Очень часто можно было встретить и ступенчатые часы. Они состояли из двух поверхностей со ступенями, направленными на восток и запад. В утренние часы тень была довольно длинной, она ложилась на верхнюю ступеньку западной стороны планки, далее с течением времени становилась все ниже и к полудню исчезала. Затем появлялась вновь, но уже на нижней ступеньке восточной поверхности планки, и двигалась вверх до самого заката. Таким образом, время определяли по длине тени.

Изначально деления на шкалу часов наносили основываясь на практических наблюдениях, а позднее — исходя из теоретических расчетов. Однако расчеты не были верными, так как не учитывались различия длины тени в зависимости от времени года. Таким образом, абсолютно точное время часы показывали только два раза в год: в дни весеннего и осеннего равноденствия. Позднее египтяне стали изготавливать шкалы для разных месяцев.

Постепенно знания, полученные египтянами, начали распространяться в других странах. Формировалась наука о часах — гномоника. Появлялись новые математические задачи, которые приходилось решать. В результате на мусульманском Востоке сформулировали и начали применять на практике теоремы прямолинейной и сферической тригонометрии.

Прогресс в науке в эпоху Возрождения позволил усовершенствовать солнечные часы и сделать их точными хронометрическими приборами. Для правильной настройки часов стали использовать компас. В 1445 году были созданы солнечные часы, состоящие из полого полушария со стрелкой, которая отбрасывала тень на внутреннюю полость.

Оригинальной моделью были кольцевые часы на цепочке, которые можно было носить на шее. Они состояли из двух латунных колец, одно из которых было немного меньше другого. На внешней поверхности большого кольца были сделаны надписи месяцев, а на внутренней стороне под каждым месяцем — шкала со временем. Большое кольцо было соединено с меньшим кольцом, в котором находилось отверстие для пропускания солнечного луча. Чтобы узнать время, необходимо было повернуть внутреннее кольцо так, чтобы просвет на нем совпал с текущим месяцем на большом кольце. Если солнце проходит через отверстие, то луч указывает на шкале время. Первая запись о таких часах датируется 1500 годом.

Первые часы с компасом изготовил в середине XV века немецкий астроном и математик Региомонтан. Его новинка позволила делать часы переносными, карманными. Однако в таких часах не регулировался указатель широты, поэтому их можно было использовать только в той местности, на которую они были настроены.

ВОДЯНЫЕ ЧАСЫ

По масштабам использования водяные часы занимали второе место после солнечных. Промежуток времени в них измерялся по количеству вытекшей воды.

Первые водяные часы были созданы около 150 лет до нашей эры древнегреческим механиком и изобретателем Ктесибием и носили название «клепсидра», которое происходит от сочетания двух греческих слов: klepto — «брать» и udor — «вода». Судя по наименованию этих часов, можно было бы ошибочно считать, что именно Греция является их родиной. Однако дело обстоит вовсе не так. Ктесибий, грек по национальности, был жителем Александрии.

Клепсидра представляла собой сосуд, на который была нанесена временная шкала. На ней римскими цифрами были обозначены ночные, а арабскими — дневные часы. В сосуд из внешней емкости через определенные промежутки времени капала вода. Равномерное повышение уровня воды поднимало поплавок, который передавал движение временному указателю.

В значительно более примитивном виде водяные часы были известны уже некоторым культурным народам Дальнего Востока. Простейшими водяными часами были китайские и индийские часы. Они имели форму полусферической чаши с небольшим придонным отверстием, через которое медленно набиралась вода. Пустую чашу опускали в большой бассейн, где она плавала и постепенно заполнялась водой. Эти водяные часы были способны измерять продолжительность времени между помещением чаши в бассейн и ее погружением в воду. В Индии водяные часы под названием «яла-янтра» были известны по меньшей мере за 300 лет до нашей эры.

