מדע הזמן הראשון הוא אסטרונומיה. תוצאות התצפיות במצפה כוכבים עתיקים שימשו לחקלאות ולטקסים דתיים. עם זאת, עם התפתחות מלאכת יד, היה צורך למדוד פרקי זמן קצרים. כך, האנושות הגיעה להמצאת השעון. התהליך היה ארוך, מלא בעבודה קשה של מיטב המוחות.
ההיסטוריה של השעונים מתחילה מאות שנים אחורה, זוהי ההמצאה העתיקה ביותר של האנושות. ממקל תקוע באדמה ועד לכרונומטר מדויק במיוחד - מסע של מאות דורות. אם נדרג את הישגי הציוויליזציה האנושית, אז במועמדות "המצאות גדולות" השעון יהיה במקום השני אחרי הגלגל.
היתה תקופה שבה לוח שנה הספיק לאנשים. אבל מלאכות הופיעו, היה צורך לתקן את משך התהליכים הטכנולוגיים. זה לקח שעות, שמטרתן למדוד מרווחי זמן קצרים מיממה. לשם כך, האדם השתמש בתהליכים פיזיקליים שונים במשך מאות שנים. גם הקונסטרוקציות שיישמו אותן היו מתאימות.
ההיסטוריה של השעונים מחולקת לשנייםתקופה גדולה. הראשון הוא בן כמה אלפי שנים, השני הוא פחות מאחד.
1. ההיסטוריה של השעון, המכונה הפשוטה ביותר. קטגוריה זו כוללת מכשירי שמש, מים, אש וחול. התקופה מסתיימת בלימוד השעונים המכניים של תקופת המטוטלת. אלה היו פעמונים מימי הביניים.
2. היסטוריה חדשה של שעונים, החל בהמצאת המטוטלת והאיזון, שסימנו את תחילת הפיתוח של כרונומטריית תנודות קלאסית. התקופה הזו עדיין לא הסתיימה.
Sunday
העתיקים ביותר שהגיעו אלינו. לכן, ההיסטוריה של שעון השמש היא שפותחת את מצעד ההמצאות הגדולות בתחום הכרונומטריה. למרות הפשטות הנראית לעין, הם היו מובחנים במגוון רחב של עיצובים.
שעון השמש מבוסס על התנועה הנראית לעין של השמש לאורך היום. הספירה לאחור מבוססת על הצל שמטיל הציר. השימוש בהם אפשרי רק ביום שמש. למצרים העתיקה היו תנאי אקלים נוחים לכך. התפוצה הגדולה ביותר על גדות הנילוס קיבלה שעון שמש, שהיה בצורת אובליסקים. הם הותקנו בכניסה למקדשים. גנומון בצורת אובליסק אנכי וסולם מסומן על הקרקע - כך נראה שעון השמש העתיק. התמונה למטה מציגה אחד מהם. אחד האובליסקים המצריים שהועבר לאירופה שרד עד היום. גנומון בגובה 34 מטר עומד כיום באחת הכיכרות ברומא.
לשעון שמש רגיל היה חסרון משמעותי. הם ידעו עליו, אבל השלימו איתו זמן רב.בעונות שונות, כלומר בקיץ ובחורף, משך השעה לא היה זהה. אבל בתקופה שבה שלטו השיטה החקלאית ויחסי מלאכת היד, לא היה צורך במדידת זמנים מדויקת. לכן, שעון השמש התקיים בהצלחה עד סוף ימי הביניים.
הגנמון הוחלף בעיצובים מתקדמים יותר. לשעוני שמש משופרים, שבהם החסרון הזה בוטל, היו קשקשים מעוקלים. בנוסף לשיפור זה, נעשה שימוש בגרסאות שונות. אז באירופה, שעוני שמש לקירות ולחלונות היו נפוצים.
שיפור נוסף התרחש בשנת 1431. היא כללה כיוון חץ הצל במקביל לציר כדור הארץ. חץ כזה נקרא חצי ציר. כעת הצל, מסתובב סביב חצי הציר, נע בצורה אחידה, מסתובב 15 מעלות לשעה. עיצוב כזה איפשר לייצר שעון שמש שהיה מדויק מספיק לזמנו. התמונה מציגה את אחד מהמכשירים האלה שנשמר בסין.
לצורך התקנה נכונה, הם החלו לספק למבנה מצפן. אפשר היה להשתמש בשעון בכל מקום. אפשר היה לייצר אפילו דגמים ניידים. מאז 1445 החלו לבנות שעון שמש בצורת חצי כדור חלול, המצויד בחץ, שצלו נפל על פני השטח הפנימיים.
