История изобретения и развития часов

— прибор для определения времени по изменению длины тени от гномона и её движению по циферблату. Появление этих часов связано с моментом, когда человек осознал взаимосвязь между длиной и положением солнечной тени от тех или иных предметов и положением Солнца на небе.

Простейшие солнечные часы показывают солнечное время, а не местное, то есть, не учитывают деление Земли на часовые пояса. Кроме того, простейшие солнечные часы не учитывают летнего времени. Пользоваться солнечными часами можно только днём и при наличии Солнца. В настоящее время солнечные часы по прямому назначению практически не используются и уступили место различным видам других часов.

впервые появились в Китае. Они состояли из спирали или палочки из горючего материала с подвешенными металлическими шариками. При сгорании материала шарики падали в фарфоровую вазу, производя звон.

Впоследствии разновидность огненных часов появилась и в Европе. Здесь использовались свечи, на которые равномерно наносились метки. Расстояние между метками служило единицей времени.

— простейший прибор для отсчёта промежутков времени, состоящий из двух сосудов, соединённых узкой горловиной, один из которых частично заполнен песком. Время, за которое песок через горловину пересыпается в другой сосуд, может составлять от нескольких секунд до нескольких часов.

Песочные часы были известны в глубокой древности. В Европе они получили распространение в средние века. На кораблях применялись четырёхчасовые песочные часы (время одной вахты) и 30-секундные для определения скорости корабля по лагу.

В настоящее время песочные часы используются лишь при проведении некоторых врачебных процедур, в фотографии, а также в качестве сувениров.

(иначе клепсидра или гидрологиум) — известный со времён ассиро-вавилонян прибор для измерения времени в виде цилиндрического сосуда с истекающей струёй воды. Был в употреблении до XVII века.
Промежуток времени измерялся количеством воды, вытекшей капля за каплей из малого отверстия, сделанного на дне сосуда. Таковы были водяные часы египтян, вавилонян, древних греков. У китайцев, индусов и некоторых других народов Азии, наоборот, — пустой полушаровый сосуд плавал в большом бассейне и мало-помалу наполнялся водой через малое отверстие. Часы первого типа подверглись значительным усовершенствованиям. Платон описывает механизм из двух конусов, входящих один в другой; при помощи их поддерживался приблизительно постоянный уровень воды в сосуде, и тем регулировалась скорость её вытекания. Полного развития подобные механизмы, т.н. клепсидры, получили в Александрии в III в. до н.э.

— часы, использующие гиревой или пружинный источник энергии. В качестве колебательной системы применяется маятниковый или балансовый регулятор. Мастера, изготавливающие и ремонтирующие часы, назывались часовщиками. В искусстве механические часы являются символом времени.

Механические часы по точности хода уступают электронным и кварцевым (1-й класс точности механических часов — от +40 до?20 секунд в сутки; погрешность кварцевых часов находится в пределах 20 секунд в месяц). Поэтому в настоящее время из незаменимого инструмента механические часы превращаются в символ престижа.

— часы, в которых в качестве колебательной системы применяется кристалл кварца. Хотя электронные часы также являются кварцевыми, выражение «кварцевые часы» обычно применяется только к электромеханическим часам.

Качественные бытовые кварцевые часы имеют точность ±15 секунд/месяц (в специально спроектированных хронометрах до 0,3 секунд/месяц). Таким образом, выставлять их надо дважды в год, при переходе с зимнего времени на летнее и наоборот. Однако, кристалл кварца подвержен старению, и со временем часы начинают, как правило, спешить.

— часы, основанные на подсчете периодов колебаний от стабильного кварцевого генератора с помощью счетчиков делителей и выводом показаний на электронный дисплей Электро-люминисцентно вакуумный, Светодиодный или Жидко-кристалический посредством дешифраторов. Первые электронные часы делались на отдельных лампах затем транзисторах и микросхемах. Затем были сделаны и наручные электронные часы обладающие светодиодным дисплеем, но они могли показывать время очень недолго: слишком прожорливыми оказывались светодиоды, затем использовали свойства жидких кристаллов ориентироваться во внешнем электрическом поле и пропускать свет с одним направлением поляризации. В результате этого было значительно снижено энергопотребление, и замена элементов питания происходит намного реже. В современные электронные часы встроен как правило микроконтроллер, и у часов появилось много сервисных функций (будильники, мелодии, календари и т.д.), но микроконтроллер так же продолжает считать периоды колебаний все того же кристалла кварца.

не отличаются ни по своему назначению, ни по устройству от обыкновенных часов. От них только требуется чрезвычайно правильный ход, для достижения которого астрономические часы снабжаются приспособлениями, слишком дорогими для применения их к обыкновенным часам.

Одно из главных приспособлений состоит в компенсации влияний температуры. Обыкновенные часы, карманные или стенные, спешат при понижении температуры и отстают при повышении её. В часах с маятником устраивается т.н. компенсационный маятник, в часах с пружиной или хронометрах т.н. e chappement.

Иногда под названием астрономических часов понимают также сложные инструменты, которые, указывая час дня, кроме того, дают течение планет и луны, приливы и отливы, подвижные праздники, различные явления неба, в особенности затмения солнца и луны, високосные года и т.п., посредством особых механических приспособлений. Построение таких часов требует большого механического искусства и немало астрономических познаний; наиболее замечательные часы такого рода были изготовлены в XV-м веке для Страсбургского собора. Мастер Швильге в Страсбурге переделал их заново, и в этом новом виде они до сих пор находятся в соборе. Другие, несколько более простые часы подобного рода находятся в Майнце.

Однако практическая польза подобных сложных инструментов весьма ограничена и не окупает затраченного на изготовление их громадного труда: для астронома удобнее справиться относительно небесных явлений в эфемеридахв.

На сегодняшний день количество мастеров создающих астрономические часы, исчисляется единицами во всем мире.

(молекулярные, квантовые часы) — прибор измерения времени, в котором в качестве постоянного периодического процесса используются собственные колебания атомов или молекул. Периоды этих колебаний при помощи электронных сxем сравниваются с измеряемым промежутком времени.

