La primera ciència del temps és l'astronomia. Els resultats de les observacions en observatoris antics s'utilitzaven per a l'agricultura i els ritus religiosos. Tanmateix, amb el desenvolupament de l'artesania, es va fer necessari mesurar períodes curts de temps. Així, la humanitat va arribar a la invenció del rellotge. El procés va ser llarg, ple del treball dur de les millors ments.
La història dels rellotges es remunta a molts segles enrere, és l'invent més antic de la humanitat. Des d'un pal enganxat a terra fins a un cronòmetre ultraprecís: un viatge de centenars de generacions. Si classifiquem els èxits de la civilització humana, a la nominació "grans invents" el rellotge quedarà en segon lloc després de la roda.
Hi va haver un moment en què un calendari era suficient per a la gent. Però va aparèixer l'artesania, calia fixar la durada dels processos tecnològics. Van prendre hores, el propòsit de les quals és mesurar intervals de temps més curts que un dia. Per a això, l'home ha utilitzat durant segles diversos processos físics. Les construccions que les implementen també eren corresponents.
La història dels rellotges es divideix en dosgran període. El primer té uns quants mil·lennis, el segon menys d'un.
1. La història del rellotge, anomenada la més simple. Aquesta categoria inclou els aparells solars, d'aigua, de foc i de sorra. El període acaba amb l'estudi dels rellotges mecànics del període pèndol. Eren campanes medievals.
2. Una nova història dels rellotges, començant amb la invenció del pèndol i l'equilibri, que va marcar l'inici del desenvolupament de la cronometria oscil·latòria clàssica. Aquest període encara no ha acabat.
Rellotge solar
Els més antics que ens han arribat. Per tant, és la història del rellotge de sol la que obre la desfilada dels grans invents en el camp de la cronometria. Malgrat la seva aparent senzillesa, es distingien per una gran varietat de dissenys.
El rellotge de sol es basa en el moviment aparent del Sol al llarg del dia. El compte enrere es basa en l'ombra projectada per l'eix. El seu ús només és possible en un dia assolellat. L'antic Egipte tenia unes condicions climàtiques favorables per a això. La major distribució a la riba del Nil va rebre un rellotge de sol, que tenia forma d'obeliscs. Es van instal·lar a l'entrada dels temples. Un gnom en forma d'obelisc vertical i una escala marcada a terra: així era l'antic rellotge de sol. La foto de sota en mostra un d'ells. Un dels obeliscs egipcis transportats a Europa ha sobreviscut fins als nostres dies. Actualment hi ha un gnom de 34 metres d'alçada en una de les places de Roma.
El rellotge de sol normal tenia un inconvenient important. Sabien d'ell, però el van aguantar durant molt de temps. En diferents estacions, és a dir, a l'estiu i a l'hivern, la durada de l'hora no era la mateixa. Però en el període en què dominaven el sistema agrari i les relacions artesanals, no calia una mesura precisa dels temps. Per tant, el rellotge de sol va existir amb èxit fins a la baixa edat mitjana.
El gnomon va ser substituït per dissenys més progressistes. Els rellotges de sol millorats, en els quals s'eliminava aquesta mancança, tenien escates corbes. A més d'aquesta millora, es van utilitzar diverses versions. Per tant, a Europa, els rellotges de sol de paret i finestres eren habituals.
L'any 1431 es va produir una millora addicional. Consistia a orientar la fletxa d'ombra paral·lela a l'eix terrestre. Aquesta fletxa s'anomenava semieix. Ara l'ombra, girant al voltant del mig eix, es movia uniformement, girant 15° per hora. Aquest disseny va permetre produir un rellotge de sol prou precís per a la seva època. La foto mostra un d'aquests dispositius conservat a la Xina.
Per a una correcta instal·lació, van començar a subministrar l'estructura amb una brúixola. Va ser possible utilitzar el rellotge a tot arreu. Fins i tot era possible fer models portàtils. Des de l'any 1445, es va començar a construir un rellotge de sol en forma d'hemisferi buit, equipat amb una fletxa, l'ombra de la qual queia a la superfície interior.