Египтянам были известны водяные часы, использующие вытекание воды. Они представляли собой алебастровый сосуд, который заполняли до самого верха водой. Вода вытекала через небольшое придонное отверстие. Все древние народы разделяли сутки на день — время от восхода до заката Солнца — и ночь. В связи с этим длительность часа изменялась в зависимости от времени года. Продолжительность одного часа не была точно установлена до XIV века.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ЧАСЫ

Первые упоминания о механических часах относятся к концу VI века. Скорее всего, это были водяные часы, в которые было встроено механическое устройство для приведения в действие дополнительных функций, например механизма боя.

Настоящие механические часы появились в XIII веке в Европе. Они еще не были достаточно надежными, поэтому приходилось постоянно проверять время по солнечным часам. Их часовой механизм работал, используя энергию опускающегося груза, в качестве которого долгое время применялись каменные гири. Чтобы запустить такие часы, приходилось поднимать очень тяжелую гирю на значительную высоту.

Стоит отметить, что механические часы, созданные в XIII-XIV веках, были очень большими и использовались крайне редко. Их устанавливали лишь в монастырях, чтобы монахи вовремя могли собираться на службу. Именно монахи и решили нанести на круг 12 делений, каждое из которых соответствовало одному часу. Только в XVI веке часы появились на городских зданиях.

В XIV-XV веках были созданы первые напольные и настенные часы. Поначалу они были довольно тяжелыми, так как приводились в действие с помощью груза, который надо было подтягивать каждые 12 часов. Такие часы изготавливали из железа, а чуть позже из латуни, и по конструкции они повторяли башенные часы.

Во второй половине XV века были созданы первые часы с пружинным двигателем. Источником энергии в таких часах была стальная пружина, которая во время раскручивания поворачивала колеса часового механизма. Первые настольные пружинные часы были изготовлены неизвестным мастером из бронзы. Высота этих часов составляла полметра

БАШЕННЫЕ ЧАСЫ

Башенные часы – это обычное дело на сегодняшний момент, на раньше такое удовольствие было доступно далеко не всем странам. Башенные часы впервые во всем мире появились в 996 году, а создал эти часы монах Габерт. Данные часы были водяными (про водяные часы, вы можете прочитать в другой рубрике нашего сайта). Первые механические часы появились спустя 300 лет. Эти часы начали активно распространять по всем европейским странам. Ни одни, из первых башенных часов, к сожалению, до наших дней не сохранилось, сохранились только летописи, которые подтверждают, что такие часы действительно существовали.

Многие ученые считают, что башенные часы работали с помощью очень простого механизма. Что же это за такой простой механизм? В этот механизм включено всего на всего три зубчатые колеса. На двигатель было посажено главное колесо башенных часов. Ходовое колесо получало энергию от зубчатой передачи и затрачивало ее на вращение вала двигателя. Как только вал поворачивался – колесо поворачивалось только на один зубец.

Немного позже механизм работы башенных часов заметно усложнился. Уже было не три колеса, а немного больше, вследствие чего, надежность и работоспособность башенных часов увеличилась в несколько раз! Была только часовая стрелка, позже появилась уже минутная и секундная стрелка на башенных часах, так как часы стали точнее. Но наблюдать за башенными часами пришлось долго, так как часы были механические. А если часы механические, то их нужно будет время от времени заводить и смазывать, чтобы часы не ломались и показывали точное время.

Башенные часы стали настолько популярными, что их начали считать символами, какого ни будь города или даже страны. Часы на тот момент были очень красивыми, ведь их украшали какими-то картинами из каких-нибудь боев, исторической жизни города или страны, подвижные или неподвижные фигурки глав города или державы. Часы были действительно очень красивыми.

Создавали такие механизмы кузнецы и слесари. Все детали делали из железа. Что бы часы сохранились до сегодняшний момент, то кузнецы и слесари должны быть первоклассными. Сейчас тщательно делают опыты над такими часами, ведь те часы, которые сохранились до сегодняшних дней необычайно крепкие и надежные.

