Jump to content

История приборов для измерения времени

фотография старых песочных часов
Морские песочные часы . Это связано с песочными часами , которые в наши дни часто используются символически для обозначения концепции времени.

История устройств для измерения времени восходит к тому времени, когда древние цивилизации впервые наблюдали астрономические тела , движущиеся по небу. Устройства и методы измерения времени постепенно совершенствовались благодаря ряду новых изобретений, начиная с измерения времени с помощью непрерывных процессов, таких как течение жидкости в водяных часах , до механических часов и, в конечном итоге, повторяющихся колебательных процессов, таких как колебание часов. маятники . В современных часах используются колебательные хронометры.

Солнечные и водяные часы впервые были использованы в Древнем Египте ок. 1200   г. до н. э. (или столь же приемлемо до н. э. ), а затем вавилонянами , греками и китайцами . Часы с благовониями использовались в Китае уже в VI веке. В период средневековья исламские водяные часы не имели себе равных по своей сложности до середины 14 века. Песочные часы , изобретенные в Европе, были одним из немногих надежных методов измерения времени на море.

В средневековой Европе чисто механические часы были разработаны после изобретения будильника с боем в колокола, который использовался для обозначения правильного времени для звонка в монастырские колокола. Механические часы с весовым приводом, управляемые посредством грани и листа, представляли собой синтез более ранних идей европейской и исламской науки. Механические часы были крупным прорывом, особенно разработанным и построенным Генри де Виком в ок. 1360 , который установил базовую конструкцию часов на следующие 300 лет. Были добавлены незначительные разработки, такие как изобретение ходовой пружины в начале 15 века, что позволило впервые построить маленькие часы.

Следующим крупным достижением в часовом деле, произошедшим в 17 веке, стало открытие того, что часами можно управлять с помощью гармонических генераторов . Леонардо да Винчи создал самые ранние известные рисунки маятника в 1493–1494 годах, а в 1582 году Галилео Галилей исследовал регулярное колебание маятника, обнаружив, что частота зависит только от длины, а не от веса. Маятниковые часы , спроектированные и построенные голландским эрудитом Христианом Гюйгенсом в 1656 году, были настолько более точными, чем другие виды механических хронометров, что сохранилось лишь несколько граничных и листовидных механизмов. Другие инновации в хронометражах этого периода включают изобретения для часов с боем, часов с репетиром и спускового механизма с быстрым ходом .

Факторами погрешности первых маятниковых часов были колебания температуры — проблема, которую в 18 веке решали английские часовщики Джон Харрисон и Джордж Грэм . После морской катастрофы Силли в 1707 году , после которой правительства предложили приз каждому, кто сможет найти способ определения долготы, Харрисон создал серию точных часов, введя термин «хронометр» . Электрические часы, изобретенные в 1840 году, использовались для управления самыми точными маятниковыми часами до 1940-х годов, когда кварцевые таймеры стали основой для точного измерения времени и частоты.

, Наручные часы которые были признаны ценным военным инструментом во время Англо-бурской войны , стали популярными после Первой мировой войны, в различных вариантах, включая немагнитные, с батарейным питанием и с солнечной батареей, с кварцем, транзисторами и пластиковыми деталями. С начала 2010-х годов смартфоны и умные часы стали наиболее распространенными устройствами для измерения времени.

Наиболее точными устройствами для измерения времени, используемыми сегодня на практике, являются атомные часы , которые могут иметь точность до нескольких миллиардных долей секунды в год и используются для калибровки других часов и инструментов для измерения времени.

Устройства непрерывного хронометража

[ редактировать ]
фотография Стоунхенджа на рассвете
Солнце восходит над Стоунхенджем на юге Англии во время июньского солнцестояния.

Древние цивилизации наблюдали астрономические тела , часто Солнце и Луну , чтобы определить время. [1] По мнению историка Эрика Брутона, Стоунхендж, вероятно, был каменного века эквивалентом астрономической обсерватории , использовавшейся для сезонных и ежегодных событий, таких как равноденствия или солнцестояния . [2] Поскольку мегалитические цивилизации не оставили никаких записей в истории, об их методах измерения времени мало что известно. [3]

Мезоамериканцы изменили свою обычную двадцатеричную систему счета при работе с календарями, чтобы получить 360-дневный год. [4] Австралийские аборигены хорошо понимали движение объектов в небе и использовали свои знания для создания календарей и помощи в навигации; В большинстве культур аборигенов времена года были четко определены и определялись естественными изменениями в течение года, включая небесные явления. Лунные фазы использовались для обозначения более коротких периодов времени; Яральди были одними из немногих людей , из Южной Австралии которые, как было зарегистрировано, умели измерять время в течение дня, который был разделен на семь частей с использованием положения Солнца. [5]

Все хронометристы до 13 века полагались на методы, в которых использовалось что-то непрерывно движущееся. Никакого раннего метода поддержания времени не менялось с постоянной скоростью. [6] Устройства и методы измерения времени постоянно совершенствовались благодаря многочисленным новым изобретениям и идеям. [7]

Теневые часы и солнечные часы

[ редактировать ]
изображение древнеегипетских солнечных часов (выгравированная на камне полукруглой формы
Древнеегипетские солнечные часы ( Национальный музей древностей )
Врихат Самрат Янтра, солнечные часы высотой 88 футов (27 м) в Джантар-Мантаре в Джайпуре, построенные в 1727 году.

Первыми приборами для измерения положения Солнца были теневые часы , которые позднее превратились в солнечные часы . [8] [примечание 1] Самые старые из всех известных солнечных часов датируются ок . 1200 г. до н.э. (во времена 19-й династии ) и был обнаружен в Долине царей в 2013 году. [9] [10] Обелиски могли указывать, было ли сейчас утро или день, а также дни летнего и зимнего солнцестояния . [11] Своего рода теневые часы были разработаны ок. 500 г. до н. э., по форме напоминающий изогнутый Т-образный квадрат . Он измерял ход времени по тени, отбрасываемой его перекладиной, утром был ориентирован на восток, а в полдень поворачивался, чтобы отбрасывать тень в противоположном направлении. [12]

Солнечные часы упоминаются в Библии во 4 Царств 20 :9–11, когда Езекия , царь Иудеи в 8 веке до н.э., записан как исцеленный пророком Исайей и просит знак того, что он выздоровеет: [13]

И сказал Исайя: такое знамение будет тебе от Господа, что Господь совершит то, что сказал: пойдет ли тень вперед на десять ступеней, или вернётся на десять ступеней назад? И ответил Езекия: легко тени опуститься на десять градусов; нет, но пусть тень возвратится назад на десять градусов. И воззвал пророк Исайя к Господу, и он отвел тень на десять градусов назад, на которую она опустилась в циферблате Ахаза.

Глиняная табличка позднего вавилонского периода описывает длину теней в разное время года. [14] Вавилонскому ; писателю Беросу ( эт. III в. до н.э. приписывают ) греки изобретение полусферических солнечных часов, выдолбленных из камня путь тени был разделен на 12 частей, чтобы отметить время. [15] Греческие солнечные часы эволюционировали и стали очень сложными: , » Птолемея «Аналемма написанная во 2 веке нашей эры, использовала раннюю форму тригонометрии для определения положения Солнца на основе таких данных, как час дня и географическая широта . [16] [примечание 2]

Римляне унаследовали солнечные часы от греков. [19] Первые солнечные часы в Рим прибыли в 264 г. до н.э. и были украдены в Катании на Сицилии . Эти солнечные часы предлагали новаторские часы «horologium» в течение дня, тогда как раньше римляне просто делили день на раннее утро и полдень ( mane и ante merididiem). [20] Тем не менее, возникли неожиданные астрономические проблемы; эти часы целое столетие показывали неправильное время. Эту ошибку заметили только в 164 г. до н.э., когда римский цензор пришел проверить и скорректировать ее на соответствующую широту. [21] [20]

По словам немецкого историка астрономии Эрнста Циннера , солнечные часы были разработаны в 13 веке со шкалой, показывающей равные часы. Первые устройства, основанные на полярном времени, появились в Германии ок. 1400 ; Альтернативная теория предполагает, что дамасские солнечные часы, измеряющие полярное время, могут быть датированы 1372 годом. [22] Европейские трактаты по конструкции солнечных часов появились ок. 1500 . [23]

