علم الوقت هو علم الفلك. تم استخدام نتائج الملاحظات في المراصد القديمة للزراعة والطقوس الدينية. ومع ذلك ، مع تطور الحرف ، أصبح من الضروري قياس فترات زمنية قصيرة. وهكذا جاءت البشرية إلى اختراع الساعة. كانت العملية طويلة ومليئة بالعمل الجاد لأفضل العقول.
يعود تاريخ الساعات إلى قرون عديدة ، وهو أقدم اختراع للبشرية. من عصا عالقة في الأرض إلى كرونومتر فائق الدقة - رحلة لمئات الأجيال. إذا صنفنا إنجازات الحضارة الإنسانية ، فعند ترشيح "الاختراعات الكبرى" ستكون الساعة في المرتبة الثانية بعد العجلة.
كان هناك وقت كان فيه التقويم كافيًا للأشخاص. لكن ظهرت الحرف ، كانت هناك حاجة لتحديد مدة العمليات التكنولوجية. استغرق الأمر ساعات ، والغرض منها قياس فترات زمنية أقصر من يوم واحد. لهذا ، استخدم الإنسان عمليات فيزيائية مختلفة لعدة قرون. كانت الإنشاءات التي نفذتها متطابقة أيضًا.
ينقسم تاريخ الساعات إلى قسمينفترة كبيرة. الأول يبلغ عدة آلاف من السنين ، والثاني أقل من واحد.
1. يسمى تاريخ الساعة أبسطها. تشمل هذه الفئة أجهزة الطاقة الشمسية والمياه والنار والرمل. تنتهي الفترة بدراسة الساعات الميكانيكية لفترة البندول. كانت هذه أجراس القرون الوسطى.
2. تاريخ جديد للساعات ، بدءًا من اختراع البندول والتوازن ، والتي كانت بداية تطور قياس الوقت التذبذب الكلاسيكي. هذه الفترة لم تنته بعد
عقرب الشمس
الأقدم التي نزلت إلينا. لذلك ، فإن تاريخ الساعة الشمسية هو الذي يفتح موكب الاختراعات العظيمة في مجال قياس الوقت. على الرغم من بساطتها الواضحة ، إلا أنها تميزت بمجموعة متنوعة من التصاميم.
تعتمد الساعة الشمسية على الحركة الظاهرة للشمس طوال اليوم. يعتمد العد التنازلي على الظل الذي يلقيه المحور. لا يمكن استخدامها إلا في يوم مشمس. كانت مصر القديمة تتمتع بظروف مناخية مواتية لهذا الغرض. أعظم توزيع على ضفاف النيل حصل على مزولة ، والتي كانت على شكل مسلات. تم نصبهم عند مدخل المعابد. عقرب على شكل مسلة عمودية ومقياس مُحدد على الأرض - هذا ما بدت عليه المزولة القديمة. الصورة أدناه تظهر أحدهم. نجت إحدى المسلات المصرية التي نُقلت إلى أوروبا حتى يومنا هذا. عقرب يبلغ ارتفاعه 34 مترًا يقف حاليًا في إحدى الساحات في روما.
كان للمزولة العادية عيب كبير. عرفوا عنه ، لكنهم تحملوه لفترة طويلة.في المواسم المختلفة ، أي في الصيف والشتاء ، لم تكن مدة الساعة هي نفسها. ولكن في الفترة التي ساد فيها النظام الزراعي وعلاقات الحرف اليدوية ، لم تكن هناك حاجة إلى قياس دقيق للأوقات. لذلك ، كانت المزولة موجودة بنجاح حتى أواخر العصور الوسطى.
تم استبدال العقرب بتصميمات أكثر تقدمًا. الساعات الشمسية المحسّنة ، التي تم فيها القضاء على هذا النقص ، كان لها قشور منحنية. بالإضافة إلى هذا التحسين ، تم استخدام إصدارات مختلفة. لذلك ، في أوروبا ، كانت الساعات الشمسية على الحائط والنافذة شائعة.
