Команда
Контакти
Про нас

    Головна сторінка


винахід годин





Скачати 36.04 Kb.
Дата конвертації12.12.2019
Розмір36.04 Kb.
Типреферат

Федеральне агентство з освіти

ГОУ ВПО «УГТУ-УПІ імені першого президента Росії Б. М. Єльцина»

Інститут освітніх інформаційних технологій

Факультет дистанційної освіти

Кафедра ________________________________

реферат

за ______________________________________________

на тему: _______________________________________________________

викладач ___________________________

Студент гр.№ _______ ____________________

Номер залікової книжки _________

Єкатеринбург

2008

Зміст

введення 3

Винахід годин __ 4

Сонячний годинник _________________________________________________ 5

Водяний годинник __________________________________________________ 8

Вогневі годинник __________________________________________________ 12

Пісочний годинник _________________________________________________ 13

Механічний годинник _____________________________________________ 15

висновок ___________________________________________________23

Список використаних джерел та літератури 24

Вступ

Історія науки і техніки - це самостійна, інституційно оформлена галузь історичної науки, дисциплінарне становлення якої відбувається і в даний час. Вона носить міждисциплінарний характер, є комплексною наукою, одночасно гуманітарної, природничої та технічної; це динамічно змінюється наука, постійно поновлена ​​новими знаннями, концепціями і фактами; є своєрідним відображенням міждисциплінарної взаємодії та спілкування фахівців різних галузей знань. Історія науки і техніки викликає величезний інтерес, тому що предметом вивчення є розвиток технічного прогресу з найдавніших часів до наших днів. Ми можемо простежити закономірності вдосконалення знарядь праці, технологічних процесів тих чи інших народів, що населяють нашу планету. Також знайомимося з біографіями відомих діячів науки.

У цьому рефераті ми спробуємо показати розвиток людської думки через історію великого винаходу - годин. Допитливий людський розум винайшов для виміру часу цілий ряд інструментів, наприклад, місячні, водяні, свічкові годинник, які використовувалися аж до XVIII століття, потім пісочний годинник і від XVI до XVIII століття олійні годинник. Однак через свою залежність від зовнішніх умов і їх коливань, так само як і через технічну недосконалість ці засоби вимірювання часу не знайшли загального застосування

винахід годин

Шлях, пройдений людством з глибокої давнини до наших днів, можна уявити по-різному - можна описати його як низку великих подій, як серію біографій великих людей, можна відобразити цей шлях через історію філософії, літератури чи мистецтва, через історію воєн і ще багатьма іншими способами .

Принаймні 4000 років тому вже всюди існували годинник різного ступеня складності. Першими спробували їх зробити єгиптяни, які винайшли зоряні годинні карти, і можна було визначити нічний час, спостерігаючи за підйомом зірок. Що стосується денного часу, то пізні єгиптяни винайшли тіньові годинник. Тінь від поперечної балки поступово перетинала ряд міток від сходу і до заходу сонця. Набір інструкцій для виготовлення такого годинника був знайдений в могилі фараона Мережі I, який правив приблизно в 1300 році до н.е. Такі прості тіньові годинник були попередниками сонячних.

Сонячний годинник

Особливо сприятливі кліматичні умови для вимірювання часу за допомогою сонячного годинника мав Єгипет. Известия про найдавніших з давньоєгипетських сонячних годин відноситься до епохи правління Тутмоса III - першій половині XV ст. до н.е. Одним з видів сонячного годинника були ступінчасті годинник у вигляді обеліска з двома похилими поверхнями, орієнтованими по осі на схід - захід і розділеними на щаблі. При сході Сонця тінь падала на край верхньої сходинки однієї з цих поверхонь - східної, потім поступово опускалася, поки до полудня повністю не зникала. Потім, після полудня, тінь знову з'являлася в нижній частині західної поверхні, звідки вона все піднімалася до тих пір, поки при заході Сонця не торкалася грані верхньої сходинки.

На описаних сонячний годинник час вимірювався завдовжки, а не напрямком відкидаємо тіні. Однак єгиптяни мали сонячний годинник і зі шкалою для визначення напрямку відкидаємо тіні.