חפש חלופות
למרות העובדה ששעוני השמש היו נוחים ומדויקים, היו להם פגמים אובייקטיביים חמורים. הם היו תלויים לחלוטין במזג האוויר, ותפקודם היה מוגבל לחלקיום בין הזריחה לשקיעה. בחיפוש אחר אלטרנטיבה, מדענים ביקשו למצוא דרכים אחרות למדידת מרווחי זמן. נדרש שהם לא יהיו קשורים לתצפית בתנועת כוכבים וכוכבי לכת.
החיפוש הוביל ליצירת תקני זמן מלאכותיים. לדוגמה, זה היה המרווח הדרוש לכמות מסוימת של חומר לזרום או להישרף.
השעונים הפשוטים ביותר שנוצרו על בסיס זה עברו כברת דרך בפיתוח ושיפור של עיצובים, ובכך סללו את הדרך ליצירת לא רק שעונים מכניים, אלא גם התקני אוטומציה.
Clepsydra
השם "קלפסידרה" תקוע מאחורי שעון המים, ולכן יש תפיסה מוטעית שהוא הומצא לראשונה ביוון. במציאות זה לא היה כך. הקלפסידרה העתיקה והפרימיטיבית ביותר נמצאה במקדש אמון בפיבי ונשמרת במוזיאון של קהיר.
בעת יצירת שעון מים, יש צורך להבטיח ירידה אחידה במפלס המים בכלי כאשר הוא זורם דרך החור המכויל התחתון. זה הושג על ידי מתן לכלי צורה של חרוט, מתחדד קרוב יותר לתחתית. רק בימי הביניים התקבלה סדירות המתארת את קצב יציאת הנוזל בהתאם למפלס שלו ולצורת המיכל. לפני כן, צורת הכלי לשעון המים נבחרה באופן אמפירי. לדוגמה, הקלפסידרה המצרית, שנדונה לעיל, נתנה ירידה אחידה ברמה. אפילו עם שגיאה מסוימת.
מכיוון שהקלפסידרה לא הייתה תלויה בשעה ביום ובמזג האוויר, היא עמדה בדרישות של מתמשךמדידות זמן. בנוסף, הצורך בשיפור נוסף של המכשיר, הוספת פונקציות שונות, סיפקו מקום למעצבים להעיף את דמיונם. לפיכך, קלפסידרות ממוצא ערבי היו יצירות אמנות בשילוב עם פונקציונליות גבוהה. הם צוידו במנגנונים הידראוליים ופנאומטיים נוספים: טיימר קולי, מערכת תאורת לילה.
לא הרבה שמות של יוצרי שעון המים השתמרו בהיסטוריה. הם יוצרו לא רק באירופה, אלא גם בסין ובהודו. קיבלנו מידע על מכונאי יווני בשם קטסיביוס מאלכסנדריה, שחי 150 שנה לפני העידן החדש. בקלפסידרה, Ctesibius השתמש בגלגלי שיניים, שהפיתוח התיאורטי שלהם בוצע על ידי אריסטו.
שעון אש
קבוצה זו הופיעה בתחילת המאה ה-13. שעוני השריפה הראשונים היו נרות דקים בגובה של עד מטר אחד עם סימנים שהודבקו עליהם. לפעמים חטיבות מסוימות היו מצוידות בסיכות מתכת, שנפלו על מעמד מתכת כשהשעווה בערה סביבן, השמיעו צליל ברור. מכשירים כאלה שימשו אב טיפוס של השעון המעורר.
עם כניסתה של זכוכית שקופה, שעוני אש הופכים למנורות אייקונים. על הקיר הונחה אבנית, לפיה, כשהשמן נשרף, נקבעה השעה.
המכשירים הנפוצים ביותר נמצאים בסין. לצד מנורות האייקונים, היה נפוץ בארץ זו סוג נוסף של שעון אש - שעוני פתיל. אתה יכול לומרשזה היה סניף ללא מוצא.
שעון חול
מתי הם נולדו, זה לא ידוע בדיוק. הדבר היחיד שניתן לומר בוודאות הוא שהם לא יכלו להופיע לפני המצאת הזכוכית.
שעון חול הם שני צלוחיות זכוכית שקופות. דרך הצוואר המחבר יוצקים את התוכן מהבקבוק העליון לתחתון. ובזמננו, אתה עדיין יכול לפגוש את שעון החול. בתמונה נראה אחד הדגמים, עתיק מסוגנן.