تم إجراء مزيد من التحسينات في عام 1431. كان يتألف من توجيه سهم الظل بشكل موازٍ لمحور الأرض. كان يسمى هذا السهم نصف المحور. الآن الظل ، يدور حول نصف المحور ، يتحرك بشكل موحد ، يدور 15 درجة في الساعة. مثل هذا التصميم جعل من الممكن إنتاج ساعة شمسية كانت دقيقة بما يكفي لوقتها. الصورة تظهر أحد هذه الأجهزة المحفوظة في الصين.
للتثبيت الصحيح ، بدأوا في تزويد الهيكل ببوصلة. أصبح من الممكن استخدام الساعة في كل مكان. كان من الممكن صنع نماذج محمولة. منذ عام 1445 ، بدأ بناء الساعة الشمسية على شكل نصف كروي مجوف ، ومجهز بسهم يسقط ظله على السطح الداخلي.
ابحث عن بدائل
على الرغم من حقيقة أن الساعات الشمسية كانت مريحة ودقيقة ، إلا أنها كانت بها عيوب موضوعية خطيرة. كانوا يعتمدون كليًا على الطقس ، وكان عملهم مقصورًا على جزءاليوم بين شروق الشمس وغروبها. بحثًا عن بديل ، سعى العلماء لإيجاد طرق أخرى لقياس الفترات الزمنية. كان يشترط عدم ارتباطهم برصد حركة النجوم والكواكب.
البحث أدى إلى إنشاء معايير زمنية اصطناعية. على سبيل المثال ، كان الفاصل الزمني المطلوب لتدفق أو حرق كمية معينة من المادة.
لقد قطعت أبسط الساعات التي تم إنشاؤها على هذا الأساس شوطًا طويلاً في تطوير التصميمات وتحسينها ، مما يمهد الطريق لإنشاء ليس فقط الساعات الميكانيكية ، ولكن أيضًا أجهزة الأتمتة.
كليبسيدرا
اسم "clepsydra" عالق خلف الساعة المائية ، لذلك هناك اعتقاد خاطئ بأنه تم اختراعه لأول مرة في اليونان. في الواقع لم يكن الأمر كذلك. تم العثور على أقدم زهرة الكليبسيدرا البدائية في معبد آمون في فيبي ، وهي محفوظة في متحف القاهرة.
عند إنشاء ساعة مائية ، من الضروري ضمان انخفاض منتظم في مستوى الماء في الوعاء عندما يتدفق عبر الفتحة السفلية المعايرة. تم تحقيق ذلك من خلال إعطاء الوعاء شكل مخروط ، مستدقًا بالقرب من القاع. فقط في العصور الوسطى تم الحصول على انتظام يصف معدل تدفق السوائل اعتمادًا على مستواه وشكل الحاوية. قبل ذلك ، تم اختيار شكل وعاء الساعة المائية بشكل تجريبي. على سبيل المثال ، أعطى نبات الكلبسيدرا المصري ، الذي تمت مناقشته أعلاه ، انخفاضًا موحدًا في المستوى. حتى مع وجود بعض الخطأ.
بما أن clepsydra لا تعتمد على الوقت من اليوم والطقس ، فقد استوفت المتطلبات المستمرةقياسات الوقت. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الحاجة إلى مزيد من التحسين للجهاز ، وإضافة وظائف مختلفة ، وفرت مساحة للمصممين ليحلقوا في خيالهم. وهكذا ، كانت كليبسيدرا من أصل عربي أعمالًا فنية مقترنة بوظائف عالية. تم تجهيزها بآليات هيدروليكية وهوائية إضافية: مؤقت مسموع ، ونظام إضاءة ليلي.
لم يتم الاحتفاظ بالعديد من أسماء منشئي الساعة المائية في التاريخ. تم صنعها ليس فقط في أوروبا ، ولكن أيضًا في الصين والهند. لقد تلقينا معلومات عن ميكانيكي يوناني يدعى ستيسيبيوس من الإسكندرية ، عاش قبل 150 عامًا من العصر الجديد. في clepsydra ، استخدم Ctesibius التروس ، والتي قام أرسطو بتطويرها النظري.
