"...И в вечности песочные часы останутся, как детская игрушка".
В далеком прошлом старинные песочные часы, служившие в Древней Греции символом бога Кроноса, главного судьи и хранителя времени, изготавливали из двух стеклянных колб, которые соединялись друг с другом через диафрагму из металла, стекла, слюды или дерева. При длительном использовании песочных часов эти диафрагмы зачастую стирались, увеличиваясь в диаметре. Песок сыпался быстрее, и «ход» времени нарушался.
С 1750 года стеклодувы научились делать единую стеклянную колбу для песочных часов. Колба плавно переходила в узкое горлышко и опять расширялась. Ее стали заполнять песком через маленькое отверстие в донышке, которое затем закрывали воском. С 1800 года отверстие в колбе мастера научились запаивать.
Песок всегда был основным наполнителем для песочных часов. Точность песочных часов зависит от состояния песка, формы колбы и качества её поверхности. Песок должен быть сухим, однородным, круглые песчинки должны иметь желательно одинаковые размеры и высокую устойчивость к стиранию. В средние века использовали еще и мраморную, цинковую или свинцовую пыль, а также молотую яичную скорлупу. С 13 века известны разнообразные рецепты приготовления «песка» для часов. Его просеивали, промывали, вываривали и отжигали. В наше время вместо песка применяют мельчайшие стеклянные шарики.
Песочные часы были когда-то основным, достаточно точным инструментом для измерения времени. Начиная с 15 века они использовались и на кораблях для навигации. Во время кругосветного путешествия Магеллан, на каждом из своих кораблей установил по 18 песочных часов. Специально приставленные матросы переворачивали песочные часы.
Как работают классические песочные часы?
В верхней части колбы песок устремляется вниз и падает под действием силы тяжести. В начале движения нарастающему потоку падающих песчинок противостоит обратный поток вытесняемого из нижней части колбы воздуха, который устремляется вверх, пытаясь пройти между отдельными песчинками.
Скорость струи песка определяется скоростью падающих песчинок при возникновении равновесия между силой тяжести, действующей на песчинки, и силой сопротивления воздуха, возникающей при падении песчинок.
Установившийся поток падающего песка постепенно приводит к увеличению давления воздуха в нижней части колбы. Когда струя песчинок уже почти иссякает, видно, как поток воздуха, вырывающийся снизу вверх, подхватывает последние песчинки в верхней части колбы и приподнимает их на несколько миллиметров, прежде чем они окончательно упадут вниз.
Почему с помощью песочных часов можно измерить время?
Песок - это сложный материал, который порой ведет себя как твердое тело, а иногда как жидкость. Кажется, что в песочных часах равномерная струя песка подобна потоку жидкости, но здесь есть существенное различие. Если бы это была жидкость, то ее количество, протекающее через отверстие часов, зависело бы от высоты столба жидкости над отверстием. А количество песка, проходящее в песочных часах через отверстие за единицу времени, от высоты песка над отверстием не зависит. Именно поэтому песок можно использовать для измерения времени в песочных часах.
Постоянная скорость потока песка обусловлена возникающим в толще песка перераспределением сил, которые появляются в точках соприкосновения песчинок. В больших объемах песка благодаря этим точкам соприкосновения образуются "сети" из песчинок, в которых возникают куполообразные "мосты".
Эти мосты создают давление на стеклянные стенки колбы. Нижележащие слои песка в какой-то мере освобождаются от давления верхних слоев. В результате среднее давление песка над отверстием, даже при изменяющемся уровне песка, остается практически постоянным. Так возникает постоянная скорость струи песка в песочных часах.
Как можно «управлять» временем?
Подвесим песочные часы на эластичной нити (резинке) и заставим их колебаться вверх-вниз, Полное перетекание всего песка в часах сверху вниз будет происходить дольше, чем в нормальных условиях, т.е. если бы они, например, стояли на столе.
Диаметр отверстия, соединяющего половинки колбы, обычно делают как можно меньше, чтобы при меньшем количестве песка в часах увеличить время пересыпания песка, т.е. увеличить время работы песочных часов.
