Pirmasis laiko mokslas yra astronomija. Senovės observatorijų stebėjimų rezultatai buvo naudojami žemdirbystei ir religinėms apeigoms. Tačiau tobulėjant amatams atsirado būtinybė matuoti trumpus laiko tarpus. Taip žmonija priėjo prie laikrodžio išradimo. Procesas buvo ilgas, kupinas sunkaus geriausių protų darbo.
Laikrodžių istorija siekia daugelį šimtmečių – tai seniausias žmonijos išradimas. Nuo į žemę įsmeigtos lazdos iki itin tikslaus chronometro – šimtų kartų kelionė. Jei reitinguosime žmonių civilizacijos pasiekimus, tai nominacijoje „puikūs išradimai“laikrodis bus antroje vietoje po rato.
Buvo laikas, kai žmonėms pakakdavo kalendoriaus. Bet atsirado amatai, reikėjo fiksuoti technologinių procesų trukmę. Tai truko valandas, kurių tikslas – išmatuoti trumpesnius nei para laiko intervalus. Tam žmogus šimtmečius naudojo įvairius fizinius procesus. Jas įgyvendinančios konstrukcijos taip pat atitiko.
Laikrodžių istorija padalinta į dvi dalisdidelis laikotarpis. Pirmasis trunka kelis tūkstantmečius, antrasis – trumpesnis nei vienas.
1. Laikrodžio istorija, vadinama paprasčiausia. Šiai kategorijai priklauso saulės, vandens, ugnies ir smėlio prietaisai. Laikotarpis baigiamas švytuoklės periodo mechaninių laikrodžių tyrimu. Tai buvo viduramžių varpeliai.
2. Nauja laikrodžių istorija, pradedant švytuoklės ir balanso išradimu, o tai pažymėjo klasikinės virpesių chronometrijos raidos pradžią. Šis laikotarpis dar nesibaigė.
Saulės laikrodis
Patys seniausi, atėję pas mus. Todėl būtent saulės laikrodžio istorija atveria didžiųjų išradimų chronometrijos srityje paradą. Nepaisant akivaizdaus paprastumo, jie išsiskyrė daugybe dizainų.
Saulės laikrodis pagrįstas tariamu Saulės judėjimu per dieną. Atgalinis skaičiavimas pagrįstas ašies metamu šešėliu. Juos naudoti galima tik saulėtą dieną. Senovės Egiptas tam turėjo palankias klimato sąlygas. Didžiausias paplitimas Nilo krantuose gavo saulės laikrodį, kuris buvo obeliskas. Jie buvo įrengti prie įėjimo į šventyklas. Gnomonas vertikalaus obelisko pavidalu ir ant žemės pažymėta skalė – taip atrodė senovinis saulės laikrodis. Žemiau esančioje nuotraukoje parodytas vienas iš jų. Vienas iš Egipto obelskų, gabentų į Europą, išliko iki šių dienų. 34 metrų aukščio gnomonas šiuo metu stovi vienoje iš Romos aikščių.
Įprastas saulės laikrodis turėjo reikšmingą trūkumą. Jie apie jį žinojo, bet ilgai jį iškentė. Skirtingais sezonais, tai yra vasarą ir žiemą, valandos trukmė nebuvo vienoda. Tačiau tuo laikotarpiu, kai dominavo agrarinė santvarka ir amatų santykiai, tikslaus laiko matavimo nereikėjo. Todėl saulės laikrodis sėkmingai egzistavo iki vėlyvųjų viduramžių.
Gnomonas buvo pakeistas progresyvesniu dizainu. Patobulinti saulės laikrodžiai, kuriuose šis trūkumas buvo pašalintas, turėjo lenktas svarstykles. Be šio patobulinimo, buvo naudojamos įvairios versijos. Taigi Europoje sieniniai ir langiniai saulės laikrodžiai buvo įprasti.
