Материальная культура.Часы

Содержание.

 

стр 1. Введение.

стр 2. «Время в науке». – Ученые о времени.

стр 2. «Секунды пошли». – история появления и использования; изменения в функции, конструкции, материале и декоре в различные исторические эпохи.

стр 5. «Часы современности». - различные виды часов в наше время.

Стр 5. «Интересные факты».

Стр 6. «Часы, как экспонат».

Стр 8. Используемая литература.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Часы — прибор для определения текущего времени суток и измерения продолжительности временных интервалов, в единицах, меньших чем одни сутки.

 

     В прежние  времена, положение солнца на небе давало наилучшее определение времени. Ночью и в облачные дни было невозможно определить время таким способом. Люди начали использовать построение теней от предметов на солнце, чтобы быть более точными и защитить свои глаза, так как им больше не нужно было смотреть на солнце. Египтяне считаются первыми, кто начал строить большие обелиски для создания. Другим изобретением были песочные часы, в которых использовалась вода. И у того, и у другого имелись свои ограничения, особенно, в градуировке и при смене температур. Песок был введен в использование в песочных часах лишь 700 году н.э. 
 Впервые механические часы были изобретены в 14 веке. В этих часах использовались пружины, рычаги и регуляторы хода, на них обычно не было указателей или циферблатов, они просто звонили по часам. Позже появились циферблаты и указатели.  
 В 15 веке были разработаны цилиндрические пружины, и размер часов был значительно уменьшен. Так же благодаря цилиндрической пружине позже были изобретены наручные часы. 
 До этого времени часы были не очень точными, однако изобретение маятниковых часов Кристианом Хайгеном в 1656 году, стало началом точности. Его маятниковые часы были точными до одной минуты ежедневно, нежели ранее использовавшиеся пружинные часы, которые были точными до пятнадцати минут. 
 В следующем веке Британский Парламент объявил о значительном вознаграждении тому, кто сможет решить проблему точного определения времени. Существовало множество теорий, как этого можно было добиться, и две основные теории полагались либо на звезды, либо на точные часы. Премию выиграл Джон Харрисон, который после многочисленных экспериментов с часами потерял только пять секунд из шести. 
 В течение 19 века было сделано много открытий, которые позволили поставить часы на массовое производство. Цены на часы были значительно снижены, и теперь они стали распространенными предметами обихода среди обычных людей. Наиболее используемыми были карманные часы. 
 Только в 1884 году страны согласовали временные зоны с четким взаимоотношением между ними. Они все еще действуют на сегодняшний день. «Время по Гринвичу» все еще рассматривается многими как место, где начинается время. 
 Сначала наручные часы носились только женщинами, но во время Первой Мировой Войны мужчины также начали носить наручные часы, которые стали более распространенными, чем карманные часы. Говорят, что во время войны солдаты нашли наручные часы более подходящими, чем карманные часы. 
 Начиная с 1960-х, большинство часов действует на кварце, нежели на цилиндрической пружине. Такие часы значительно дешевле и очень точны. Глобальная система навигации и определения положения, промысловая разведка, сотовые телефоны и прочие интересные приспособления уже сегодня могут быть встроены в наручные часы.

     Благодаря постоянному развитию технологий часы прошли долгий путь от средневековья  до наших дней, и сегодня мы пользуемся часами, которые в современной  жизни являются для нас не только удобным, но и абсолютно необходимым  предметом.                                                                1.

         Время в науке.

 

     С древнейших времен люди не просто существовали во времени, но и пытались осмыслить его суть. Гераклит Эфесский, живший на рубеже VI и V веков до н. э., писал, что мир полон противоречий и изменчивости, но время течет неизменно. Его знаменитое изречение «В одну и ту же реку нельзя войти дважды» абсолютно верно и сегодня, так же как 2 500 лет назад.

     Не  обошел проблему времени и Платон (427—347 годы до н. э.). Он утверждал, что все в мире повторяется через некоторые промежутки времени, или, как считают некоторые ученные, по расширяющейся спирали.

     Мир Галилея и Ньютона был бесконечен и однороден, но в нем время обосновалось уже твердо как одна из важнейших и особых координат. Все вокруг стали описывать как происходящее в непрерывном и бесконечном пространстве-времени. Ньютоновской механике необходимо было абсолютное и единое время во всей Вселенной, поэтому точность его измерения стала для науки главной технической задачей.