אומנים מימי הביניים בייצור מכשירים קישטו את שעון החול בעיצוב מעולה. הם שימשו לא רק למדידת פרקי זמן, אלא גם כקישוט פנים. בבתיהם של אצילים ומכובדים רבים ניתן היה לראות שעוני חול מפוארים. בתמונה נראה אחד מהדגמים האלה.
שעון החול הגיע לאירופה די מאוחר - בסוף ימי הביניים, אבל תפוצתם הייתה מהירה. בשל הפשטות שלהם, היכולת להשתמש בכל עת, הם הפכו מהר מאוד לפופולריים.
אחד החסרונות של שעון החול הוא פרק הזמן הקצר למדי שנמדד מבלי להפוך אותו. קלטות שהורכבו מהן לא השתרשו. ההפצה של דגמים כאלה הואטה על ידי הדיוק הנמוך שלהם, כמו גם בלאי במהלך פעולה ארוכת טווח. זה קרה בצורה הבאה. החור המכויל בסרעפת בין הצלוחיות היה שחוק, גדל בקוטר, חלקיקי חול, להיפך, נמחצו, וקטנו בגודלם. קצב הזרימה גדלהזמן ירד.
שעונים מכניים: תנאים מוקדמים להופעת
הצורך במדידה מדויקת יותר של פרקי זמן עם התפתחות הייצור והיחסים החברתיים גדל בהתמדה. מיטב המוחות פעלו כדי לפתור את הבעיה הזו.
המצאת השעון המכני היא אירוע אבן דרך שהתרחש בימי הביניים, מכיוון שהם המכשיר המורכב ביותר שנוצר באותן שנים. בתורו, זה שימש דחף להמשך הפיתוח של המדע והטכנולוגיה.
המצאת השעונים ושיפורם הצריכו ציוד טכנולוגי מתקדם, מדויק ובעל ביצועים גבוהים יותר, שיטות חישוב ועיצוב חדשות. זו הייתה תחילתו של עידן חדש.
יצירת שעונים מכאניים התאפשרה עם המצאת הבריחה של הציר. מכשיר זה המיר את תנועת התרגום של משקולת התלויה על חבל לתנועה נדנדת קדימה ואחורה של גלגל שעות. ההמשכיות נראית בבירור כאן - אחרי הכל, לדגמים מורכבים של קלפסידרה כבר היו חוגה, רכבת ציוד וקרב. כל מה שהיה צריך זה לשנות את הכוח המניע: להחליף את סילון המים במשקל כבד שקל יותר לטפל בו, ולהוסיף יורדת ובקר מהירות.
מנגנונים לשעוני מגדל נוצרו על בסיס זה. פעמונים המופעלים בציר נמצאים בשימוש מאז 1340 בערך והפכו לגאווה של ערים וקתדרלות רבות.
עליית הכרונומטריה הקלאסית של תנודות
ההיסטוריה של השעונים שמרה לדורות הבאים את שמותיהם של מדענים וממציאיםאפשרו ליצור אותם. הבסיס התיאורטי היה התגלית שמצא גלילאו גליליי, שהשמיע את החוקים המתארים את תנודות המטוטלת. הוא גם המחבר של הרעיון של שעוני מטוטלת מכניים.
הרעיון של גלילאו התממש ב-1658 על ידי ההולנדי המוכשר כריסטיאן הויגנס. הוא גם המחבר של המצאת וסת האיזון, שאפשרה ליצור שעון כיס, ולאחר מכן שעון יד. בשנת 1674, Huygens פיתח ווסת משופר על ידי הצמדת קפיץ סליל בצורת שיער לגלגל התנופה.
המצאה נוספת של ציון דרך שייכת לשען נירנברג בשם פיטר הנליין. הוא המציא את הקפיץ הראשי, ובשנת 1500 הוא יצר שעון כיס המבוסס עליו.
במקביל, חלו שינויים במראה. בהתחלה, חץ אחד הספיק. אבל כשהשעונים הפכו מדויקים מאוד, הם דרשו חיווי מתאים. בשנת 1680 נוספה מחוג דקה, והחוגה קיבלה את הצורה המוכרת לנו. במאה השמונה עשרה החלו להתקין יד שנייה. צד ראשון, ואחר כך הפך למרכזי.
במאה השבע-עשרה, יצירת השעונים הועברה לקטגוריה של אמנות. נרתיקים מעוצבים להפליא, חוגות אמייל, שעד אז כוסו בזכוכית - כל זה הפך את התנועות לפריט יוקרתי.