С 1967 года международная система единиц СИ определяет одну секунду как 9 192 631 770 (девять миллиардов сто девяносто два миллиона шестьсот тридцать одна тысяча семьсот семьдесят) периодов электромагнитного излучения, возникающего при переходе между двумя уровнями основного состояния атома изотопа Цезий-133. Согласно этому определению атом цезия является стандартом для измерений времени и частоты. Точность определения секунды определяет точность определения других основных единиц, таких как, например, вольт или метр, содержащих секунду в своём определении. Цезиевые часы считались самыми точными последние 50 лет.

Стабильность атомных часов, численно составляющая обратную величину от точности, достигает 1014 1015 (точность 10-14 10-15, иногда записывается как 10-9 сек.сут. или одна секунда в три миллиона лет), то есть наибольшей величины среди всех существующих типов часов.

Когда мы употребляем слово «часы», то имеем в виду механизм для измерения времени. Но человек изобрел множество способов измерять время еще до того, как были придуманы первые механические часы.

Еще в первобытные времена наши далекие предки поняли, что время можно разделить на определенные промежутки. Сначала это была смена дня и ночи (восходов и закатов солнца), смена холодных и теплых периодов года, позже отметили периодичность лунных циклов. Уменьшение или, наоборот, увеличение тени, падающей от различных предметов - палок, камней, деревьев, помогало человеку, пусть очень приблизительно, ориентироваться по времени. Звезды также служили людям в качестве гигантских часов, ведь человек давно заметил, что ночью в разное время видны разные звезды.

Много веков назад человеку потребовалось для организации своей жизни измерять время. Так были созданы ЧАСЫ. Сначала они были солнечными и водяными, огненными и песочными и, наконец, предстали в механическом виде. Но, каковы бы ни были их интерпретации, они всегда оставались тем, чем являются и сегодня – источниками времени.

Наука не знает точной даты появления самых первых часов, трудно сказать, и какого типа были самые первые часы – огненные, водяные, песочные или солнечные. Вполне возможно, они были придуманы примерно в тоже время, что и колесо, а значит намного раньше момента, с которого мы ведем наше летоисчисление. Другими словами, датировка времени появления «самых первых часов» по археологическим находкам весьма условна, и скорее определяет время появления «промышленных» образцов часов - то есть часов усовершенствованных, имеющих какую-то градуировку, и позволяющую интерпретировать находку как ЧАСЫ. Ведь определять время можно и количеством «сгоревших плошек масла», а чаша с отверстием, которая погрузится в воду через определенный промежуток времени или опустеет, становится «часами» лишь при наличии делений. Да и деление времени на все более мелкие отрезки потребовалось только с развитием общества.

Как появились час, минута и секунда.

На протяжении тысячелетий люди придумывали разные приспособления для измерения и слежения за временем. Так были созданы огневые, солнечные, водяные и песочные часы. Но с развитием общества потребовалось упорядочить деление времени на определенные отрезки.

Древние египтяне делили ночь на двенадцать временных промежутков, каждый из которых начинался с восходом одной из двенадцати звезд. Кстати, на столько же промежутков делили египтяне и день. В Ассирии и Вавилоне, примерно в третьем тысячелетии до нашей эры, жрецы, для упорядочения исполнения религиозных ритуалов, также выделили в сменяющих друг друга днях часы. Это были 24 равных промежутка, в целом составляющие сутки. Так были определены часы, 12 составляли день, 12 – ночь. Почему появилось именно это деление, на 12 частей? Число двенадцать равнялось количеству лунных циклов в году, оно имело огромное, порой мистическое значение во многих древних культурах. Каждый час был также поделен - на 60 минут, а каждая из них - на 60 секунд, что тоже не случайно. Число 60 пришло из древней шумерской культуры. Эта шестидесятеричная система была создана примерно четыре тысячи лет назад, и имела колоссальное значение, не меньшее чем изобретение алфавита.

Предлагаю рассматривать виды часов не по времени их создания или изобретения, и даже не по значимости, так как часто они дополняли друг друга, а по алфавиту.

Водяные часы известны со времён ассиро-вавилонян и древнего Египта. Они были обнаружены в египетском храме и датируются 1330 годом до нашей эры. Металлический или глиняный, а позже - стеклянный сосуд наполняли водой. Вода медленно, капля за каплей, вытекала, уровень ее понижался, и деления на сосуде указывали который час. Был в употреблении до XVII века. В Персии водяные часы регулярно использовались на протяжении дня и ночи, чтобы сообщать точное время и продолжительность орошения земли.

В других часах использовались вода и тарелка или блюдо. Это были чаши с небольшим отверстием в дне, через него медленно поступала вода. Такую чашу опускали в бассейн, где она постепенно заполнялась водой. Если знать, что вода заполняет блюдо за, допустим, пятнадцать минут, то с помощью и этого нехитрого приспособления можно будет измерять время. Если на внутренних стенках были метки, то по ним определяли, сколько утекло воды – так узнавали, сколько прошло времени.

Водяные часы широко использовались и культурами Дальнего Востока. Именно водяными часами были первые китайские и индийские часы. На родине чая, в Индии, водяные часы носили красивое название «яла-янтра».

Выражения, в которых время сравнивают с текущей водой: «сколько воды утекло», «ваше время истекло», «годы текут» и т.д. - это отголоски нашей исторической памяти.

Карнакская клепсидра, изготовленная в эпоху Аменхотепа III (XIV в. до н.э.), но восходит к XVII - XVI в. до н.э. Внизу видно отверстие, через которое вытекала вода (Стучевский, 1974г, Р1. 3).

Значение слова Клепсидра по Ефремовой:

• Клепсидра - Старинный прибор для измерения времени в виде сосуда, равномерно, капля за каплей наполняемого водой, уровень которой показывает протекшее время; водяные часы.

Значение слова Клепсидра по словарю Ушакова:

• Клепсидры, ж. (греч. klepsydra) (истор.). Водяные часы, измеряющие время по количеству вытекшей из резервуара воды, употреблявшиеся до изобретения современных часов.