Египетский метод определения времени в ночное время, использовавшийся по крайней мере с 600 г. до н.э., представлял собой разновидность отвеса, называемого мерхет . север-юг Меридиан был создан с использованием двух мерхетов, выровненных по Полярной звезде , северной полярной звезде . Время определялось путем наблюдения за отдельными звездами, пересекавшими меридиан. [24]

Джантар Мантар в Джайпуре, построенный в 1727 году Джаем Сингхом II, включает в себя Врихат Самрат Янтру, солнечные часы высотой 88 футов (27 м) . [25] Он может определять местное время с точностью до двух секунд. [26]

Водяные часы

[ редактировать ]
Фотография египетских водяных часов.
Известняковые Институт египетские водяные часы , 285–246 гг. до н.э. ( Востока, Чикаго )

Самое старое описание клепсидры, или водяных часов , взято из надгробной надписи египетского придворного чиновника начала 18-й династии ( около 1500 г. до н.э.) по имени Аменемхет, который считается их изобретателем. [27] Предполагается, что описанный на надписи предмет представляет собой чашу с отметками для обозначения времени. [28] Самые старые из сохранившихся водяных часов были найдены в гробнице фараона Аменхотепа III ( ок. 1417–1379 до н.э.). [29] Не существует признанных примеров существования часов с истекающей водой из древней Месопотамии , но письменные упоминания сохранились. [14]

Завоз водяных часов в Китай , возможно, из Месопотамии, произошел еще во 2-м тысячелетии до нашей эры, во времена династии Шан , и самое позднее в 1-м тысячелетии до нашей эры. Около 550 года нашей эры Инь Куй (殷蘷) был первым в Китае, кто написал о переливном резервуаре или резервуаре постоянного уровня в своей книге «Лоу ке фа (漏刻法)». Около 610 года два изобретателя династии Суй , Гэн Сюнь ( 耿詢 ) и Ювэнь Кай ( 宇文愷 ), создали первую балансирующую клепсидру со стандартными положениями для безменных весов . [30] В 721 году математик И Син и правительственный чиновник Лян Линцзань отрегулировали мощность воды, приводящую в движение астрономические часы , разделив энергию на единичные импульсы, чтобы можно было воспроизвести движение планет и звезд. [31] В 976 году династии Сун астроном Чжан Сысунь обратился к проблеме замерзания воды в клепсидре в холодную погоду, заменив воду жидкой ртутью . [32] Башня с астрономическими часами с водяным приводом была построена эрудитом Су Суном в 1088 году. [33] который отличался первым известным бесконечным цепным приводом , передающим мощность . [34]

фотография Башни Ветров
Башня Ветров в Афинах (I век до н. э.)

Греческие философы Анаксагор и Эмпедокл ссылались на водяные часы, которые использовались для установления временных ограничений или измерения течения времени. [35] [36] философ Предполагается , что афинский Платон изобрел будильник , в котором свинцовые шарики с шумом падали на медное блюдо, чтобы будить своих учеников. [37]

Проблема большинства клепсидр заключалась в изменении потока воды из-за изменения давления жидкости, которую решили с 100 г. до н.э., когда резервуару для воды в часах придали коническую форму. Они стали более сложными, когда в них были включены такие инновации, как гонги и движущиеся механизмы. [33] Существуют убедительные доказательства того, что в Башне Ветров в Афинах, построенной в I веке до нашей эры, когда-то были водяные часы и флюгер, а также девять вертикальных солнечных часов, которые все еще видны снаружи. [38] В греческой традиции клепсидры использовались в суде , практика, позже принятая древними римлянами . [39]

Ибн Халаф аль-Муради в средневековом Аль-Андалусе описал водяные часы, в которых использовалась как сегментная, так и планетарная передача . Исламские водяные часы, в которых использовались сложные зубчатые передачи и включали в себя множество автоматов , не имели себе равных по своей сложности до середины 14 века. [40] [41] Были разработаны механизмы с жидкостным приводом (с использованием тяжелых поплавков и системы постоянного напора), которые позволяли водяным часам работать с меньшей скоростью. [41] Некоторые утверждают, что первые известные часы с механизмом были изобретены великим математиком, физиком и инженером Архимедом в III веке до нашей эры. Архимед создал свои астрономические часы. [42] [ нужна ссылка ] Это были также часы с кукушкой, в которых птицы пели и двигались каждый час. Это первые часы с карильоном, которые воспроизводят музыку одновременно с тем, как человек моргает, удивляясь пению птиц. Часы Архимеда работают с системой из четырех гирь, противовесов и струн, регулируемых системой поплавков в резервуаре с водой с сифонами, регулирующими автоматическое продолжение хода часов. Принципы работы часов этого типа описаны математиком и физиком Геро. [43] который говорит, что некоторые из них работают с цепью, которая вращает шестерню в механизме. [44]

XII века Водяные часы Джайрун в мечети Омейядов в Дамаске были построены Мухаммадом ас-Саати и позже описаны его сыном Ридваном ибн ас-Саати в его книге «О конструкции часов и их использовании » (1203 г.). . [45] Сложные астрономические часы с водяным приводом были описаны Аль-Джазари в его трактате о машинах, написанном в 1206 году. [46] Эти замковые часы имели высоту около 11 футов (3,4 м). [47] стояли водяные часы, которые «объявляли назначенные часы молитвы В 1235 году в вестибюле медресе Мустансирия в Багдаде и время как днем, так и ночью» . [48]

Китайские часы с благовониями

[ редактировать ]
фотография старых китайских часов с благовониями
Часы с благовониями ; время измерялось с помощью порошкообразного благовония, возжигаемого по заранее измеренному пути.

Часы с благовониями впервые были использованы в Китае примерно в VI веке. [49] в основном для религиозных целей, но также и для общественных собраний или для ученых. [50] [51] Из-за частого использования иероглифов деванагари американский китаевед Эдвард Х. Шафер предположил, что часы с благовониями были изобретены в Индии. [52] Поскольку благовония горят равномерно и без пламени, часы можно было безопасно использовать в помещении. [53] Для обозначения разных часов благовония с разным ароматом (изготовленные по разным рецептам). использовались [54]

Используемые ароматические палочки могли быть прямыми или спиральными; спиральные предназначались для длительного использования и часто висели на крышах домов и храмов. [55] Некоторые часы были разработаны таким образом, чтобы сбрасывать гири через равные промежутки времени. [50]

Часы с печатью благовоний имели диск с выгравированной одной или несколькими канавками, в которые помещались благовония. [56] Длина следа благовоний, напрямую связанная с размером печати, была основным фактором, определявшим, как долго прослужат часы; По оценкам, для сжигания 12 часов дорожка благовоний длиной около 20 метров (66 футов). [57] Постепенное внедрение металлических дисков, скорее всего, начавшееся во времена династии Сун, позволило мастерам легче создавать печати разных размеров, проектировать и украшать их более эстетично, а также варьировать расположение канавок, чтобы обеспечить изменение продолжительности дня. в году. По мере того, как стали доступны печати меньшего размера, популярность часов с печатью благовоний росла, и их часто дарили в качестве подарков. [58]

Астролябии

[ редактировать ]
фотография астролябии с шестеренчатым календарем (аверс)
фотография астролябии с календарем
( слева ) аль-Бируни описание приводной астролябии, сделанное в XI веке; ( справа ) астролябия, сделанная в ок. 1221 год, астроном аль-Фариси ( Музей истории науки, Оксфорд )

Сложные астролябии для измерения времени с зубчатыми механизмами изготавливались в Персии. Примеры включают построенные эрудитом Абу Райханом Бируни в 11 веке и астрономом Мухаммадом ибн Аби Бакром аль-Фариси в ок. 1221. [59] [60] Астролябия из латуни и серебра (которая также выполняет функцию календаря), изготовленная в Исфахане аль-Фариси, является самой ранней сохранившейся машиной с неповрежденными механизмами. Отверстия на задней стороне астролябии изображают лунные фазы и возраст Луны; В зодиакальной шкале есть два концентрических кольца, которые показывают относительное положение Солнца и Луны. [61]

Мусульманские астрономы сконструировали множество высокоточных астрономических часов для использования в своих мечетях и обсерваториях . [62] такие как астролябические часы Ибн аль-Шатира в начале 14 века. [63]

Часы-свечи и песочные часы

[ редактировать ]

Одно из самых ранних упоминаний о часах-свечах содержится в китайском стихотворении , написанном в 520 году Ю Цзяньфу, который писал о градуированной свече как средстве определения времени ночью. Подобные свечи использовались в Японии до начала 10 века. [64]

Изобретение часов со свечами англосаксы приписывали Альфреду Великому , королю Уэссекса (годы правления 871–889), который использовал шесть свечей, отмеченных с интервалом в один дюйм (25 мм), каждая из которых была сделана из 12 пеннивейтов . воска, высотой 12 см (4,7 дюйма) и одинаковой толщиной. [65]

Фрагмент картины Амброджо Лоренцетти «Умеренность» XIV века.
Фрагмент из Лоренцетти » «Аллегории хорошего управления ( ок. 1338 г.)