Відомий римський архітектор і зодчий Маркус Вітрувій, що працював за часів правлінь Цезаря й Августа, описує у своєму творі "Архітектура" не менше 13 видів сонячних годин. До них відносяться і не зовсім звичайні для північних областей Європи горизонтальні порожні напівсферичні годинник - так звані гемісфери. Внутрішня поверхня півкулі представляла небесну півсферу з лінією екватора, двома лініями сонцестояння і з дванадцятигодинним шкалою часу. Винахід таких годин приписують відомому античному астроному Аристарх, що жив в 320 - 250 рр. до н.е., який виготовив також сонячний годинник з напівкруглими шкалами, розділеними на п'ять частин (годин) неоднакової довжини. Гострий кінець гномона, що служив спочатку єгиптянам для чіткого обмеження тіні на шкалі, греки пізніше замінили невеликим круглим отвором, так званим сонячним оком, кидав на шкалу невелику світлову крапку. Крім зазначених вище горизонтальних годин, греки мали ще й досконаліші вертикальні сонячний годинник, так звані гемоцікли, які вони мали в своєму розпорядженні на громадських будівлях.

Всі стародавні сонячні годинники були засновані на простому принципі гномона, у якого довжина і напрям відкидаємо тіні залежали не тільки від положення Сонця в даний момент на небосхилі, але і від пори року. При римському способі поділу дня і ночі на 12 годин навесні і влітку подовжували денні години, а восени і взимку їх укорочували. Античні сонячний годинник внаслідок своєї недосконалості вказували такий час, головною рисою якого було те, що під впливом мінливого нахилу Сонця змінювалася протягом року довжина денних і нічних годин.

Пізніші античні і багато середньовічні сонячний годинник мали криволінійні шкали, що усувають цей недолік. Такими годинами з більш складними і більш точними шкалами часу, обчисленими для квартальних або місячних інтервалів, користувалися приблизно до XV століття.

Нову епоху в розвитку сонячних годин відкрило важливий винахід, датирующееся 1431 роком. Принцип його полягав в установці тіньової стрілки в напрямку земної осі. Цим простим нововведенням було досягнуто те, що тінь стрілки, званої полуосью, після цього нововведення рівномірно оберталася навколо півосі, повертаючись кожну годину на 15 o. Це дало можливість ввести рівномірне час, яким можна було користуватися протягом всього року, причому відрізки, відповідні годинах, були однакової довжини незалежно від мінливих висоти Сонця.

Наступним етапом у розвитку сонячних годин стали сонячний годинник з компасом. До перших творцем сонячних годин з коригувальним компасом відноситься астроном і математик Региомонтан.

Екваторіальні сонячний годинник з циферблатом, паралельним площині земного екватора, і гномоном, перпендикулярним їй, були, по суті, найпростішими годинами з рівномірною шкалою часу. Творці таких годин зазвичай виходили з того, що ними будуть користуватися в різних географічних широтах. Іноді такий годинник мали стрілку з зубчастої передачею і малий циферблат зі стрілкою для відліку хвилинних інтервалів з точністю від 1 до 3 хвилин. Були й екваторіальні годинник, влаштовані так, що їх циферблат вказував безпосередньо середній сонячний час, а не місцевий сонячний час, як у звичайних екваторіальних годин.

Різновиди сонячного годинника були дуже різноманітні. Цікаві кільцеві сонячний годинник - один з варіантів дорожніх сонячних годин, - які дуже часто одночасно служили і в якості декоративної підвіски. Головною частиною такого годинника було латунне кільце діаметром кілька сантиметрів з іншим пересувним кільцем, забезпеченим отвором для сонячного променя.


На зовнішній поверхні головного кільця зазвичай гравірували початкові літери найменувань місяців, а проти них, на внутрішній поверхні, перебувала годинна шкала. Перед вимірюванням треба було повернути менше, зазвичай залізне, колечко так, щоб отвір для променя лежало у найменування відповідного місяця. При вимірі часу тримали годинник в положенні, що дозволяє сонячному променю проходити через отвір в шкалі.