Около 140 года до нашей эры древние греки и римляне придумали способ усовершенствования водяных часов. В контейнер с водой, уровень которой постепенно поднимался, они помещали поплавок. Поплавок специальным приспособлением прикреплялся к зубчатому колесу - шестеренке. Когда вода достигала определенного уровня, колесо проворачивалось на один зубец. Одновременно поворачивалась и прикрепленная к нему стрелка.

Античные Водяные часы. Водяные часы.

Огневые часы.

В других механизмах для измерения времени люди стали использовать огонь. Так называемые «Огневые» часы были распространены в Европе и Китае. При этом они делились на «Лампадные», «Свечные» и «Фитильные».

В течение целых столетий растительное масло служило не только для питания, но и в качестве часового механизма. На основе установленной экспериментально зависимости высоты уровня масла от продолжительности горения фитиля возникли масляные лампадные часы. Как правило, это бывали простые лампады с открытой фитильной горелкой и со стеклянной колбой для масла, снабженной часовой шкалой. Время в таких часах определялось по мере сгорания масла в колбе. В лампу из глины или стекла наливалось столько масла и подбирался такой фитиль, чтобы хватило на определенное время горения светильника. Больше всего этими часами пользовались рудокопы: тогда в лампу наливалось масла на 10 часов горения. Когда заканчивалось масло, заканчивался и рабочий день. Лампадные часы часто делались расширяющимися кверху для равномерного понижения уровня масла: когда масла много, давление его больше и горит оно быстрее, чем когда масла мало, значит, за одно и то же время выгорает больший объём, но ввиду расширения лампы вверху площадь сечения там велика, поэтому хотя выгорит больше, уровень масла уменьшится на столько же.

Оказывается, время можно измерить при помощи горящей свечи с надрезами по краям. Ведь за равные промежутки времени сгорают равные части свечи. И если зарубками отметить часть, сгорающую за, допустим, минуту, то с помощью свечи можно будет довольно точно измерять время. Эти очень простые часы в виде длинной тонкой свечи с нанесенной по ее длине шкалой, сравнительно удовлетворительно показывали время, а в ночные часы они еще и освещали жилище.

Свечи, применявшиеся для этой цели, были длиной около метра. К боковым сторонам свечи обычно прикрепляли металлические штырьки, которые по мере выгорания и таяния воска падали, и их удар по металлической чашке подсвечника был своего рода звуковой сигнализацией времени. В Китае в фитиль могли добавлять пахучие травы, чтобы каждый час свеча издавала различный запах.

С XIII века свечные часы распространились и в Европе, в том числе среди правителей.

Китайские фитильные часы.

Фитильные часы представляли собой металлический фитиль, с оболочкой из смеси дегтя с опилками, к которому через определенные промежутки прикреплялись металлические шарики на нитях. Пережигание нити вызывало громкое падение шарика, которое указывало, что истёк определенный промежуток времени.

В Китае огненные часы часто представляли собой свечу, изготовленную из специальных сортов дерева, растертого в порошок. Дерево смешивали с благовониями, из получившегося теста раскатывали палочки различной формы (чаще всего спирали). Этот состав обеспечивал равномерность горения. Палочки могли гореть месяцами, не требуя никакого обслуживания. Китайские огненные часы могли использоваться и в качестве будильника. Тогда на определенных местах палочки подвешивались металлические шарики, и при сгорании свечи они падали в фарфоровую вазу, издавая громкий звон.

Как видно из фотографии, лампадные часы имеют довольно сложную конструкцию, а расширяющая колба, компенсирующая давление столба масла, говорит о длительных экспериментах при создании этих часов.

Песочные часы.

Первые песочные часы появились сравнительно недавно - всего тысячу лет назад. Они состояли из двух сообщающихся сосудов с песком. Сосуды эти можно было переворачивать, и тогда песок из верхнего через узенькое отверстие начинал пересыпаться в нижний. Если один из сосудов наполнить таким количеством песка, чтобы тот пересыпался в нижнюю часть ровно за один час, то тогда и с помощью этого приспособления можно было довольно точно следить за временем. Но при помощи песочных часов можно было измерять лишь небольшие промежутки времени, обычно не более получаса, поэтому самые лучшие часы того периода могли обеспечить точность измерений времени ± 15-20 минут в сутки.

С древнейших времен люди не просто существовали во времени, но и пытались осмыслить его суть. Что такое время? Ответ на этот вопрос ищет не одно поколение философов, астрономов, физиков, математиков, богословов, поэтов и писателей и каждой эпохе свойственно свое представление о природе времени и способах его измерения.
История появления часов
Первый простейший прибор для измерения времени — солнечные часы — был изобретен вавилонянами примерно 3,5 тысячи лет назад. Не менее распространенными в Европе и Китае были так называемые «огненные» часы — в виде свечей с нанесенными на них делениями.
Песочные часы появились примерно тысячу лет назад. Истории известны многие сыпучие индикаторы времени, но лишь развитие стеклодувного мастерства позволило создать относительно точный прибор. Однако при помощи песочных часов можно было измерять лишь небольшие промежутки времени, не более получаса. В средневековье поначалу с помощью механических башенных часов определялось лишь время молитвы в монастырях. Но вскоре это революционное устройство стало координировать жизнь целых городов. История его такова: самые первые механические часы , у которых пока еще не было маятника, были разработаны во второй половине тринадцатого века, где и когда появились первые механические часы точно не известно, но самыми старыми, хотя и документально не подтвержденными сообщениями о них, считают упоминания, относящиеся к X веку.
Первые церковные часы были очень большими, их конструкция включала в себя тяжелую железную раму и несколько зубчатых колес, выкованных местными кузнецами; они не имели ни циферблата, ни стрелки часов, а просто каждый час били в колокол. Первые механические часы в России появились в XV веке. На часах того времени вместо цифр на циферблат были нанесены буквы. Первые носимые часы изготовил во второй половине пятнадцатого века мастер Питер Хенлейн из немецкого города Нюрнберга, после того, как была изобретена плоская пружина, заменившая гири. Их корпус, имевший только одну, часовую, стрелку, был выполнен из позолоченной латуни и имел форму яйца. Первые «Нюрнбергские яйца» были диаметром 100—125 мм, толщиной 75 мм и носили их в руке или на шее. К концу девятнадцатого века достижения науки и техники положили начало массовому производству серийных часов, что сделало их более доступными для широкой аудитории. С момента широкого распространения часов остро встала проблема синхронизации времени и определения его наиболее точного значения. Решить эту проблему позволили атомные часы, где в качестве источника колебаний вместо маятника служило радиоизлучение. Вообще же, со времени изобретения атомных часов их точность повышалась в среднем вдвое каждые 2 года, и хотя предела совершенству в этом вопросе не видно и по сей день.
Солнечные часы — прибор для определения времени по изменению длины тени от гномона и еt движению по циферблату. Появление этих часов связано с моментом, когда человек осознал взаимосвязь между длиной и положением солнечной тени от тех или иных предметов и положением Солнца на небе. Простейшие солнечные часы показывают солнечное время, а не местное, то есть, не учитывают деление Земли на часовые пояса.