Cerca alternatives
Malgrat que els rellotges de sol eren còmodes i precisos, tenien greus defectes objectius. Depenien completament del clima, i el seu funcionament es limitava a una partdia entre la sortida i la posta del sol. A la recerca d'una alternativa, els científics van buscar altres maneres de mesurar els intervals de temps. Es va exigir que no estiguessin associats a l'observació del moviment d'estrelles i planetes.
La cerca va conduir a la creació d'estàndards de temps artificials. Per exemple, era l'interval necessari perquè una quantitat específica de substància fluís o cremés.
Els rellotges més senzills creats a partir d'aquesta base han recorregut un llarg camí en el desenvolupament i la millora dels dissenys i, per tant, obre el camí per a la creació no només de rellotges mecànics, sinó també de dispositius d'automatització.
Clepsidra
El nom "clepsidra" s'ha enganxat darrere del rellotge d'aigua, de manera que hi ha una idea errònia que es va inventar per primera vegada a Grècia. En realitat no va ser així. La clepsidra més antiga i molt primitiva es va trobar al temple d'Amon a Phoebe i es conserva al museu del Caire.
Quan es crea un rellotge d'aigua, cal assegurar una disminució uniforme del nivell d'aigua al recipient quan flueix pel forat calibrat inferior. Això s'aconseguia donant al recipient la forma d'un con, que s'aproxima més al fons. Només a l'Edat Mitjana es va obtenir una regularitat que descrivia la velocitat de sortida del fluid en funció del seu nivell i de la forma del recipient. Abans d'això, la forma del recipient per al rellotge d'aigua es va seleccionar empíricament. Per exemple, la clepsidra egípcia, comentada anteriorment, va donar una disminució uniforme del nivell. Fins i tot amb algun error.
Atès que la clepsidra no depenia de l'hora del dia i del temps, complia els requisits de continuïtatmesures de temps. A més, la necessitat de millorar encara més el dispositiu, l'addició de diverses funcions, va proporcionar espai perquè els dissenyadors volessin la seva imaginació. Així, les clepsidres d'origen àrab eren obres d'art combinades amb una gran funcionalitat. Estaven equipats amb mecanismes hidràulics i pneumàtics addicionals: un temporitzador audible, un sistema d'il·luminació nocturna.
No s'han conservat molts noms dels creadors del rellotge d'aigua a la història. Es van fer no només a Europa, sinó també a la Xina i l'Índia. Hem rebut informació sobre un mecànic grec anomenat Ctesibius d'Alexandria, que va viure 150 anys abans de la nova era. A clepsidra, Ctesibius va utilitzar engranatges, el desenvolupament teòric dels quals va ser dut a terme per Aristòtil.
Rellotge de foc
Aquest grup va aparèixer a principis del segle XIII. Els primers rellotges de trets eren espelmes primes de fins a 1 metre d'alçada amb marques aplicades. De vegades, determinades divisions estaven equipades amb agulles metàl·liques que, caient sobre un suport metàl·lic quan la cera cremava al seu voltant, feien un so diferent. Aquests dispositius van servir com a prototip del despertador.
Amb l'arribada del vidre transparent, els rellotges de foc es transformen en llums d'icona. Es va aplicar una escala a la paret, segons la qual, a mesura que l'oli es va cremar, es va determinar l'hora.
Els dispositius d'aquest tipus més estesos es troben a la Xina. Juntament amb els llums d'icones, un altre tipus de rellotge de foc era habitual en aquest país: els rellotges de metxa. Pots dirque era una branca sense sortida.
Rellotge de sorra
Quan van néixer, no se sap exactament. L'únic que es pot dir amb certesa és que no podien haver aparegut abans de la invenció del vidre.
El rellotge de sorra són dos flascons de vidre transparent. A través del coll de connexió, el contingut s'aboca del matràs superior a l'inferior. I en els nostres temps, encara pots conèixer el rellotge de sorra. La foto mostra un dels models, antic estilitzat.