Правильне положення цього годинника при вимірюванні часу було таким, коли сонячний промінь, що проходить через отвір, потрапляв на центральну лінію екваторіального кола.


водяний годинник

Близько 1500 року до н.е. єгипетський придворний Аменемхет, судячи з напису на його могилі, винайшов водяний годинник. Час дозволяло визначити падіння рівня води в посудині. Такі годинники були особливо корисні жерцям, яким потрібно було знати нічний час, щоб вчасно відправляти релігійні ритуали і жертвопринесення в храмі.

Найдавніші з дійшли до нас водяних годин відносять до часів правління Аменхотепа III (початок XIV ст. До н.е.), вони були знайдені в 1905 р на руїнах храму Амона - Ра в Карнаці.

Зовнішній вигляд єгипетських годин з Карнака. Прилад щовечора заповнювався водою, щоб визначити нічний час. Вода поступово витікала через очеретяну втулку на дні. Хід часу визначався опусканням води за позначки "години". Так ніч ділили на 12 частин незалежно від пори року, "час" на годиннику варіювалося по довжині протягом року. Таким чином, 12 ліній "вартових" відміток злегка розрізняються по висоті.

Проста форма перших водяних годин поступово збагачувалася новими елементами. Те, що цей годинник не залежали від світла Сонця, зробило з водяних годин прилад, придатний для безперервного вимірювання часу і вдень, і вночі. Звідси випливали і різні прагнення до винаходу дотепних гідравлічно-пневматичних механізмів для звукової сигналізації про час, для освітлення годин вночі і т. Д.

Водяний годинник стали звичайним засобом визначення часу в стародавньому світі, після того як з'явилися в VI ст.до н.е. в Китаї. В Афінах, де були знайдені залишки "міського годинника", побудованих в 350 р до н.е., вони були встановлені для загального користування. Хід годин контролювався поплавком, який опускався, коли вода через проточное отвір в дні просочувалася назовні. Поплавок, мабуть, поєднувався з валом, який, опускаючись, пересував стрілку. Ступінь зносу сходинок, що ведуть в колодязь, дозволяє припустити, що резервуар для води мав наповнюватися кожен день.

У грецькому світі також займалися розробкою водяних годин. Такі годинники були виготовлені олександрійським винахідником Ктесибієм близько 270 м до н.е. У годиннику, що приводяться водяним колесом, Ктесібій здійснив ідею передачі сил і руху зубчастим механізмом. Зубчаста передача з'єднувала провідний механізм зі шкалою часу, розташованої на циліндричній поверхні поворотної колони і розділеною вертикальними прямими на чотири основних поля. Система з 24 похилих ліній утворювала годинну шкалу для вимірювання планетних годин. Колона зі шкалою, що приводиться водяним колесом, обертаючись навколо своєї осі, робила один оборот в рік. Тому і камери водяного колеса в нижній частині годин заповнювалися водою повільно, причому вода подавалася в невеликій кількості по особливому трубопроводу. Статуетка зі стрілкою рухалася за допомогою спеціального поплавкового механізму, керованого інший статуеткою, що знаходиться на іншій стороні годин. Сльози - водяні краплі, - капаючі з очей статуетки, накопичувалися в збірники-підставки, звідки через трубопровід текли в камеру поплавця стрілочного механізму. Крім того, цей годинник мали ще спеціальний пристрій, який через певні інтервали викидало на чашку дрібні камінчики (це було звуковою сигналізацією нічних годин). Другий годинник Ктесібія вдосконалені. Вони відрізняються від перших тим, що їх стрілка у верхній частині з циферблатом управлялася поплавцем, підвішеним на ланцюзі, навернути навколо вала стрілочного покажчика. Місячний календар з зодіаком в нижній частині годин теж наводився в рух водяним колесом, камери якого були закріплені безпосередньо на задній стороні зодіаковой плити.