История
Древнейшим инструментом для определения времени служил гномон. Изменение длины его тени указывало время суток. О таких простейших солнечных часах упоминается в Библии.
Древний Египет . Первое известное описание солнечных часов в Древнем Египте — надпись в гробнице Сети I, датируемая 1306—1290 гг. до н.э. Там говорится о солнечных часах, измерявших время по длине тени и представлявших собой прямоугольную пластину с делениями. На одном конце ее прикреплен невысокий брусок с длинной горизонтальной планкой, которая и отбрасывала тень. Конец пластины с планкой направлялся на восток, и по меткам на прямоугольной пластине устанавливался час дня, который в Древнем Египте определялся как 1/12 промежутка времени от восхода до заката. После полудня конец пластины направлялся на запад. Сделанные по такому принципу инструменты также были найдены. Один из них восходит ко времени правления Тутмоса III и датируется 1479—1425 гг. до н.э., второй — из Саиса, он на 500 лет моложе. На конце у них есть только брусок, без горизонтальной планки, а также имеется желобок для отвеса для придания устройству горизонтального положения. Другими двумя типами древнеегипетских часов, измерявших время по длине тени, были часы, в которых тень падала на наклонную плоскость или на ступени. Они были лишены недостатка часов с ровной поверхностью: в утренние и вечерние часы тень выходила за пределы пластины. Эти типы часов были объединены в модели из известняка, хранящейся в Каирском египетском музее и датируемой несколько более поздним временем, нежели часы из Саиса. Она представляет собой две наклонные плоскости со ступенями, одна из них была ориентирована на восток, другая при этом указывала на запад. До полудня тень падала на первую плоскость, постепенно опускаясь по ступеням сверху вниз, а после полудня — на вторую плоскость, постепенно поднимаясь снизу вверх, в полдень тени не было. Конкретной реализацией типа солнечных часов с наклонной плоскостью были переносные часы из Кантары, созданные около 320 до н.э. с одной наклонной плоскостью, на которой были нанесены деления, и отвесом. Плоскость ориентировалась на Солнце.
Древний Китай . Первое упоминание о солнечных часах в Китае, вероятно, задача о гномоне, приводимая в древнем китайском задачнике «Чжоу-би», составленном около 1100 г. до н.э. В эпоху Чжоу в Китае применялись экваториальные солнечные часы в виде каменного диска, устанавливаемого параллельно небесному экватору и пронизывающего его в центре стержня, устанавливаемого параллельно земной оси. В эпоху Цин в Китае изготавливали портативные солнечные часы с компасом: либо экваториальные — опять-таки со стержнем в центре диска, устанавливаемого параллельно небесному экватору, либо горизонтальные — с нитью в роли гномона над горизонтальным циферблатом.
Древняя Греция и Древний Рим . Скафис — солнечные часы древних. На сфероидальной выемке нанесены линии часов. Тень бросал горизонтальный или вертикальный прут, или шарик в центре инструмента. По рассказу Витрувия, вавилонский астроном Берос, поселившийся в VI в. до н. э. на острове Косе, познакомил греков с вавилонскими солнечными часами, имевшими форму сферической чаши — так называемым скафисом. Эти солнечные часы были усовершенствованы Анаксимандром и Анаксименом. В середине XVIII столетия при раскопках в Италии нашли именно такой инструмент, какой описан у Витрувия. Древние греки и римляне, как и египтяне, делили промежуток времени от восхода до заката Солнца на 12 часов, и поэтому их час был различной длины в зависимости от времени года. Поверхность выемки в солнечных часах и «часовые» линии на них подбирались так, чтобы конец тени прута указывал час. Угол, под которым срезана верхняя часть камня, зависит от широты места, для которого изготовлены часы. Последующие геометры и астрономы придумывали разнообразные формы солнечных часов. Сохранились описания таких инструментов, носивших самые странные названия сообразно их виду. Иногда гномон, отбрасывающий тень, располагался параллельно оси земли. В Рим первые солнечные часы были привезены консулом Валерием Массала из Сицилии в 263 г. до н. э. Устроенные для более южной широты, они показывали час неверно. Для широты Рима первые часы устроены около 170 года Марцием Филиппом.
Древняя Русь и Россия . В древнерусских летописях часто указывался час какого-то события, это наводило на мысль, что в то время на Руси уже использовались определенные инструменты или объекты для измерения времени по крайней мере днём. Черниговский художник Георгий Петраш обратил внимание на закономерности в освещении Солнцем ниш северо-западной башни Спасо-Преображенского собора в Чернигове и на странный узор над ними. На основании более подробного их изучения он высказал предположение, что башня представляет собой солнечные часы, в которых час дня определяется освещением соответствующей ниши, а меандры служат для определения пятиминутного интервала. Подобные особенности были отмечены и у других храмов Чернигова, и был сделан вывод, что солнечные часы в Древней Руси применяли еще в XI веке. В XVI веке в России появились западноевропейские портативные солнечные часы. На 1980 год в советских музеях было семь таких часов. Самые ранние из них относятся к 1556 году и хранятся в Эрмитаже, они были предназначены для ношения на шее и представляют собой горизонтальные солнечные часы с секторным гномоном для указания времени, компасом для ориентации часов в направлении север—юг и отвесом на гномоне для придания часам горизонтального положения.