Мусульманский изобретатель XII века Аль-Джазари описал четыре различных конструкции часов со свечами в своей книге « Книга знаний об изобретательных механических устройствах» . [66] [67] Его так называемые свечные часы-писцы были изобретены, чтобы отмечать прохождение 14 часов одинаковой продолжительности: точно спроектированный механизм заставлял свечу определенных размеров медленно подниматься вверх, что заставляло индикатор двигаться по шкале.

Песочные часы были одним из немногих надежных методов измерения времени на море, и предполагалось, что они использовались на борту кораблей еще в 11 веке, когда они дополняли компас в качестве средства навигации. Самое раннее недвусмысленное свидетельство использования песочных часов появляется в картине «Аллегория хорошего правительства » итальянского художника Амброджо Лоренцетти 1338 года. [68]

Португальский использовал на каждом корабле по 18 песочных мореплаватель Фердинанд Магеллан часов во время своего кругосветного плавания в 1522 году. [69] Хотя песочные часы использовались в Китае, их история там неизвестна. [70] но, похоже, не использовался до середины 16 века, [71] поскольку песочные часы подразумевают использование стеклодувного искусства , то это вполне европейское и западное искусство. [72]

Начиная с 15 века, песочные часы использовались в самых разных целях на море, в церквях, в промышленности и в кулинарии; они были первыми надежными, многоразовыми, достаточно точными и легко изготавливаемыми устройствами для измерения времени. Песочные часы приобрели символические значения, такие как смерть, умеренность , возможности и Отец-Время , обычно изображаемый в виде бородатого старика. [73]

История первых осциллирующих устройств в хронометристах

[ редактировать ]

Английское слово «часы» впервые появилось в среднеанглийском языке как clok , cloke или clokke . Происхождение слова доподлинно неизвестно; возможно, это заимствование из французского или голландского языка , и, возможно, его происхождение можно проследить до постклассического латинского clocca («колокольчик»). В ирландских источниках 7-го века и германских источниках 9-го века часы означают «колокол». [74]

Иудаизм, христианство и ислам — во всех случаях было отведено время для молитвы, хотя предполагалось, что только христиане будут посещать молитвы в определенные часы дня и ночи — то, что историк Джо Эллен Барнетт описывает как «жесткое соблюдение повторяющихся молитв, произносимых много раз в день». ". [75] Звон колокольного звона предупредил монаха дежурного о необходимости позвонить в монастырский колокол. Его будильник представлял собой таймер, который использовал своего рода спусковой механизм для звонка в небольшой колокольчик. Этот механизм был предшественником спускового устройства, используемого в механических часах. [76] [77]

Средневековая иллюстрация водяных часов
Водяные часы (представляют собой часы при королевском дворе в Париже, ок. 1250 г.)

Первые инновации, направленные на повышение точности песочных и водяных часов, произошли в 10 веке, когда были предприняты попытки замедлить скорость их течения с помощью трения или силы гравитации. [78] Самое раннее изображение часов, приводимых в движение подвешенным грузом, находится в Библии Святого Людовика , иллюминированной рукописи , созданной между 1226 и 1234 годами, где показано, как часы замедляются под действием воды, воздействующей на колесо. На иллюстрации видно, что часы с весовым приводом были изобретены в Западной Европе. [79] Трактат, написанный Робертом английским в 1271 году, показывает, что средневековые мастера в этот период пытались сконструировать чисто механические часы (т.е. приводимые в движение только силой тяжести). [80] Такие часы представляли собой синтез более ранних идей, заимствованных из европейской и исламской науки, таких как системы зубчатых передач, весовые приводы и механизмы боя. [81]

В 1250 году художник Виллар де Оннекур проиллюстрировал устройство, которое стало шагом на пути к развитию спуска . [82] Еще одним предшественником спускового механизма были часы horologia nocturna , в которых использовался ранний механизм с граничным механизмом для управления молотком, непрерывно ударяющим в колокол. [83] Часы с грузовым приводом, вероятно, были западноевропейским изобретением, поскольку на изображении часов изображен груз, тянущий ось, его движение замедлялось системой отверстий, которые медленно выпускали воду. [84] В 1271 году английский астроном Робертус Англикус писал о своих современниках, что они разрабатывали разновидность механических часов. [85] [примечание 3]

современная фотография средневековых часов собора Солсбери
Деталь часов Солсберийского собора , показывающая грань и фолиот.

Изобретение края и листового спуска в c. 1275 [87] было одним из самых важных изобретений в истории часов [88] и история техники . [89] Это был первый тип регулятора в часовом деле . [6] Грань, или вертикальный вал, приводится во вращение коронным колесом с грузовым приводом, но свободное вращение удерживается фолиотом. Фолиот, который не может свободно вибрировать, раскачивается вперед и назад, что позволяет колесу вращаться на один зуб за раз. [89] [90] Хотя грань и фолиот были усовершенствованием предыдущих хронометристов, избежать колебаний ритма, вызванных изменениями приложенных сил, было невозможно - самые ранние механические часы регулярно переустанавливались с помощью солнечных часов. [91] [92]

Примерно в то же время, когда был изобретен спусковой механизм, флорентийский поэт Данте Алигьери использовал образы часов для изображения душ блаженных в « Раю» , третьей части « Божественной комедии» , написанной в начале 14 века. Возможно, это первое известное литературное описание механических часов. [93] Есть упоминания о домашних часах начиная с 1314 года; Можно предположить, что к 1325 году произошло развитие механических часов. [94]

Были построены большие механические часы, которые устанавливались на башнях так, чтобы звонить напрямую в колокол. Башенные часы Нориджского собора, построенные ок. 1273 год (упоминание об оплате механических часов, датированной этим годом) — самые ранние из известных таких больших часов. Часы не сохранились. [95] Первые часы, которые, как известно, регулярно отбивают час, с граничным и листовым механизмом, зарегистрированы в Милане в 1336 году. [96] К 1341 году часы, приводимые в движение гирями, были достаточно распространены, чтобы их можно было адаптировать для зерновых мельниц . [97] а к 1344 году часы в старом лондонском соборе Святого Павла были заменены часами со спусковым механизмом. [98] Фолиот был впервые проиллюстрирован Донди в 1364 году. [99] и упомянут придворным историком Жаном Фруассаром в 1369 году. [100]

Самым известным примером устройства для измерения времени в средневековый период были часы, спроектированные и изготовленные часовщиком Генри де Виком в ок. 1360, [88] [101] Утверждается, что оно варьировалось до двух часов в день. В течение следующих 300 лет все улучшения в хронометражах были, по сути, разработками, основанными на принципах часов де Вика. [102] Между 1348 и 1364 годами Джованни Донди дель Орологио , сын Якопо Донди сложный астрариум . , построил во Флоренции [103] [примечание 4]

В течение XIV века часы с боем все чаще появлялись в общественных местах, сначала в Италии, чуть позже во Франции и Англии - между 1371 и 1380 годами общественные часы были представлены более чем в 70 европейских городах. [105] Часы Солсберийского собора , датируемые примерно 1386 годом, являются одними из старейших рабочих часов в мире и, возможно, самыми старыми; в нем все еще сохранилось большинство оригинальных деталей. [106] [примечание 5] Часы Уэллсского собора , построенные в 1392 году, уникальны тем, что сохранили свой первоначальный средневековый циферблат. Над часами изображены фигуры, которые бьют в колокола, и группа рыцарей, которые вращаются по дорожке каждые 15 минут. [107] [примечание 6]

Более поздние события

[ редактировать ]
Рисунок Леонардо да Винчи с изображением часового факела.
Фьюзе для часов (Леонардо да Винчи) из его «Трактата о статике и механике».