ساعة حريق
ظهرت هذه المجموعة في بداية القرن الثالث عشر. كانت ساعات الإطلاق الأولى عبارة عن شموع رفيعة يصل ارتفاعها إلى متر واحد مع علامات عليها. في بعض الأحيان ، تم تجهيز بعض الأقسام بدبابيس معدنية ، والتي عند سقوطها على حامل معدني عندما يحترق الشمع حولها ، تصدر صوتًا مميزًا. كانت هذه الأجهزة بمثابة نموذج أولي لساعة المنبه.
مع ظهور الزجاج الشفاف ، تتحول ساعات النار إلى مصابيح أيقونية. تم وضع مقياس على الحائط ، وبموجبه تم تحديد الوقت مع احتراق الزيت.
أكثر هذه الأجهزة انتشارًا موجودة في الصين. إلى جانب المصابيح الأيقونية ، كان هناك نوع آخر من ساعات النار شائعًا في هذا البلد - ساعات الفتيل. تستطيع أن تقولأنه كان فرعا مسدودا
الساعة الرملية
عندما ولدوا ، لم يكن معروفا بالضبط. الشيء الوحيد الذي يمكن قوله على وجه اليقين هو أنه لم يكن من الممكن أن يظهروا قبل اختراع الزجاج.
الساعة الرملية قوارير زجاجية شفافة. من خلال عنق التوصيل ، يتم سكب المحتويات من الدورق العلوي إلى القارورة السفلية. وفي عصرنا ، لا يزال بإمكانك مقابلة الساعة الرملية. الصورة تظهر احدى العارضات منمنمة عتيقة
قام حرفيو العصور الوسطى في صناعة الأدوات بتزيين الساعة الرملية بديكور رائع. تم استخدامها ليس فقط لقياس فترات زمنية ، ولكن أيضًا كديكور داخلي. في منازل العديد من النبلاء وكبار الشخصيات يمكن للمرء أن يرى ساعات رملية فاخرة. الصورة تظهر أحد هذه العارضات
وصلت الساعة الرملية إلى أوروبا في وقت متأخر جدًا - في نهاية العصور الوسطى ، لكن توزيعها كان سريعًا. نظرًا لبساطتها وإمكانية استخدامها في أي وقت ، سرعان ما أصبحت تحظى بشعبية كبيرة.
أحد أوجه القصور في الساعة الرملية هو مقدار الوقت القصير نوعًا ما الذي يتم قياسه دون قلبه. الكاسيتات المكونة منهم لم تتجذر. تم إبطاء توزيع هذه النماذج بسبب دقتها المنخفضة ، وكذلك التآكل أثناء التشغيل طويل الأمد. حدث على النحو التالي. كانت الفتحة المعايرة في الحجاب الحاجز بين القوارير مهترئة ، ويزداد قطرها ، وتكسر جزيئات الرمل ، على العكس من ذلك ، ويقل حجمها. زاد معدل التدفقكان الوقت يتناقص.
الساعات الميكانيكية: المتطلبات الأساسية لظهور
تزايدت باطراد الحاجة إلى قياس أكثر دقة للفترات الزمنية مع تطور الإنتاج والعلاقات الاجتماعية. لقد عملت أفضل العقول على حل هذه المشكلة
يعد اختراع الساعة الميكانيكية حدثًا بارزًا حدث في العصور الوسطى ، لأنها أكثر الأجهزة تعقيدًا التي تم إنشاؤها في تلك السنوات. في المقابل ، كان هذا بمثابة قوة دافعة لمزيد من تطوير العلوم والتكنولوجيا.
يتطلب اختراع الساعات وتحسينها معدات تكنولوجية أكثر تقدمًا ودقة وعالية الأداء وطرقًا جديدة للحساب والتصميم. كانت هذه بداية حقبة جديدة.
أصبح إنشاء الساعات الميكانيكية ممكنًا مع اختراع ميزان المغزل. حوّل هذا الجهاز الحركة الانتقالية لوزن معلق على حبل إلى حركة متذبذبة ذهابًا وإيابًا لعجلة ساعة. تظهر الاستمرارية بوضوح هنا - فبعد كل شيء ، كانت النماذج المعقدة من clepsydra تحتوي بالفعل على قرص ، وقطار تروس ، ومعركة. كل ما كان مطلوبًا هو تغيير القوة الدافعة: استبدل نفاثة الماء بوزن ثقيل يسهل التعامل معه ، وأضف هبوطًا وجهاز تحكم في السرعة.