В Афінської "Вежі вітрів", побудованої астрономом Андроник приблизно на початку I в. до н.е., на вершині знаходилися сонячний годинник, складні водяний годинник були всередині і показували час на циферблаті, а обертовий диск, показував рух зірок і сонця через сузір'я протягом року.

Спостереження за часом вже суворо контролювалося. Більш важливу роль водяний годинник грали в грецьких і римських судах, де їх використовували, щоб виступаючі вкладалися у відведений їм час. Якщо судовий розгляд ненадовго переривалося, наприклад, для вивчення документів, то трубку стоку перекривали воском до тих пір, поки виступ не відновлювалося. У спортивних змаганнях годинник використовували для визначення час на змаганнях з бігу в Римських іграх.

Чудові водяний годинник були пізніше зроблені в ісламському світі. Особливо вправний зразок був доставлений з Багдада першому імператору священної Римської імперії Карла Великого (742 - 814 рр.) Емісарами халіфа Гарун аль - Рашида. Пара масивних водяних годин з двох судин, які поступово наповнювалися, коли прибувала місяць, а потім спорожнялися, коли вона спадала, були сконструйовані в XI в арабськими інженерами. Вони були настільки майстерно зроблені, що служили понад 100 років, не вимагаючи регулювання.

Дуже стару традицію водяний годинник мали в Китаї. Вершиною досконалості безсумнівно був проект великих пагодних астрономічний водяних годин, розроблений в 1090 році і здійснений Су-Сунгом.

Цей годинник мали сигнальний пристрій часу, схоже на те, яке було у водяних годин Ктесібія. Астрономічна частина його годин мала форму армілярной сфери і небесного глобуса. Особливістю цього годинника є велике водяне колесо із замкнутим кругообігом води, що приводить в рух годинник в цілому і є деякою аналогією механічного спуска, що з'явився пізніше в Європі у перших механічних годинників.

Таким чином, подібно сонячним годинником, і ця група найпростіших годин пройшла довгий шлях розвитку, що супроводжувався виникненням цікавих принципів дії і конструктивних елементів. Деякі з них, наприклад циферблат з переміщається по ньому стрілкою, вантаж в якості рушійної сили, зубчасті передачі, ролики, ланцюгові підвіски, механізм бою і маріонетки, розігрували різні сцени знайшли застосування в подальшій ері хронометрії - ері механічних годинників.

Але, перш ніж розглядати механічний годинник, на мій погляд, було б доцільно коротко зупинитися ще на двох різновидах годин - вогневих і пісочних, що б створити більш повну картину розвитку годинникової справи.

вогневі годинник

Перші вогневі - свічкові годинник з'явилися на початку XIII століття. Ці дуже прості годинник у вигляді довгої тонкої свічки з нанесеною на її довжині шкалою, порівняно задовільно показували час, а в нічні години вони ще й висвітлювали житло. Свічки, що застосовувалися для цієї мети, були довжиною близько метра. Звідси і походить звичай вимірювати довжину ночі кількістю згорілих за ніч свічок. До бічних сторонах свічки зазвичай прикріплювали металеві штирі, які в міру вигоряння і танення воску падали, і їх удар по металевій чашці свічника був свого роду звуковою сигналізацією часу.

Протягом цілих століть рослинне масло служило не тільки для харчування, але і в якості светильного матеріалу. На основі встановленої експериментально залежності висоти рівня масла від тривалості горіння гніту виникли масляні лампадним годинник. Як правило, це бували прості лампади з відкритою гнотовим пальником і зі скляною колбою для олії, забезпеченою часовий шкалою. Обсяг колби підбирали так, щоб її вмісту вистачило для безперервного світіння між 6 годинами вечора і 8 годинами ранку. Товщиною і довжиною палаючого гноту регулювали величину полум'я і витрата масла так, щоб зниження рівня масла в колбі відповідало наявним позначенням часу. Пізніше виявилося, що початкові циліндричні або злегка опуклі скляні судини під масло були джерелом деякої погрішності у вимірюванні часу. Справа в тому, що при більш високому рівні масла його тиск викликало більш швидке вигоряння, ніж в пізні нічні години. Тому лампадним годинник пізнішого походження мали скляну колбу у вигляді розширеної догори груші, щоб таким чином хоча б частково вирівняти швидкість згоряння масла. У XVIII і XIX століттях з'явилися і інші типи лампадним годин з дещо складнішим принципом дії.