Средние века . Арабские астрономы оставили обширные трактаты по гномонике, или искусству строить солнечные часы. Основанием служили правила тригонометрии. Кроме «часовых» линий, на поверхности арабских часов наносилось еще направление к Мекке, так называемая кибла. Особенно важным считался момент дня, когда конец тени вертикально поставленного гномона приходился на линию киблы. Вместе с введением равных часов дня и ночи задача гномоники значительно упростилась: вместо того, чтобы замечать место конца тени на сложных кривых, стало достаточно замечать направление тени. Если только штифт расположен по направлению оси земли, то тень его лежит в плоскости часового круга солнца, а угол между этой плоскостью и плоскостью меридиана есть часовой угол солнца или истинное время. Остаётся только находить пересечение последовательных плоскостей с поверхностью «циферблата» часов. Чаще всего это была плоскость, перпендикулярная штифту, то есть параллельная небесному экватору; на ней направление тени изменяется на 15° за каждый час. При всех других положениях плоскости циферблата углы, образуемые на ней направлением тени с линией полудня, не растут равномерно.
Водяные часы, клепсидра — известный со времен ассиро-вавилонян и древнего Египта прибор для измерения промежутков времени в виде цилиндрического сосуда с истекающей струёй воды. Был в употреблении до XVII века.
История
У римлян были в большом ходу водяные часы самого простого устройства, так, например, ими определялась длина речей ораторов в суде. Первые водяные часы устроил в Риме Сципион Назика. Водяные часы Помпея славились украшениями из золота и каменьев. В начале VI века славились механизмы Боэция, которые он устраивал для Теодориха и для бургундского короля Гундобада. Затем, по-видимому, это искусство упало, так как папа Павел I послал Пипину Короткому водяные часы, как крайнюю редкость. Гарун-аль-Рашид прислал Карлу Великому в Ахен (809) водяные часы весьма сложного устройства. По-видимому, некий монах Pacificus в IX веке начал подражать искусству арабов. В конце X века прославился своими механизмами, тоже отчасти заимствованными от арабов, Герберт. Знамениты были еще водяные часы Оронция Финеуса и Кирхера, основанные на принципе сифона. Многие математики, в том числе в позднейшее время Галилей, Вариньон, Бернулли, решали задачу: «какова должна быть форма сосуда, чтобы вода вытекала вполне равномерно». В современном мире клепсидра широко применяется во Франции в телеигре Форт Боярд во время прохождения игроками испытаний и представляет собой поворотный механизм с синей водой.
В средние века получили распространение водяные часы особого устройства, описанные в трактате монаха Александра. Барабан, разделённый стенками на несколько радиальных продольных камер, подвешивался за ось так, что он мог опускаться, развёртывая намотанные на ось верёвки, то есть вращаясь. Вода в боковой камере давила в противоположную сторону и, переливаясь постепенно из одной камеры в другую через малые отверстия в стенках, замедляла разматывание верёвок настолько, что время измерялось этим разматыванием, то есть опусканием барабана.
Механические часы — часы, использующие гиревой или пружинный источник энергии. В качестве колебательной системы применяется маятниковый или балансовый регулятор. Мастера, изготавливающие и ремонтирующие часы, называются часовщиками. В искусстве механические часы являются символом времени. Механические часы по точности хода уступают электронным и кварцевым. Поэтому в настоящее время из незаменимого инструмента механические часы превращаются в символ престижа.
История
Прототипом первых механических часов можно считать Антикитерский механизм датируемый около II века до н.э Первые механические часы с анкерным механизмом были изготовлены в Танском Китае в 725 году нашей эры И Сином и Лян Линцзанем. Из Китая секрет устройства,

по-видимому, попал к арабам. Первые маятниковые часы изобретены в Германии около 1000 года аббатом Гербертом — будущим папой Сильвестром II, но широкого распространения не получили. Первые башенные часы в Западной Европе построены были в 1288 году английскими мастерами в Вестминстере. Примерно в это же времени о колесных часах с боем рассказывает Данте Алигьери в своей «Божественной комедии». Первые в Западной Европе механические часы, устанавливаемые на башнях для того, чтобы можно было разместить гиревой движитель их механизма, имели всего одну стрелку — часовую. Минуты тогда не измерялись вообще; зато такие часы нередко отмечали церковные праздники. Маятника в таких часах также не было. Башенные часы, установленные в 1354 году в Страсбурге, не имели маятника, зато отмечали: часы, части суток, праздники церковного календаря, Пасху и зависящие от нее дни. В полдень перед фигуркой Девы Марии склонялись фигурки трех волхвов, а позолоченный петух кукарекал и бил крыльями; специальный механизм приводил в движение маленькие цимбалы, отбивавшие время. К настоящему времени от Страсбургских часов уцелел только петух. Наиболее ранний из сохранившихся до наших дней башенный часовой механизм находится в соборе английского города Солсбери, и относится к 1386 году.
Позже появились карманные часы, запатентованные в 1675 году Х. Гюйгенсом, а затем — много позже — и часы наручные. Вначале наручные часы были только женские, богато украшенные драгоценными камнями ювелирные изделия, отличающиеся низкой точностью хода. Ни один уважающий себя мужчина того времени не надел бы часы себе на руку. Но войны изменили порядок вещей и в 1880 году массовое производство наручных часов для армии начала фирма Girard-Perregaux.
Кварцевые часы — часы, в которых в качестве колебательной системы применяется кристалл кварца. Хотя электронные часы также являются кварцевыми, выражение «кварцевые часы» обычно применяется только к электромеханическим часам. Работа электромеханических часов совсем не зависит от качества шестерен; простой, хоть и шумный, пластмассовый будильник может стоить менее 1 доллара. Качественные бытовые кварцевые часы имеют точность ±15 секунд/месяц. Таким образом, выставлять их надо дважды в год. Однако кристалл кварца подвержен старению, и со временем часы начинают, как правило, спешить.