     Теория  абсолютного пространства и времени  просуществовала всего два столетия. На рубеже XIX—XX веков в физике произошли события, существенно изменившие представление человека об окружающем мире и времени в нем. Квантовая механика Шредингера и теория относительности Эйнштейна позволили осознать, что человек живет уже не в трехмерном, а четырехмерном мире, в котором время, взаимосвязанное с пространством, играет особую роль. Все вокруг стало относительным и вероятностным, многие точные понятия начали растворяться, и время стало зависеть от скорости и степени искривленности пространства. Но для того чтобы к этому прийти, человечеству потребовалась не одна сотня лет.

 
 

Секунды пошли…

 

     Первые  приспособления для измерения времени  появились примерно 6000 лет назад  на Ближнем Востоке и в Северной Африке.  Изначально способы измерения времени были придуманы  в культурной среде тех народов, которые нуждались в таких измерениях, потому что этого требовали их жесткие религиозные ритуалы.

     Например, первыми часами древних китайцев была промасленная веревка с равномерно распределенными узлами. Веревку  поджигали и по количеству сгоревших  звеньев отмеряли отрезки времени. Однако часами в современном понимании  такое приспособление назвать довольно сложно.

     Более совершенным устройством явились  солнечные часы. Простейший прибор был изобретен вавилонянами примерно 3,5 тысячи лет назад. Эти часы основаны на том, что солнце отбрасывает тень от предметов, и его путь по небу одинаков в одинаковые дни разных лет. Используя расчерченный круг и поправки на широту местности можно оценить, который сейчас час.                                                                                                                                                                               2.

     Разновидностью  солнечных часов являются часы с  вертикальным циферблатом – трость с делениями, у рукояти которой  было отверстие. В это отверстие  вставлялся специальный стержень, отбрасывавший  тень на деления посоха. Как правило, такими часами пользовались путники, пастухи, паломники и военачальники. Основным недостатком солнечных часов  было то, что они «работали» только в солнечное время, ночью же от них не было никакого толку, тогда им на замену приходила клепсидра, так греки называли водяные часы.

     Водные  часы представляли собой стеклянную емкость с нанесенными на стенки делениями, куда по капле подавалась вода из резервуара. Равномерность  капель обеспечивалась постоянством давления воды в наполненном до краев резервуаре.

     Не  менее распространенными в Европе и Китае были так называемые «огненные» часы — в виде свечей с нанесенными  на них делениями.

     Первые  песочные часы появились сравнительно недавно — всего тысячу лет назад. Эти часы основаны на том, что точно откалиброванный речной песок проходит через узкое отверстие, в 1 песчинку, в одинаковые промежутки времени. При этом люди быстро догадались использовать 2 полости, соединённые узким перешейком с отверстием для пересыпания песка. Половинки стеклянного сосуда имели форму чаши и предназначались для измерения небольших промежутков времени, обычно не более получаса (таким образом, самые лучшие часы того периода могли обеспечить точность измерений времени ± 15—20 минут в сутки), поэтому они  имели недостаток: после пересыпания песка из верхней полости в нижнюю их приходилось переворачивать. На флоте песочные часы назывались склянками

     Совершенно  новым этапом в долгом процессе усовершенствования механизмов для измерения времени  стало создание первых колесных часов. В них привод часов гирей был надежным и простым, а сила тяги — постоянной. Вес гири посредством колесной передачи приводил в действие вращающееся коромысло. Но так как баланс таких часов не имел собственного периода колебаний, то они были не очень точны.

     Самые первые механические часы были построены в Милане в 1335 году. Они отличались простотой конструкции и только показывали время. Однако уже спустя несколько лет в Италии появились часы работы Донди, которые показывали движение Солнца, Луны и пяти планет. С этого времени начинается часовой бум: непрерывное усовершенствование механизмов, усложнение внешнего вида, добавление всевозможных функций. До сих пор самым сложным механизмом являются часы во французском городе Безансон, состоящие из 18 тысяч деталей и 75 циферблатов, действующих одновременно. В России первые механические часы были установлены в Московском Кремле в 1404 году.

     Голландский учёный Кристиан Хайгенс в 1656 году изобрел  маятник для часов. Он усовершенствовал часы, которые использовались в Италии и которые в качестве энергии  использовали вес гирь. Хайгенс работал  без устали, добиваясь того, чтобы  изобретенный им механизм показывал  время с погрешностью не более 10 секунд. Часы продолжали эволюционировать в направлении точности и надежности, и в конечном итоге мы пришли к  прецизионным кварцевым часам, которые  в двадцатом веке стали вполне доступны широким массам. А вершиной точности измерения времени можно  считать атомные часы, которые  поражают своей технологичностью.