Изобретение в начале 15 века ходовой пружины — устройства, впервые использовавшегося в замках и кремневых ружьях — позволило впервые изготовить небольшие часы. [109] Потребность в спусковом механизме, который бы постоянно контролировал высвобождение накопленной энергии, привела к разработке двух устройств: спускового механизма (который, хотя и был изобретен в 15 веке, но может быть задокументирован не ранее ок . 1535 года) и предохранителя , который впервые произошло от средневекового оружия, такого как арбалет . [109] В самых ранних из сохранившихся часов с пружинным приводом, камерных часах, сделанных для Филиппа Доброго в ок. 1430. [109] Леонардо да Винчи , создавший самые ранние известные рисунки маятника в 1493–1494 годах. [110] проиллюстрировал предохранитель в c. 1500 год, четверть века после первого появления спиральной пружины. [111]

фотография первых часов, построенных Генлайном
Так называемые «Часы Генлайна».

Башни с часами в Западной Европе в средние века отбивали время. Ранние циферблаты часов показывали часы; часы с минутным циферблатом упоминаются в рукописи 1475 года. [112] В 16 веке хронометры стали более изощренными и изощренными, так что к 1577 году датский астроном Тихо Браге смог получить первые из четырех часов, измерявших секунды. [113] а в Нюрнберге немецкому часовщику Петеру Генлайну заплатили за изготовление, как полагают, самого раннего образца часов , изготовленного в 1524 году. [114] К 1500 году использование фолиота в часах начало сокращаться. [115] Самые старые из сохранившихся часов с пружинным приводом — это устройство, изготовленное чехом Якобом Зехом [ cs ] в 1525 году. [111] [116] Первым человеком, предложившим путешествовать с часами для определения долготы , в 1530 году была голландская мастерица инструментов Джемма Фризиус . Часы будут установлены на местное время начальной точки, долгота которой будет известна, а долготу любого другого места можно будет определить, сравнив местное время с временем на часах. [117] [118]

Османский описал в своей книге « инженер Таки ад-Дин часы с грузовым приводом, ступенчатым спусковым механизмом, бойкой зубчатой ​​передачи, будильником и изображением фаз Луны. Самые яркие звезды для конструкции механических часов» ( Аль-Кавакиб ад-дуррия фи вадх аль-банкамат ад-даврия ), написанный около 1565 года. [119] Миссионеры-иезуиты привезли в Китай в качестве подарка первые европейские часы. [120]

итальянский эрудит Галилео Галилей Считается, что первым понял, что маятник можно использовать в качестве точного хронометриста, после наблюдения за движением подвесных ламп в Пизанском соборе . [121] В 1582 году он исследовал регулярное колебание маятника и обнаружил, что оно зависит только от его длины. Галилей так и не сконструировал часы на основе своего открытия, но перед смертью он продиктовал инструкции по созданию часов с маятником своему сыну Винченцо . [122]

Эра точного хронометража

[ редактировать ]

Маятниковые часы

[ редактировать ]

Первые точные хронометристы основывались на явлении, известном как гармоническое движение , при котором восстанавливающая сила, действующая на объект, отодвинутый от его положения равновесия (например, маятник или растянутая пружина), возвращает объект в это положение и заставляет его колебаться . [123] Гармонические осцилляторы можно использовать в качестве точных хронометристов, поскольку период колебаний не зависит от амплитуды движения, поэтому для совершения одного колебания всегда требуется одинаковое время. [124] Период гармонического осциллятора полностью зависит от физических характеристик колебательной системы, а не от начальных условий или амплитуды . [125]

иллюстрация часового механизма Гюйгенса
иллюстрация часов Гюйгенса
Портрет Гюйгенса
( слева и в центре ) Первые маятниковые часы , изобретенные Христианом Гюйгенсом в 1656 году. Его изобретение увеличило точность часов более чем в шестьдесят раз; ( справа ) Нетчера (1671 г.). Портрет Гюйгенса работы

Период, когда часы управлялись гармоническими генераторами, был самой продуктивной эпохой в хронометражах. [102] [примечание 7] Первым изобретением такого типа были маятниковые часы , которые спроектировал и построил голландский эрудит Христиан Гюйгенс в 1656 году. Ранние версии погрешали менее чем на одну минуту в день, а более поздние — всего на 10 секунд, что было очень точно для своего времени. Циферблаты, показывающие минуты и секунды, стали обычным явлением после того, как точность маятниковых часов стала возможной. Браге использовал часы с минутами и секундами для наблюдения за положением звезд. [112] Маятниковые часы превосходили все другие виды механических хронометров до такой степени, что их обычно переоборудовали маятником — задача, которую можно было выполнить без труда. [127] - так что лишь немногие спусковые устройства сохранились в своем первоначальном виде. [128]

В первых маятниковых часах использовался верхний спусковой механизм, который требовал широкого поворота примерно на 100°, поэтому маятники были короткими и легкими. [129] Угол поворота был уменьшен примерно до 6° после того, как изобретение якорного механизма позволило использовать более длинные и тяжелые маятники с более медленными колебаниями, которые имели меньше вариаций, поскольку они больше напоминали простое гармоническое движение, требовали меньше энергии и вызывали меньше трения и износа. . [130] Первые известные часы со спусковым механизмом были построены английским часовщиком Уильямом Клементом в 1671 году для Королевского колледжа в Кембридже. [131] сейчас находится в Музее науки в Лондоне . [132] Якорный спусковой механизм был изобретен Гуком, хотя утверждалось, что он был изобретен Клементом. [133] или английский часовщик Джозеф Книбб . [132]

Иезуиты внесли большой вклад в развитие маятниковых часов в 17 и 18 веках, «необычайно остро осознавая важность точности». [134] Например, при измерении маятника с точностью до одной секунды итальянский астроном отец Джованни Баттиста Риччоли убедил девять коллег-иезуитов «сосчитать почти 87 000 колебаний за один день». [135] Они сыграли решающую роль в распространении и проверке научных идей того периода и сотрудничали с Гюйгенсом и его современниками. [136]

Деталь циферблата часов с уравнениями XVIII века
Деталь циферблата часов с уравнением работы Фердинанда Берту , ок. 1752 ( Метрополитен-музей )

Гюйгенс впервые использовал часы для расчета уравнения времени (разницы между видимым солнечным временем и временем, показываемым часами), опубликовав свои результаты в 1665 году. Это соотношение позволило астрономам использовать звезды для измерения звездного времени , что дало возможность астрономам использовать звезды для измерения звездного времени. точный метод установки часов. Уравнение времени было выгравировано на солнечных часах, чтобы часы можно было устанавливать по Солнцу. В 1720 году Джозеф Уильямсон заявил, что изобрел часы, показывающие солнечное время , оснащенные кулачком и дифференциальной передачей , так что часы показывали истинное солнечное время. [137] [138] [139]

Другие инновации в хронометражах этого периода включают изобретение реечного и улиточного механизма английским механиком Эдвардом Барлоу для боя часов , изобретение Барлоу или Дэниелом Куэром , лондонским часовщиком, в 1676 году часов с репетиром , которые бьют. количество часов или минут, [140] и неработающий спусковой механизм , изобретенный около 1675 года астрономом Ричардом Таунли . [141]

Париж и Блуа были первыми центрами часового производства во Франции, а французские часовщики, такие как Жюльен Ле Рой , часовщик из Версаля , были лидерами в дизайне корпусов и декоративных часов. [142] Ле Руа принадлежал к пятому поколению семьи часовщиков, и современники описывали его как «самого искусного часовщика во Франции, а возможно, и в Европе». Он изобрел специальный репетирный механизм, который повысил точность часов, циферблат, который можно было открыть, чтобы увидеть внутреннюю часть часового механизма, а также изготовил или руководил более чем 3500 часами за свою почти пятидесятилетнюю карьеру, которая закончилась его смертью в 1759 году. Конкуренция и научное соперничество, возникшее в результате его открытий, еще больше побудили исследователей искать новые методы более точного измерения времени. [143]

портрет Джона Харрисона
Гравюра Джона Харрисона с его решетчатым маятником на заднем плане (1768 г.), Музей науки, Лондон.