تم إنشاء آليات لساعات الأبراج على هذا الأساس. تم استخدام الدقات التي تعمل بالمغزل منذ حوالي عام 1340 وأصبحت مصدر فخر للعديد من المدن والكاتدرائيات.
صعود قياس الكرونومتر التذبذب الكلاسيكي
حافظ تاريخ الساعات للأجيال القادمة على أسماء العلماء والمخترعين الذينجعل من الممكن إنشائها. كان الأساس النظري هو الاكتشاف الذي قام به جاليليو جاليلي ، الذي عبر عن القوانين التي تصف تذبذبات البندول. وهو أيضًا مؤلف فكرة ساعات البندول الميكانيكية.
تم تحقيق فكرة جاليليو في عام 1658 من قبل الهولندي الموهوب كريستيان هويجنز. وهو أيضًا مؤلف اختراع منظم الميزان ، الذي جعل من الممكن إنشاء ساعة جيب ، ثم ساعة يد. في عام 1674 ، طور Huygens منظمًا محسنًا عن طريق ربط زنبرك ملفي على شكل شعر إلى دولاب الموازنة.
اختراع تاريخي آخر يخص صانع ساعات نورنبيرغ يدعى بيتر هينلين. اخترع النابض الرئيسي ، وفي عام 1500 أنشأ ساعة جيب مبنية عليه.
في موازاة ذلك ، كانت هناك تغييرات في المظهر. في البداية ، كان سهم واحد كافياً. ولكن نظرًا لأن الساعات أصبحت دقيقة للغاية ، فقد تطلبت إشارة مناظرة. في عام 1680 ، تمت إضافة عقرب للدقائق ، واتخذ الاتصال الهاتفي بالشكل المألوف لنا. في القرن الثامن عشر ، بدأوا في تثبيت يد ثانية. الجانب الأول ، وبعد ذلك أصبح مركزيًا.
في القرن السابع عشر ، تم نقل صناعة الساعات إلى فئة الفن. علب مزينة بشكل رائع ، موانئ مطلية بالمينا ، كانت في ذلك الوقت مغطاة بالزجاج - كل هذا حول الحركات إلى قطعة فاخرة.
استمر العمل على تحسين وتعقيد الآلات دون انقطاع. زيادة دقة التشغيل. في بداية القرن الثامن عشر ، بدأ استخدام أحجار الياقوت والياقوت كدعم لعجلة التوازن والتروس. جعل هذا من الممكن تقليل الاحتكاك ،تحسين الدقة وزيادة احتياطي الطاقة. ظهرت تعقيدات مثيرة للاهتمام - تقويم دائم ، تعبئة تلقائية ، مؤشر احتياطي الطاقة.
كان الدافع وراء تطوير ساعات البندول هو اختراع صانع الساعات الإنجليزي كليمنت. حوالي عام 1676 قام بتطوير مرساة الميزان. كان هذا الجهاز مناسبًا تمامًا لساعات البندول التي تتميز بسعة اهتزاز صغيرة.
كوارتز
مزيد من التحسين لأدوات قياس الوقت كان مثل الانهيار الجليدي. مهد تطور الإلكترونيات وهندسة الراديو الطريق لظهور ساعات الكوارتز. يعتمد عملهم على تأثير كهرضغطية. تم اكتشافه في عام 1880 ، لكن ساعة الكوارتز لم تصنع حتى عام 1937. اختلفت نماذج الكوارتز التي تم إنشاؤها حديثًا عن النماذج الميكانيكية الكلاسيكية بدقة مذهلة. لقد بدأ عصر الساعات الإلكترونية. ما الذي يجعلها مميزة؟
ساعات الكوارتز لها آلية تتكون من وحدة إلكترونية وما يسمى بالمحرك السائر. كيف تعمل؟ المحرك ، الذي يستقبل إشارة من الوحدة الإلكترونية ، يحرك الأسهم. بدلاً من الاتصال الهاتفي المعتاد في ساعة الكوارتز ، يمكن استخدام شاشة رقمية. نسميها إلكترونية. في الغرب - كوارتز مع إشارة رقمية. لا يغير الجوهر.