                                                                                                                                                                               3.

     Постепенно  почти все города и церкви обзавелись часами, равномерно отсчитывающими время  и днем, и ночью. Поверяли их, естественно, по Солнцу, подводя в соответствии с его ходом.

     Надо  сказать, что люди далеко не сразу  договорились начинать отсчет времени  с полуночи. На протяжении XIV столетия продолжали сосуществовать разные системы  отсчета: итальянские сутки начинались с заходом Солнца, вавилонские  — с рассветом, германские — в  полночь. Привычная нам система  деления суток на два 12-часовых  периода, с началом первого —  в полночь и второго — в  полдень, была предложена французами и  сразу же пришлась по вкусу европейцам.

     В начале XIX столетия, совпавшем с бурным развитием технического прогресса, с проблемой хранения времени столкнулись почтовые службы, пытавшиеся обеспечить движение почтовых экипажей по расписанию. В результате они обзавелись возимыми часами. А с появлением железных дорог часы получили в свое распоряжение и кондукторы. Чем активнее развивалось трансатлантическое сообщение, тем насущнее становилась проблема обеспечения единства отсчета времени по разные стороны океана. В этой ситуации возимые часы уже не годились. И тут на помощь пришло электричество, в те времена называемое гальванизмом. Электрические часы решили проблему синхронизации на больших расстояниях — сначала на материках, а потом и между ними. В 1851 году кабель лег на дно Ла-Манша, в 1860-м — Средиземного моря, а в 1865-м — Атлантического океана. А с 1899 года началась эра передачи сигналов точного времени по радио.

     Наиболее  точными часами, основанными на свободных  электромагнитных маятниках, были часы Уильяма Шортта, установленные в 1921 году в Эдинбургской обсерватории. Из наблюдения за ходом трех часов  Шортта, изготовленных в 1924, 1926 и 1927 годах в Гринвичской обсерватории, определили их среднесуточную погрешность  в 1/300 с, что соответствует ошибке 1 секунда в год. Точность часов  со свободным маятником Шортта позволила  обнаружить изменения продолжительности  суток. И в 1931 году начался пересмотр  абсолютной единицы времени —  звездного времени, с учетом движения земной оси. Эта ошибка, которой до того пренебрегали, достигала в своем  максимуме 0,003 секунды в сутки. Новая  единица времени была позднее  названа Средним звездным временем. Точность часов Шортта была непревзойденной.

     Работа  по усовершенствованию этого вида часов  привела к созданию в 1967 году кварцевых, а 1972 – электронных часов.

В 1918 году были впервые  построены часы, которые использовали свойства кварцевого резонатора. В 1937-м  кварцевые часы, разработанные Льюисом  Эссеном, были установлены в Гринвичской  обсерватории, их точность составляла около 2 мс/ сутки. А в 1944-м международные  сигналы времени в виде шеститочечных  сигналов Би-би-си генерировались с  помощью кварцевых часов, точность которых возросла уже до 0,1 мс/сутки.

Во второй половине ХХ века пришла пора часов электронных. В них место электрического контакта занял транзистор, а в роли маятника выступил кварцевый резонатор.

Сегодня именно кварцевые  резонаторы в наручных часах, персональных компьютерах, стиральных машинах, автомобилях, сотовых телефонах формируют  время нашей жизни.

 

                                                                                              4.

Часы  современности.

 

     В настоящее  время мы сталкиваемся с самыми разными  типами часов. Это, прежде всего наручные часы, которые, кроме удобства, часто служат показателем статуса их владельца. Настольные часы очаровательны и функциональны. Цифровые часы фиксируют время с точностью до десятых долей секунды и используются практически во всех соревнованиях, где важно определить победителя, пересекающего финишную прямую. Напольные часы часто являются не просто украшением жилища, но и драгоценным наследством, которое передается из поколения в поколение. И, наконец, простые настенные часы и кухонные таймеры заботятся о том, чтобы не подгорел ваш ужин, а будильники помогают вовремя проснуться.  Энергию, которую используют современные часы, они получают от солнечных батарей, от аккумуляторов, от автоматической или ручной подзаводки.