Daugiau tobulinama 1431 m. Jį sudarė šešėlinės rodyklės nukreipimas lygiagrečiai žemės ašiai. Tokia rodyklė buvo vadinama pusašiu. Dabar šešėlis, besisukantis aplink pusę ašies, judėjo tolygiai, pasisukdamas 15° per valandą. Tokia konstrukcija leido pagaminti savo laikui pakankamai tikslų saulės laikrodį. Nuotraukoje pavaizduotas vienas iš šių įrenginių, saugomų Kinijoje.
Norėdami tinkamai sumontuoti, jie pradėjo tiekti konstrukciją kompasu. Visur atsirado galimybė naudoti laikrodį. Buvo galima pagaminti net nešiojamus modelius. Nuo 1445 m. saulės laikrodis buvo pradėtas statyti tuščiavidurio pusrutulio pavidalo su rodykle, kurios šešėlis krito ant vidinio paviršiaus.
Ieškoti alternatyvų
Nepaisant to, kad saulės laikrodžiai buvo patogūs ir tikslūs, jie turėjo rimtų objektyvių trūkumų. Jie buvo visiškai priklausomi nuo oro, o jų veikimas apsiribojo dalimidiena tarp saulėtekio ir saulėlydžio. Ieškodami alternatyvos, mokslininkai ieškojo kitų būdų, kaip išmatuoti laiko intervalus. Reikalavo, kad jie nebūtų siejami su žvaigždžių ir planetų judėjimo stebėjimu.
Paieška paskatino sukurti dirbtinius laiko standartus. Pavyzdžiui, tai buvo intervalas, reikalingas tam tikram medžiagos kiekiui nutekėti arba sudegti.
Paprasčiausi laikrodžiai, sukurti šiuo pagrindu, nuėjo ilgą kelią kuriant ir tobulinant dizainą, taip atverdami kelią ne tik mechaninių laikrodžių, bet ir automatikos įrenginių kūrimui.
Clepsydra
Pavadinimas „clepsydra“įstrigo už vandens laikrodžio, todėl yra klaidinga nuomonė, kad jis pirmą kartą buvo išrastas Graikijoje. Realybėje taip nebuvo. Seniausia, labai primityvi klepsidra buvo rasta Amono šventykloje Phoebe mieste ir saugoma Kairo muziejuje.
Kuriant vandens laikrodį būtina užtikrinti tolygų vandens lygio mažėjimą inde, kai jis teka per apatinę kalibruotą angą. Tai buvo pasiekta suteikiant indui kūgio formą, siaurėjančią arčiau dugno. Tik viduramžiais buvo gautas dėsningumas, nusakantis skysčio nutekėjimo greitį, priklausantį nuo jo lygio ir talpyklos formos. Prieš tai vandens laikrodžio indo forma buvo parinkta empiriškai. Pavyzdžiui, Egipto klepsidra, aptarta aukščiau, davė vienodą lygio sumažėjimą. Net ir su tam tikra klaida.
Kadangi klepsydra nepriklausė nuo paros laiko ir oro, ji atitiko nuolatiniolaiko matavimai. Be to, būtinybė toliau tobulinti įrenginį, papildyti įvairiomis funkcijomis suteikė erdvės dizaineriams skraidyti savo fantazijai. Taigi arabų kilmės klepsidros buvo meno kūriniai, derinami su dideliu funkcionalumu. Juose buvo įrengti papildomi hidrauliniai ir pneumatiniai mechanizmai: garsinis laikmatis, naktinio apšvietimo sistema.
Istorijoje neišliko daug vandens laikrodžio kūrėjų pavardžių. Jie buvo gaminami ne tik Europoje, bet ir Kinijoje bei Indijoje. Gavome informacijos apie graikų mechaniką Ktesibijų iš Aleksandrijos, gyvenusį 150 metų prieš naująją erą. Klepsidroje Ctesibius naudojo krumpliaračius, kurių teorinį kūrimą atliko Aristotelis.