Пісочний годинник

Дата виникнення пісочного годинника невідома. Однак за збереженими даними можна вважати, що принцип пісочного годинника був відомий в Азії значно раніше початку нашого літочислення. Зазвичай пісочний годинник розраховувалися на роботу протягом півгодини або години. Рідше зустрічалися пісочний годинник, розраховані на безперервне вимірювання часу протягом 3 годин, і лише в зовсім рідкісних випадках будували величезні пісочний годинник, розраховані на 12 годин ходу.

Виробництво скляних колб для пісочного годинника було можливо завдяки відомій вже виробничої технології прозорого скла і його формування в порожнисті сферичні колби. У звужене горлечко в місці стику обох колб після заповнення піском вкладалася невелика горизонтальна металева діафрагма з отвором, що регулює кількість і швидкість пересипання зерняток піску. Місце стику перев'язують щільною ниткою і закріплювалося смолою. Точність пісочного годинника залежала від технології виготовлення самого піску. Колби заповнювали відпаленим тонкозернистим піском, просіяним багаторазово через тонкі сита і ретельно висушеним. Оброблений таким чином пісок мав червонуватого забарвлення; світлі білуваті піски походили з смажених тонкомолотих яєчних шкаралуп; сіруватий пісок виготовлявся з цинкової і свинцевого пилу.

Точність пісочного годинника залежала також від форми колб, від гладкості їх внутрішніх стінок, від рівномірності проходження піску через регулюючу діафрагму в шийці, але перш за все - від рівномірної зернистості і сипучості даного піску. В цьому відношенні найкращі результати давали колби, заповнені свинцевим піском, зернистість якого бувала більш рівномірною. Свинцевий пісок відрізнявся також тим, що при тривалому застосуванні він менше, ніж інші види піску, порушував гладкість внутрішніх стінок скляної колби.

Пісочний годинник ніколи не досягали точності сонячних годин. Крім того, при тривалому користуванні такими годинниками, їх точність змінювалася, оскільки зерна піску поступово дробилися на більш тонкі, а отвір в середині діафрагми поступово стирається і збільшувалася, так що швидкість проходження піску через них ставала більшою.

Йшов час, наукова думка стрімко розвивалася. Перед людьми вставали нові, все більш складні завдання. Водяний годинник були безпосередніми попередниками механічних годинників, які підготували їх винахід.

Механічні годинники

Перші згадки про баштових колісних годиннику в Європі припадають на кордон XIII і XIV століть. Чи могли такий годинник з'явитися раніше? Щоб відповісти на це питання, подивимося, з яких основних компонентів складається годинниковий механізм. Таких головних вузлів можна виділити шість:

· Двигун;

· Передавальний механізм з зубчастих коліс;

· Регулятор, який створює рівномірний рух;

· Розподільник, або спуск;

· Стрілочний механізм;

· Механізм переведення стрілок і заводу годин.

Перші годинникові механізми наводилися в рух енергією опускається вантажу. Приводний механізм складався з гладкого дерев'яного вала і намотаного на нього прядив'яного каната з кам'яною, а пізніше металевої гирею на кінці. Завдяки силі тяжіння гирі, канат починав розмотуватися і обертав вал. На вал було насаджено велику або головне зубчасте колесо, що знаходилося в зчепленні з зубчастими колесами передавального механізму. Таким чином, обертання від валу передавалося механізму годин.

Однак, щоб годинник могли служити для виміру часу, стрілка повинна здійснювати свої обороти з однією і тією ж періодичністю. Тим часом вантаж рухається під дією сил тяжіння з прискоренням. Якби гиря опускалася вільно, то вал обертався б прискорено, відповідно стрілка робила б кожен наступний оборот за більш короткий час, ніж попередній. Зіткнувшись з цією проблемою, середньовічні механіки зметикували, що хід годинника не може залежати тільки від руху вантажу. Механізм необхідно було доповнити ще одним пристроєм. Це пристрій повинен був володіти власним, незалежним "почуттям часу" і відповідно до цього управляти рухом всього механізму. Так народилася ідея регулятора.

