Экспортированная страница участника

Часы – прибор, отсчитывающий время, с принципом работы, основанном на постоянных периодических процессах (астрономических, механических, физических).

История часов

Основная статья: История часов

Классификация по принципу работы

Солнечные часы

Солнечные часы – первые часы человечества, принцип работы которых основывался на длине тени. Каменный Стоунхендж, созданный на рубеже каменного и бронзового веков, поразительно точно помогал вести счет дням, отмечать начало времен года и даже предсказывать солнечные и лунные затмения и дни зимнего и летнего солнцестояния.

Летнее солнцестояние, Стоунхендж

В дальнейшем солнечные часы стали общедоступны и у египтян, и у греков, располагаясь на рынках и площадях городов, а также украшая храмы, как знаменитые часы храма Аполлона в Помпеях. Специальная шкала позволяла дробить время на равные интервалы.

Водяные часы

На смену солнечным часам пришли водяные.

Простейшие водяные часы использовались для отмерения времени греческим и римским ораторам на судах, из-за чего позднее у римлян появилось устойчивое выражение aquam perdo – «теряю воду».

Самые древние китайские водяные часы при Желтом императоре делили сутки на 100 равных отрезков и служили для оттока воды, но впоследствии были усовершенствованы до нескольких регулируемых подающих воду сосудов, со стабильной скоростью потока.

Водяные часы Ктесибия Александрийского (150 год до н.э.) использовали аристотельский принцип передачи сил с помощью зубчатого механизма. Часы приводились в движение водяным колесом. К барабану циферблата на скрытый поплавок была прикреплена статуэтка со стрелкой в руке. Из глаз другой статуэтки капали слезы и текли по специальной трубке в поплавковую камеру, где поднимающийся уровень воды приводил стрелку в движение. Специальное устройство по ночам сбрасывало мелкие камешки в металлическую чашку, подавая звуковой сигнал, отмечающий промежуток времени.

Клепсидра

Еще одни водяные часы были установлены в афинской Башне ветров. Чудо инженерной мысли демонстрировало принцип четырех стихий, так как включало флюгер, солнечный циферблат и звездную карту.

В средние века клепсидры (греч. klepto «краду» и hydor «вода») использовались в европейских монастырях для определения времени богослужений, их принцип работы стал прообразом для механических часов.

Механические часы

Имя изобретателя механических часов точно не известно. Одни приписывают изобретение Пацификусу из Вероны в IX веке, другие – папе Сильвестру II, который якобы еще монахом для города Макбурга изготовил гиревые башенные часы.

Мастера XV века придумывали все более изощренные механизмы с движущимися в специальных окошках над циферблатом фигурками. В России первые часы были установлены в 1404 году в Московском Кремле. Они приводились в движение гирями, имели планетарный механизм, отмечавший лунные фазы, и механизм боя. Вместо стрелок часы имели вращающийся циферблат.

Пражские куранты, Староместская площадь

Механические часы изначально только били в колокол в определенное время и не имели циферблата. Такой формат просуществовал недолго и сменился стрелочным механизмом, а замена гиревого механизма пружинным позволила создать компактные часы, которые можно было носить в руке. Однако они поначалу имели только часовую стрелку, не защищенную крышкой или стеклом. Показания очень сильно зависели от степени завода пружины. Проблему решил Яков Чех (Цех) из Праги, изобретя «улитку», выравнивающую усилия пружины.

Нюрнбергский механик Питер Хенлейн около 1500 года заменил гири стальной пружиной, создав часы со шпиндельным механизмом. Они были примерно 12см в диаметре и 7 см в толщину.

Огневые часы

В Китае в то же время пользовались огневыми часами: время измерялось прогоранием благовоний на специальных подставках с засечками, обычно в форме драконов. В Европе в начале XIII века аналогично использовались свечи с нанесенной шкалой.

Швейцарские горцы подвешивали над медным тазом камешек на веревке, прикрепленной к основанию свечи. Свеча прогорала, и камень срывался со звоном в таз, действуя как будильник.

Песочные часы

Песочные часы

Песочные часы впервые упоминаются в Париже в 1339г. в документе с рекомендациями по изготовлению порошка черного мрамора. В XIV веке они уже были широко распространены благодаря точности и дешевизне. Точность эта определялась сыпучестью и зернистостью песка. Песок обжигался и многократно просеивался через сита. Но иногда использовали яичную скорлупу или свинцовую пыль, особенно ценившуюся за минимальное воздействие на стенки сосуда. Недостатком можно отметить небольшие интервалы времени, которые можно было отмерить без переворачивания колбы.

Но на кораблях песочные часы прижились лучше всего. Четырехчасовая вахта делилась на 8 «склянок» по 30 минут. Местоположение определялось сравнением местного времени астрономическими приборами со временем нулевого меридиана, которое возили с собой.

Маятниковые часы

Голландский физик-астроном Х. Гюйгенс на основании открытия Галилея о частоте колебаний маятника, не зависящей от амплитуды, в 1657г. использовал маятниковый механизм регулятора хода, благодаря чему погрешность часов снизилась всего до 5-10 сек в сутки. Английский мастер В. Клемент через 13 лет смог добавить в часы секундную стрелку.

Хронометры

Часы – это самая распространенная автоколебательная система, источником энергии которой является поднятая гиря или заведенная пружина. Маятник, проходя через положение равновесия, получает толчок, увеличивающий его скорость и энергию. При этом он сам приводит в движение храповой механизм, подталкивающий его в нужный момент. В правильно отрегулированных часах энергия, получаемая при толчке, точно равна энергии, теряемой между двумя толчками, и колебания стационарны.