Ugnies laikrodis
Ši grupė atsirado XIII amžiaus pradžioje. Pirmieji šaunantys laikrodžiai buvo plonos iki 1 metro aukščio žvakės su žymėmis. Kartais tam tikrose divizijose būdavo įrengti metaliniai kaiščiai, kurie, aplinkui degant vaškui, nukritę ant metalinio stovo, skleisdavo ryškų garsą. Tokie įrenginiai buvo žadintuvo prototipas.
Atsiradus skaidraus stiklo, ugnies laikrodžiai paverčiami ikoninėmis lempomis. Ant sienos buvo uždėta skalė, pagal kurią, išdegus alyvai, buvo nustatytas laikas.
Labiausiai tokie įrenginiai yra Kinijoje. Kartu su ikoninėmis lempomis šioje šalyje buvo paplitęs ir kitas ugnies laikrodžių tipas – dagčiai. Galite pasakytikad tai buvo aklavietė.
Smėlio laikrodis
Kada jie gimė, tiksliai nežinoma. Vienintelis dalykas, kurį galima tvirtai pasakyti, yra tai, kad jie negalėjo atsirasti anksčiau nei buvo išrastas stiklas.
Smėlio laikrodis yra dvi skaidrios stiklinės kolbos. Per jungiamąjį kaklelį turinys iš viršutinės kolbos pilamas į apatinę. O mūsų laikais smėlio laikrodį dar galima sutikti. Nuotraukoje pavaizduotas vienas iš modelių, stilizuotas antikvarinis.
Viduramžių meistrai, gaminantys instrumentus, smėlio laikrodį papuošė išskirtiniu dekoru. Jie buvo naudojami ne tik laiko periodams matuoti, bet ir interjero dekoravimui. Daugelio didikų ir garbingų asmenų namuose buvo galima išvysti prabangius smėlio laikrodžius. Nuotraukoje pavaizduotas vienas iš šių modelių.
Į Europą smėlio laikrodis atkeliavo gana vėlai – viduramžių pabaigoje, tačiau jų paplitimas buvo greitas. Dėl savo paprastumo, galimybės juos naudoti bet kuriuo metu, jie greitai tapo labai populiarūs.
Vienas iš smėlio laikrodžio trūkumų yra gana trumpas laikas, matuojamas jo neapverčiant. Iš jų pagamintos kasetės neprigijo. Tokių modelių platinimą pristabdė mažas jų tikslumas, taip pat susidėvėjimas ilgai eksploatuojant. Tai atsitiko tokiu būdu. Kalibruota skylė diafragmoje tarp kolbų susidėvėjo, didėjo skersmuo, smėlio dalelės, priešingai, buvo susmulkintos, mažėjo. Srauto greitis padidėjolaikas mažėjo.
Mechaniniai laikrodžiai: būtinos sąlygos atsirasti
Pastoviai didėjo poreikis tiksliau išmatuoti laiko tarpsnius vystantis gamybai ir socialiniams santykiams. Geriausi protai stengėsi išspręsti šią problemą.
Mechaninio laikrodžio išradimas yra svarbus įvykis, įvykęs viduramžiais, nes tai yra sudėtingiausias tais metais sukurtas įrenginys. Savo ruožtu tai buvo postūmis tolesnei mokslo ir technologijų plėtrai.
Laikrodžių išradimas ir jų tobulinimas pareikalavo pažangesnės, tikslesnės ir našesnės technologinės įrangos, naujų skaičiavimo ir projektavimo metodų. Tai buvo naujos eros pradžia.