Поток гранулированного вещества (песка) отличается от потока жидкости. Песок струится от начала и до конца через отверстие с одной и той же скоростью. Это свойство основывается на возникновении сводов (мостов) внутри песка. В песочных часах это может даже привести к перекрытию отверстия, и песок перестанет стекать вниз. При движении часов с ускорением вверх или вниз (например, при покачивании) подобные перекрывающие мосты распадаются.
Как еще можно «повлиять» на время?
Например, обхватить нижнюю часть колбы ладонями. Через некоторое время «время остановится», поток песчинок прекратится. То, что здесь кажется мистическим наложением рук, может быть объяснено вполне логически. При нагревании нижней части колбы, воздух в ней нагревается, расширяется и стремится подняться в верхнюю часть колбы, и тогда равномерный поток песчинок в песочных часах может быть нарушен или даже полностью прекращен.
Интересные явления можно наблюдать в некоторых необычных песочных часах!
Для сухого песка угол естественного откоса кучки песка, образующейся в нижней части колбы, составляет порядка 30-35 градусов. Это значение зависит и от формы песчинок. Угловатые песчинки создают более крутые склоны, а закругленные - более пологие.
Если наполнить песочные часы песком с песчинками различного диаметра, то при образовании струи песка песчинки начнут очень интересно распределяться, как в верхней части колбы, так и в нижней.
Внизу сначала образуется маленький конус, струящийся сверху песок образует песочные лавины, которые скользят по склону песчаного конуса вниз. При этом происходит сортировка песчинок по размерам: крупные скапливаются преимущественно у подножья конуса, а на склонах конуса песок ложится отдельными слоями из самых мелких песчинок и песчинок покрупнее.
Такая "полосатость" объясняется двояко: самые мелкие песчинки могут проникать между крупными и образовывать слой, а крупным легче скатываться по склону, и они таким образом тоже создают свой слой.
Эти процессы постоянно повторяются.
И в верхней части колбы происходит что-то похожее, только здесь при движении песка образуется конусная воронка.
Эта модель песочных часов похожа на обычные песочные часы, но имеет два отличия. Первое - песок находится между двумя плоскими пластинами, и второе - часы наполнятся песком, содержащим песчинки разного размера. Отсюда и появление вышеописанных "полосатых" эффектов.
На примере такой научной "игрушки" серьезные люди изучают серьезные проблемы, возникающие, например, при складировании сыпучих материалов.
Наряду с классическими существуют и современные конструкции песочных часов, работу которых интересно было бы рассмотреть. Такие часы даже называют "парадокс-часами".
Вы не поверите своим глазам, в этих часах "песок" течет снизу вверх, однако и законы природы остаются в силе!
Стеклянный баллон заполняется жидкостью большой плотности и мелкими шариками с плотностью значительно меньшей, чем плотность жидкости. В более плотной жидкости шарики с меньшей плотностью поднимаются, как и положено, вверх. Это основной принцип парадокс-часов, на основе которого «песок» поднимается снизу вверх. И все повторяется по-новой при каждом переворачивании часов.
Необычные песочные часы могут иметь в качестве «песка» мельчайшие пластиковые шарики или наполненные воздухом стеклянные шарики. Очень красиво выглядят также полые прозрачные шарики, частично заполненные подкрашенной водой.
В вертикальном положении часов возникает относительно плотный и не очень равномерный поток шариков вверх. Шарики должны проникнуть наверх через узкое отверстие, при этом из-за вязкости жидкости они частично увлекают ее за собой, в то время как жидкость одновременно стремится и вниз.
В основном скорость опускания и подъема шарика в жидкости зависит от разности плотностей шариков и жидкости, от диаметра шариков и от прочности жидкости, а прочность жидкости сильно зависима от температуры.
Если запустить парадок-часы, и дать подняться вверх хотя бы нескольким шарикам, а затем положить часы набок, то можно хорошо увидеть отдельные шарики, медленно поднимающиеся вверх.
При этом можно даже успеть определить скорость подъема отдельных шариков.
Если поставить часы опять вертикально, чтобы шарики начали потоком подниматься в верхнюю часть колбы, то в нижней части колбы, почти полностью заполненной шариками, можно будет отчетливо увидеть «дыру», смещающуюся вниз. Это явление можно сравнить с перемещением «дырки» в полупроводнике.