Els artesans medievals de la fabricació d'instruments van decorar el rellotge de sorra amb una decoració exquisida. S'utilitzaven no només per mesurar períodes de temps, sinó també com a decoració d'interiors. A les cases de molts nobles i dignataris es podia veure luxosos rellotges de sorra. La foto mostra un d'aquests models.
El rellotge de sorra va arribar a Europa bastant tard, a finals de l'Edat Mitjana, però la seva distribució va ser ràpida. A causa de la seva senzillesa, la possibilitat d'utilitzar-los en qualsevol moment, ràpidament es van fer molt populars.
Una de les mancances del rellotge de sorra és el temps més aviat curt que es mesura sense donar-li la volta. Els cassets formats per ells no van arrelar. La distribució d'aquests models es va alentir per la seva baixa precisió, així com el desgast durant el funcionament a llarg termini. Va passar de la següent manera. El forat calibrat del diafragma entre els flascons estava desgastat, augmentant de diàmetre, les partícules de sorra, per contra, es van triturar, disminuint de mida. El cabal augmentavael temps anava disminuint.
Rellotges mecànics: requisits previs per a l'aparició de
La necessitat d'una mesura més precisa dels períodes de temps amb el desenvolupament de la producció i les relacions socials ha augmentat constantment. Les millors ments han estat treballant per resoldre aquest problema.
La invenció del rellotge mecànic és una fita que va tenir lloc a l'Edat Mitjana, perquè són l'aparell més complex creat en aquells anys. Al seu torn, això va servir d'impuls per al desenvolupament de la ciència i la tecnologia.
La invenció dels rellotges i la seva millora requeria un equipament tecnològic més avançat, preciso i d' alt rendiment, nous mètodes de càlcul i disseny. Aquest va ser el començament d'una nova era.
La creació de rellotges mecànics es va fer possible amb la invenció de l'escapament del cargol. Aquest dispositiu convertia el moviment de translació d'un pes penjat d'una corda en un moviment oscil·latori d'anada i tornada d'una roda d'hores. La continuïtat es veu clarament aquí: després de tot, els models complexos de clepsidra ja tenien un dial, un tren d'engranatges i una batalla. Només calia canviar la força motriu: substituir el raig d'aigua per un pes pesat que fos més fàcil de manejar i afegir un descens i un controlador de velocitat.
S'han creat mecanismes per als rellotges de torre sobre aquesta base. Les campanes accionades per eix s'utilitzen des del 1340 aproximadament i s'han convertit en l'orgull de moltes ciutats i catedrals.
L'auge de la cronometria oscil·latòria clàssica
La història dels rellotges ha conservat per a la posteritat els noms de científics i inventors queva permetre crear-los. La base teòrica va ser el descobriment fet per Galileu Galilei, que va expressar les lleis que descriuen les oscil·lacions del pèndol. També és l'autor de la idea dels rellotges de pèndol mecànics.
La idea de Galileu va ser realitzada el 1658 pel talentós holandès Christian Huygens. També és l'autor de la invenció del regulador d'equilibri, que va permetre crear un rellotge de butxaca i després un rellotge de polsera. El 1674, Huygens va desenvolupar un regulador millorat connectant una molla helicoïdal en forma de cabell al volant.
Un altre invent emblemàtic pertany a un rellotger de Nuremberg anomenat Peter Henlein. Va inventar el moll principal i l'any 1500 va crear un rellotge de butxaca basat en ell.
Paral·lelament, hi va haver canvis d'aparença. Al principi, una fletxa era suficient. Però com que els rellotges es van fer molt precisos, van requerir una indicació corresponent. L'any 1680 s'hi va afegir una agulla de minuts i l'esfera va adoptar la forma que ens és familiar. Al segle XVIII, es van començar a instal·lar una segona mà. Primer costat, i més tard es va convertir en central.
