Конструкция песочных часов. Чем неудобны песочные часы. Песочные часы - подарок

Первые часы были… звёздными. По наблюдениям за движением Луны и Солнца в Месопотамии и Египте около 4 000 лет назад возникли методы шестидесятеричной системы отсчёта времени.


Чуть позже такая же система самостоятельно возникла в Мезоамерике - культурной области Северной и Южной Америки, простирающейся от центра современной Мексики до Белиза. Гватемалы, Сальвадора, Никарагуа и северной Коста-Рики.

Все эти древние часы, в которых «стрелками» были лучи Солнца или тени, называют теперь солнечными. Некоторые учёные относят к солнечным часам каменные сооружения-круги по типу Стоунхенджа, обнаруженные в разных частях мира.

Но мегалитические цивилизации (древние, те, что делали сооружения из больших камней, не используя связующий раствор) не оставили после себя письменных свидетельств учёта времени, потому учёным приходится строить и доказывать весьма сложные гипотезы осознания времени как материи и собственно происхождения часов.

Изобретателями солнечных часов называют египтян и междуреченцев, или месопотамцев. Однако первыми посчитали время: разделили год на 12 месяцев, день и ночь - на 12 часов, час - на 60 минут, минуту - на 60 секунд - всё-таки в Междуречье, или Месопотамии, царстве Вавилонии.


Это сделали вавилонские жрецы, используя солнечные часы. Сначала их инструментом были самые простые часы с плоским циферблатом и центральным стержнем, отбрасывающим тень. Но в течение года солнце садилось и вставало по-разному, и часы начинали «врать».

Усовершенствовал древние солнечные часы жрец Бероз. Циферблат часов он изготовил в виде чаши, точно повторяющей видимую форму небосвода. На конце иглы-стержня Бероз закрепил шарик, чья тень измеряла часы. Путь солнца в небе точно отражался в чаше, а на краях её жрец так хитро сделал разметку, что в любое время года его часы показывали верное время. Лишь один недостаток был у них: часы были бесполезны в пасмурную погоду и ночью.

Часы Бероза служили много веков. Ими пользовался Цицерон, их нашли на развалинах Помпей.

Происхождение песочных часов до сих пор не выяснено. Им предшествовали часы водяные - клепсидры и часы огненные. Песочные же, по данным Американского института (Нью-Йорк), могли быть изобретены в Александрии в 150 году до н. э.


Потом их след в истории исчезает и появляется уже в раннем Средневековье. Первое упоминание о песочных часах в эту пору связано с монахом, служившим в соборе Шартре (Франция) с использованием песочного хронометра.

Частотные упоминания песочных часов начинаются примерно с XIV века. Большинство их - об употреблении часов на кораблях, где применять или огонь как измерители времени просто невозможно. Движение судна не влияет на движение песка между двух сосудов, как не влияет и изменение температуры, потому песочные часы - у моряков: склянки - показывали более точное время в любых условиях.

Существовало множество моделей песочных часов - огромных и крошечных, служивших для разных хозяйственных нужд: от свершения церковной службы до измерения времени, нужного для приготовления выпечки.

Применение песочных часов пошло на спад после 1500 года, когда начинают активно использовать часы механические.

Сведения по этому вопросу противоречивы. Но большинство учёных склоняется к тому, что первыми создали механические часы в 725 году н. э. китайские мастера Лян Линцзань и И Син, жившие в правление династии Тан.


Они использовали в часах жидкостный анкерный (спусковой) механизм. Их изобретение усовершенствовали мастера Чжан Сисунь и Су Сун империи Сун (конец Х – начало XI века).

Однако позже в Китае технология пришла в упадок, зато была освоена арабами. По всей видимости, именно от них жидкостный (ртутный) анкерный механизм стал известен европейцам, которые с XII века начинают устанавливать башенные часы с водяным/ртутным спусковым механизмом.

Следующим часовым механизмом становятся грузы на цепях: колёсную передачу приводит в движение цепь, а регулирует шпиндельный ход и балансир фолио в форме коромысла с двигающимися гирями. Механизм был весьма неточен.

В XV веке появляются устройства с пружинным ходом, что позволяет сделать часы маленькими и использовать не только на башнях, но и в домах, носить в кармане и даже на руке.

Точных данных об изобретении нет. Одни источники называют 1504 год и жителя Нюрнберга Питера Генлейна. Другие связывают появление наручных часов с именем Блеза Паскаля, который просто привязал карманные часы на запястье с помощью тонкой верёвки.


Появление их относят и к 1571 году, когда граф Лестер подарил королеве Елизавете I браслет с часами. С той поры наручные часы стали аксессуаром женским, а у английских мужчин вошло в ход высказывание, что лучше уж носить юбку, чем часы на руке.

Есть и ещё одна дата - 1790 год. Считается, что именно тогда швейцарская фирма «Жаке Дроз и Лешо» выпустила первой наручные часы.

Кажется, всё, что связано с часами, каким-то таинственным образом скрывается не то временем, не то историей. Это справедливо и для электронных часов, на изобретение которых сразу несколько претендентов.