«Забывчивые» или «непослушные» песочные часы.
В заполненный водой цилиндр опущены обычные песочные часы. Внешний диаметр песочных часов на несколько миллиметров меньше, чем внутренний диаметр цилиндра. В состоянии покоя часы, как поплавок, находятся у верхнего края цилиндра, а весь песок находится в нижней части колбы.
Если цилиндр теперь перевернуть, то сначала песочные часы остаются внизу цилиндра, хотя песок уже начал свое движение. И только когда почти половина песка перетекла, песочные часы поднимаются к верху цилиндра. И уже наверху цилиндра остаток песка в часах пересыпается в нижнюю часть колбы.
«Забывчивые» песочные часы начнут всплывать только через некоторое время после переворачивания цилиндра.
Почему же песочные часы не поднимаются сразу после переворачивания цилиндра?
Находящиеся внутри цилиндра песочные часы имеют среднюю плотность меньшую, чем у воды. Поэтому часы поднимаются наверх. Если перевернуть часы, то сначала почти весь песок будет находиться в верхней половине колбы, центр тяжести часов будет находиться, соответственно, выше середины часов.
Если бы часы находились не в узком цилиндре, а в свободной воде, то они бы сразу же перевернулись за счет возникшего вращающего момента. В узком же цилиндре их толкает на внутреннюю стенку цилиндра. Здесь возникает прилипание (статическое трение), которое препятствует быстрому всплытию часов.
Только когда почти половина песка вытечет, центр тяжести часов опустится ниже середины. Статическое трение о стенку цилиндра и вращающий момент исчезнут, теперь часы могут всплывать к верху цилиндра.
«Плавающие песочные часы»
В качестве следующего примера необычных песочных часов можно привести вариант, который называется «Плавающие песочные часы». Здесь цилиндрические песочные часы находятся в цилиндре, заполненном водой.
Внешний диаметр песочных часов лишь чуть-чуть меньше внутреннего диаметра цилиндра. Из-за вязкости жидкости песочные часы будут подниматься и опускаться в таком цилиндре очень медленно.
По своему принципу действия песочные часы, расположенные в узком цилиндре, аналогичны прибору для измерения вязкости жидкости.
Время, за которое песок через горловину пересыпается в другой сосуд, обычно составляет от нескольких секунд, до нескольких часов. Раньше для увеличения интервала измеряемого времени составлялись даже наборы песочных часов в одном корпусе.
Песочные часы "Колесо времени"
В наше время научились изготавливать песочные часы с «заводом» на целый год В столице Венгрии Будапеште, каждый год в последний день декабря, гигантские песочные часы «Колесо времени» высотой в несколько метров совершают пол-оборота, чтобы начать новый годовой цикл работы.
Переворот песочных часов производится всегда в одном направлении, по старинке: с помощью тросов и простого механизма.
А здесь - фокус!
Знаете ли вы, что можно установить яйцо на столе острым концом вниз?
Внутри такого яйца делают асимметричные песочные часы. Когда весь песок находится в симметричной относительно яйца части колбы, то его можно поставить на стол на острый конец и оно будет стоять
Через некоторое время, когда песок начнет ссыпаться, центра тяжести яйца сместится, и яйцо упадет. Второй раз его невозможно будет поставить на острый конец до тех пор, пока весь песок в часах не пересыпется обратно в первоначальное положение.
В наше время песочные часы приобрели множество различных вариаций исполнения и перешли уже в разряд сувениров и научных игрушек.
Вместо песка и воздуха в «песочных часах» могут использоваться, например, шарики и жидкость или две жидкости, сильно различающиеся по плотности.
А может быть вам удастся изобрести свой варинт "песочных" часов?
Песочные часы - хранитель времени на нашей планете! Это один из старейших часовых механизмов. Он был придуман и воплощен в реальность даже раньше, чем началось наше летоисчисление. Только никто так и не сможет узнать, кем был тот гениальный человек, представивший ход всего времени в виде песочных часов. Истории доподлинно неизвестно, кто смог облачить такое неудержимое понятие в стеклянную колбу, наполненную кварцевыми кристаллами.