История
Кварцевые часы были выпущены в 1969 году. В 1978 году американская компания «Хьюлетт Паккард» впервые выпустила кварцевые часы с микрокалькулятором. На нём можно было совершать математические операции с шестизначными числами. Его клавиши нажимали шариковой ручкой. Размер этих часов составлял несколько квадратных сантиметров. В1990-х годах на рынке были представлены оригинальные часы — гибрид автоподзавода и кварцевых часов. Япония представила модель «Кинетик» компании Seiko, а Швейцария — модель «Автокварц» компании Tissot и Certina. Особенность данных часов была в том, что в них стояла не батарейка, а аккумулятор, который подзаряжался устройством автоподзавода, как и обычно устанавливаемым на механических часах.
Интересно про часы.
*1485 год. Леонардо да Винчи сделал эскиз устройства fusee для башенных часов. Как выяснилось, карманные часы от башенных отличаются только размерами-принцип тот же.
*Часы, в основе работы которых лежит механизм с колеблющимся маятником, создал голландец Христиан Гюйгенс. Однако это стало возможным благодаря экспериментам и исследованиям, проводимым знаменитым математиком и астрономом Галилео Галилеем в 1580-м году.
*Изобретение маятника примерно в начале 15-го века способствовало появлению и первых домашних часов, которые изготавливали местные кузнецы и мастера. Первое время домашние часы вешались на стену, поскольку их маятники были действительно огромными. С дальнейшим усовершенствованием часовых механизмов часы становились все легче и компактнее, и вскоре была создан их настольный вариант.
*Благодаря изобретению Галилея, погрешность измерения времени снизилась с 20-30 минут в день до 3 минут, а изобретение анкерного механизма позволило снизить эту погрешность до 3 с в неделю, что считалось большой точностью.
*Для производства механических часов, какими были первые образцы, требовались гораздо более точные станки, чем весь прежний инструментарий. Современное точное машиностроение родилось из мастерства механиков часовщиков.
*Самая ранняя дата, которую можно достоверно назвать, говоря о применении шпиндельных механических часов, относится приблизительно к 1340 г. или несколько позже. С тех пор они быстро вошли в общее употребление и стали предметом гордости городов и соборов. В 1450 г. появились пружинные часы, а к концу XV столетия — переносные часы, но еще слишком крупные, чтобы их можно было назвать карманными или наручными.

П ервые примитивные понятия для измерения времени (сутки, утро, день, полдень, вечер, ночь) древним людям подсознательно подсказала регулярная смена времени года, смена дня и ночи, перемещение Солнца и Луны по небесному своду. Время шло. Способы измерения времени постепенно совершенствовались. Длительный период люди обходились календарным измерением времени, подсчитывая количество истекших или предстоящих суток. Примитивными приспособлениями для отсчета времени были ремешок с узелками и дощечка с зарубками. Ежесуточно делая зарубку, человек мог подсчитать количество прошедших дней; развязывая каждый день по узелку, можно было определить число оставшихся суток до какого либо ожидаемого события.

С древних времен смена дня и ночи(сутки) служили единицей измерения относительно небольших интервалов времени. Положение Солнца на небе использовалось в качестве той часовой стрелки, по которой люди определяли время в дневную часть суток. Именно движение солнца легло в основу солнечных часов, которые появились примерно 5,5 тысяч лет назад. Принцип действия солнечных часов основан на движении тени, отбрасываемой неподвижным ориентиром в течение дня.

Солнечные часы состоят из указателя, отбрасывающего тень и играющего роль стрелки, а так же циферблата с нанесенными на него делениями, обозначающими часы суток. Перемещение стрелки-тени, отражающей суточное вращение Земли, позволяет определять время.

Солнечные часы - «Гномон»

Солнечные часы - простейший прибор для отсчета времени, их принято называть древним греческим именем - Гномон.

По таким часам можно было определить время с точностью до часа. Конечно, пользоваться такими часами можно было только в светлое время суток. Первые гномоны были сложными архитектурными сооружениями в виде высоких обелисков, охваченных полукружием каменных столбов которые и являлись ориентиром для определения времени. Затем солнечные часы стали более совершенны, уменьшились в размерах, получили штриховую шкалу. Были известны даже карманные солнечные часы. Многие из первых часов прослужили долго и верно человеку, но появлялись новые, более удобные модели. Основным недостатком солнечных часов была абсолютная бесполезность в пасмурный день или в ночное время. Попытки измерения ночного времени привели к созданию огненных часов.

Огненные (огневые) часы измеряли время по количеству масла сгоревшего в лампе, или воска в свече. Распространенность огненных часов была столь велика, что единицей измерения времени стала свеча. На вопрос: - «Который час?» следовал ответ: - «Две свечи»; что соответствовало примерно трем часам ночи, поскольку вся ночь делилась на три свечи. Такие часы были дешевы и удобны, но неточны. Именно в эти годы был впервые изобретен будильник. Естественно он был огненным. Недостатком таких часов была нерентабельность их применения в дневное время суток, а кроме того, точность их показаний была низка из-за различной скорости выгорания масла и воска у разных ламп и свечей.

Водяные часы - «Клепсидра»

На смену солнечным и огненным часам 2500 лет назад пришли водяные часы. Они были более точны и совершенны. Эти часы надежно работали и днем и ночью. Устройство их было простым: сосуд с отверстием в днище и делением на стенках, по которым можно следить за падением уровня воды. Сосуд изготавливался, как правило, из металла, глины или стекла, наполнялся водой, которая медленно, по капле, вытекала, понижая уровень воды, а деления на сосуде определяли который час.