На здании Фарного костела в городе Гродно стоят прекрасные маятниковые часы, они сохранились до сегодняшних дней, а изготовлены данные башенные часы были в XVI веке. Создал его известный часовой мастер башенных часов – Клемент. В данной работе часов стоит в основе анкерный механизм и маятник. Помните, что в любые механические часы нужно заводить, и это не исключение. Вместо груза висит огромный камень в 60 килограмм. Каждые 36 часов груз опускается и подзаводит часы.

На ратуше в Копенгагене в 1955 году были установлены самые точные башенные часы в мире. Их не официально называют «Ольсен». Изготавливали данные часы около десяти лет. В часах установленные функции, которые позволяют башенным часам работать в 570 режимах! Механизм самый медленный в мире, а погрешность вообще минимальная: полсекунды за триста лет.

Самые огромные часы размещены в Тегеране. Их масса – 750 кг. И делали их в течении двух лет. Диаметр циферблата башенных часов составляет пятнадцать метров, а минутной стрелки длина — 7,5 м. Погрешность данных башенных часов составляет всего 0,01 секунды в год.

ПЕСОЧНЫЕ ЧАСЫ

Дата возникновения первых песочных часов неизвестна. Однако по сохранившимся данным можно полагать, что принцип песочных часов был известен в Азии значительно раньше начала нашего летоисчисления Упоминания о часах бутылочного типа, по всей вероятности песочных часах, имеются уже со времен Архимеда. Античный Рим не имел упоминаний о песочных часах. Римляне, правда, умели изготовлять стекло, но в их стекле было очень много загрязнений, так что оно было непрозрачным.
Западноевропейские страны стали иметь дело с песочными часами, по-видимому, лишь в конце средневековья. Одним из самых старых упоминаний о таких часах является сообщение от 1339 г., обнаруженное в Париже, содержащее указание по приготовлению тонкого песка из просеянного порошка черного мрамора, прокипяченного в вине и высушенного на солнце.

Несмотря на то что песочные часы появились в Европе поздно, они быстро распространились. Этому способствовали их простота, надежность, низкая цена и не в последнюю очередь возможность измерять с их помощью время в любой момент дня и ночи. Недостатком, мешавшим широкому применению этих часов, был сравнительно короткий интервал времени, который можно было измерить, не переворачивая эти часы. Обычно песочные часы рассчитывались на работу в течение получаса или часа. Реже встречались песочные часы, рассчитанные на непрерывное измерение времени в течение 3 ч, и лишь в совершенно редких случаях строили огромные песочные часы, рассчитанные на 12 ч хода. Не давало решающего улучшения и соединение нескольких песочных часов в одно целое. Например, набор из четырех песочных часов в едином футляре был устроен так, что содержимое первой колбы высыпалось за четверть часа, второй – за полчаса и т.д.

Производство стеклянных колб для песочных часов было возможно благодаря известной уже производственной технологии прозрачного стекла и его формования в полые сферические колбы. В суженное горлышко в месте стыка обеих колб после заполнения песком вкладывалась небольшая горизонтальная металлическая диафрагма с отверстием, регулирующая количество и скорость пересыпания зернышек песка.

Место стыка перевязывалось плотной ниткой и закреплялось смолой. Точность песочных часов зависела от технологии изготовления самого песка. Колбы заполняли отожженным тонкозернистым песком, просеянным многократно через тонкие сита и тщательно высушенным. Обработанный таким образом песок имел красноватую окраску; светлые беловатые пески происходили из жареных тонкомолотых яичных скорлуп; сероватый песок изготовлялся из цинковой и свинцовой пыли.

Точность песочных часов зависела также от формы колб, от гладкости их внутренних стенок, от равномерности прохождения песка через регулирующую диафрагму в горлышке, но прежде всего – от равномерной зернистости и сыпучести данного песка. В этом отношении самые лучшие результаты давали колбы, заполненные свинцовым песком, зернистость которого бывала более равномерной. Свинцовый песок отличался также тем, что при долгом использовании он меньше, чем другие виды песка, нарушал гладкость внутренних стенок стеклянной колбы.

