головна сторінка головна сторінка головна сторінка головна сторінка

Час

Наука и техника
 
ru - ua - en - fr - by - de - es

Обертання Землі й Місяця визначає тривалість років, пір року, місяців і днів. Колись такого поділу часу було достатньо для організації людьми своєї життєдіяльності, але сьогодні ми не можемо представити своє життя без годинника

Цикл обертання Землі навколо Сонця становить один рік. За цей час одні зірки поміняють інші на нічнім небі, а в погоді відбуваються сезонні зміни. Як тільки була виявлена така послідовність подій, люди навчилися витягати зі своїх спостережень практичну вигоду. Наприклад, поява певної зірки означала, що настав час сівби. Прадавні єгиптяни знали, що щорічні розливи Нила завжди починалися незабаром після появи над обрієм зірки Сиріус


Юліанський календар

Тривалість доби визначається обертанням Землі навколо своєї осі, а нам здається, що Сонце сходить і заходить. Складність при складанні календаря пов'язана з тим, що рік триває не ціла кількість днів, а приблизно 365,25 дня. В 15 році до п. е. Юлій Цезар розв'язав цю проблему й увів календар, у якім за трьома роками, але 365 днів випливав 366вденний високосний рік


Григорианский календар

Григорианский календарСпочатку до юліанського календаря претензій не було, але поступово стало ясно, що рік триває на 11 хвилин менше, чим порахували. Ця погрішність була усунута в 1582 г. татом Григорієм XIII, що видали указ, згідно з яким день 5 жовтня випливало вважати 15 жовтня. А якщо ні, то календарні дати усе більше й більше не збігалися б з певними порами року. Щоб виключити таку погрішність у майбутньому, він також розпорядився вікові роки вважати високосними лише тоді, коли вони діляться на 400 без залишку. Цей григорианский календар як і раніше використовується в західні країнах

День і ніч були самими короткими періодами часу, відомими нашим далеким предкам. Більш точне літочислення з'явилося близько 4000 року до й. э., коли прадавні єгиптяни розбили час доби на годинник. Першим хронометром був сонячний годинник, що полягав в основному зі стовпчикаупокажчика (гномона), який устромлявся в землю таким чином, щоб відкидати тінь на шкалу з годинними розподілами. Коли сонце рухалося по небокраю, тінь від гномона переміщалася по шкалі й показувала час


Вода, пісок і віск

Головний недолік сонячних годин полягав у тому, що ними не можна було користуватися в нічний час і в похмурі дні. Цю проблему в остаточному підсумку вдалося розв'язати близько 1500 року до й. э., коли єгиптяни винайшли клепсидру, або водяний годинник. Найпростіший вид таких годин являв собою посудина з маленьким отвором у нижній частині. Залита в посудину вода повільно випливала через отвір, а рівень води щодо розміченої шкали показував минулий час

На зміну сонячному годиннику прийшли піскові, у яких пісок сипався через суженую частина скляної посудини, показуючи витікання певного періоду часу, найчастіше напівгодини або години

Для відліку часу також широко використовували палаючу свічу. Карбу на воску показували, скільки пройшло годин з моменту запалювання свічі


Механічний годинник

 Механічний годинникПерші механічний годинник з'явився в Європі близько 1275 г., однак ім'я винахідника нам не відомо. Підвішений на мотузці вантаж обертав колесо, що приводило в дію механізм годин, який щогодини видавав дзенькіт. Незабаром у годин з'явилися стрілки й циферблат

Важлива деталь годин - регулятор ходу, обладнання, що обмежує швидкість механізму за рахунок покрокового обертання зубчастого колеса. Регулятором ходу управляє таймер, що забезпечує потрібну швидкість ходу годинника

Хід стародавніх механічних годин регулювався "фолиотом" - балансиром, що полягали з поперечки, що кріпиться на вертикальному стрижні, із противагами на обох кінцях. Балансир розгойдувався взадпуперед, його коливання передавалися на регулятор ходу, і той регулював швидкість обертання механізму


Годинник з боєм

Близько 1330 г. в Італії був створений годинник з боєм, у яких кількість ударів відповідала кожній годині. А приблизно в 1475 році був винайдений годинник із пружинним заводом. Це привело до розробки портативних годин, що було нереально для механізмів сгирями.