העבודה על שיפור וסיבוך הכלים נמשכה ללא הפרעה. דיוק ריצה מוגבר. בתחילת המאה השמונה עשרה החלו להשתמש באבני אודם וספיר כתמיכות לגלגל האיזון ולגלגלי השיניים. זה איפשר להפחית את החיכוך,לשפר את הדיוק ולהגדיל את רזרבות הכוח. הופיעו סיבוכים מעניינים - לוח שנה נצחי, סלילה אוטומטית, מחוון רזרבות כוח.
הדחף לפיתוח שעוני המטוטלת היה המצאתו של השען האנגלי קלמנט. בסביבות 1676 הוא פיתח את מילוט העוגן. מכשיר זה התאים היטב לשעוני מטוטלת, בעלי משרעת תנודה קטנה.
Quartz
שיפור נוסף של מכשירים למדידת זמן היה כמו מפולת שלגים. הפיתוח של הנדסת האלקטרוניקה והרדיו סלל את הדרך להופעתם של שעוני קוורץ. עבודתם מבוססת על האפקט הפיאזואלקטרי. הוא התגלה בשנת 1880, אך שעון הקוורץ לא נוצר עד 1937. דגמי הקוורץ החדשים שנוצרו היו שונים מאלה המכניים הקלאסיים בדיוק מדהים. עידן השעונים האלקטרוניים החל. מה מייחד אותם?
לשעוני קוורץ יש מנגנון המורכב מיחידה אלקטרונית ומה שנקרא מנוע צעד. איך זה עובד? המנוע, שמקבל אות מהיחידה האלקטרונית, מזיז את החצים. במקום החוגה הרגילה בשעון קוורץ, ניתן להשתמש בתצוגה דיגיטלית. אנחנו קוראים להם אלקטרוניים. במערב - קוורץ עם חיווי דיגיטלי. זה לא משנה את המהות.
למעשה, שעון קוורץ הוא מיני מחשב. פונקציות נוספות מתווספות בקלות רבה: שעון עצר, מחוון שלב הירח, לוח שנה, שעון מעורר. יחד עם זאת, מחיר השעונים, בניגוד למכניקה, לא כל כך עולה. זה הופך אותם לנגישים יותר.
שעוני קוורץ מדויקים מאוד. השגיאה שלהם היא ±15 שניות לחודש. מספיק לתקן את קריאות המכשיר פעמיים בשנה.
שעוני קיר
אינדיקציה דיגיטלית וקומפקטיות הם המאפיינים המבדילים של סוג זה של מנגנונים. שעונים אלקטרוניים נמצאים בשימוש נרחב כשעונים משולבים. ניתן לראות אותם על לוח המחוונים של מכונית, בטלפון נייד, במיקרוגל ובטלוויזיה.
כאלמנט פנימי, לעתים קרובות אתה יכול למצוא גרסה קלאסית פופולרית יותר, כלומר עם חיווי חץ.
שעון קיר אלקטרוני משתלב באופן אורגני בפנים בסגנון היי-טק, מודרני, טכנו. הם מושכים בעיקר עם הפונקציונליות שלהם.
לפי סוג התצוגה, שעונים אלקטרוניים הם קריסטל נוזלי ו-LED. האחרונים פונקציונליים יותר מכיוון שהם עם תאורה אחורית.
לפי סוג מקור הכוח, שעונים אלקטרוניים (קיר ושולחן עבודה) מחולקים לרשת, המופעלת על ידי 220V, וסוללה. מכשירים מהסוג השני נוחים יותר, מכיוון שהם אינם דורשים שקע בקרבת מקום.
שעון קיר קוקיה
אומנים גרמנים מייצרים אותם מאז תחילת המאה השמונה עשרה. באופן מסורתי, שעוני קיר קוקיה היו עשויים מעץ. מעוטרים בשפע עם גילופים, עשויים בצורת בית ציפורים, הם היו עיטור של אחוזות עשירות.
בזמן מסוים, דגמים לא יקרים היו פופולריים בברית המועצות ובמרחב הפוסט-סובייטי. במשך שנים רבות, יוצר המפעל את שעון הקיר קוקיה ממותג Mayakבעיר הרוסית סרדובסק. משקולות בצורת קונוסי אשוח, בית מעוטר בגילופים לא פשוטים, פרוות נייר של מנגנון קול - כך זכרו אותם נציגי הדור המבוגר.