Вхождение часов в историю
Европа в Средние века активно пользовалась этим гениальным устройством для определения своего времени. Известно, что средневековые европейские монахи не представляли своей жизни без часов. Также моряки нуждались в том, чтобы понимать течение времени.
Часто использовались песочные часы, которые вели отсчет времени только полчаса. Длительность пересыпания песка из верхней части колбы в нижнюю могла быть и около часа. Несмотря на свою точность, (а часы славились именно этим), такое изобретение в будущем перестало быть популярным у людей. Хотя изобретатели очень старались и в попытках совершенствования песочных часов дошли даже до того, что смогли предоставить обществу огромную стеклянную колбу способную вести отсчет времени - 12 часов.
Как устроено "песочное" время
Для получения более точных данных о времени в производстве этого устройства использовалось только прозрачнейшее стекло. Внутри колбы делали идеально гладкими, чтобы ничто не смогло помешать песку, беспрепятственно осыпаться в нижнюю емкость. Горлышко, соединявшее две части песочных часов, снабжалось специальной регулирующей диафрагмой. Через ее отверстие крупинки равномерно и беспрепятственно переходили из верхней части в нижнюю.
Время - песок
Для более точного хода часов его главный элемент - песок - подвергали тщательной подготовке:
- Красноватая цветовая гамма содержимого часов получалась посредством жжения обычного песка и переработки его через множество самых тонких ситечек. Такие сита даже не давали шанса плохо отшлифованной и не растертой песчинке "проскочить" в общую массу.
- Пески светлой гаммы получали из обычной яичной скорлупы. Скорлупа сначала тщательно выбиралась. После неоднократной просушки и промывания ее подвергали поджариванию. Затем наступала пора измельчения - для будущего песка. Кусочки скорлупы несколько раз перемалывались и подвергались прохождению сквозь уже знакомые нам сита мелких фракций.
- Свинцовая пыль и пыль из цинка также использовались в для таких часов.
- Известны случаи измельчения мрамора в тонкую пыль, для наполнения песочных видов часов. В зависимости от цвета мрамора получалось черное или белое содержимое колбы.
Несмотря на то что время песочные часы показывали наиболее надежнее, чем другие виды, их тоже приходилось менять. Стеклянные, идеально гладкие внутри изделия спустя некоторый период покрывались микроцарапинами. И, естественно, от этого начинала страдать точность хода часов. Наиболее предпочтительным для пользователей этого устройства являлось наличие часов со свинцовым наполнителем. Он, благодаря своей равномерной зернистости, меньше портил внутренности колбы, от этого часы дольше служили.
В наши дни часы, наполненные сыпучим содержимым, чаще всего используют как украшение для интерьера. А за дорогими старинными моделями, задекорированными драгоценными элементами, ведут охоту любители антикварных вещей.
Кстати, есть некоторые места, где использование этого изобретения не прекращалось даже в 20 веке. Такие изделия отсчитывали время в залах суда. Правда, имели они автоматизированный опрокидывающий механизм. Также телефонные станции широко использовали песочные часы. Из-за их короткого цикла часы отлично справлялись с указыванием времени в коротких переговорах по телефону.
Так что же такое , когда их изобрели, сколько они отмеряют времени и где используются в наше время? Я постараюсь в этой статье ответить на все эти вопросы. И так обо всем попорядку.
Песочные часы это изобретение, позволяющее отсчитывать время. Оно состоит из двух колб, соединенных между собой. Внутри у них находится песок, который пересыпаясь из одной колбы в другую, отсчитывает определенный промежуток времени, который зависит от размеров самих часов.
Песочные часы начали использовать примерно в 14 веке. Об этом свидетельствует сообщение датированное 1339г., которое нашли в Париже. В нем содержатся указания как нужно приготовить песок для часов.
Песок .Точность таких часов зависела от нескольких факторов. Один из них это песок. Его изготавливали из просеянного порошка черного мрамора, затем кипятили в вине и сушили на солнце. Также из обожженного мелкозернистого песка, который сеяли через мелкие сита и сушили. Такой песок имел красноватый оттенок. Другой песок изготавливался путем тщательного помола яичной скорлупы, тем самым придавая ему светло белый окрас. Использование песка из цинковой и свинцовой пыли отличалось тем, что он меньше истирал внутренний стенки колбы, такой песок имел серый оттенок.