Любые внутренние ошибки первых маятниковых часов были меньше, чем другие ошибки, вызванные такими факторами, как изменение температуры. [144] В 1729 году йоркширский плотник и часовщик-самоучка Джон Харрисон изобрел маятник с решеткой , в котором использовались по крайней мере три металла разной длины и свойств расширения , соединенные таким образом, чтобы поддерживать общую длину маятника, когда он нагревается или охлаждается окружающей средой. . [145] В 1781 году часовщик Джордж Грэм компенсировал колебания температуры в железном маятнике, используя качалку, сделанную из стеклянной банки с ртутью — жидким металлом при комнатной температуре , который расширяется быстрее, чем стекло. Более точные версии этого нововведения содержали ртуть в более тонких железных банках, чтобы сделать их более чувствительными. Этот тип маятника с температурной компенсацией был еще более усовершенствован, когда ртуть содержалась внутри самого стержня, что позволяло двум металлам более прочно соединяться термически. [146] В 1895 году изобретение инвара , сплава железа и никеля , который очень мало расширяется, в значительной степени устранило необходимость в более ранних изобретениях, предназначенных для компенсации изменений температуры. [147]

Между 1794 и 1795 годами, после Французской революции , французское правительство обязало использовать десятичное время , при котором день был разделен на 10 часов по 100 минут каждый. Часы во Дворце Тюильри показывали десятичное время еще в 1801 году. [148]

Морской хронометр

[ редактировать ]

После морской катастрофы Силли в 1707 году , когда четыре корабля потерпели крушение из-за навигационных ошибок, британское правительство предложило премию в 20 000 фунтов стерлингов, что эквивалентно сегодняшним миллионам фунтов, тому, кто сможет определить долготу с точностью до 50 километров ( 31 миля) на широте к северу от экватора. [149] Положение корабля в море можно было бы определить с точностью до 100 километров (62 миль), если бы штурман мог обратиться к часам, которые отстают или отстают менее чем на шесть секунд в день. [150] Предложения были рассмотрены недавно созданным Советом по долготе . [151] Среди многих людей, пытавшихся претендовать на премию, был йоркширский часовщик Джереми Такер , который впервые использовал термин «хронометр» в брошюре , опубликованной в 1714 году. [152] Гюйгенс построил первые морские часы, которые должны были оставаться в горизонтальном положении на борту движущегося корабля, но они переставали работать, если корабль внезапно двигался. [152]

фотография хронометра H4
Харрисона H4 Хронометр

В 1715 году, в возрасте 22 лет, Джон Харрисон использовал свои столярные навыки, чтобы сконструировать деревянные восьмидневные часы. [153] В его часах были инновации, которые включали использование деревянных деталей для устранения необходимости дополнительной смазки (и чистки), роликов для уменьшения трения, новый тип спуска и использование двух разных металлов для уменьшения проблемы расширения, вызванного температурой. вариация. [154] Он отправился в Лондон, чтобы обратиться за помощью к Совету по долготе в изготовлении морских часов. Его отправили навестить Грэма, который помог Харрисону, организовав финансирование его работы по созданию часов. Через 30 лет его аппарат, получивший теперь название «Н1», был построен и в 1736 году прошел испытания в море. Затем Харрисон спроектировал и изготовил еще двое морских часов: «H2» (завершены примерно в 1739 году) и «H3», оба из которых были готовы к 1755 году. [155] [156]

Харрисон изготовил две модели часов: «H4» и «H5». Эрик Брутон в своей книге «История часов » описал H4 как «вероятно, самый замечательный хронометрист из когда-либо созданных». [157] После завершения ходовых испытаний зимой 1761–1762 гг. Было обнаружено, что он в три раза точнее, чем было необходимо Харрисону для получения премии «Долгота». [158] [159]

Электрические часы

[ редактировать ]
фотография первых электромагнитных часов
Одни из первых электромагнитных часов Александра Бейна , 1840-е годы.

В 1815 году плодовитый английский изобретатель Фрэнсис Рональдс создал предшественника электрических часов электростатические часы. Он питался от сухих свай , высоковольтной батареи с чрезвычайно долгим сроком службы , но тем недостатком, что ее электрические свойства менялись в зависимости от температуры и влажности воздуха . Он экспериментировал со способами регулирования электричества, и его усовершенствованные устройства оказались более надежными. [160]

В 1840 году шотландский часовщик и приборостроитель Александр Бейн впервые использовал электричество для поддержания движения маятниковых часов, и поэтому ему можно приписать изобретение электрических часов. [161] 11 января 1841 года Бэйн и производитель хронометров Джон Барвайз получили патент, описывающий часы с электромагнитным маятником. Английский ученый Чарльз Уитстон , с которым Бэйн встретился в Лондоне, чтобы обсудить свои идеи электрических часов, создал свою собственную версию часов в ноябре 1840 года, но Бейн выиграл судебную тяжбу, чтобы утвердиться в качестве изобретателя. [162] [163]

В 1857 году французский физик Жюль Лиссажу показал, как электрический ток можно использовать для неограниченной вибрации камертона , и, вероятно, был первым, кто использовал это изобретение в качестве метода точного измерения частоты. [164] Пьезоэлектрические и свойства кристаллического кварца были открыты французскими физиками братьями Жаком Пьером Кюри в 1880 году. [165]

Самые точные маятниковые часы имели электрическое управление. [166] Часы Шортта-Синхронома , маятниковые часы с электрическим приводом, разработанные в 1921 году, были первыми часами, которые были более точными хронометристами, чем сама Земля. [167]

Ряд инноваций и открытий привел к изобретению современного кварцевого таймера. ламповый генератор . В 1912 году был изобретен [168] Электрический осциллятор впервые был использован для поддержания движения камертона британским физиком Уильямом Экклсом в 1919 году; [169] его достижение устранило большую часть демпфирования, связанного с механическими устройствами, и максимально увеличило стабильность частоты вибрации. [169] Первый кварцевый генератор был построен американским инженером Уолтером Дж. Кэди в 1921 году, а в октябре 1927 года первые кварцевые часы были описаны Джозефом Хортоном и Уорреном Маррисоном в Bell Telephone Laboratories . [170] [примечание 8] В последующие десятилетия кварцевые часы были разработаны как прецизионные устройства измерения времени в лабораторных условиях — громоздкая и тонкая счетная электроника, построенная на электронных лампах , ограничивала их практическое использование в других местах. В 1932 году были разработаны кварцевые часы, способные измерять небольшие еженедельные изменения скорости вращения Земли. [172] Присущая им физическая и химическая стабильность и точность привели к последующему распространению, и с 1940-х годов они легли в основу точных измерений времени и частоты во всем мире. [173]

Разработка часов

[ редактировать ]
рисунок балансовой пружины и балансового колеса Гюйгена
фотография карманных часов Tompion
(Вверху) Иллюстрация балансовой пружины Гюйгенса , прикрепленной к балансовому колесу ; (внизу) ранние весенние часы с балансом от Томаса Томпиона.

Первые наручные часы были изготовлены в 16 веке. Елизавета I Английская в 1572 году провела инвентаризацию приобретенных ею часов, которые считались частью ее ювелирной коллекции. [174] Первые карманные часы были неточными, поскольку их размер не позволял им иметь достаточно хорошо изготовленные движущиеся части. [175] Часы без украшений начали появляться в ок. 1625. [176]

Циферблаты, показывающие минуты и секунды, стали обычным явлением после того, как точность стала возможной благодаря балансовой пружине (или волосковой пружине). [112] Изобретенный отдельно в 1675 году Гюйгенсом и Гуком, он позволил колебаниям балансового колеса иметь фиксированную частоту . [177] Изобретение привело к значительному повышению точности механических часов : примерно с получаса до нескольких минут в день. [178] Остаются некоторые споры относительно того, была ли пружина баланса впервые изобретена Гюйгенсом или Гуком; оба учёных утверждали, что первыми пришли к идее балансовой пружины. Балансовая пружина, разработанная Гюйгенсом, до сих пор используется практически во всех часах. [178]

Томас Томпион был одним из первых часовщиков, осознавших потенциал пружины баланса и успешно использовавших его в своих карманных часах; [179] Повышенная точность позволила часам работать так же хорошо, как они обычно используются сегодня, в качестве секундной стрелки, добавляемой к циферблату , что произошло в 1690-х годах. [180] Концентрическая минутная стрелка была более ранним изобретением, но Куэйр разработал механизм, который позволял приводить стрелки в действие вместе. [181] Николя Фатио де Дюйе , швейцарскому натурфилософу , приписывают разработку первых ювелирных подшипников для часов в 1704 году. [182]

Среди других известных английских часовщиков XVIII века — Джон Арнольд и Томас Эрншоу , которые посвятили свою карьеру созданию высококачественных хронометров и так называемых «палубных часов», уменьшенных версий хронометра, которые можно было хранить в кармане. [183]

Использование часов в военных целях

[ редактировать ]