Mechaninių laikrodžių kūrimas tapo įmanomas išradus veleną. Šis prietaisas ant virvės kabančio svorio judesį pavertė svyruojančiu valandos rato judėjimu pirmyn ir atgal. Čia aiškiai matomas tęstinumas – juk sudėtingi klepsydros modeliai jau turėjo ciferblatą, pavarų dėžę ir mūšį. Tereikėjo pakeisti varomąją jėgą: pakeisti vandens srovę sunkiu svoriu, kurį būtų lengviau valdyti, ir pridėti nusileidimą bei greičio reguliatorių.
Tokiu pagrindu buvo sukurti bokštinių laikrodžių mechanizmai. Verpstiniai varpeliai buvo naudojami maždaug nuo 1340 m. ir tapo daugelio miestų bei katedrų pasididžiavimu.
Klasikinės virpesių chronometrijos atsiradimas
Laikrodžių istorija paliko palikuonims mokslininkų ir išradėjų vardus, kurieleido juos sukurti. Teorinis pagrindas buvo Galilėjaus Galilėjaus atradimas, išsakęs švytuoklės svyravimus apibūdinančius dėsnius. Jis taip pat yra mechaninių švytuoklinių laikrodžių idėjos autorius.
Galileo idėją 1658 m. įgyvendino talentingas olandas Christianas Huygensas. Jis taip pat yra pusiausvyros reguliatoriaus išradimo autorius, kuris leido sukurti kišeninį, o vėliau ir rankinį laikrodį. 1674 m. Huygensas sukūrė patobulintą reguliatorių, prie smagračio pritvirtindamas plauko formos spyruoklę.
Kitas svarbus išradimas priklauso Niurnbergo laikrodžių gamintojui Peteriui Henleinui. Jis išrado pagrindinę spyruoklę, o 1500 m. pagal ją sukūrė kišeninį laikrodį.
Lygiagrečiai pasikeitė išvaizda. Iš pradžių užteko vienos strėlės. Tačiau kadangi laikrodžiai tapo labai tikslūs, jiems reikėjo atitinkamos indikacijos. 1680 m. buvo pridėta minutinė rodyklė, ir ciferblatas įgavo mums pažįstamą formą. XVIII amžiuje jie pradėjo montuoti naudotą ranką. Pirmoji pusė, o vėliau ji tapo centrine.
XVII amžiuje laikrodžių kūrimas buvo perkeltas į meno kategoriją. Išskirtinai dekoruoti dėklai, emaliuoti ciferblatai, kurie tuo metu buvo padengti stiklu – visa tai judesius pavertė prabangos preke.
Instrumentų tobulinimo ir komplikavimo darbas tęsėsi nenutrūkstamai. Padidėjęs bėgimo tikslumas. XVIII amžiaus pradžioje rubino ir safyro akmenys pradėti naudoti kaip balansinio rato ir krumpliaračių atramos. Tai leido sumažinti trintį,pagerinti tikslumą ir padidinti galios rezervą. Atsirado įdomių komplikacijų - amžinas kalendorius, automatinė apvija, galios rezervo indikatorius.
Pagrindinis švytuoklinių laikrodžių kūrimas buvo anglų laikrodžių gamintojo Klemenso išradimas. Apie 1676 m. jis sukūrė pabėgimą nuo inkaro. Šis prietaisas puikiai tiko švytuokliniams laikrodžiams, kurių virpesių amplitudė buvo nedidelė.
Kvarcas
Tolimesnis laiko matavimo prietaisų tobulinimas buvo tarsi lavina. Elektronikos ir radijo inžinerijos plėtra atvėrė kelią kvarcinių laikrodžių atsiradimui. Jų darbas pagrįstas pjezoelektriniu efektu. Jis buvo atrastas 1880 m., tačiau kvarcinis laikrodis buvo pagamintas tik 1937 m. Naujai sukurti kvarciniai modeliai nuo klasikinių mechaninių skyrėsi nuostabiu tikslumu. Prasidėjo elektroninių laikrodžių era. Kuo jie ypatingi?