До XVI століття годинник мав тільки одну, годинну, стрілку. Частки години можна було визначити лише приблизно. Це влаштовувала більшість людей. Але астрономи потребували більш точної реєстрації своїх спостережень. У результаті з'явився годинник із хвилинною, а деякі навіть із секундною стрілкою. Годинник, хід яких регулювався фолиотом, ішли неточно, але з появою в XVII столітті маятникових годин точність літочислення значно покращилася


Точність маятникового механізму

Купити ДПА 2018 4 клас на сайті gbooks.in.ua.

В 15805е рр. італійський фізик і астроном Галилео Галилей (1564-1642) відкрив ізохронність коливань маятника. В 1641 році він склав план використання маятника для регулювання ходу годин, але через рік умер, і лише в 1649 році його син Винченцо й слюсар по імені Балестри. нарешті, зробив годинник Галилея. Більш досконала конструкція таких годин була розроблена голландським ученим Християном Гюйгенсом наприкінці 16506х рр., завдяки чому маятник зарекомендував себе точним регулятором ходу, а добова погрішність годин знизилася з декількох хвилин до десятка секунд

Інший вид регулятора ходу годин був створений в 1658 г., коли Роберт Хук винайшов пружину балансира, або волосковую пружинку. Ця топка гвинтова пружина кріпилася до так званого балансира. Пружина по черзі закручувалася й розкручувалася залежно від напрямку руху балансира. Цей рух дозволяв управляти регулятором ходу. Головна перевага балансира в порівнянні з маятником полягало в тому, що на його роботу набагато менше впливало переміщення годин. Так стало можливим виготовлення менших по розміру й більш точного кишенькового й наручного годинника

До початку XVIII ст. нові географічні відкриття й, як результат, розширення світової торгівлі привели до різкого збільшення кількості тривалих морських подорожей. Для успішного плавання морякам необхідний був точний метод визначення місцезнаходження свого судна. Складніше всього було визначати довготу - число градусом до сходу або заходу від Гринвичского меридіана. Для цього були потрібні точний годинник, що показував час за Гринвічем (Англія). Але хитавиця судів порушувала роботу маятника, а годинник з балансирним регулятором ходу йшли неточно в умовах екстремальних температур, що негативно позначаються на роботі тонкої волосковой пружини


Нагорода за точність

Дана проблема була настільки серйозної, що в 1714 г. уряд Англії встановив нагороду в 20 тисяч фунтів стерлінгів тому, хто зможе, запропонувати метод точного визначення довготи під час мореплавання. При цьому необхідна точність була настільки високої, що якби мова йшла про годинник, їх добова погрішність не повинна була перевищувати трьох секунд протягом шести тижнів. Нагорода дісталася теслі Джону Гаррисону, що сконструював кілька хронометрів - точних годин для цілей мореплавства. В 1760 т. у конкурсі перемогла його четверта модель. Під час одного мореплавання погрішність його годин склала лише 54 секунди за 156 днів, Гаррисон знайшов спосіб, при якім коливання температури змінювали ефективну довжину волосковой пружини, забезпечуючи автоматичну компенсацію погрішностей, що раніше були


Сучасний годинник

Ряд сучасних стаціонарних і наручних годин випускаються з механічним приводом, однак усе більше поширення одержують електричні й електронний годинник. У багатьох електричному годиннику хід стрілок забезпечує моторчик, що працює від мережі змінного струму частотою 50-60 Гц. Подібний принцип роботи й у деяких цифрових електронних годин, але вони показують час на цифровому світловому табло. Електронному наручному годиннику необхідний свій регулятор ходу, і цю роль часто відіграє кварцовий кристал, що забезпечує майже постійну частоту вібрації під впливом електрики. Вібруючий кристал генерує точно отмеренные за часом електричні імпульси, які управляють індикацією електронних цифр або рухом механічних стрілок. Деякий стаціонарний годинник також працював на кварцові кристалах

Кварцовий годинник давав дуже високу точність - до 1/30 секунди в добу, але й це "учорашній день" у порівнянні з атомним годинником, що використовував частоту випромінювання атомів певних елементів (наприклад, цезію), що й забезпечують електронну індикацію часу з погрішністю менш однієї секунди за тисячу років. Такий годинник використовувався в експериментах, що вимагають точного відліку часу й для визначення самого часу: сьогодні секунда визначається як відрізок часу, за який атоми цезію-133 випромінюють 9 192 631 770 імпульсів у певних конкретних умовах.

Rambler's Top100