Как и огневые часы, песочные часы никогда не достигали точности солнечных часов. Кроме того, при длительном пользовании такими часами их точность изменялась, поскольку зерна песка постепенно дробились на более тонкие, а отверстие в середине диафрагмы постепенно истиралось и увеличивалось, так что скорость прохождения песка через них становилась большей.

Чтобы конкурировать с механическими часами и при измерении длинных интервалов времени или даже при непрерывном измерении времени, в XVII и XVIII вв. главным образом в Нюрнберге и в Аугсбурге начали изготовлять песочные часы с четырьмя системами колб в одном футляре. Некоторые изготовители в первой половине XVII в. применяли хитроумное устройство для переворачивания часов. Математик Де ля Хире изготовил песочные часы для измерения секундных интервалов, а астроном Тихо Браге пытался заменить песок ртутью.

Автоматическое опрокидывание песочных часов было проблемой, привлекавшей внимание многих математиков и физиков. Стефан Фарфлер из Альтдорфа использовал для своих часов, построенных им во второй половине XVII в., пружинный механизм.

Другое решение этой проблемы, учитывающее изменение положения центра тяжести при пересыпании песка, изображено на рисунке Лани в книге «Inventione nuove», изданной в 1670 г. Француз Гроллье де Сервье из Лиона, автор многих других замечательных приборов, живший примерно на 100 лет позднее, создал автоматическое опрокидывающее устройство, пригодное для песочных часов. Много своеобразных решений этого рода появилось в Германии.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧАСЫ

В период с 1845 по 1847 годы независимо друг от друга первые электрические часы создали два англичанина — Александр Бэйн и Чарльз Уитстон. Механизм часов состоял из маятника, приводимого в движение импульсами электромагнита. С помощью специального устройства на маятнике образовывался электрический контакт, в результате чего устанавливались автоколебания. Количество колебаний фиксировал электромагнитный счетчик, связанный с часовыми стрелками через систему зубчатых колес. Однако на практике поддерживать амплитуду и постоянный период колебаний маятника было очень сложно, поэтому электрические часы еще не могли конкурировать с механическими.

Толчком для развития электрических часов послужило создание швейцарским часовщиком Маттеусом Гиппом более надежного в работе механизма. В его часах движением маятника управляли два соединенных последовательно магнита. Маятник в таких условиях качался совершенно свободно и время от времени получал импульсы. Идею Гиппа в своих работах развили такие известные изобретатели, как Р. Рудд, В. Х. Шортт, Г. А. Томлинсон.

До середины XX века электрические часы были весьма громоздкими. Только в 1964 году благодаря созданию миниатюрных контактов и энергоемких источников тока значительно уменьшились размеры часовых механизмов и появились первые электрические наручные часы. Тем не менее, электрические часы были существенно больше механических, даже несмотря на то, что производители ухитрялись размещать батареи в браслетах и даже в самих часовых механизмах.

А в некоторых моделях в качестве источника питания использовались 12 кремниевых солнечных элементов. Для того чтобы такие часы работали в течение суток, их необходимо было подержать несколько минут под интенсивным солнечным светом. Замена механических контактов электронными ключами увеличила надежность электрических часов. А с появлением первых камертонных и кварцевых механизмов повысилась их точность.

В 70-е годы XX века широкое распространение получили электронные часы. Чем же они отличались от электрических? В электрических часах поступающая энергия контролируется электрическим контактом механического типа, передаточный механизм выполнен в виде системы зубчатых колес, а в качестве регулятора хода используется баланс. В электронных часах необходимая энергия поступает от более надежного электронного прибора — транзистора. Однако если регулятор хода в электронных часах балансирный, то функционально электронные и электрические часы очень похожи.