Kvarciniai laikrodžiai turi mechanizmą, susidedantį iš elektroninio bloko ir vadinamojo žingsninio variklio. Kaip tai veikia? Variklis, gavęs signalą iš elektroninio bloko, judina rodykles. Vietoj įprasto kvarcinio laikrodžio ciferblato galima naudoti skaitmeninį ekraną. Mes juos vadiname elektroniniais. Vakaruose – kvarcas su skaitmenine indikacija. Tai nekeičia esmės.
Tiesą sakant, kvarcinis laikrodis yra mažas kompiuteris. Papildomos funkcijos pridedamos labai paprastai: chronometras, mėnulio fazės indikatorius, kalendorius, žadintuvas. Tuo pačiu metu laikrodžių, skirtingai nei mechanikų, kaina neauga tiek daug. Taip jie tampa lengviau pasiekiami.
Kvarciniai laikrodžiai yra labai tikslūs. Jų paklaida ±15 sekundžių/mėn. Pakanka koreguoti prietaiso rodmenis du kartus per metus.
Sieniniai laikrodžiai
Skaitmeninė indikacija ir kompaktiškumas yra skiriamieji šio tipo mechanizmų bruožai. Elektroniniai laikrodžiai plačiai naudojami kaip integruoti laikrodžiai. Juos galima pamatyti ant automobilio prietaisų skydelio, mobiliajame telefone, mikrobangų krosnelėje ir televizoriuje.
Kaip interjero elementą, dažnai galite rasti populiaresnę klasikinę versiją, ty su rodyklės nuoroda.
Elektroninis sieninis laikrodis organiškai dera į interjerą aukštųjų technologijų, modernaus, techno stiliaus. Jie traukia visų pirma savo funkcionalumu.
Pagal ekrano tipą elektroniniai laikrodžiai yra skystųjų kristalų ir LED. Pastarieji yra funkcionalesni, nes yra apšviesti iš fono.
Pagal maitinimo š altinio tipą elektroniniai laikrodžiai (sieniniai ir staliniai) skirstomi į tinklinius, maitinamus 220V, ir bateriją. Antrojo tipo įrenginiai yra patogesni, nes jiems nereikia šalia lizdo.
Sieninis laikrodis su gegutė
Vokiečių meistrai juos gamina nuo XVIII amžiaus pradžios. Tradiciškai gegutės sieniniai laikrodžiai buvo gaminami iš medžio. Gausiai dekoruoti raižiniais, pagaminti paukščių namelio pavidalu, jie buvo turtingų dvarų puošmena.
Vienu metu nebrangūs modeliai buvo populiarūs SSRS ir posovietinėje erdvėje. Daugelį metų gamykla gamino „Mayak“prekės ženklo gegutės sieninį laikrodįRusijos mieste Serdobske. Svareliai eglės kankorėžių pavidalu, nesudėtingais raižiniais puoštas namas, popieriniai garsinio mechanizmo kailiai – tokius juos prisiminė vyresnės kartos atstovai.
Klasikinis sieninis laikrodis su gegutė šiais laikais yra retenybė. Taip yra dėl aukštos kokybės modelių kainos. Jei neatsižvelgsite į Azijos meistrų kvarcinius amatus, pagamintus iš plastiko, pasakiškos gegutės gegutės tik tikrų egzotiškų laikrodžių žinovų namuose. Tikslus, sudėtingas mechanizmas, odinės dumplės, išskirtinis raižinys ant kūno – visa tai reikalauja daug aukštos kvalifikacijos rankų darbo. Tokius modelius gali gaminti tik patys patikimiausi gamintojai.
Žadintuvas
Tai yra labiausiai paplitę „vaikščiotojai“interjere.
Žadintuvas yra pirmoji papildoma funkcija, įdiegta laikrodyje. 1847 m. patentavo prancūzas Antoine'as Redier.
Klasikiniame mechaniniame staliniame žadintuve garsas skleidžiamas kalant ant metalinių plokščių. Elektroniniai modeliai yra melodingesni.
