Люди измеряют время с давних времён. Первыми часами было Солнце. Первый прибор для измерения времени был изобретён в Древнем Вавилоне более трёх тысяч лет назад. Это были солнечные часы. С тех пор часы прошли долгий путь…
Солнечные часы — одни из древнейших. Древние люди обратились к природе для создания первых часов. Люди начали отслеживать движение Солнца по небу, а затем стали использовать предметы для измерений. В солнечный день любой столб отбрасывает тень. Чтобы узнать сколько времени, люди мерили тень шагами. Утром она была длиннее, в полдень становилась совсем коротенькой, а к вечеру опять удлинялась. Столб, которым пользовались как часами, назывался гномоном. Солнечные часы состоят из расчерченного на деления круга и гномона. Солнечная тень, падающая от шеста на определённое деление, показывает время. Конечно, древние солнечные часы не могли определить точное время в пасмурный день или в ночной период времени. Кроме того, время, показываемое солнечными часами, было неточным, поскольку в разные времена года часы были короче или длиннее в зависимости от сезона.
Песочные часы. В дальнейшем были изобретены песочные часы. Они состоят из двух стеклянных колб, одна поверх другой с узким отверстием между ними. Песок постепенно попадает из верхней части в нижнюю при переворачивании часов. Когда весь песок из верхней части перешёл в нижнюю, то это означает, что время вышло. Ими можно было пользоваться в любое время суток и независимо от погоды. Они широко применялись на кораблях. Недостатком был короткий интервал времени, который можно было измерить, не переворачивая эти часы. Обычно песочные часы рассчитывались на работу в течение получаса или часа. Точность песочных часов зависела от технологии изготовления самого песка, также от формы колб, от гладкости их внутренних стенок. Песочные часы никогда не достигали точности солнечных часов, поскольку зёрна песка постепенно дробились на более мелкие, а отверстие в середине постепенно истиралось и увеличивалось. Песочные часы благодаря своей форме и простоте работы сохранили некоторое значение вплоть до последнего времени, например, ими пользовались телефонные станции для учёта времени коротких телефонных разговоров, в залах судебных заседаний и для некоторых нужд в домашнем хозяйстве.
Водяные часы, такие же древние, как и солнечные. Вода из одной чаши вытекает через небольшое отверстие, постепенно наполняя вторую чашу с нанесёнными на неё делениями. Время узнавали, сравнивая уровень воды и деления. Однако, несмотря на то, что водяные часы были очень распространены, они были не совсем точны.
Более удобными и не требующими постоянного надзора были огненные часы, имевшие широкое распространение. В Китае для огненных часов из специальных сортов дерева, растёртого в порошок, приготовляли тесто, из которого делали палочки разной формы или длинные, в несколько метров спирали. На них делали отметки, указывающие время. Такие палочки могли гореть месяцами, не требуя за собой присмотра. Известны огненные часы, представляющие одновременно и будильник. В этих часах к спирали в определённых местах подвешивались металлические шарики, которые при сгорании спирали падали в фарфоровую вазу, производя громкий звон.
Широко применялись огненные часы в виде свечи, на которой нанесены метки. Сгорание отрезка свечи между метками соответствовало определённому промежутка времени.
Были и масляные часы. В древние времена рудокопы наливали в глиняный горшок масло. Работали, пока тлел фитилёк, освещая подземные стены. А как выгорало масло до донышка, заканчивали работу. Потому что рассчитано масло было ровно на 10 часов горения. Время считывали по сгоревшему фитилю и соответствующим меткам.
Механические часы. В Европе в 1300-х годах изобретатели начали делать механические часы, которые работали при помощи системы весов и пружин. У этих первых часов не было лицевой части и стрелок, а о прохождении часа свидетельствовал звонок. Вскоре появились часы с двумя стрелками, минутной и часовой. Движение стрелок задаётся равномерными колебаниями маятника. Благодаря массовому производству часов, это устройство попало в дом каждому человеку. С течением времени маятник заменили маленькие кристаллики кварца, но принцип остался примерно тем же. Когда кристалл кварца сжат, он генерирует небольшой силы электрический ток, который способствует вибрации кристалла. Все кристаллы кварца вибрируют на одной и той же частоте. Кварцевые часы используют батарейку для создания кристальной вибрации и для подсчёта колебаний. Таким образом, система работает так, что создаётся один импульс в секунду. Кварцевые часы по-прежнему популярны из-за свое точности и низкой стоимости производства.
А сейчас для очень точного измерения времени используют атомные часы — их погрешность (ошибка в измерении) составляет 1 секунду за 3 миллиарда лет! Атомные часы не представляют собой никакой опасности. Они измеряют время, отслеживая как долго один атом переходит с положительного на отрицательное энергетическое состояние и обратно. Это звучит довольно сложно, однако, данная технология является мировым стандартом измерения времени.
Реально время или нет, его измерение стало жизненно важным для нас. На протяжении веков люди придумывали различные творческие методы измерения времени, от самых простых солнечных часов до атомных часов.
Литература:
1. Мельников И. Про часы и о часах. М.: Детская литература, 1983. — 24 с.
2. Михаль С. Часы. От гномона до атомных часов. М.: Знание, 1983. — 256 с.
3. Тарабарина Т. И., Соколова Е. И. Детям о времени. Ярославль: Академия развития, 1996. — 237 с.
4. Вокруг света. Закон четвёртого измерения. № 1, 2004.