У перших механічному годиннику регулятором служило коромисло (білянец).Коромисло з давніх часів застосовувалося в такому широко поширеному пристрої, як ваги. Якщо на кожне плече таких коромислового ваг помістити рівні вантажі, а потім вивести ваги зі стану рівноваги, коромисло буде здійснювати досить рівні коливання на зразок маятника. Але будь-який регулятор, якщо постійно не підтримувати його коливання, рано чи пізно зупиниться. Для того щоб годинник працював, необхідно, щоб частина рухової енергії від головного колеса постійно надходило до маятника. Це завдання в годиннику виконує пристрій, який називається розподільником, або спуском. Спуск завжди був і залишається найскладнішим вузлом в механічному годиннику. Через нього здійснюється зв'язок між регулятором і передавальним механізмом. З одного боку, спуск передає поштовхи від двигуна до регулятора, необхідні для підтримки коливань останнього, а з іншого боку, підпорядковує рух передавального механізму (а, отже, і дія двигуна) закономірності руху регулятора. Правильний хід годинника залежить головним чином від спуску. Саме над його конструкцією найбільше ламали голову винахідники. Найперший спуск був шпиндель.

У перші години не було спеціального механізму заводу. Внаслідок цього підготовка годин до роботи вимагала дуже великих зусиль. Мало того, що по кілька разів на день доводилося піднімати на значну висоту дуже важку гирю, треба було ще й долати величезний опір всіх зубчастих коліс передавального механізму. Тому вже в другій половині XIV століття головне колесо стали кріпити таким чином, що при зворотному обертанні вала (проти годинникової стрілки) воно залишалося нерухомим.

Таким чином, з шести описаних мною головних вузлів годинникового механізму велика частина окремо вже використовувалася в античності. Новими були лише два винаходи: ідея підвішувати вантаж в якості двигуна для годин і ідея використовувати шпиндель як спуску. Цікаво, що обидві ці технічні знахідки середньовічна легенда приписує одній людині - вченому монаху Герберту, який пізніше став римським папою під ім'ям Сильвестра II.

Але як би там не було, ера механічних годинників в Європі почалася тільки в кінці XIII століття. 1288 року баштові годинники були встановлені в Вестмінстерському абатстві в Англії. У 1292 годинами обзавівся храм в Кентербері. У 1300 році зустрічається повідомлення про те, що баштовий годинник споруджені у Флоренції (згадка про ці годинах збереглося в "Божественної комедії" Данте). У 1314 році годинник були вже у французьких Каннах.

Жоден з цих ранніх механізмів не зберігся до наших днів, імена їх творців теж невідомі. Однак ми можемо досить точно уявити собі їх пристрій. Найпростіший годинниковий механізм може включати в себе всього три зубчастих колеса. Очевидно, що всі згадані раніше годинник представляли собою приклад простого триколісного механізму з однострілочний циферблатом.

Такою була концепція ранніх механічних годинників. Але вже дуже скоро пристрій їх помітно ускладнилося. Перш за все, збільшилася кількість коліс передавального механізму. Викликано це було тим, що при значній різниці в числі зубів між ведучим і веденим колесами виходили дуже великі передавальні відносини, механізм відчував сильне навантаження і швидко зношувався. Вантаж в такому годиннику опускався дуже швидко і його доводилося піднімати по п'ять, шість разів на добу. До того ж для створення великих передавальних відносин були потрібні колеса занадто великого діаметра, що збільшувало габарити годин. Тому стали вводити проміжні додаткові колеса, в завдання яких входило плавно збільшувати передавальні відносини.