Колбы для часов делали из стекла, к тому времени люди уже научились работать с ним. Две колбы соединялись между собой ниткой и заливалось смолой, дабы придать твердость стыку и препятствовать проникновению внутрь влаги, что ухудшило бы точность часов. Позднее стали изготавливать сплошные колбы.
Достоинством песочных часов считалось простота в их использовании, они были надежны, и стоили они недорого. Поэтому были доступны многим людям того времени. Их широко использовали в судоходстве для измерения скорости движения и длительности вахты, а также в медицине.
Недостатки конечно же тоже были. Один из главных это небольшой промежуток времени, который они могли отсчитать (в основном 30минут либо 1час). Чтобы отсчитывать больше времени нужно было изготовить поистине большие часы. Также со временем частицы песка становились мельче и колбы истирались изнутри, что плохо сказывалось на точности.
Некоторые изобретатели пытались увеличить промежуток времени путем автоматического опрокидывания часов и встраивания в одни часы несколько колб. Первая колба опустошалась в течении 15 минут, вторая в течении 30 минут, третья 45, четвертая за 1час. Сверху у них был циферблат со стрелкой, когда песок из последней колбы пересыпался вниз они переворачивались и стрелка передвигалась на час вперед.
В настоящее время используются в основном для украшения интерьера и как сувениры. Также в некоторых случаях во время заседаний в суде и в медицине, при проведении лечебных процедур.
Памятник , посвященный этому изобретению стоит в Будапеште (Венгрия). Высотой они 8 метров, а песок полностью пересыпается в нижнюю их часть за 1 год. В Японии тоже есть большие часы. хранятся они в музее песка города Ним.
На этом пожалуй все. Если вам есть что добавить или вы с чем то не согласны напишите в комментариях.
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.
Виды часов
Самые первые часы на земле - солнечные. Они были гениально простыми: шест, воткнутый в землю. Вокруг него нарисована шкала времени. Тень от шеста, передвигаясь по ней, показывала, который сейчас час. Позднее такие часы делали из дерева или камня и устанавливали на стенах общественных зданий. Затем появились переносные солнечные часы, которые изготавливали из ценных пород дерева, слоновой кости или бронзы. Были даже часы, которые условно можно назвать карманными; их нашли при раскопках древнего римского города. Эти солнечные часики, сделанные из посеребренной меди, имели форму окорока, на котором прочерчены линии. Шпилем - стрелкой часов - служил свиной хвостик. Часы были небольшие. Их вполне можно было бы поместить в кармане. Но карманов жители древнего города еще не придумали. Вот и носили такие часы на шнурке, цепочке или прикрепляли к тросточкам из дорогого дерева.
Солнечные часы имели один существенный недостаток: они могли «ходить» только на улице, да и то на освещенной солнцем стороне. Это, конечно, было крайне неудобно.
Видимо, поэтому изобрели водяные часы. По капелькам вода перетекала из одного сосуда в другой, и по тому, сколько воды вытекло, определяли, сколько прошло времени. Много сотен лет такие часы - их называли клепсидрами . В Китае, например, ими пользовались 4,5 тысячи лет назад. Кстати, первый будильник на земле тоже был водяным - и будильником, и школьным звонком одновременно. Его изобретателем считают древнегреческого философа Платона, жившего за 400 лет до нашей эры. Этот прибор, придуманный Платоном для созыва своих учеников на занятия, состоял из двух сосудов. В верхний наливалась вода, откуда она понемногу вытекала в нижний, вытесняя оттуда воздух. Воздух по трубке устремлялся к флейте, и она начинала звучать. Причем будильник регулировался в зависимости от времени года. Клепсидры были очень распространены в древнем мире.
Устройство
· Промежуток времени измерялся количеством воды, вытекавшей капля за каплей из малого отверстия, сделанного на дне сосуда. Таковы были водяные часы египтян , вавилонян, древних греков.
· У китайцев, индусов и некоторых других народов Азии, наоборот, - пустой полушаровидный сосуд плавал в большом бассейне и мало-помалу наполнялся водой через малое отверстие (героиня поэмы бросает жемчужину в чашу, чтобы замедлить движение воды).