Часы носили во время франко-прусской войны (1870–1871 гг.), а ко времени англо -бурской войны (1899–1902 гг.) часы были признаны ценным инструментом. [184] Ранние модели представляли собой стандартные карманные часы с кожаным ремешком, но к началу 20 века производители начали производить специальные наручные часы. В 1904 году Альберто Сантос-Дюмон , один из первых авиаторов , попросил своего друга, французского часовщика Луи Картье, разработать часы, которые могли бы пригодиться во время его полетов. [185]

Во время Первой мировой войны наручные часы использовались офицерами -артиллеристами . [186] Так называемые траншейные часы , или «браслеты», были практичны, поскольку освобождали одну руку, которая обычно использовалась для управления карманными часами, и стали стандартным оборудованием. [187] [188] Требования позиционной войны означали, что солдатам необходимо было защищать стекла своих часов, и иногда использовалось ограждение в виде откидной клетки. [188] Защитный кожух был спроектирован таким образом, чтобы цифры можно было легко читать, но он закрывал руки — проблема, которая была решена после появления небьющегося оргстекла . в 1930-х годах [188] До появления военного применения наручные часы обычно носили только женщины, но во время Первой мировой войны они стали символами мужественности и бравады. [188]

Современные часы

[ редактировать ]
Часы Харвуд
Часы Ролекс
космонавт
цифровые часы
Современные наручные часы: автоматические часы Harwood (1920-е годы); часы Rolex Submariner (1950-е годы); астронавт Томас П. Стаффорд в 1966 году, в часах Speedmaster ; цифровые кварцевые наручные часы ( около 1970-х гг.).

Часы-брелки начали заменяться на рубеже 20-го века. [189] Швейцарцы, сохранявшие нейтралитет на протяжении всей Первой мировой войны, производили наручные часы для обеих сторон конфликта. Появление танка повлияло на дизайн часов Cartier Tank . [190] а дизайн часов 1920-х годов находился под влиянием стиля ар-деко . [191] Автоматические часы , впервые представленные с ограниченным успехом в 18 веке, были повторно представлены в 1920-х годах английским часовщиком Джоном Харвудом . [192] После того, как он обанкротился в 1929 году, ограничения на автоматические часы были сняты, и такие компании, как Rolex, смогли их производить. [193] В 1930 году компания Tissot выпустила первые немагнитные наручные часы . [194]

Первые часы с батарейным питанием были разработаны в 1950-х годах. [195] Часы высокого качества производились такими фирмами, как Patek Philippe , например, Patek Philippe ref. 1518, представленные в 1941 году, возможно, самые сложные наручные часы, когда-либо изготовленные из нержавеющей стали . В 2016 году они были проданы на аукционе за 11 136 642 доллара за рекордную цену. [196] [197] [198]

Speedmaster Professional с ручным заводом или «Moonwatch» использовались во время первого выхода США в открытый космос в рамках миссии НАСА « Джемини-4» и были первыми часами, которые носил астронавт, идущий по Луне во время миссии «Аполлон-11» . [199] В 1969 году Seiko выпустила первые в мире кварцевые наручные часы Astron . [200]

В 1970-х годах появление цифровых часов, изготовленных с использованием транзисторов и пластиковых деталей, позволило компаниям сократить рабочую силу. К 1970-м годам многие из тех фирм, которые использовали более сложные методы обработки металлов, обанкротились. [201]

Умные часы , по сути носимые компьютеры в форме часов , были представлены на рынке в начале 21 века.

Атомные часы

[ редактировать ]
фотография Эссена и Парри, стоящих рядом с первыми в мире атомными часами
Луи Эссен ( справа ) и Джек Пэрри стоят рядом с первыми в мире цезия-133 атомными часами в Национальной физической лаборатории в Лондоне.

Атомные часы являются наиболее точными устройствами для измерения времени, которые сегодня используются на практике. С точностью до нескольких секунд на протяжении многих тысяч лет они используются для калибровки других часов и инструментов для измерения времени. [202] США Национальное бюро стандартов (NBS, ныне Национальный институт стандартов и технологий (NIST)) изменило способ определения стандарта времени Соединенных Штатов с кварцевых часов на атомные в 1960-х годах. [203]

Идею использования атомных переходов для измерения времени впервые предложил британский учёный лорд Кельвин в 1879 году. [204] хотя только в 1930-х годах с развитием магнитного резонанса появился практический метод измерения времени таким способом. [205] Прототип аммиака устройства мазера был построен в 1948 году в НИСТ. Хотя они менее точны, чем существующие кварцевые часы, они послужили доказательством концепции атомных часов. [206]

Первые точные атомные часы — цезиевый стандарт , основанный на определенном переходе атома цезия-133 , — были построены английским физиком Луисом Эссеном в 1955 году в Национальной физической лаборатории в Лондоне. [207] Он был откалиброван с использованием астрономической шкалы эфемеридного времени (ET). [208]

В 1967 году Международная система единиц (СИ) стандартизировала единицу времени, вторую, на основе свойств цезия. [206] SI определил секунду как 9 192 631 770 циклов излучения , что соответствует переходу между двумя уровнями спиновой энергии состояния электронов основного 133 Атом Cs. [209] Атомные часы цезия, поддерживаемые NIST, имеют точность до 30 миллиардных долей секунды в год. [206] В атомных часах используются другие элементы, такие как пары водорода и рубидия , что обеспечивает большую стабильность (в случае водородных часов), меньший размер, меньшее энергопотребление и, следовательно, более низкую стоимость (в случае рубидиевых часов). [206]

См. также

[ редактировать ]

Пояснительные примечания

[ редактировать ]
  1. Изобретатель кварцевых Уоррен часов Маррисон отмечал, что солнечные часы не являются устройством для измерения времени, поскольку они могут лишь «в лучшем случае сохранять местное солнечное время ». [7]
  2. ^ Стих Плавта ( ок. 254–184 до н. э.) показывает, что солнечные часы были знакомы римлянам: [17] [18]

    Боги сбивают с толку человека, который первым узнал об этом
    Как отличить часы! Смути и его,
    Кто в этом месте установил солнечные часы,
    Так ужасно резать и кромсать мои дни
    На маленькие порции. Когда я был мальчиком,
    Мой живот был моими солнечными часами: еще один, конечно,
    Вернее и точнее, чем любой из них.
    Этот циферблат сказал мне, когда настало подходящее время
    Пойти пообедать, когда мне будет что поесть —
    Но в наши дни, почему, даже если у меня есть,
    Я не могу упасть, если только солнце не позволит.
    В городе полно этих чертовых циферблатов,
    Большая часть его жителей
    Съёжившиеся от голода, ползём по улицам.