Pagal vykdymą žadintuvai skirstomi į mažus ir didelius, stalinius ir kelioninius.
Staliniai žadintuvai gaminami su atskirais varikliais laikrodžio veikimui ir signalui. Jie prasideda atskirai.
Atsiradus kvarciniams laikrodžiams, sumažėjo mechaninių žadintuvų populiarumas. Tam yra keletas priežasčių. Stalinis laikrodis-žadintuvas su kvarciniu judesiu turi daugybę klasikinių mechaninių įtaisųprivalumai: yra tikslesni, nereikalauja kasdienio vyniojimo, juos lengva priderinti prie patalpos dizaino. Be to, jie lengvi, ne taip bijantys smūgių ir kritimų.
Riešiniai mechaniniai žadintuvai paprastai vadinami „signalu“. Nedaug įmonių gamina tokius modelius. Taigi, kolekcininkai žino modelį, vadinamą „prezidento kriketu“
„Cricket“(pagal anglišką kriketą) – tokiu pavadinimu Šveicarijos įmonė „Vulcain“gamino laikrodžius su žadintuvo funkcija. Jie žinomi dėl to, kad priklausė Amerikos prezidentams: Dwightui Eisenhoweriui, Harry Trumanui, Richardui Nixonui ir Lyndonui Johnsonui.
Vaikiškų laikrodžių istorija
Laikas yra sudėtinga filosofinė kategorija ir kartu fizinis dydis, kurį reikia išmatuoti. Žmogus gyvena laike. Jau nuo darželio ugdymo ir auklėjimo programa numato ugdyti vaikų orientacijos laike įgūdžius.
Galite išmokyti vaiką naudotis laikrodžiu, kai tik jis įvaldo paskyrą. Išdėstymai padės tai padaryti. Kartoninį laikrodį galite derinti su kasdiene rutina, visa tai padėdami ant piešimo popieriaus lapo, kad būtų daugiau aiškumo. Galite organizuoti pamokas su žaidimo elementais, naudodami galvosūkius su paveikslėliais.
Teminiuose užsiėmimuose nagrinėjama 6-7 metų vaikų laikrodžių istorija. Medžiaga turi būti pateikta taip, kad sukeltų susidomėjimą tema. Vaikai prieinama forma supažindinami su laikrodžių istorija, jų tipais praeityje ir dabartyje. Tada įgytos žinios yra įtvirtinamos. Norėdami tai padaryti, parodykite paprasčiausio laikrodžio veikimo principą -saulės, vandens ir ugnies. Šie užsiėmimai žadina vaikų susidomėjimą tyrinėjimais, lavina kūrybinę vaizduotę ir smalsumą. Jie ugdo pagarbą laikui.
Mokykloje, 5-7 klasėse, mokomasi laikrodžių išradimo istorijos. Remiamasi žiniomis, kurias vaikas įgyja astronomijos, istorijos, geografijos, fizikos pamokose. Tokiu būdu įsigyta medžiaga yra konsoliduojama. Laikrodžiai, jų išradimas ir tobulinimas yra laikomi materialinės kultūros istorijos dalimi, kurios pasiekimais siekiama tenkinti visuomenės poreikius. Pamokos temą galima suformuluoti taip: „Išradimai, pakeitę žmonijos istoriją“.
Vidurinėje mokykloje patartina tęsti laikrodžių kaip aksesuaro studijas mados ir interjero estetikos požiūriu. Svarbu supažindinti vaikus su laikrodžių etiketu, pakalbėti apie pagrindinius interjero laikrodžių pasirinkimo principus. Viena iš pamokų gali būti skirta laiko valdymui.
Laikrodžių išradimo istorija aiškiai rodo kartų tęstinumą, jos tyrimas yra veiksminga priemonė jauno žmogaus pasaulėžiūrai formuoti.