Al segle XVII, la creació de rellotges es va traslladar a la categoria d'art. Caixes exquisidament decorades, esferes esm altades, que aleshores estaven cobertes de vidre, tot això va convertir els moviments en un article de luxe.
El treball de millora i complicació dels instruments va continuar sense interrupcions. Augment de la precisió de funcionament. A principis del segle XVIII, les pedres de robí i safir es van començar a utilitzar com a suport per al volant i els engranatges. Això va permetre reduir la fricció,millorar la precisió i augmentar la reserva d'energia. Han aparegut complicacions interessants: un calendari perpetu, un bobinat automàtic, un indicador de reserva d'energia.
L'impuls per al desenvolupament dels rellotges de pèndol va ser la invenció del rellotger anglès Clement. Cap al 1676 va desenvolupar l'escapament d'àncora. Aquest dispositiu era molt adequat per als rellotges de pèndol, que tenien una petita amplitud d'oscil·lació.
Quars
La millora addicional dels instruments per mesurar el temps va ser com una allau. El desenvolupament de l'electrònica i l'enginyeria de ràdio va obrir el camí per a l'aparició dels rellotges de quars. El seu treball es basa en l'efecte piezoelèctric. Va ser descobert l'any 1880, però el rellotge de quars no es va fer fins al 1937. Els models de quars de nova creació es diferencien dels clàssics mecànics en una precisió sorprenent. L'era dels rellotges electrònics ha començat. Què els fa especials?
Els rellotges de quars tenen un mecanisme format per una unitat electrònica i un anomenat motor pas a pas. Com funciona? El motor, rebent un senyal de la unitat electrònica, mou les fletxes. En lloc del dial habitual d'un rellotge de quars, es pot utilitzar una pantalla digital. Els anomenem electrònics. A l'oest - quars amb indicació digital. No canvia l'essència.
En realitat, un rellotge de quars és un mini-ordinador. S'afegeixen funcions addicionals molt fàcilment: cronòmetre, indicador de fase de lluna, calendari, despertador. Al mateix temps, el preu dels rellotges, a diferència de la mecànica, no augmenta tant. Això els fa més accessibles.
Els rellotges de quars són molt precisos. El seu error és de ±15 segons/mes. N'hi ha prou amb corregir les lectures de l'instrument dues vegades l'any.
Rellotges de paret
La indicació digital i la compacitat són les característiques distintives d'aquest tipus de mecanismes. Els rellotges electrònics s'utilitzen àmpliament com a rellotges integrats. Es poden veure al tauler d'un cotxe, al telèfon mòbil, al microones i al televisor.
Com a element interior, sovint podeu trobar una versió clàssica més popular, és a dir, amb una indicació de fletxa.
El rellotge de paret electrònic s'adapta orgànicament a l'interior a l'estil d' alta tecnologia, modern i tecno. Atreuen principalment per la seva funcionalitat.
Segons el tipus de pantalla, els rellotges electrònics són de cristall líquid i LED. Aquests últims són més funcionals ja que estan retroil·luminats.
Segons el tipus de font d'alimentació, els rellotges electrònics (de paret i d'escriptori) es divideixen en xarxa, alimentats per 220 V i bateria. Els dispositius del segon tipus són més convenients, ja que no necessiten una presa de corrent a prop.
Rellotge de paret cucut
Els artesans alemanys els fan des de principis del segle XVIII. Tradicionalment, els rellotges de paret de cucut es feien de fusta. Ricament decorats amb talles, fetes en forma de casa d'ocells, eren la decoració de riques mansions.
Alguna vegada, els models barats eren populars a l'URSS i a l'espai postsoviètic. Durant molts anys, la planta va produir el rellotge de paret de cucut de la marca Mayaka la ciutat russa de Serdobsk. Peses en forma de cons d'avet, una casa decorada amb talles senzilles, pells de paper d'un mecanisme sonor: així els van recordar els representants de la generació més antiga.