  3. ^ Ни одни часы не могут с полной точностью следовать оценкам астрономии. И все же часовщики пытаются создать колесо, которое будет совершать один полный оборот за каждый круг равноденствия, но они не могут довести до совершенства свою работу. ( Латинское : Невозможно, чтобы какие-либо часы полностью следовали суждениям астрономии в соответствии с истиной. Однако производители часов пытаются сделать один круг, который движется полностью в соответствии с движением равноденственного круга, но они не могут полностью завершить свою работу. работу, которая, если бы они могли это сделать, была бы настоящими часами и была бы гораздо мощнее, чем астролябия для хранения часов или любой другой астрономический инструмент, если бы кто-то умел делать это по вышеупомянутому методу . [86]
  4. ^ На основе рисунков были воспроизведены работы Джованни де Донди. Его часы представляли собой семигранную конструкцию со 107 движущимися частями, показывающую положения Солнца, Луны и пяти планет, а также религиозные праздники. Его часы вдохновили на создание нескольких современных копий, в том числе в лондонском Музее науки и Смитсоновском институте . [104] [95]
  5. ^ Первоначальный механизм хронометража на грани и листе часов Солсберийского собора утерян, поскольку был преобразован в маятник , который был заменен точной копией грани в 1956 году. У него нет циферблата, так как его целью было ударить в колокол. [106] Колеса и шестерни смонтированы в железной раме высотой 1,2 метра (3 фута 11 дюймов), скрепленной металлическими дюбелями и колышками. Два больших камня обеспечивают энергию и заставляют разматываться веревки из деревянных бочек. Стволы приводят в движение основное колесо (регулируемое спусковым механизмом), а также ударный механизм и пневмотормоз. [106]
  6. ^ Часы были преобразованы в маятниково-якорный спусковой механизм в 17 веке и были установлены в лондонском Музее науки в 1884 году, где они продолжают работать. [108]
  7. ^ Часы с гармоническим приводом зависят от некоторой формы деформации относительно положения равновесия; результирующие колебания имеют максимальную амплитуду, когда получают энергию на частоте, близкой к их естественной незатухающей частоте. Основными примерами таких гармонических осцилляторов, используемых для измерения времени, являются: схема электрического резонанса ; гравитационный маятник; кварцевый генератор и камертон ; балансировочная пружина ; торсионная пружина ; и вертикальный маятник . [126]
  8. ^ Кварцевые резонаторы могут вибрировать с очень малой амплитудой , которой можно точно управлять, и эти свойства позволяют им иметь значительную степень стабильности частоты . [171]
  1. ^ Брутон 2000 , с. 11.
  2. ^ Брутон 2000 , стр. 235–237.
  3. ^ Ричардс 1999 , с. 130.
  4. ^ Будущее 1980 , стр. 158–159.
  5. ^ Норрис 2016 , с. 27.
  6. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Барнетт 1999 , с. 64.
  7. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Маррисон 1948 , с. 510.
  8. ^ Майор 1998 , с. 9.
  9. ^ «Один из старейших в мире солнечных часов, раскопанный в Долине царей в Верхнем Египте» . ScienceDaily . 14 марта 2013 года . Проверено 10 мая 2021 г.
  10. ^ Гаучи, Рита (24 января 2018 г.). «Астрономическое время против социального времени: пример Древнего Египта» . Журнал археологии небесного пейзажа . 3 (2): 217–223. дои : 10.1558/jsa.34687 . Проверено 28 ноября 2023 г.
  11. ^ Брутон 2000 , с. 14.
  12. ^ Барнетт 1999 , с. 18.
  13. ^ Долан 1975 , стр. 31–32.
  14. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Браун, Фермор и Уокер 1999 , с. 130.
  15. ^ Долан 1975 , с. 34.
  16. ^ Харт, Грэм (1999). «Птолемей на солнечных часах» . Звездный посланник . Проверено 27 мая 2021 г.
  17. ^ Долан 1975 , стр. 37–38.
  18. ^ Торнтон 1767 , стр. 368–369.
  19. ^ Долан 1975 , с. 35.
  20. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Каркопино, Жером. (1940). Повседневная жизнь в Древнем Риме: люди и город в период расцвета Империи . Йель. стр. 145–146.
  21. ^ Барнетт 1999 , с. 21.
  22. ^ & Долан 1975 , с. 43.
  23. ^ & Долан 1975 , с. 60.
  24. ^ Магдолен 2001 , с. 84.
  25. ^ «Самый большой мировой рекорд солнечных часов» .
  26. ^ Барри Перлус. «Архитектура на службе науки: астрономические обсерватории Джай Сингха II» (PDF) . Джантармантар.орг. Архивировано из оригинала (PDF) 5 февраля 2009 г. Проверено 11 ноября 2012 г.
  27. ^ фон Ливен 2016 , с. 207.
  28. ^ фон Ливен 2016 , с. 218.
  29. ^ Коттерелл и Камминга 1990 , с. 59.
  30. ^ Нидхэм 1965 , стр. 479–480.
  31. ^ Шафер 1967 , с. 128.
  32. ^ Нидхэм 1965 , стр. 469–471.
  33. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Ранние часы» . Прогулка во времени . Физическая лаборатория Национального института стандартов и технологий . 12 августа 2009 года . Проверено 13 октября 2022 г.
  34. ^ Нидхэм 1965 , с. 411.
  35. ^ ван Дюзен 2014 , с. 257.
  36. ^ Аллен 1996 , с. 157.
  37. ^ Хеллеманс и Банч 2004 , с. 65.
  38. ^ Ноубл и де Солла Прайс, 1968 , стр. 345–347.
  39. ^ Хамфри 1998 , стр. 518–519.
  40. ^ Хилл 2016 , с. 17.
  41. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Хилл 1997 , с. 242.
  42. ^ Мусса, Ксенофонт (2018). Антикитерский механизм, первый механический космос (по-гречески) . Афины: Canto Mediterraneo. ISBN  978-618-83695-0-4 .
  43. ^ Дасиподий, К. (1580). Цапля механическая .
  44. ^ Герой Александрии. см. книги Героя: Пневматика (Πνευματικά), Автоматы, Механика, Метрика, Диоптра . Александрия.
  45. ^ Хилл 1997 , с. 234.
  46. ^ Хилл 1997 , с. 203.
  47. ^ аль-Джазари 1974 , с. 241.
  48. ^ Хилл 2016 , с. 43.
  49. ^ Пагани 2001 , с. 209.
  50. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Фрейзер 1990 , стр. 55–56.
  51. ^ Бедини 1994 , стр. 103–104.
  52. ^ Шафер 1963 , стр. 160–161.
  53. ^ Чанг, Эдвард; Лу, Юнг-Сян (декабрь 1996 г.). «Визуализация видеопотоков с использованием метафоры песочного стекла» . Стэнфордский университет . Проверено 20 июня 2008 г.
  54. ^ Бедини 1963 , с. 37.
  55. ^ Россотти 2002 , с. 157.
  56. ^ Фрейзер 1990 , стр. 52, 55–56.
  57. ^ Фрейзер 1990 , с. 56.
  58. ^ Бедини 1994 , стр. 104–106.
  59. ^ аль-Хассан и Хилл 1986 , стр. 24.
  60. ^ Хилл, Дональд Р.; аль-Хасан, Ахмад Ю. «Инженерное дело в арабо-исламской цивилизации» . История науки и техники в исламе . Проверено 28 мая 2021 г.
  61. ^ «Инвентарный № 48213 – Бывшая демонстрационная этикетка» . Музей истории науки, Оксфорд . Проверено 28 января 2023 г.
  62. ^ Аджрам 1992 , Приложение B.
  63. ^ Кинг 1983 , стр. 545–546.
  64. ^ Фламер, Кейт (2006). «История времени» . Международный часовой журнал . Архивировано из оригинала 16 июля 2011 года . Проверено 8 апреля 2008 г.
  65. ^ Ассер 1983 , с. 108.
  66. ^ Хилл 1997 , с. 238.
  67. ^ аль-Джазари 1974 , стр. 83–92.
  68. ^ Фругони 1988 , с. 83.
  69. ^ Бергрин 2003 , с. 53.
  70. ^ Блаут 2000 , с. 186.
  71. ^ Нидхэм 1965 , рисунок 995.
  72. ^ Нидхэм 1965 , с. 570.
  73. ^ Мэйси 1994 , с. 209.
  74. ^ «Часы» . ОЭД . 2021 . Проверено 29 мая 2021 г.
  75. ^ Барнетт 1999 , стр. 33–34, 37.
  76. ^ Ландес 1985 , с. 67.
  77. ^ Труитт 2015 , стр. 145–146.
  78. ^ Маррисон 1948 , стр. 813–814.
  79. ^ Уайт 1964 , стр. 120–121.
  80. ^ Уайт 1964 , с. 122.
  81. ^ Хилл 1997 , стр. 223, 242–243.
  82. ^ Бэйли, Клаттон и Илберт 1969 , стр. 4.
  83. ^ Ландес 1985 , стр. 67–68.