في الواقع ، ساعة الكوارتز عبارة عن كمبيوتر صغير. يتم إضافة وظائف إضافية بسهولة شديدة: ساعة توقيت ، مؤشر طور القمر ، التقويم ، المنبه. في الوقت نفسه ، لا يزيد سعر الساعات كثيرًا ، على عكس الميكانيكا. هذا يجعلهم أكثر سهولة.
ساعات الكوارتز دقيقة للغاية. خطأهم هو ± 15 ثانية / شهر. ويكفي تصحيح قراءات الآلة مرتين في السنة.
ساعات حائط
الدلالة الرقمية والاكتناز هي السمات المميزة لهذا النوع من الآليات. تستخدم الساعات الإلكترونية على نطاق واسع كساعات متكاملة. يمكن رؤيتها على لوحة القيادة في السيارة ، في الهاتف المحمول ، في الميكروويف والتلفزيون.
كعنصر داخلي ، يمكنك غالبًا العثور على إصدار كلاسيكي أكثر شيوعًا ، مع إشارة السهم.
ساعة حائط إلكترونية تتلاءم عضويًا مع الداخل بأسلوب عالي التقنية وحديث وتقني. يجذبون بشكل أساسي بوظائفهم.
وفقًا لنوع العرض ، الساعات الإلكترونية عبارة عن بلور سائل ومصباح LED. هذه الأخيرة أكثر وظيفية لأنها ذات إضاءة خلفية.
وفقًا لنوع مصدر الطاقة ، تنقسم الساعات الإلكترونية (الحائط وسطح المكتب) إلى شبكة ، تعمل بجهد 220 فولت ، وبطارية. تعتبر الأجهزة من النوع الثاني أكثر ملاءمة ، لأنها لا تتطلب منفذًا قريبًا.
ساعة حائط الوقواق
يصنعها الحرفيون الألمان منذ بداية القرن الثامن عشر. تقليديا ، كانت ساعات حائط الوقواق مصنوعة من الخشب. زينت بزخارف غنية بالنقوش ، مصنوعة على شكل بيت طيور ، كانت من زخارف القصور الثرية.
في وقت من الأوقات ، كانت النماذج الرخيصة تحظى بشعبية في الاتحاد السوفياتي وفضاء ما بعد الاتحاد السوفيتي. لسنوات عديدة ، تم إنتاج ساعة حائط الوقواق ماركة Mayak بواسطة المصنعفي مدينة سيردوبسك الروسية. الأوزان على شكل مخاريط التنوب ، منزل مزين بنقوش غير معقدة ، فراء ورقي لآلية الصوت - هكذا تذكرها ممثلو الجيل الأكبر سناً.
ساعة حائط الوقواق الكلاسيكية نادرة هذه الأيام. هذا يرجع إلى ارتفاع أسعار نماذج الجودة. إذا كنت لا تأخذ في الاعتبار مصنوعات الكوارتز للحرفيين الآسيويين المصنوعة من البلاستيك ، فإن الوقواق الوقواق الرائع فقط في منازل الخبراء الحقيقيين للساعات الغريبة. آلية دقيقة ومعقدة ومنفاخ جلدي ونحت رائع على الجسم - كل هذا يتطلب قدرًا كبيرًا من العمالة اليدوية عالية المهارة. يمكن فقط للمصنعين الأكثر شهرة إنتاج مثل هذه النماذج.
المنبه
هذه هي "المشاة" الأكثر شيوعًا في الداخل.
المنبه هي الميزة الإضافية الأولى التي تم تنفيذها في الساعة. براءة اختراع في عام 1847 من قبل الفرنسي أنطوان ريدير.
في المنبه الميكانيكي الكلاسيكي لسطح المكتب ، ينتج الصوت عن طريق الطرق على الألواح المعدنية. النماذج الإلكترونية أكثر لحنية.