Но от них сильно отличаются те электронные часы, у которых передаточный механизм выполнен в виде электронной схемы, а привычный циферблат со стрелками заменен цифровым индикатором на жидких кристаллах или светодиодах. Так, например, точность современных наручных электронных часов зависит от совершенства механизма. Погрешность электронно-механических балансовых часов может достигать 15 секунд в сутки, а камертонных — до 2 секунд в сутки.

БУДИЛЬНИКИ

Современный человек постоянно куда-то спешит и опаздывает. Именно поэтому будильники сегодня настолько популярны, что они встроены в любой бытовой прибор, будь то телевизор или стиральная машина, микроволновая печь или кухонная плита. Будильники есть в каждом мобильном телефоне.

Долгое время будильник напоминал зловещего монстра, который «приходил» ранним утром и будил пронзительным звоном. Он имел балансовый механизм и громко тикающие стрелки. Затем появились будильники с кварцевыми механизмами и механические наручные часы со встроенным будильником. Кстати, встроенный в механические часы будильник был одним из показателей престижности часов.

В настоящее время можно просыпаться под более приятные звуки: любимую мелодию или нежный голос, который ненавязчиво выводит из царства сна. При желании можно приобрести будильник, подающий сигнал только вибрацией. Другие будильники, звенит в назначенное время. Его особенность заключается в том, что где-то за полчаса до звонка будильник начинает излучать свет. Организм человека под действием света постепенно просыпается, поэтому момент звучания звонка уже не вызывает стресса.

Тем людям, которые постоянно опаздывают на работу по причине «обезвреживания» будильника в полусонном состоянии, подойдет веселый будильник с мигающими огоньками. В назначенное время он будет звенеть до тех пор, пока «соня», нажимая на клавиши, не воспроизведет случайную цветовую последовательность огоньков. Современные производители уделяют внимание не только функциональным особенностям будильника, но и его прочности.

Не секрет, что некоторые импульсивные люди откидывают мешающий спать будильник подальше от себя. Именно для них и были созданы специальные ударопрочные часы, имеющие резиновый корпус. Они могут иметь форму футбольного мяча или ручной гранаты, а при ударе о стену или пол у них выключается звуковой сигнал.

Отредактировано ОЛЬГА (2012-05-05 11:34:34)

НАРУЧНЫЕ ЧАСЫ

Современные наручные балансовые часы имеют точность хода до 15 секунд в сутки. Погрешность камертонных часов, получивших широкое распространение в 70-х годах XX века, значительно ниже, она составляет 2 секунды в сутки. Точность хода часов во многом зависит от качества механизма. Постоянные попытки его усовершенствовать привели к созданию турбийона — сложного устройства, компенсирующего силы земного притяжения. Благодаря его использованию точность часов повышается в несколько раз. Долгое время турбийон дополнял механизмы любых переносных часов, но сегодня, когда в нем нет острой необходимости, турбийоном оснащают только модели элитных наручных часов.

Большое внимание часовые мастера уделяют и надежности механизмов. Именно в погоне за этим свойством было изобретено сложное устройство автоподзавода. Наручные часы с автоподзаводом сегодня выпускают многие известные компании. Их механизм не требуется подзаводить вручную, так как в процессе носки часы заводятся от движения руки. Так как в корпусе часов для автоподзавода требуется немало места, его не устанавливают в миниатюрные женские часики. Единственным недостатком таких часов является их чувствительность к ударам.

Для того чтобы привлечь внимание покупателей, многие производители снабжают выпускаемые наручные часы дополнительными функциями. Некоторые из них необходимы только людям определенных профессий или пристрастий. Рассмотрим примеры самых популярных функций.

Запас хода механических часов показывает количество времени, в течение которого часовой механизм может работать без подзавода пружины. Чаще всего запас хода наручных часов составляет 40-46 часов. Индикатор запаса хода напомнит, сколько времени еще можно не подзаводить часы, не опасаясь, что они остановятся. Как правило, это дополнительный сектор на циферблате. Благодаря индикатору фаз Луны в любой момент на циферблате можно увидеть текущую форму ее видимой части.