  84. ^ Уайт 1964 , с. 120.
  85. ^ Барнетт 1999 , с. 67.
  86. ^ Торндайк, Де Сакро Боско и Робертус Англикус 1949 , стр. 180, 230
  87. ^ Брутон 2000 , с. 49.
  88. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Маррисон 1948 , с. 514.
  89. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Хилл 1997 , с. 243.
  90. ^ Барнетт 1999 , стр. 64, 79.
  91. ^ Брутон 2000 , с. 248.
  92. ^ Барнетт 1999 , стр. 87–88.
  93. ^ Моевс 1999 , стр. 59–60.
  94. ^ Бэйли, Клаттон и Илберт, 1969 , стр. 5–6.
  95. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Ландес 1985 , с. 53.
  96. ^ Барнетт 1999 , с. 75.
  97. ^ Уайт 1964 , с. 134.
  98. ^ Бэйли, Клаттон и Илберт 1969 , стр. 5.
  99. ^ Брутон 2000 , с. 244.
  100. ^ Брутон 2000 , с. 35.
  101. ^ Барнетт 1999 , стр. 64–65.
  102. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Маррисон 1948 , с. 515.
  103. ^ Бэйли, Клаттон и Илберт 1969 , стр. 7.
  104. ^ Дэвис 1996 , с. 434.
  105. ^ Брэдбери и Коллетт 2009 , стр. 353, 356.
  106. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с «Самые старые рабочие часы, часто задаваемые вопросы, собор Солсбери» . Архивировано из оригинала 15 июня 2009 года . Проверено 4 апреля 2008 г.
  107. ^ Колчестер 1987 , стр. 116–120.
  108. ^ «Часы Уэллсского собора, ок. 1392 г.» . Музей науки (Лондон) . Проверено 7 мая 2020 г.
  109. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Уайт 1964 , стр. 126–128.
  110. ^ Бэйли, Клаттон и Илберт 1969 , стр. 66.
  111. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Бэйли, Клаттон и Илберт, 1969 , с. 19.
  112. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Ланкфорд 1997 , с. 529.
  113. ^ Торен 1990 , стр. 123.
  114. ^ Бэйли, Клаттон и Илберт, 1969 , стр. 20–22.
  115. ^ Бэйли, Клаттон и Илберт 1969 , стр. 15.
  116. ^ «История» . Джейкоб Зех Оригинал . 2021 . Проверено 18 июня 2021 г.
  117. ^ Пого, А (1935). «Джемма Фризиус, его метод определения разницы долготы путем транспортировки часов (1530 г.) и его трактат о триангуляции (1533 г.)». Исида . 22 (2): 469–506. дои : 10.1086/346920 . S2CID   143585356 .
  118. ^ Мескенс 1992 , с. 259.
  119. ^ аль-Хассан и Хилл 1986 , стр. 59.
  120. ^ Джон Х. Линхард. «№ 1005: Еще один взгляд на время» . Университет Хьюстона . Проверено 10 апреля 2022 г.
  121. ^ Коттерелл и Камминга 1990 , с. 20.
  122. ^ Бэйли, Клаттон и Илберт, 1969 , стр. 67–68.
  123. ^ Фраучи и др. 2008 , с. 297.
  124. ^ Фраучи и др. 2008 , с. 309.
  125. ^ Hüwel 2018 , раздел 2–17.
  126. ^ Маррисон 1948 , стр. 515–516.
  127. ^ Брутон 2000 , с. 72.
  128. ^ Маррисон 1948 , с. 518.
  129. ^ Хедрик 2002 , с. 44.
  130. ^ Хедрик 2002 , стр. 44–45.
  131. ^ Барнетт 1999 , с. 90.
  132. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Брутон 2000 , с. 70.
  133. ^ Хедрик 2002 , с. 41.
  134. ^ Вудс 2005 , стр. 100–101, 103.
  135. ^ Вудс 2005 , с. 103.
  136. ^ Вудс 2005 , с. 100.
  137. ^ Бьюик 2013 , с. 159.
  138. ^ Ричардс 1999 , стр. 24–25.
  139. ^ Мэйси 1994 , с. 125.
  140. ^ Ландес 1985 , с. 220.
  141. ^ Мэйси 1994 , с. 126.
  142. ^ Дэвис 1996 , с. 435.
  143. ^ «Жюльен Ле Руа» . Центр Гетти . Проверено 28 января 2023 г.
  144. ^ Маррисон 1948 , стр. 518–519.
  145. ^ Бейкер 2011 , стр. 79–80.
  146. ^ Маттис 2004 , стр. 7–8.
  147. ^ Бейкер 2011 , с. 82.
  148. ^ Возраст 2002 , стр. 150.
  149. ^ Брутон 2000 , стр. 86–87.
  150. ^ Брутон 2000 , с. 89.
  151. ^ Брутон 2000 , с. 87.
  152. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Брутон 2000 , с. 90.
  153. ^ «Восьмидневный механизм деревянных часов Харрисона, 1715 год» . Коллекция группы Музея науки . Проверено 16 февраля 2024 г.
  154. ^ Ландес 1985 , стр. 147–148.
  155. ^ Брутон 2000 , стр. 90–93.
  156. ^ Барнетт 1999 , с. 111.
  157. ^ Брутон 2000 , с. 93.
  158. ^ Брутон 2000 , с. 94.
  159. ^ Барнетт 1999 , с. 112.
  160. ^ Рональд 2015 , с. 224.
  161. ^ Маррисон 1948 , с. 522.
  162. ^ Маррисон 1948 , с. 583.
  163. ^ Томсон 1972 , стр. 65–66.
  164. ^ Маррисон 1948 , с. 524.
  165. ^ «Пьер Кюри» . Американский институт физики . Проверено 28 января 2023 г.
  166. ^ Маррисон 1948 , с. 523.
  167. ^ Сиджвик и Мюрден 1980 , с. 478.
  168. ^ Маррисон 1948 , с. 526.
  169. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Маррисон 1948 , с. 527.
  170. ^ Маррисон 1948 , с. 538.
  171. ^ Маррисон 1948 , с. 533.
  172. ^ Маррисон 1948 , с. 564.
  173. ^ Маррисон 1948 , стр. 531–532.
  174. ^ Брутон 2000 , стр. 56–57.
  175. ^ Ландес 1985 , с. 114.
  176. ^ Бэйли, Клаттон и Илберт 1969 , стр. 39.
  177. ^ Ландес 1985 , стр. 124–125.
  178. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Ландес 1985 , с. 128.
  179. ^ Ландес 1985 , с. 219.
  180. ^ Ландес 1985 , с. 129.
  181. ^ Бэйли, Клаттон и Илберт 1969 , стр. 280.
  182. ^ «Николя Фатио де Дюйе (1664–1753)» . Знаменитые часовщики . Фонд высокого часового искусства. 2019 . Проверено 22 мая 2021 г.
  183. ^ Ландес 1985 , стр. 172, 185.
  184. ^ Гласмайер 2000 , с. 141.
  185. ^ Хоффман 2004 , с. 3.
  186. ^ Брутон 2000 , с. 183.
  187. ^ Барнетт 1999 , с. 141.
  188. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Пеннингтон, Коул (24 сентября 2019 г.). «Как Первая мировая война навсегда изменила часы» . Новости Блумберга . Проверено 3 июня 2021 г.
  189. ^ Миллер 2009 , с. 9.
  190. ^ Миллер 2009 , с. 26.
  191. ^ Миллер 2009 , с. 30.
  192. ^ Миллер 2009 , с. 39.
  193. ^ Миллер 2009 , с. 51.
  194. ^ «Немагнетизм» . Тиссо . Проверено 15 августа 2021 г.
  195. ^ Миллер 2009 , с. 137.
  196. ^ Миллер 2009 , с. 13.
  197. ^ Тусо, Артур (12 ноября 2016 г.). «Patek Philippe Ref. 1518 из нержавеющей стали продается в магазине Phillips в Женеве за более чем 11 000 000 долларов» . Ходинки . Проверено 15 августа 2021 г.
  198. ^ Клаймер, Бенджамин. «Patek Philippe 1518 из стали» . Ходинки . Проверено 15 августа 2021 г.
  199. ^ Нельсон 1993 , стр. 33–38.
  200. ^ «Milestones: Электронные кварцевые наручные часы, 1969 год» . Wiki по истории техники и технологий . 31 декабря 2015 года . Проверено 28 января 2023 г.
  201. ^ «Будильники из Шварцвальда» . Немецкий музей Урена . Проверено 17 августа 2021 г.
  202. ^ Дик 2002 , с. 484.
  203. ^ Салливан, Д.Б. (2001). «Измерение времени и частоты в NIST: первые 100 лет» (PDF) . Отдел времени и частоты, Национальный институт стандартов и технологий. п. 5. Архивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2011 г.
  204. ^ «Атомный тикер истекает на 50 лет» . Новости Би-би-си . 2 июня 2005 г. Проверено 1 августа 2021 г.
  205. ^ Ломбарди, Хевнер и Джеффертс 2007 , стр. 74.
  206. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д «Атомный век» стандартов времени» . Национальный институт стандартов и технологий. Архивировано из оригинала 12 апреля 2008 года . Проверено 2 мая 2008 г.
  207. ^ Эссен и Парри 1955 , с. 280.
  208. ^ Марковиц и др. 1958 , стр. 105–107.
  209. ^ «Что такое атомные часы цезия?» . Национальный исследовательский совет Канады. 9 января 2020 г. . Проверено 15 мая 2021 г.
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 4b976d02338c68f8367ec9dda2af733c__1718313480
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/4b/3c/4b976d02338c68f8367ec9dda2af733c.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
History of timekeeping devices - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)