Самой же вероятной кажется «болгарская версия». В 1944 году болгарин Петыр Димитров Петров уезжает на обучение в Германию, а в 1951 году - в Торонто. Талантливый инженер становится участником программ НАСА, а в 1969 году, используя свои знания космических технологий, создаёт начинку для первых электронных часов «Пульсар».

Часы выпускает Hamilton Watch Company, а авторитетнейший часовой эксперт Г. Фрайд называет их появление «самым значительным рывком вперёд с того времени, как в 1675 году изобретена волосковая часовая пружина».

Дата возникновения первых песочных часов неизвестна. Однако принцип песочных часов был известен в Азии значительно раньше начала нашего летоисчисления.

Западноевропейские страны стали иметь дело с песочными часами лишь в конце средневековья. Перед вами песочные часы Эразма Роттердамского:

Несмотря на то что песочные часы появились в Европе поздно, они быстро распространились. Этому способствовали их простота, надежность, низкая цена и не в последнюю очередь возможность измерять с их помощью время в любой момент дня и ночи. Недостатком был короткий интервал времени, который можно было измерить, не переворачивая эти часы.

Обычно песочные часы рассчитывались на работу в течение получаса или часа. Реже встречались песочные часы, рассчитанные на непрерывное измерение времени в течение 3 ч, и лишь в совершенно редких случаях строили огромные песочные часы, рассчитанные на 12 ч хода.

Более точные часы состояли порой не из одного, а из нескольких отдельных сосудов.
Точность песочных часов зависела и от технологии изготовления самого песка, также от формы колб, от гладкости их внутренних стенок.

Развитие производства стекла позволили выпускать колбы с гладкими внутренними стенками, что дало возможность песку максимально равномерно перетекать из верхней части в нижнюю.

Приготовление песка для часов считалось в старину делом, требующим особого умения. Его изготавливали из обожженного мелкозернистого песка или из жареных перетертых яичных скорлупок, или из цинковой и свинцовой пыли.

В 1339 году в Париже обнаружено описание песочных часов с порошком из черного мрамора. Говорили, что самый лучший песок получается из мраморных опилок, если их прокипятить девять раз с вином, снимая каждый раз пену, и после этого высушить на солнце.

Песочные часы никогда не достигали точности солнечных часов, поскольку зерна песка постепенно дробились на более тонкие, 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 учета времени коротких телефонных разговоров, в залах судебных заседаний и для некоторых нужд в домашнем хозяйстве.

Большое значение песочные часы имели на кораблях: в пасмурную погоду, когда по небесным светилам нельзя было определить время, его узнавали по песочным часам. На российских судах их называли «склянками». Каждые полчаса, при переворачивании «склянки», били в колокол. Отсюда, собственно, и пошло выражение - «бить склянки» Юнги отмеряли получасовые отрезки времени и били в колокол.

Раньше люди носили песочные часы даже на ноге, пристегнув их к ноге ниже колена. Лучший песок для таких часов был из толченого мрамора.

На протяжении сотен лет песочные часы не раз пытались усовершенствовать. Так, астроном Тихо Браге заменил песок ртутью. Стефан Фарфлер и Гроллье де Сервье изготовили пружинные механизмы для переворачивания часов. Но все эти новшества не прижились. А вот простейшими песочными часами люди пользуются и по сей день.

И до недавних пор песочные часы использовались медиками для подсчета пульса пациента.Они выполнялись в виде компактного прибор-ручки и были рассчитаны на длительность до 30 секунд.

Интересные песочные часы установлены на улице города Маинц в Германии:

А вот ещё одни "курьезные" песочные часы. Стеклянный баллон заполняется жидкостью большой плотности и веществом из мелких частиц с плотностью значительно меньшей, чем жидкость. Эти часы работают в "обратную" сторону (снизу вверх).

Частички, как более легкие, скапливаются в жидкости в верхней части сосуда. После переворачивания частицы стремятся вверх, просачиваясь через узкий перешеек, и через некоторое время вновь собираются в верхней части.

Еще в далекие времена задолго до начала нашей эры люди уже знали, что такое время, и умели определять его по звездам, солнцу, цветам, поведению животных.

Первыми часами, которые на наш взгляд являются неким "прорывом" во времени, являются солнечные часы . Такие часы представляли собой стержень (палку), воткнутый в землю, вокруг которого были расставлены цифры. Палка отбрасывала тень от движущегося по небу солнца на цифры, вследствие чего можно было узнать текущее время. Долгое время они совершенствовались (вплоть до 15 века), однако имели существенные недостатки. Минусом таких часов является то, что на небе не всегда можно увидеть солнце (из-за туч, например), а значит часы на некоторое время перестанут работать. Также время можно было определить только в дневное время суток - ночью часы не работали.

Поэтому люди искали альтернативу. На смену солнечным часам пришли водяные (клепсидры ). Они представляли собой полый внутри сосуд, у которого внизу имелось отверстие. По количеству воды, равномерно вытекающей из него, можно было определить время. Родиной таких часов является ближний восток. Арабские клепсидры имели высокую функциональность и являлись целым произведением искусства. Они решили проблему солнечных часов и на долгое время использовались людьми.