Водяные часы быстро стали популярны. Их использовали как в домашнем быту, так и в войсках, правительственных учреждениях, школах. Они были на ипподромах, стадионах и судебных учреждениях.

Водяные часы называли «Клепсидрой», что по-гречески означает «Похитительница.» Именно клепсидре мы обязаны появлению выражения - «Течение времени».

В богатейшем торговом городе Египта - Александрии клепсидра получила наибольшее развитие. Именно в Александрии были открыты первые в мире часовые мастерские которые производили разнообразные клепсидры. Производством клепсидр занимались ремесленники, которых звали мастерами автоматических водяных часов. Большинство клепсидр являлись сложным автоматическим устройством, оснащенные сигнальными механизмами и разнообразными движущимися фигурами, которые производили различные движения в определенный час. С этого момента к водяным часам интерес усилился так как часы стали нести развлекательную функцию. Восточная Римская империя (Византия) развивала технические и культурные традиции античности, а автоматические водяные часы служили украшением многих помещений императорского дворца в Константинополе.

Песочные часы состоят из двух сообщающихся сосудов закрепленных в деревянной оправе. Работа песочных часов основана на пересыпании точно откалиброванного речного песка из одного сосуда в другой через узкое отверстие, в одну песчинку в одинаковые промежутки времени, принцип работы идентичен водяным часам но из сосуда в сосуд бежит не вода а песок.

Половинки стеклянного сосуда имели форму чаши и предназначались для измерения незначительных промежутков времени. Подобные часы могли отмерять различные промежутки времени от 15 минут до нескольких часов, что зависит он емкости сосудов и размера отверстия между ними. Недостаток этих часов заключается в необходимости переворачивать песочные часы после пересыпания песка из верхнего сосуда в нижний.

Башенные часы

Механические часы, по своему устройству напоминающие современные, появились в 14 веке.

Это были огромные тяжеловесные механизмы башенных часов, которые приводила в действие гиря, подвешенная на канате к ведущему валу механизма. Регулятором хода этих часов был так называемый шпиндель, представляющий собой коромысло с тяжелыми грузами, установленное на вертикальной оси и приводимое попеременно то в правое, то в левое вращение. Инерция грузов оказывала тормозящее воздействие на часовой механизм, замедляя вращение его колес. Точность хода подобных часов со шпиндельным регулятором была низка, а суточная погрешность превышала 60 минут.

Для дальнейшего усовершенствования часов огромное значение имело открытие законов колебания маятника, сделанное Галилеем, которому пришла в голову идея создания механических маятниковых часов. Реальная конструкция таких часов появилась в 1658 году благодаря талантливому голландскому изобретателю и ученому Христиану Гюйгенсу (1629-1695гг). Он же изобрел балансовый регулятор, позволивший создать карманные и наручные часы. Причем, принципиальная конструктивная схема которых почти без изменений сохранилась в современных часах.

Первые карманные часы появились в 1500 году после изобретения заводной пружины известным часовым мастером Нюренберга Петером Генлейной, но эти первые карманные часы имели шпиндельный регулятор и обладали низкой точностью. Только после изобретения баланса, карманные часы из модной, дорогой и бесполезной игрушки превратились в точный и функциональный предмет.

Семнадцатый век был веком стремительного развития часового искусства. С момента изобретения спиральной пружины-балансира крутильный маятник в носимых часах полностью заменил обычный. После внедрения горизонтального анкерного спуска, точность хода носимых часов значительно повысилась, что привело к необходимости добавить в механизм минутную, а позже и секундную стрелки.

С момента появления, карманные часы стали предметом роскоши, а их оформление изощренным. Корпуса изготавливали в виде животных и различных геометрических фигур, а для украшения циферблата стали применять эмаль. Именно в то время циферблат карманных часов был накрыт стеклом впервые.

С развитием науки часовой механизм усложнялся, а точность хода повышалась. Таким образом, в начале восемнадцатого века для балансира и шестеренок впервые были использованы рубиновые и сапфировые опоры, что позволило повысить точность и запас хода и уменьшить трение. Постепенно карманные часы дополнялись все более сложными устройствами и некоторые образцы имели вечный календарь, автоподзавод, независимый секундомер, термометр, индикатор запаса хода, минутный репетир, а работу механизма давала возможность увидеть задняя крышка, выполненная из горного хрусталя.

Величайшим достижением в часовой промышленности и теперь считается изобретение А.Бреге турбийона. Вращая с помощью него колебательную систему часов, удается компенсировать влияние гравитации на точность хода. Создание качественных часов превратилось в целое искусство.

Часы продолжают удивлять и радовать своих хозяев уникальными качествами и функциями, а так же оригинальным дизайном. Любой человек сегодня может не только узнать время с точностью до секунды, но и украсить свой гардероб великолепным экземпляром известных часовых фирм.

Часы сегодня, это не только прибор, необходимый для определения времени суток, но и признак престижа и достоинства, стиля, имеющий символическое значение. Часы давно перестали выполнять свою основную функцию, указывая время - они отстаивают право на эстетическую привлекательность и личное уважение.

p.s. Но это всего лишь малая доля из истории развития и истории изобретений приборов времени. .

Первые прообразы современных часов появились в древнейшие времена, когда человек осознал понятие времени и необходимость его измерять. Солнечные, огневые, песочные и водяные часы постоянно развивались и улучшались. Именно они заложили основы гениальных изобретений средневековых механиков, более совершенными версиями которых мы пользуемся и сегодня. Любопытно проследить исторический путь, который прошёл прибор для измерения времени, начиная от зари человечества и вплоть до сегодняшнего дня…

Самые первые часы - солнечные

Сам термин "часы" (clock ) впервые вошёл в обиход в четырнадцатом веке как производное от латинского слова, обозначающего "звонок". Первый же прибор для измерения времени, если верить учёным, появился примерно три с половиной тысячи лет назад в древнем Вавилоне. Он представлял собой не что иное, как солнечные часы (гномон).

