Древние приборы времени

            Еще в древние времена люди заметили закономерность смены дня и ночи, времен года. За 5 веков до нашей эры в Египте уже знали, что год состоит из 365 дней. Египетские астрономы, наблюдая за ходом небесных светил, в зависимости от их положения делили год на месяцы, месяцы разбивали на недели, недели на сутки, а сутки на часы. За единицу измерения времени были приняты сутки – время одного оборота Земли вокруг своей оси. Сутки в свою очередь были разделены на 24 часа, час на 60 минут, а минута на 60 секунд.

            Время показывают часы. Они появились за несколько сот лет до нашей эры в странах Востока, Египте, Риме, Греции, Китае. Это были солнечные, водяные, песочные и огневые часы.

             Солнечные часы представляют собой шест, палку или колонну в центре круга, разделенного на 12 частей, каждая часть соответствует 1 часу. Тень от шеста в течение дня перемещалась по кругу по делениям этого своеобразного циферблата и показывала время. Солнечные часы строились вплоть до 16 века, но они были неточны и неудобны, т.к. в пасмурную погоду они бездействовали и их нельзя было взять в путешествие с собой или на поле сражения.

             Водяные часы представляли собой конусный сосуд, в нижней части которого находилась трубка, через которую вода вытекала в специальный приемник, на стенках которого были нанесены деления, соответствующие часам. Эти часы тоже были неточны, т.к. вода вытекала неравномерно, но, несмотря на это, такие часы получили большое распространение. Постепенно их конструкция совершенствовалась, а Ктезибею Александрийскому удалось создать водяные часы такой точности, что ими можно было пользоваться для астрономических наблюдений. Его часы имели систему зубчатых передач и подобие механизма башенных часов. Но и водяные часы были несовершенны, т.к. в холодную погоду вода замерзала, и их, как и солнечные часы, нельзя было взять с собой.

           Песочные часы оказались наиболее удобными. Они состояли из 2-х сообщающихся стеклянных сосудов, закрепленных в деревянной оправе. Верхний сосуд с отверстием в дне наполнялся песком, который постепенно высыпался в нижний сосуд. В зависимости от емкости сосудов эти часы отсчитывали определенный период времени – 15 мин., полчаса, час. Песочными часами до сих пор пользуются в медицинских учреждениях и в лабораториях. Такими часами – склянками – пользовались и на кораблях, отмеряя вахты.

          Огневые часы были очень просты. Так, рудокоп брал с собой в шахту лампу с определенным количеством масла. Когда масло сгорало, огонь гас, и рудокоп знал, что рабочий день закончен. Были даже огневые часы-будильник, которые представляли собой спираль из горючего материала, укрепленную над тарелкой. На определенном расстоянии по спирали были закреплены металлические шарики. Спираль сгорала и шарики по мере сгорания спирали падали на тарелку, отстукивая прошедшее время.

         Но время шло и росла потребность в наиболее точных часах. На смену солнечным, водяным, песочным и огневым часам пришли механические часы. Первые упоминания о механических часах относятся в XI веку нашей эры. В качестве источника энергии уже использовалась сила падающей гири и через колесную систему вращение передавалось стрелке, показывающей время. Механические часы устанавливались на башнях и потому получили название башенных часов. Первые башенные часы имели только одну стрелку.

          Но точность этих часов также была недостаточной. И вот однажды великий итальянский ученый Галилео Галилей обратил внимание на маятник (это обычный стержень, верхний конец которого закреплен неподвижно). Если этот маятник толкнуть, то он станет равномерно колебаться вправо и влево, и если ему постоянно сообщать энергию, то есть толкать его, то он может служить для измерения времени, но для этого нужен специальный колесный механизм, который с помощью стрелок будет показывать время. Конструкцию такого механизма создал нидерландский ученый Гюйгенс в 1657 году.

      В ХVI веке появились карманные часы, а в конце ХIХ века – наручные часы, в том числе с различными дополнительными устройствами.

   Очень точными механическими часами являются астрономические часы, находящиеся в обсерваториях. Для обеспечения точности хода их заботливо охраняют от толчков, сотрясений, изменения температуры, давления, влажности воздуха. Как правило, они помещаются в глубоких бетонированных подвалах в герметически закрытом стеклянном колпаке, откуда выкачан воздух. Астрономические часы Шорта считались самыми точными и были установлены во многих обсерваториях мира, они имели отклонение от точного времени на 0,002 – 0,003 сек., а изобретенные позже астрономические часы, разработанные советским инженером-конструктором Федченко были в 10 раз точнее часов Шорта. Но даже такая точность недостаточна для ученых, изучающих ядерные процессы.

        Американские физики в 1927 году выдвинули идею создания кристаллических кварцевых часов. Такие часы имеют погрешность в 1/10000 долю секунды. За 30 лет они накапливают ошибку в 1 секунду. В нашей стране такие часы были созданы в 1938 году.

          Но самыми точными на данный момент являются атомные часы, с их помощью удалось сделать открытие, что наша Земля неравномерно вращается вокруг своей оси, так весной она вращается медленнее, а осенью быстрее.