ВРЕМЯ, КОТОРОЕ ВСЕГДА С ТОБОЙ

Часы прибор, отсчитывающий время в течение суток. Часы настолько привычны, что даже самые современные модели мало нас удивляют.

Между тем у часов не только древнейшая, но и очень любопытная история.

Достоверно известно, что самые первые указатели времени появились в середине III тысячелетия до н.э. Это были солнечные часы, представлявшие собой простой стержень (или пластинку), тень от которого в солнечный день падала на горизонтальный циферблат; самая короткая тень показывала полдень.

Солнечные часы английского мастера Джона Бредли. Начало XVII

Поэтому придумали (в III тысячелетии до н.э.) водяные часы: вода по капле поступала в сосуд со шкалой, проградуированной в единицах времени. Часы назвали клепсидра (в переводе с греческого «воровка воды»).

Они существовали очень долго вплоть до середины XIX в. Затем появились часы песочные и «огневые» свечи и масляные лампы с делениями.

«Огненные» часы масляная лампа и свеча с делениями

Подлинную революцию в истории приборов для определения времени совершили механические часы.

Первое упоминание о них относится к концу VI в. С той поры люди утратили интерес ко всем другим подобным устройствам и занялись улучшением новинки.

Конструкция первых механических часов была простой. Гири на верёвке, намотанной на горизонтальный вал, опускались и через систему зубчатых колёс двигали стрелки.

Башенные часы. Прага. XV в. Часы показывают не только время, но и фазы Луны.

Сначала механические часы устанавливали лишь на самых высоких зданиях, потому-то такие часы и получили название башенных.

В России они впервые появились в Московском Кремле (1404 г.). Их механизм, работы монаха Лазаря Сербина, приводили в действие гири.

В 1510 г. немецкий механик П. Генлайн приспособил к часовому механизму пружину в виде стальной спирали и сделал первые карманные часы.

Но поскольку туго закрученная пружина действует на механизм с большей силой, чем раскрутившаяся, возникла потребность в устройстве, подающем энергию равномерно.

И тогда изобрели колебательную систему маятник в стенных и напольных часах и балансир (крутильный маятник) в настольных и карманных. Маятник обладает важным свойством: период его колебаний (или вращений) не изменяется

Если энергия пружины или гири будет постоянно поддерживать незатухающие колебания маятника, а механизм считать их, то часы должны показывать время весьма точно.

Маятник оснастили спусковым механизмом.

В 1675 г. нидерландский учёный X. Гюйгенс предложил использовать в качестве регулятора колебаний крутильный маятник балансир со спиралью.

Система Гюйгенса до сих пор применяется в наручных и настольных механических часах. Балансиром служит массивное колечко, к которому крепится тонкая спиральная пружинка (волосок). Поворачиваясь, балансир качает анкер.

Палеты анкера из синтетического рубина поочерёдно входят между зубьями спускового колеса. За один период качания балансира колесо поворачивается на несколько градусов ширину одного зуба. При этом оно подталкивает скобу анкера, и тот, поворачиваясь, подкручивает балансир.

Минутной и секундной стрелками часы оснастили лишь в середине XVII в. И тут стали заметны значительные погрешности: часы то немного спешили, то отставали.

Оказалось, что причина тому материал, из которого изготовлен маятник (спираль). Расширяясь или сокращаясь при нагревании или охлаждении, маятник колебался с разной частотой, из-за чего возникали ошибки в отсчёте времени. Пришлось изобретать особый материал, устойчивый к температурным перепадам, инвар. В итоге погрешность хода механических наручных часов даже при резкой смене температуры не превышает за сутки и полсекунды.

Появились также электронно-механические часы с кварцевыми осцилляторами в качестве колебательных систем. В них электрические импульсы спускового регулятора управляют работой миниатюрного электродвигателя Первые попытки применения электрических устройств в часах относятся к 3040-м гг. XIX в., однако определять время с помощью электроэнергии начали лишь столетие спустя.

Эти часы отличаются высокой точностью хода погрешность не превышает 2 с в сутки, в то время как у электрических с балансиром она достигала 15 с.

Наконец, были созданы электронные часы с электронной схемой и цифровым индикатором на жидких кристаллах или светодиодах.

В сущности, это миниатюрные специализированные электронно- вычислительные устройства. Помимо генератора в них входят делители, формирователи, умножители, усилители электрических колебаний и другие элементы электронной техники.

Для большей стабильности работы генератор оснащается кварцевым резонатором, что значительно повышает точность хода. В таком случае генератор называют кварцевым, а часы электронными кварцевыми.

Поразительна компактность их электронного механизма он может уместиться на пластинке размером 0,5×0,5 см и толщиной 0,1 мм.

Поскольку наручные часы большую часть суток соприкасаются с телом человека, их стали использовать для контроля за состоянием здоровья «хозяина». У некоторых марок часов имеется тонометр (от греч. «то'нос» «напряжение» и «ме'трон» «мера»), который в любой момент может показать величину кровяного давления и частоту пульса, высветив данные на мини-дисплее.

Особую группу составляют астрономические часы, используемые при наблюдениях за небесными светилами и для хранения времени; их суточная погрешность составляет 10-8 с. Астрономические часы Шорта. 20-е гг. XX в. Англия. Астрономические часы Федченко (АЧФ-3) г. Россия.

Сейчас часы для нас становятся не только измерителем времени, но и модным аксессуаром.

Презентацию подготовила Б аданина Ирина Васильевна у читель физики М ОУ СОШ 73 Города Ульяновска