Из-за видимого свойства клепсидры появилось высказывание:"Время истекло".
Часы первого типа подверглись значительным усовершенствованиям. Платон описывает механизм из двух конусов, входящих один в другой; при помощи их поддерживался приблизительно постоянный уровень воды в сосуде, и тем регулировалась скорость её вытекания. Полного развития подобные механизмы, т. н. клепсидры, получили в Александриив III веке до н. э..
Песо́чные часы́ - простейший прибор для отсчёта промежутков времени, состоящий из двух 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.
Песочные часы были известны в глубокой древности. В Европе они получили распространение в Средние века. Одним из первых упоминаний о таких часах является обнаруженное в Париже сообщение, в котором содержится указание по приготовлению тонкого песка из порошкачёрного мрамора, прокипячённого в вине и высушенного на солнце. На кораблях применялись четырёхчасовые песочные часы (время одной вахты) и 30-секундные для определения скорости корабля по лагу.
В настоящее время песочные часы используются лишь при проведении некоторых врачебных процедур, в фотографии, а также в качествесувениров
.В операционной системе семейства Microsoft Windows символ песочных часов, в который обращается указатель мыши используется для индикации занятости системы.
Недостатки
Недостатком песочных часов является короткий интервал времени, который можно измерить. 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 качества песка. 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.
Точность хода зависит также от формы колб, качества их поверхности, равномерной зернистости и сыпучести песка. 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.
Самые большие песочные часы
Два таких гиганта существуют - «Колесо времени» в Будапеште (столица Венгрии) и в музее песка японского города Нима". Имея высоту в восемь и шесть метров и цикл опорожнения в один год, они являются величайшим в мире устройством для измерения времени. Ещё один гигант с июля 2008 года стоял на Красной площади в Москве. При высоте 11,90 м и весе в 40 тонн это, наверное, величайшие в мире песочные часы. Оба стекла часов были настолько велики, что в них смог разместиться BMW почти 5-метровой длины. В отличие от них самые маленькие в мире песочные часы имеют высоту всего в 2,4 см. Они были изготовлены в 1992 году в Гамбурге и пропускают весь песок из верхней камеры в нижнюю менее чем за 5 секунд.
ОГНЕВЫЕ ЧАСЫ
В Европе и Китае были так называемые «огневые» часы - в виде свечей с нанесенными на них делениями. Первые огненные часы придумал первый император Китая Фо - Хи примерно 30 000 лет тому назад, чтобы с их помощью измерять дневное и ночное время.
Из древесной муки, смешанной с благовониями, лепили, как из теста, длинные спирали и палочки. На них делали отметки, указывающие время. Месяцами
могли работать огненные китайские часы, не требуя за собой присмотра. Главной частью иных огневых часов, так называемых фитильных, был фитиль в виде длинной металлической палочки, покрытой слоем дегтя с деревянными опилками. Жар тлеющих опилок, подожженных на одном конце палочки, постепенно пережигал тонкие,
поперечно натянутые волокна, с подвешенными шариками, которые падали в металлическую чашку. Иногда фитиль сворачивали в спираль, форма которой уже сама по себе заменяла часовую шкалу.
Наиболее типичные для Китая фитильные часы имели форму дракона, в хребте которого был специальный держатель для палочки. Скорость сгорания фитиля зависела от многих обстоятельств, и для определения ее требовался большой опыт. Такие часы никогда не относились к приборам, которые по точности можно было бы сравнить с солнечными или водяными часами.
В Европе первые огневые –свечные часы
появились в начале 13 века. Эти очень простые часы в виде длинной тонкой свечи с нанесенной по ее длине шкалой. Свечи, применявшиеся для этой цели, были длиной около метра. Отсюда происходит и обычай измерять длину ночи количеством сгоревших за ночь свечей. Обычно за ночь выгорали три такие свечи, а зимой – больше. К боковым сторонам свечи иногда прикрепляли металлические штырьки, которые по мере выгорания и таяния воска падали, и их удар по металлической чашке подсвечника был своего рода звуковой сигнализацией времени.