بالتنفيذ ، تنقسم المنبهات إلى صغيرة الحجم وكبيرة الحجم ، ومنبهات مكتبيّة وسفرات.
منبهات الطاولة مصنوعة بمحركات منفصلة للعمل على مدار الساعة والإشارة. يبدأون بشكل منفصل.
مع ظهور ساعات الكوارتز ، تراجعت شعبية المنبهات الميكانيكية. هناك عدة أسباب لذلك. ساعة الطاولة - المنبه بحركة كوارتز بها عدد من الأجهزة الميكانيكية الكلاسيكية أمامهاالمزايا: إنها أكثر دقة ، لا تتطلب لفًا يوميًا ، يسهل مواءمتها مع تصميم الغرفة. بالإضافة إلى ذلك ، فهي خفيفة ، ولا تخاف من الصدمات والسقوط.
يشار عادة إلى ساعات المنبه الميكانيكية للمعصم باسم "إشارة". قلة من الشركات تنتج مثل هذه النماذج. لذا ، يعرف هواة الجمع نموذجًا يسمى "الكريكيت الرئاسي"
"Cricket" (وفقًا للكريكيت الإنجليزي) - تحت هذا الاسم أنتجت الشركة السويسرية Vulcain ساعات بوظيفة التنبيه. من المعروف أنها مملوكة لرؤساء أمريكيين: دوايت أيزنهاور وهاري ترومان وريتشارد نيكسون وليندون جونسون.
تاريخ الساعات للأطفال
الوقت فئة فلسفية معقدة وفي نفس الوقت كمية مادية يجب قياسها. يعيش الإنسان في الزمن. بالفعل من رياض الأطفال ، يوفر برنامج التعليم والتربية لتنمية مهارات التوجيه الزمني لدى الأطفال.
يمكنك تعليم الطفل استخدام الساعة بمجرد إتقان الحساب. سوف تساعد التخطيطات في هذا. يمكنك الجمع بين ساعة من الورق المقوى والروتين اليومي عن طريق وضع كل هذا لمزيد من الوضوح على قطعة من ورق الرسم. يمكنك تنظيم فصول مع عناصر من اللعبة ، وذلك باستخدام الألغاز مع الصور لهذا الغرض
تتم دراسة تاريخ الساعات للأطفال الذين تتراوح أعمارهم بين 6 و 7 سنوات في فصول موضوعية. يجب تقديم المادة بطريقة تثير الاهتمام بالموضوع. يتم تعريف الأطفال بشكل يسهل الوصول إليه بتاريخ الساعات وأنواعها في الماضي والحاضر. ثم يتم توحيد المعرفة المكتسبة. للقيام بذلك ، أظهر مبدأ تشغيل أبسط ساعة -الطاقة الشمسية والمياه والنار. توقظ هذه الأنشطة اهتمام الأطفال بالبحث وتطور الخيال الإبداعي والفضول. إنهم يزرعون احترام الوقت.
في المدرسة ، في الصفوف 5-7 ، تتم دراسة تاريخ اختراع الساعات. يقوم على المعرفة التي يكتسبها الطفل في دروس علم الفلك والتاريخ والجغرافيا والفيزياء. بهذه الطريقة ، يتم دمج المواد المكتسبة. تعتبر الساعات واختراعها وتحسينها جزءًا من تاريخ الثقافة المادية ، والتي تهدف إنجازاتها إلى تلبية احتياجات المجتمع. يمكن صياغة موضوع الدرس على النحو التالي: "الاختراعات التي غيرت تاريخ البشرية".
في المدرسة الثانوية ، يُنصح بمواصلة دراسة الساعات كإكسسوار من حيث الموضة والجمال الداخلي. من المهم تعريف الأطفال بآداب المشاهدة والتحدث عن المبادئ الأساسية لاختيار الساعات الداخلية. يمكن تخصيص إحدى الفصول لإدارة الوقت.
تاريخ اختراع الساعات يظهر بوضوح استمرارية الأجيال ، ودراستها وسيلة فعالة لتشكيل النظرة العالمية للشباب.