Хід годин залежав від сили тертя, тому вони потребували постійної мастилі. Похибка їх добового ходу за сучасними мірками була дуже велика. Але, незважаючи на це, вони довгий час залишалися найточнішим і поширеним приладом для вимірювання часу. З кожним десятиліттям механізм годинника ускладнювався. З годинником стали пов'язувати безліч інших пристосувань, які виконували найрізноманітніші функції. Зрештою, баштовий годинник перетворилися в складний пристрій з багатьма стрілками, автоматичними рухомими фігурами, різноманітної системою бою і чудовими прикрасами.

До другої половини XV століття відносяться найперші згадки про виготовлення годин з пружинним двигуном, який відкрив шлях до створення мініатюрних годин. Джерелом рушійною енергії в пружинних годинах служила заведена і прагне розгорнутися пружина, яка представляла собою еластичну, ретельно загартовану сталеву стрічку, згорнуту навколо валу всередині барабана. Зовнішній кінець пружини закріплювався за гачок в стінці барабана, внутрішній - з'єднувався з валом барабана. Прагнучи розвернутися, пружина приводила в обертання барабан і пов'язане з ним зубчасте колесо, яке в свою чергу передавало це рух системі зубчастих коліс до регулятора включно. Конструюючи такий годинник, майстри повинні були вирішити декілька складних технічних завдань. Головна з них стосувалася роботи самого двигуна. Адже для правильного ходу годинника пружина повинна протягом тривалого часу впливати на колісний механізм з однією і тією ж силою. Для цього необхідно змусити її розвертатися повільно і рівномірно.

Поштовхом до створення пружинних годин послужив винахід запору, що не дозволяло пружині розгорнутися відразу. Він представляв собою маленьку клямку, що містилася в зуби коліс і дозволяла пружині розкручуватися тільки так, що одночасно повертався весь її корпус, а разом з ним - колеса годинникового механізму.

Так як пружина має неоднакову силу пружності на різних стадіях свого розгортання, першим часовщикам доводилося вдаватися до різним хитромудрим хитрощів, щоб зробити її хід більш рівномірним. Пізніше, коли навчилися виготовляти високоякісну сталь для часових пружин, в них відпала необхідність. Зараз в недорогих годинах пружину просто роблять досить довгою, розрахованої приблизно на 30-36 годин роботи, але при цьому рекомендують заводити годинник раз на добу в один і той же час. Спеціальне пристосування заважає пружині при заводі згорнутися до кінця. В результаті хід пружини використовується тільки в середній частині, коли сила її пружності більш рівномірна.

Найзначніші удосконалення в механізм годинника були внесені в другій половині XVII століття знаменитим голландським фізиком Гюйгенсом, який створив нові регулятори як для пружинних, так і для гирьових годин. Використовувалося до цього протягом декількох століть коромисло мало багато недоліків. Його навіть важко назвати регулятором в буквальному сенсі цього слова. Весь регулятор повинен бути здатний до самостійних коливань з власною частотою. Коромисло ж було, взагалі кажучи, тільки маховиком. Безліч сторонніх чинників впливало на його роботу, що знаходило відображення на точності ходу годинника. Механізм став набагато досконаліше, коли в якості регулятора почали використовувати маятник.

Вперше думка застосувати маятник в найпростіших приладах для вимірювання часу прийшла великому італійському вченому Галілео Галілею. Зберігся переказ, що в 1583 році дев'ятнадцятирічний Галілей, перебуваючи в Пізанської соборі, звернув увагу на розгойдування люстри. Він зауважив, відраховуючи удари пульсу, що час одного коливання люстри залишається постійним, хоча розмах робиться все менше і менше. Пізніше, приступивши до серйозного вивчення маятників, Галілей встановив, що при малому розмаху (амплітуди) розгойдування (всього кілька градусів) період коливання маятника залежить тільки від його довжини і має постійну тривалість. Такі коливання стали називати ізохронними. Дуже важливо, що при ізохронних коливаннях період коливання маятника не залежить від його маси. Завдяки цій властивості маятник виявився дуже зручним приладом для вимірювання невеликих відрізків часу. На його основі Галілей розробив кілька простих лічильників, які використовував під час проведення своїх експериментів. Але через поступове згасання коливань маятник не міг служити для вимірювання тривалих проміжків часу.