В часовне короля Карла V день и ночь горела большая свеча, разделенная
черными полосками на специально приставленные слуги обязаны были время от времени сообщать королю, до которой метки догорела свеча. Делали ее как раз такой длины, чтобы она сгорала в двадцать четыре часа. Были эти часы еще и будильником. Звяк! - громко падал штырек на металлическую чашку подсвечника, и человек просыпался.
В течение целых столетий растительное масло служило людям не только для питания, но и в качестве светильного материала. На основе установленной экспериментально зависимости высоты уровня масла от продолжительности горения фитиля возникли масляные лампадные часы. Как правило, это бывали простые лампады с открытой фитильной горелкой и со стеклянной колбой для масла, снабженной часовой шкалой. Объем колбы подбирали так, чтобы ее содержимого хватило для непрерывного свечения между 6 ч вечера и 8 ч утра. Толщиной и длиной горящего фитиля регулировали величину пламени и расход масла так, чтобы понижение уровня масла в колбе соответствовало имевшимся обозначениям времени. Позднее выявилось, что первоначальные цилиндрические или слегка выпуклые стеклянные сосудики под масло были источником некоторой погрешности в измерении времени. Дело в том, что при более высоком уровне масла его давление вызывало более быстрое выгорание, чем в поздние ночные часы. Поэтому лампадные часы более позднего происхождения имели стеклянную колбу в виде расширенной кверху груши, чтобы таким образом хотя бы частично выровнять скорость сгорания масла. В XVIII и XIX вв. появились другие типы лампадных часов с несколько более сложным принципом действия. Одним видом таких часов были поплавковые лампадные часы работы Ромуальда Божека (младшего сына Иосифа Божека), изготовленные им в 1875 г. и хранящиеся теперь в коллекциях Национального технического музея в Праге.
Больше всего лампадными часами пользовались рудокопы: тогда в лампу наливалось масла на 10 часов горения. Когда заканчивалось масло, заканчивался и рабочий день. Лампадные часы часто делались расширяющимися кверху для равномерного понижения уровня масла: когда масла много, давление его больше и горит оно быстрее, чем когда масла мало, значит, за одно и то же время выгорает больший объём, но ввиду расширения лампы вверху площадь сечения там велика, поэтому хотя выгорит больше, уровень масла уменьшится на столько же
Главной частью иных огневых часов, так называемых фитильных, был фитиль в виде длинной металлической палочки, покрытой слоем дегтя с деревянными опилками. Жар тлеющих опилок, подожженных на одном конце палочки, постепенно пережигал тонкие, поперечно натянутые волокна, с подвешенными шариками, которые падали в металлическую чашку. Иногда фитиль сворачивали в спираль, форма которой уже сама по себе заменяла часовую шкалу. Наиболее типичные для Китая фитильные часы имели форму дракона, в хребте которого был специальный держатель для палочки. Скорость сгорания фитиля зависела от многих обстоятельств, и для определения ее требовался большой опыт. Такие часы никогда не относились к приборам, которые по точности можно было бы сравнить с солнечными или водяными часами.
Часы бывают цветочными! Еще в Древней Греции и в Древнем Риме высаживались цветочные часы - специально подобранные растения, цветки которых раскрываются и закрываются в разное время суток. Тогда этому приписывалось мистическое значение (у многих древних народов существовала целая система обрядов, именовавшаяся цветочной магией). А знаменитый шведский естествоиспытатель Карл Линней подошел к вопросу с научно-практической точки зрения и устроил их сначала в своем саду, а затем на городской клумбе в городе в Упсале в начале XVIII века и назвал «Часы Флоры». Но этому предшествовали длительные и тщательные наблюдения, по которым он написал трактат «Somnus plantarum» («Сон растений»). Создавая природые часы, ученый использовал множество растений, чтобы по ним можно было ориентироваться во времени с ранней весны до поздней осени. И цвели на той клумбе одуванчик, лен, картофель, сарана, кислица... Правда, в пасмурную погоду, а тем более в дождливую такие часы не действовали, зато в солнечную!.. А в наши дни цветочные часы имеются во многих городах. Правда, теперь они зачастую снабжаются настоящим часовым механизмом, благодаря которому передвигаются часовые стрелки. Долгое время самыми большими были швейцарские. Они находятся в Английском парке Женевы на берегу Женевского озера, диаметр цифербалата составляет 5 метров, а длина секундной стрелки 2,5 м. И используется 6,5 тысяч саженцев 200 пород растений. Но в 2001 году цветочные часы появились на Поклонной горе в Москве и сразу были занесены в Книгу рекордов Гиннесса из-за своих размеров: в диаметре у них 10 м, а 4,5-метровая минутная стрелка длиннее той, что на часах Спасской башни Кремля, и весит она 30 кг. Но нет секундной стрелки.