שעון הקיר הקלאסי של קוקיה הוא דבר נדיר בימינו. זאת בשל המחיר הגבוה של דגמים איכותיים. אם אתה לא לוקח בחשבון את מלאכת הקוורץ של אומנים אסייתים עשויים מפלסטיק, קוקייה מדהימה רק בבתים של אניני טעם אמיתיים של שעונים אקזוטיים. מנגנון מדויק ומורכב, מפוח עור, גילוף מעודן על הגוף - כל זה דורש כמות גדולה של עבודת כפיים מיומנת ביותר. רק היצרנים המכובדים ביותר יכולים לייצר דגמים כאלה.
שעון מעורר
אלה הם ה"הולכים" הנפוצים ביותר בפנים.
שעון מעורר הוא התכונה הנוספת הראשונה שהוטמעה בשעון. רשם פטנט בשנת 1847 על ידי הצרפתי אנטואן רדייר.
בשעון מעורר שולחני מכני קלאסי, צליל מופק על ידי פטיש על לוחות מתכת. דגמים אלקטרוניים יותר מלודיים.
לפי ביצוע, שעונים מעוררים מחולקים לקטנים ולגדולים, למחשב שולחני ולנסיעות.
שעונים מעוררים שולחניים עשויים עם מנועים נפרדים לשעון ולאות. הם מתחילים בנפרד.
עם הופעת שעוני הקוורץ, הפופולריות של שעונים מעוררים מכניים ירדה. יש לכך מספר סיבות. שעון שולחן-שעון מעורר עם תנועת קוורץ יש מספר מכשירים מכאניים קלאסיים בחזיתיתרונות: הם מדויקים יותר, אינם דורשים סלילה יומיומית, קל להתאים אותם לעיצוב החדר. בנוסף, הם קלים, לא כל כך מפחדים מהמכות ונפילות.
שעונים מעוררים מכניים לשורש כף היד מכונים בדרך כלל "אות". חברות מעטות מייצרות דגמים כאלה. אז, אספנים מכירים דגם שנקרא "קריקט נשיאותי"
"קריקט" (על פי קריקט אנגלי) - בשם זה ייצרה חברת Vulcain השוויצרית שעונים עם פונקציית אזעקה. הם ידועים בשל היותם בבעלות נשיאים אמריקאים: דווייט אייזנהאואר, הארי טרומן, ריצ'רד ניקסון ולינדון ג'ונסון.
היסטוריה של שעונים לילדים
זמן הוא קטגוריה פילוסופית מורכבת ויחד עם זאת כמות פיזיקלית שצריך למדוד. האדם חי בזמן. כבר מהגן, תכנית החינוך והחינוך מספקת פיתוח מיומנויות התמצאות בזמן בילדים.
אתה יכול ללמד ילד להשתמש בשעון ברגע שהוא שולט בחשבון. פריסות יעזרו בזה. אתה יכול לשלב שעון קרטון עם השגרה היומיומית על ידי הנחת כל זה לבהירות רבה יותר על פיסת נייר ציור. אתה יכול לארגן שיעורים עם אלמנטים של המשחק, באמצעות פאזלים עם תמונות בשביל זה.
ההיסטוריה של השעונים לילדים בגילאי 6-7 נלמדת בכיתות נושאיות. יש להציג את החומר באופן שיעורר עניין בנושא. ילדים בצורה נגישה מתוודעים להיסטוריה של השעונים, סוגיהם בעבר ובהווה. ואז הידע הנרכש מתגבש. כדי לעשות זאת, הדגימו את עקרון הפעולה של השעון הפשוט ביותר -שמש, מים ואש. פעילויות אלו מעוררות עניין של ילדים במחקר, מפתחות דמיון יצירתי וסקרנות. הם מטפחים כבוד לזמן.
בבית הספר, בכיתות ה'-ז', לומדים את ההיסטוריה של המצאת השעונים. הוא מבוסס על הידע שרכש הילד בשיעורי אסטרונומיה, היסטוריה, גיאוגרפיה, פיזיקה. בדרך זו, החומר הנרכש מאוחד. שעונים, המצאתם ושיפורם נחשבים כחלק מההיסטוריה של התרבות החומרית, שהישגיה מכוונים לספק את צורכי החברה. ניתן לנסח את נושא השיעור באופן הבא: "המצאות ששינו את ההיסטוריה של האנושות."
בתיכון רצוי להמשיך בלימוד השעונים כאביזר מבחינה אופנתית ואסתטית פנים. חשוב להכיר לילדים את נימוסי השעונים, לדבר על העקרונות הבסיסיים של בחירת שעוני פנים. ניתן להקדיש את אחד השיעורים לניהול זמן.
ההיסטוריה של המצאת השעונים מראה בבירור את המשכיות הדורות, המחקר שלה הוא אמצעי יעיל לעיצוב תפיסת העולם של אדם צעיר.