Створення маятникових годин складалося в з'єднанні маятника з пристроєм для підтримки його коливань і їх відліку. В кінці життя Галілей став конструювати такий годинник, але далі розробок справа не пішла. Перший маятниковий годинник були створені вже після смерті великого вченого його сином. Однак пристрій цього годинника трималося в строгому секреті, тому вони не справили жодного впливу на розвиток техніки. Незалежно від Галілея в 1657 році механічний годинник з маятником зібрав Гюйгенса.

Маятниковий регулятор Гюйгенса зробив справжній переворот в техніці годинникової справи. Пізніше Гюйгенс чимало потрудився над удосконаленням кишенькових пружинних годин. Головна проблема, яка стояла в той час перед годинникарями, полягала в створенні власного регулятора для кишенькових годинників. Якщо і в стаціонарних баштових годиннику коромисло вважалося недостатньо гідною кандидатурою, то що можна було сказати про кишеньковий годинник, який постійно перебували в русі, погойдувалися, тряслися і міняли своє положення? Всі ці коливання вплинули на хід годинника. У XVI столітті годинникарі стали замінювати двуплечний білянец у вигляді коромисла круглим коліщатком-маховиком. Це поліпшило роботу годин, але вона залишалася незадовільною. Важливе удосконалення регулятора відбулося в 1674 році, коли Гюйгенс приєднав до коліщатка-маховика спіральну пружину - волосок. Тепер при відхиленні коліщатка від нейтрального положення волосок впливав на нього і намагався повернути на місце. Однак масивне коліщатко проскакувало через точку рівноваги і розкручувалася в іншу сторону до тих пір, поки волосок знову не повертав його назад. Таким чином був створений перший балансовий регулятор або балансир з властивостями, подібними властивостями маятника. Виведене зі стану рівноваги, коліщатко балансира починало здійснювати коливальні рухи навколо своєї осі. Балансир мав постійний період коливання, але на відміну від маятника міг працювати в будь-якому положенні, що дуже важливо для кишенькових і наручних годинників. Удосконалення Гейгенса справило серед пружинних годин такої ж переворот, як введення маятника в стаціонарні настінні годинники.

Цілих три століття механічний годинник залишалися самим складним технічним пристроєм. Тому з повною впевненістю можна сказати, що XIV-XVII століття в історії техніки пройшли під знаком годин.

висновок

Створення годин мало величезне значення для історії техніки. Справа навіть не стільки в тому, що люди отримали в своє розпорядження зручний прилад для вимірювання часу. Вплив цього винаходу було незрівнянно ширше. Годинники стали першим автоматом, створеним для практичних цілей і отримав повсюдне поширення. Не було іншої такої області техніки, де було б докладено стільки винахідливості, знання і дотепності, як при створенні та удосконаленні годинникового механізму. У порівнянні з примітивними колишніми пристроями годинник стали як би великим якісним кроком вперед. Створення їх вимагало складних розрахунків і копіткої праці, особливих інструментів і нових матеріалів, вони давали прекрасну можливість для з'єднання науки і практики. Багато конструкторських ідеї, які отримали потім поширення в інших галузях техніки, були спочатку випробувані в годинах, а для багатьох механізмів, створених в наступні часи, годинник послужили зразком. Вони з'явилися як би дослідної моделлю всього механічного мистецтва взагалі. Важко назвати ще будь - яке пристрій, що дало настільки багате поле для роботи людської думки.

Список літератури:

1.Джеймс П., Торп М. Давні винаходи. ТОВ "Попурі", 1997

2. Лур'є І. Нариси з історії техніки Стародавнього Сходу. М., 1940

3. Міхаль С. Годинники. М. Знання, 1983

4. Рижов К.В. 100 великих винаходів. М. Віче, 1999.

5. Велика ілюстрована енциклопедія старожитностей. Прага, Артія, 1980

6. Internet

7. Великий Енциклопедичний словник


  • Сонячний годинник
  • Пісочний годинник
  • Механічні годинники
  • Список літератури