Появление Огненных часов ученые относят к 13 веку. По принципу действия они были похожи на клепсидры, только вместо сосуда с водой использовалась длинная свеча. По мере сгорания свечи метки, нанесенные на нее через определенное расстояние, пропадали. Со временем к меткам добавились металлические стерженьки. Когда метка сгорала, он падал на такое же металлическое блюдо, и раздавался звук. Этот способ был в своем роде будильником.

Песочные часы

Следущей ступенью стали песочные часы . Они были сделаны из двух стеклянных колб, соединенных тонким горлышком. Песок пересыпался из одной колбы в другую, что и стало принципом их действия. Часы стали не только прибором, измеряющим время, но и украшением домов вельмож, чиновников, бояр. Недостатки песочных часов:

• Часы могли действовать лишь небольшое количество времени. Обычно, оно не превышало несколько часов.
• Часы для нормальной и постоянной работы приходилось через короткий промежуток времени переворачивать, чтобы песок снова начал сыпаться.
• Дороговизна таких часов тоже давала знать о себе. Часы выполнялись из стекла, что было в давние времена диковинкой. Кроме того, они зачастую украшались дорогими металлами и камнями.

Песочные часы завершают эпоху "простых" часов и уступают свое место механическим, а потом и электронным часам, которые являются целой наукой.

Измерять время люди начали очень давно. Для этого использовались вода и солнечный свет, позднее энергия песчинок, механическая сила пружин, а в наши дни чаще всего колебания пьезокристаллов.

Когда-то одним из основных приспособлений измерения времени были песочные часы. Достоверно известно, что принцип их построения знали в Азии намного раньше до начала нашего летоисчисления. Однако в античном мире, несмотря на упоминания о бутылочных часах и попытке изготовить стекло, песочные часы не были сконструированы. В Европе же они появились в Средние века.

Документально подтвержден тот факт, что в XIV веке для производства песочных часов использовался песок из мрамора, свинцовой или цинковой пыли, кварцевый, а также из яичной скорлупы. Чем более гладким было стекло, тем выше была точность хода. Также она зависела от самого песка и от формы сосудов. Наличие диафрагмы позволяло регулировать количество и, соответственно, скорость пересыпания песчинок. Правда в те времена мастерам так и не удалось добиться точности и долговечности песочных часов из-за механического разрушения зерен.

Временной интервал, на который рассчитываются часы, обычно составлял от пары секунд до одного часа, реже несколько часов. Однако есть и исключения, которые находятся в Будапеште (Венгрия) и Ниме (Япония). Эти песочные часы достигают в высоту нескольких метров, а их цикл составляет один год.

Долгое время на кораблях использовались 30-ти секундные песочные часы, которые применяли для измерения скорости и получасовые — времени вахты. Также тридцатиминутные хронометры применялись на судебных заседаниях, а тридцатисекундные — в медицине.

В истории песочных часов известно множество попыток их усовершенствовать, например, с помощью пружинных механизмов для переворачивания, или заменяя песчинки ртутью. Вот только все эти нововведения не прижились, и современные часы такие же, как и несколько веков назад.

Сегодня мало кто использует песочные часы для измерения времени, а вот в качестве символа с ними сталкиваются очень многие. Так с пользователями операционной системы Microsoft Windows это происходит при каждом сеансе, просто указатель мыши превращается в переворачивающиеся песочные часы, показывая занятость системы.

Песочные часы в деревянном корпусе.

Песо́чные часы́ - простейший прибор для отсчёта промежутков времени , состоящий из двух прозрачных 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 .

История и современность

Одним из первых упоминаний о таких часах является обнаруженное в Париже сообщение, в котором содержится указание по приготовлению тонкого песка из порошка чёрного мрамора , прокипячённого в вине и высушенного на солнце . Также использовалось в Византийской империи в X веках

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

В операционных системах Windows символ песочных часов, в который обращается указатель мыши используется для индикации занятости системы.

⌛ - символ песочных часов в Юникоде (HOURGLASS , код U+231B).

Достоинства

Простота конструкции.

Недостатки

Недостатком песочных часов является короткий интервал времени, который можно измерить с их помощью. Часы, получившие распространение в Европе, обычно были рассчитаны на работу в течение получаса или часа. Встречались часы, работающие в течение 3 часов, очень редко - 12 часов. Для увеличения интервала измерения составлялись наборы песочных часов в одном корпусе (футляре).

Точность песочных часов зависит от равномерной зернистости и сыпучести песка, формы колбы, качества её поверхности. Колбы заполнялись отожжённым и просеянным через мелкое сито и тщательно высушенным мелкозернистым песком. В качестве исходного материала также использовались молотая яичная скорлупа, цинковая и свинцовая пыль. При длительном использовании точность песочных часов ухудшается из-за повреждения песком внутренней поверхности колбы, увеличения диаметра отверстия в диафрагме между колбами и дробления песчаных зёрен на более мелкие.