До нас дошло описание солнечных часов из древнего Египта. О них поведала надпись на стене гробницы фараона Сети (рубеж XIV-XIII столетий до нашей эры). Это была прямоугольная пластина с делениями. На одном из концов её, направленном строго на восток, был закреплён невысокий брус с горизонтальной длинной планкой. Планка отбрасывала тень на метки в пластине, и по ним определялся час дня как одна двенадцатая часть временного промежутка между восходом солнца и его закатом. После полудня пластину следовало перевернуть так, чтобы конец с планкой был направлен на запад.

Более поздним вариантом таких часов была переносная наклонная плоскость округлой формы с нанесёнными делениями, которая ориентировалась на солнце. Тень, указывающую время, давал отвес, закреплённый посередине плоскости.

Огневые часы, отмеряющие время и ночью

Часы, отображающие время по солнцу, широко использовались во всём древнем мире: в Китае, Греции и Риме, арабских странах, а также на Руси. Однако их существенным недостатком была абсолютная бесполезность ночью или же в пасмурный день. Это привело к появлению огневых (огненных) часов, принцип измерения времени в которых опирался на количество сгоревшего в лампаде масла или стаявшего воска в свече. Таким образом, ночь могла измеряться в трёх свечах или же в количестве делений на стекле лампады. Однако вследствие того, что скорость сгорания разных видов масла и таяния различных свечей была неодинакова, такой прибор обладал низкой точностью, к тому же его использование днём было весьма неудобным.

Водяные часы - клепсидра

Следующим шагом в истории приборов для измерения времени стало изобретение такого их варианта, который отличался бы точностью и удобством, а также не зависел бы от времени суток. Такими чертами обладали водяные часы. Местом их возникновения тоже считают Египет, только более позднего времени - около 1400 года до нашей эры. Они представляли собой две ёмкости, наполненные водой до разного уровня. В процессе перетекания жидкости из одного сосуда в другой по меткам, нанесённым на ёмкости, можно было определить время.

Водяные часы быстро завоевали популярность в быту, в армии, в официальных учреждениях, на стадионах и в школах. В Александрии - богатейшем городе Египта - появились первые мастерские по их изготовлению. В дальнейшем эту находку взяли на вооружение и значительно усовершенствовали древние греки. Клепсидра, что по-гречески означает "похитительница", - вот как называются водяные часы вплоть до сегодняшних дней.

Именно учёные Греции первыми осознали необходимость разделить год на двенадцать месяцев, в каждом из которых было бы по тридцать дней. Вавилоняне и египтяне впоследствии подхватили эту идею, разделив день на часы, минуты и секунды.

Интересным образцом водяных часов являются древние персидские часы из Зибада (на территории современного Ирана). Это простая и в то же время достаточно точная конструкция, при помощи которой персы рассчитывали время для посадки растений и поливочных работ. В резервуаре с водой находится чаша с небольшим отверстием. В течение определённого промежутка времени она наполняется жидкостью, после чего тонет. Человек, следящий за временем, достаёт чашу, ставит камешек в отверстие на специальной шкале и возвращает пустую чашу обратно в резервуар. Появившись около 300 года до нашей эры, в Иране такие часы были популярны вплоть до второй половины XX века, уступив только современным часовым механизмам.

Афинская башня Ветров

Ещё один знаменитый на весь мир часовой механизм древности - водяные часы в Афинах, творение мастера Андроника из Кира. Создатель посвятил это древнейшее метеорологическое сооружение богине Афине. Своё второе название - "Клепсидра" - башня Ветров получила именно благодаря установленным внутри водяным часам. Воду для их работы подавал с афинского Акрополя специальный механизм.

Восемь граней тринадцатиметровой мраморной башни сориентированы строго по сторонам света. Фризы её украшены барельефами, изображающими всю "розу ветров". Флюгер на крыше башни в виде фигуры тритона указывал, с какой стороны дует ветер. Внизу, под фигурами, был размечен также циферблат солнечных часов. Таким образом, башня непрерывно использовалась для измерения времени.

Песочные часы

Данная разновидность часов возникла относительно недавно - около тысячи лет назад - и получила распространение одновременно с развитием стеклодувного производства. Она представляет собой два сообщающихся сосуда, закреплённых в прочной оправе. Принцип работы основан на пересыпании из одной чаши в другую через узенькое отверстие за определённый промежуток времени точно откалиброванного количества речного песка. Однако эти часы позволяют измерять исключительно маленькие временные отрезки, а также требуют того, чтобы их постоянно переворачивали.

Механические часы

Началом современного этапа в истории развития приборов, позволяющих измерять время, стало появление механических часов. Первые башенные часы представляли собой огромные механизмы, приводимые в действие гирей, которая была подвешена к ведущему валу на канате. Регулировал их ход шпиндель - устройство, напоминающее коромысло с подвешенными к нему грузами. Вращаясь попеременно то в правую, то в левую сторону, шпиндель за счёт инерции грузов замедлял движение колёс часового механизма. Подобный прибор для измерения времени обладал весьма низкой точностью, а погрешность его показаний за сутки порой превышала шестьдесят минут.

Механические часы стали более совершенными после того, как итальянским учёным Галилео Галилеем был изобретён маятник. Во второй половине XVII века голландец Христиан Гюйгенс применил эту находку на практике. Им же был изобретён балансовый регулятор, который лёг в основу конструкции карманных и наручных часов.

Первый экземпляр карманных часов был создан в 1500 году, после изобретения в Германии заводной пружины. А разработка в семнадцатом столетии спиральной пружины-балансира значительно повысила точность хода, что позволило впоследствии добавить минутную и секундную стрелки.

В начале следующего столетия механизм был дополнен прочными опорами из рубина и сапфира, что делало ход часов ещё более точным и уменьшало трение шестерёнок. А в 1927 году свет увидели кварцевые часы - самые точные в сравнении со всеми предшественниками.

С дальнейшим развитием техники приборы для измерения времени постепенно дополнялись всё более сложными устройствами. В современном мире работа по их созданию превратилась в настоящее искусство. Существующие образцы помимо основного свойства - показывать время - поражают своим разнообразием и творческой выдумкой мастеров.