Навигационно эти открытия были бесполезны, так как маятники сбивались от качки. В 1675г. для морских хронометров Гюйгенс предложил систему баланс-спирали вместо маятника. На основе этого изобретения французы и англичане создали точные переносные часы.

Электрические часы

Часовое дело шагнуло вперед, когда для приборов в качестве источника энергии массово стало использоваться электричество. А. Бейн из Эдинбурга в 1840г. получил патент на электрические часы. Через 5 лет он представил первый экземпляр на электромагнитных импульсах. В 70-х годах XIX века началось серийное производство маятниковых и балансовых электромагнитных часов.

Кварцевые часы

Электронные часы

В 30-х годах XX века точность часов достигла максимума с изобретением кварцевых моделей. Конструкция часов позволяла нейтрализовать малейшие искажения при движении Земли. Принцип работы механизма основывался на пьезоэлектрических колебаниях отшлифованных кристаллов кварца. А использование жидких кристаллов позволило создать часы с электронным индикатором.

Атомные часы

Самыми точными часами на данный момент являются атомные, изобретенные в 1955г., их погрешность составляет всего 1 сек/1 000 лет.

Под действием радиочастотной энергии атомы возбуждаются и поступают в камеру, где подвергаются распаду, излучая свет определенной частоты, который остальная часть часов пытается уловить и посчитать его колебательные циклы.

В настоящее время ученые ведут разработку атомных часов, которые помещались бы в микрочип и позволили бы использовать атомное время повсеместно.

Смарт-часы

Наручные часы обрели вторую популярность с появлением смарт моделей от крупнейших производителей электроники. Теперь часы не только показывают время на основании GPS, но и могут следить за физическим состоянием своего владельца, контролируя активность и жизненные показатели. Фактически смарт-часы представляют собой дублер смартфона.

Однако, формат классических наручных часов также не сдает позиций, являясь зачастую статусным дорогостоящим аксессуаром в определенных кругах.

Известные мировые марки

Одна из старейших швейцарских марок – Blancpain, пострадавшая в 70-х годах от популярности  японских кварцевых часов, отказалась от использования данной технологии и совершенствует классические механизмы, например, оснащая их турбийоном, корректирующим воздействие гравитации на точность часового хода.

Традиционные часовщики королевских домов – Cartier. Модный дом изготавливал модели для английской принцессы Елизаветы, паши Марракеша и непальского принца. В 1904г. Луи Картье изготовил для друга первые квадратные часы на кожаном ремешке. В дальнейшем марка не раз экспериментировала с формами, выпуская «бочку» (прямоугольник с округлыми гранями), «танк» (прямоугольник с утолщенными боковыми гранями, в проекции напоминает танк) или искривленный циферблат в модели «Crash».

Vacheron Constantin делали ставку не только на механическое совершенство, но и изысканность, изготавливая крышки из сапфирового стекла и украшая бриллиантами. Но основной фирменный знак этого дома – роспись по эмали. Например, серия миниатюр с изображением птиц. Это примерно 400 часов работы и более 30 обжигов эмали. 

Swatch – популярная марка среди молодежи с оригинальными дизайнами циферблатов и ремешков, изготовленных из латексного силикона, пластика и матового металла.

Omega – первые часы, побывавшие на Луне 21 июля 1969 года. Слова высадившихся астронавтов выгравированы на внутренней стороне крышки «Speedmaster». С тех пор марка выпустила часы, использовавшиеся на борту станции «Мир». Часы для экстремальных условий стали визитной карточкой фирмы, хотя они и выпускают изысканные модели с драгоценными камнями.

Карманные часы

Tissot с 1866 была официальным поставщиком Российского Императорского двора, а в 1904 начала выпуск «Царских часов» по заказу Общества императорской гвардии Волынского полка, а впоследствии и для русской армии. Копии тех самых карманных часов в позолоте ценители носят до сих пор. В 1915г. в России появилась первая модель наручных часов, которую лично продвигал Поль Тиссо, женатый на русской фрейлине. События 1917г. прекратили представительство марки в Москве. Современные модели имеют демократичные цены, рассчитанные на средний класс.

Patek Philippe придумали носить часы на запястье. Их изделия всегда отмечены Женевским клеймом как гарантией качества, так как они владеют не только заводом (и никогда не покупают детали других производителей), но и сами готовят мастеров. Часы этого дома носили королева Виктория, Альберт Эйнштейн, Шарлотта Бронте, Мария Кюри, Рихард Вагнер, Редьярд Киплинг, Л.Н. Толстой и княгиня Е.М. Долгорукая.

Примечания

Литература

1. Матвеев, О. Часы / О. Матвеев // ГЕО. — 2000. — № 12. — С. 37—46
2. Новая школьная энциклопедия. Вещество и энергия. / сост. В. И. Бабецкий, Г. Т. Хачатурова. — М.: ООО «Издательство «РОСМЭН-ПРЕСС», ООО «ТД «Издательство Мир книги», 2005. – 736 с., ил. — 6200 экз.— ISBN 5-486-00179-7.
3. Часы // Большой энциклопедический словарь / ред. А.М. Прохоров. - М.: Большая российская энциклопедия, 2000. – 1434,[21] c. — ISBN 5-85270-160-2.
4. https://www.scientificamerican.com/article/who-invented-the-measurement-of-time/
5. https://www.npr.org/2022/12/16/1139780043/what-is-time-physics-atomic-clocks-society
6. https://www.fastcompany.com/3062576/what-i-learned-working-with-jony-ives-team-on-the-apple-watch

Одним из источников этой статьи является статья в википроекте «Рувики» («Багопедия», «ruwiki.ru») под названием «Участник:Jaryosil/Часы», находящаяся по адресу: «https://ru.ruwiki.ru/wiki/Участник:Jaryosil/Часы» Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?»