El clàssic rellotge de paret de cucut és una raresa en aquests dies. Això es deu a l' alt preu dels models de qualitat. Si no teniu en compte l'artesania de quars dels artesans asiàtics fetes de plàstic, fabulosos cucuts només a les cases dels veritables coneixedors dels rellotges exòtics. Mecanisme precís i complex, manxes de cuir, talla exquisida al cos: tot això requereix una gran quantitat de treball manual altament qualificat. Només els fabricants més reputats poden produir aquests models.
Rellotge despertador
Aquests són els "caminadors" més habituals a l'interior.
El despertador és la primera funció addicional que es va implementar al rellotge. Patentat el 1847 pel francès Antoine Redier.
En un despertador d'escriptori mecànic clàssic, el so es produeix amb un martell sobre plaques metàl·liques. Els models electrònics són més melòdics.
Per execució, els despertadors es divideixen en de mida petita i gran, d'escriptori i de viatge.
Els despertadors de taula es fabriquen amb motors separats per a rellotgeria i senyal. Comencen per separat.
Amb l'arribada dels rellotges de quars, la popularitat dels despertadors mecànics ha caigut. Hi ha diverses raons per a això. El rellotge de taula-despertador amb moviment de quars té una sèrie de dispositius mecànics clàssics al davantavantatges: són més precisos, no requereixen bobinatge diari, són fàcils d'adaptar al disseny de l'habitació. A més, són lleugers, no tenen tanta por dels cops i les caigudes.
Els despertadors mecànics de canell s'anomenen habitualment "senyal". Poques empreses produeixen aquests models. Per tant, els col·leccionistes coneixen un model anomenat "criquet presidencial"
"Cricket" (segons el cricket anglès): sota aquest nom, l'empresa suïssa Vulcain produïa rellotges amb funció d'alarma. Són coneguts per haver estat propietat dels presidents nord-americans: Dwight Eisenhower, Harry Truman, Richard Nixon i Lyndon Johnson.
Història dels rellotges per a nens
El temps és una categoria filosòfica complexa i alhora una magnitud física que cal mesurar. L'home viu en el temps. Ja des del parvulari, el programa d'educació i criança preveu el desenvolupament d'habilitats d'orientació temporal en els nens.
Pots ensenyar a un nen a utilitzar un rellotge tan bon punt hagi dominat el compte. Els dissenys ajudaran amb això. Pots combinar un rellotge de cartró amb la rutina diària col·locant tot això per a una major claredat en un paper de dibuix. Podeu organitzar classes amb elements del joc, utilitzant trencaclosques amb imatges per a això.
La història dels rellotges per a nens de 6 a 7 anys s'estudia en classes temàtiques. El material s'ha de presentar de manera que desperta l'interès pel tema. Els nens d'una forma accessible s'introdueixen en la història dels rellotges, els seus tipus en el passat i el present. Aleshores es consoliden els coneixements adquirits. Per fer-ho, demostreu el principi de funcionament del rellotge més senzill:solar, aigua i foc. Aquestes activitats desperten l'interès dels nens per la recerca, desenvolupen la imaginació creativa i la curiositat. Cultiven el respecte pel temps.
A l'escola, de 5è a 7è, s'estudia la història de la invenció dels rellotges. Es basa en els coneixements adquirits per l'infant a les lliçons d'astronomia, història, geografia, física. D'aquesta manera, es consolida el material adquirit. Els rellotges, la seva invenció i millora es consideren part de la història de la cultura material, els èxits de la qual estan orientats a satisfer les necessitats de la societat. El tema de la lliçó es pot formular de la següent manera: "Invents que van canviar la història de la humanitat".
A batxillerat s'aconsella continuar l'estudi dels rellotges com a complement pel que fa a la moda i l'estètica interior. És important familiaritzar els nens amb l'etiqueta dels rellotges, parlar dels principis bàsics per triar rellotges interiors. Una de les classes es pot dedicar a la gestió del temps.
La història de la invenció dels rellotges mostra clarament la continuïtat de les generacions, el seu estudi és un mitjà eficaç per donar forma a la visió del món d'un jove.
