадцятому столітті створення годинника було переведено в категорію мистецтва. Вишукано декоровані корпусу, прикрашені емаллю циферблати, які на той час накривали склом, - все це перетворювало механізми в предмет розкоші.
Робота з удосконалення і ускладнення приладів тривала безперервно. Підвищувалася точність ходу. На початку вісімнадцятого століття стали використовувати в якості опор для балансира і шестерень камені - рубінові і сапфірові. Це дозволило знизити тертя, підвищити точність і збільшити запас ходу. З`явилися цікаві ускладнення - вічний календар, автоматичний завод, покажчик запасу ходу.
Поштовхом до розвитку маятникових годин послужив винахід англійського годинникаря Клемента. Приблизно в 1676 році він розробив якірно-анкерний спуск. Це пристрій добре підходило до маятникових годинах, які мали невелику амплітуду коливань.
Кварцевий годинник
Подальше вдосконалення приладів для вимірювання часу відбувалося лавиноподібно. Розвиток електроніки і радіотехніки підготувало ґрунт для появи кварцових годин. Їх робота заснована на п`єзоелектричного ефекту. Він був виявлений в 1880 році, але кварцові годинники змогли виготовити лише в 1937 році. Від класичних механічних новостворені кварцові моделі відрізнялися разючою точністю. Почалася ера годин електронних. У чому їх особливість?
Кварцові годинники мають механізм, що складається з електронного блоку і так званого крокового електродвигуна. Як це працює? Двигун, отримуючи сигнал від електронного блоку, пересуває стрілки. Замість звичного циферблату в кварцових годинниках може використовуватися цифровий дисплей. У нас їх називають електронними. На Заході - кварцовими з цифровою індикацією. Суті це не змінює.
Фактично, кварцові годинники - це міні-комп`ютер. Дуже легко додаються додаткові функції: секундомір, покажчик фаз Місяця, календар, будильник. Ціна годин при цьому, на відміну від механіки, зростає не так сильно. Це робить їх більш доступними.
Кварцові годинники дуже точні. Їх похибка становить ± 15 секунд / місяць. Коригувати показання приладів досить двічі на рік.
Настінний електронний годинник
Цифрова індикація і компактність - ось відмінна риса такого роду механізмів. Електронний годинник повсюдно використовуються в якості інтегрованих. Їх можна побачити на приладовій дошці автомобіля, в мобільному телефоні, в мікрохвильовці і телевізорі.
Як елемент інтер`єру частіше можна зустріти більш популярне класичне виконання, тобто зі стрілочної індикацією.
Годинники електронні настінні органічно вписуються в інтер`єр в стилі хай-тек, модерн, техно. Вони привертають перш за все своєю функціональністю.
Відео: Історія появи наручних годинників.
За типом дисплея електронний годинник бувають рідкокристалічними і світлодіодними. Останні більш функціональні, так як мають підсвічування.
За типом джерела живлення годинник електронні (настінні і настільні) діляться на мережеві, що працюють від мережі 220В, і батарейковому. Більш зручні прилади другого типу, так як не вимагають наявності поблизу розетки.
Настінний годинник з зозулею
Німецькі майстри почали виготовляти їх з початку вісімнадцятого століття. Традиційно настінні годинники з зозулею виготовлялися з деревини. Багато декоровані різьбленням, виконані у вигляді будиночка для пташки, вони були окрасою багатьох особняків.
Свого часу недорогі моделі були популярні в СРСР і на пострадянському просторі. Довгі роки настінні годинники з зозулею марки «Маяк» випускав завод в російському місті Сердобск. Гирьки у вигляді ялинових шишок, прикрашений нехитрій різьбленням будиночок, паперові хутра звукового механізму - такими запам`яталися вони представникам старшого покоління.
Зараз класичні настінний годинник з зозулею - рідкість. Пов`язано це з високою ціною якісних моделей. Якщо не брати до уваги кварцові вироби азіатських умільців, виготовлені з пластику, казкові зозулі кують лише в будинках справжніх цінителів годинної екзотики. Точний, складний механізм, шкіряні хутра, вишукане різьблення на корпусі - все це вимагає великого обсягу ручної висококваліфікованої праці. Лише самі солідні виробники можуть випускати такі моделі.
Годинник будильник
Це найпоширеніші «ходики» в інтер`єрі.
Будильник - перша додаткова функція, яка була реалізована в годиннику. Запатентований в 1847 році французом Антуаном Редье.
У класичному механічному настільному будильнику звук проводиться за рахунок ударів молоточком по металевим тарілочках. Електронні моделі більш мелодійні.
За виконання будильники поділяються на малогабаритні і великогабаритні, настільні та дорожні.
Настільний годинник-будильник виготовляють з роздільними двигунами для годинникового механізму і сигналу. Заводяться вони окремо.
З появою кварцових годинників популярність механічних будильників впала. Причин тому кілька. Настільний годинник-будильник з кварцовим механізмом мають перед класичними механічними приладами ряд переваг: вони більш точні, не вимагають щоденного заводу, їх легко підібрати під дизайн приміщення. Крім того, вони легкі, не так бояться ударів і падінь.
Наручний механічний годинник з будильником зазвичай називають «сигнал». Подібні моделі випускають деякі фірми. Так, колекціонерам відома модель під назвою «президентський цвіркун»
«Цвіркун» (по англ. Cricket) - під цією назвою швейцарська компанія Vulcain випускала наручний годинник з функцією будильника. Відомі вони тим, що їх власниками були американські президенти: Дуайт Ейзенхауер, Гаррі Трумен, Річард Ніксон і Ліндон Джонсон.
Історія годин для дітей
Час - складна філософська категорія і одночасно фізична величина, що вимагає вимірювання. Людина живе в часі. Вже з дитячого саду програмою навчання і виховання передбачено розвиток у дітей навичок орієнтування в часі.
Привчати дитину до користування годинами можна, як тільки він засвоїв рахунок. Допоможуть в цьому макети. Можна поєднати годинник з картону з розпорядком дня, розмістивши все це для більшої наочності на аркуші ватману. Організувати заняття можна з елементами гри, використовуючи для цього загадки з малюнками.
Історія годин для дітей у віці 6-7 років вивчається на тематичних заняттях. Матеріал подавати необхідно так, щоб викликати інтерес до теми. Дітей в доступній формі знайомлять з історією годин, їх видами в минулому і сьогоденні. Потім закріплюють отримані знання. Для цього демонструють принцип роботи найпростіших годин - сонячних, водяних і вогневих. Ці заняття пробуджують у дітей інтерес до досліджень, розвивають творчу уяву і допитливість. Вони виховують бережливе ставлення до часу.
У школі, в 5-7 класах, вивчається історія винаходу годин. Вона базується на знаннях, отриманих дитиною на уроках астрономії, історії, географії, фізики. Таким чином закріплюється засвоєний матеріал. Годинники, їх винахід і вдосконалення розглядаються як частина історії матеріальної культури, досягнення якої спрямовані на задоволення потреб суспільства. Тему заняття можна сформулювати так: «Винаходи, які змінили історію людства».
У старших класах доцільно продовжити вивчення годин як аксесуара з точки зору моди і естетики інтер`єру. Важливо познайомити дітей з годинниковим етикетом, розповісти про основні принципи підбору інтер`єрних годин. Одне з занять можна присвятити тайм-менеджменту.
Історія винаходу годин наочно показує спадкоємність поколінь, її вивчення - ефективний засіб формування світогляду молодої людини.