На циферблате часов со встроенным календарем имеется маленькое окошечко, в котором отображается текущая дата. Более сложные часы могут показывать не только число, но и день недели, месяц. Вечные календари помимо перечисленного воспроизводят текущий год. Причем дата даже в високосные годы подсчитывается автоматически.

Люнет, или безель, требуется в часах при погружении в воду на большую глубину. Он представляет собой поворотное кольцо с минутными делениями, установленное вокруг циферблата. С его помощью водолазы засекают время погружения.

Часы с репетиром звуками разной тональности отбивают часы и четверти часа. Если механические или кварцевые часы имеют вторую независимую измерительную систему и могут не только показывать текущее время, но и являться секундомером, такие часы называют хронографом. Хронометр — механические часы с особо точным ходом, их погрешность составляет всего несколько секунд в сутки.

АТОМНЫЕ ЧАСЫ

Самыми точными часами в мире в настоящее время считаются атомные часы. Это приборы, работа которых основана на собственных колебаниях атомов или молекул. С помощью электронных микросхем периоды этих колебаний сопоставляются с измеряемым промежутком времени. В современном мире существует несколько типов атомных часов. В их основе используются электромагнитные колебания водородного, цезиевого или ртутного квантового генератора.

Так, например, погрешность цезиевых часов, созданных на основе колебаний атомов цезия, составляет 1 секунду за 3 миллиона лет. В настоящее время этот показатель превосходят только ртутные атомные часы, работа которых основана на переходах между энергетическими уровнями иона ртути, который удерживается в электромагнитной ловушке. Их точность в 5 раз выше.

В чем состоит принцип работы цезиевых атомных часов? Щелочной металл подвергают нагреванию в печи. В определенный момент в атомах цезия электроны начинают «перепрыгивать» с одного энергетического уровня на другой. Полученная при излучении нагретого металла частота регулирует ход часов. Самые первые атомные часы были созданы в США на основе аммиачного квантового генератора. В дальнейшем такие часы появились в России и Японии, а на сегодняшний день их создание завершено и в Китае.

Именно с помощью цезиевых атомных часов определяется современный эталон для измерения времени и частоты. Он изменился в 1967 году, когда за одну секунду официально было принято 9 192 631 770 периодов электромагнитного излучения, появляющегося при переходе атомов изотопа цезия-133 с одного энергетического уровня на другой. Традиционные атомные часы очень большие, их высота достигает 2 м. Их применяют в контрольно-измерительных или исследовательских лабораториях, а также системах навигации. Однако в последнее время все чаще в прессе появляется информация о создании атомных часов маленьких размеров.

ЧАСЫ ДЛЯ ЭКСТРЕМАЛОВ

Автогонщикам и яхтсменам прекрасно подойдут хронографы . Для последних также полезными могут оказаться часы, показывающие время прилива и отлива.

Важной особенностью этих часов для выхода в открытое море является  то, что они механические. Часы с альтиметром подскажут скалолазам и спелеологам во время экспедиции, на какой высоте над уровнем моря они находятся. Такие часы рассчитаны на высоту подъема от -300 до 5000 м.

Часы для сноубордистов, роллеров, байкеров должны быть ударопрочными.Кстати, эти часы пока остаются самыми универсальными среди спортивных часов. Поэтому их выбирают любители разных видов активного отдыха. Путешественники по достоинству оценят часы с компасом, отсчитывающие расстояние.

http://chasy.dljatebja.ru/src/images/085.GIF

Отредактировано ОЛЬГА (2012-05-05 11:31:19)

Многие изобретатели старались усовершенствовать часы, и в конце XIX века они стали вещью обыденной и необходимой.

Отредактировано ОЛЬГА (2012-05-07 08:15:42)