От чего же зависит ход цветочных часов?
От определенных биологических ритмов. Правда, они пока не изучены полностью. Специалисты полагают, что имеется зависимость от геофизических характеристик Земли, от географического положения местности, от погодных условий, естественно. Разумеется, очень важны изменения освещенности, а еще - движения, называемые сонными, которые связаны с неравномерностью роста наружной и внутренней сторон каждого лепестка.
Каков «график», по которому раскрываются цветы?
Раньше всех пробуждается козлобородник луговой: в 3-4 часа, следом за ними - шиповник (4 часа), цикорий, мак (4-5 часов). В 5 часов раскрываются головки осота огородного и лугового, красноднева, сараны. В 5-6 часов просыпаются одуванчики и череда, в 6 - ястребинка зонтичная, в 6-7 - осот полевой, лен и ястребинка волосистая, в 7 - кукушкины слезки, латук, белая кувшинка, в 7-8 - туника проросшая, фиалка трехцветная, очный цвет полевой, в 9-10 ноготки, мать-и-мачеха, кислица, торичник. Ночная фиалка, как и положено, раскроется лишь после захода солнца. А вот в какой последовательности они «засыпают»: Первыми «отправляются на боковую» осот огородный и полевой, огородный латук, цикорий (в 10 часов), с 10 до 11 часов к ним присоединяется очный цвет полевой, в 12 - ноготки и луговой осот, в 13 - ястребинка зонтичная и туника проросшая. В два часа пополудни «укладывается спать» ястребинка степная, в три - торичник. К этому времени спит уже и мак, и цикорий (но он вновь раскроется часов в шесть вечера), и одуванчик, и цветущий картофель. С 15 до 16 часов в царство сна уходят цветы венечника разветвленного, фиалки трехцветной и ястребинки волосистой, в 17 - белая кувшинка и сизая ястребинка. Между четырьми и пятью часами отходит ко сну лен, мать-и-мачеха. Позднее, в 7-8 вечера закрываются головки красноднева, шиповника, козлобородника, сараны, в 9 - дремы луговой, душистого табака (он тоже повторно раскроется к ночи), кислицы. Следует помнить, что расписание сна и бодрствования цветов в разных местностях отличается (потому и специалисты приводят немного расходящиеся данные), так что решив завести «часы Флоры», стоит предварительно понаблюдать за цветением
Вряд ли найдется человек, который назовет имя первого изобретателя механических часов . Такие часы впервые упоминаются в древних византийских книгах (конец VI века). Некоторые историки приписывают изобретение чисто механических часов Пацификусу из Вероны (начало IX века), другие - монаху Герберту, впоследствии ставшему папой римским. Он сделал башенные часы для города Магдебурга в 996 году. В России первые башенные часы установлены в 1404 году в Московском Кремле монахом Лазарем Сербиным. Они представляли собой хитросплетения зубчатых колес, канатов, валов и рычагов, а тяжелая гиря приковывала часы к месту. Такие сооружения создавались годами. Не только мастера, но и владельцы часов стремились хранить в тайне секреты устройства механизмов.
Первые персональные механические часы возила лошадь, а за их исправностью следил конюх. Только с изобретением упругой пружины часы стали удобными и безотказными. Первой пружинкой для карманных часов служила свиная щетинка. Ее применил нюрнбергский часовщик и изобретатель Петер Генлейн в начале XV века.
А в конце XVI века было сделано новое открытие. Молодой ученый Галилео Галилей, наблюдая за движением самых разных лампад в Пизанском соборе во время богослужения, установил, что ни вес, ни форма лампад, а лишь длина цепей, на которых они подвешены, определяет периоды их колебаний от ветра, врывающегося в окна. Ему и принадлежит идея создания часов с маятником.
©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-08-20