"...І у вічності пісочний годинникзалишаться, як дитяча іграшка”.
У далекому минулому старовинний пісочний годинник, що служив у Стародавню Греціюсимволом бога Кроноса, головного судді та зберігача часу, виготовляли із двох скляних колб, які з'єднувалися один з одним через діафрагму з металу, скла, слюди чи дерева. При тривалому використанніпісочного годинника ці діафрагми часто стиралися, збільшуючись в діаметрі. Пісок сипався швидше, і хід часу порушувався.
З 1750 року склодуви навчилися робити єдину скляну колбу для пісочного годинника. Колба плавно переходила у вузьку шийку і знову розширювалася. Її почали заповнювати піском через маленький отвір у денці, який потім закривали воском. З 1800 року отвір у колбі майстри навчилися запаювати.
Пісок завжди був основним наповнювачем для пісочного годинника. Точність пісочного годинника залежить від стану піску, форми колби та якості її поверхні. Пісок має бути сухим, однорідним, круглі піщинки повинні мати бажано однакові розміри та високу стійкість до стирання. У середні віки використовували ще й мармуровий, цинковий або свинцевий пил, а також мелену яєчну шкаралупу. З 13 століття відомі різноманітні рецепти приготування «піску» для годинника. Його просіювали, промивали, виварювали та відпалювали. У наш час замість піску застосовують найдрібніші скляні кульки.
Пісочний годинник був колись основним, досить точним інструментом для вимірювання часу. Починаючи з 15 століття, вони використовувалися і на кораблях для навігації. Під час навколосвітньої подорожіМагеллан, на кожному зі своїх кораблів встановив по 18 пісочних годинників. Спеціально приставлені матроси перевертали пісочний годинник.
Як працює класичний пісочний годинник?
У верхній частині колби пісок прямує вниз і падає під дією сили тяжіння. На початку руху наростаючому потоку падаючих піщин протистоїть зворотний потік повітря, що витісняється з нижньої частини колби, який спрямовується вгору, намагаючись пройти між окремими піщинками.
Швидкість струменя піску визначається швидкістю падіння піщинок при виникненні рівноваги між силою тяжіння, що діє на піщинки, і силою опору повітря, що виникає при падінні піщинок.
Потік падаючого піску поступово призводить до збільшення тиску повітря в нижній частині колби. Коли струмінь піщин вже майже вичерпується, видно, як потік повітря, що виривається знизу вгору, підхоплює останні піщини у верхній частині колби і піднімає їх на кілька міліметрів, перш ніж вони впадуть остаточно.
Чому за допомогою пісочного годинника можна виміряти час?
Пісок - це складний матеріал, який часом поводиться як тверде тілоа іноді як рідина. Здається, що в пісочному годиннику рівномірний струмінь піску подібний до потоку рідини, але тут є істотна відмінність. Якби це була рідина, то її кількість, яка протікає через отвір годинника, залежала б від висоти стовпа рідини над отвором. А кількість піску, що проходить у пісочному годиннику через отвір за одиницю часу, від висоти піску над отвором не залежить. Саме тому пісок можна використовувати для вимірювання часу в пісочному годиннику.
Постійна швидкість потоку піску обумовлена перерозподілом сил, що виникає в товщі піску, які з'являються в точках дотику піщин. У великих обсягах піску завдяки цим точкам дотику утворюються "мережі" з піщин, у яких виникають куполоподібні "мости".
Ці мости утворюють тиск на скляні стінки колби. Нижчі шари піску певною мірою звільняються від тиску верхніх шарів. В результаті середній тиск піску над отвором, навіть при рівні піску, що змінюється, залишається практично постійним. Так виникає постійна швидкістьструменя піску в пісочному годиннику.
Як можна «керувати» часом?
Підвісимо пісочний годинник на еластичній нитці (гумці) і змусимо їх вагатися вгору-вниз, Повне перетікання всього піску в годиннику зверху вниз буде відбуватися довше, ніж у нормальних умовах, тобто. якби вони, наприклад, стояли на столі.
Діаметр отвору, що з'єднує половинки колби, зазвичай роблять якнайменше, щоб при меншій кількості піску в годиннику збільшити час пересипання піску, тобто. збільшити час роботи пісочного годинника.
Потік гранульованої речовини (піску) відрізняється від потоку рідини. Пісок струмує від початку і до кінця через отвір з тією самою швидкістю. Ця властивість ґрунтується на виникненні склепінь (мостів) усередині піску. У пісочному годиннику це може навіть призвести до перекриття отвору, і пісок перестане стікати вниз. Під час руху годинника з прискоренням вгору або вниз (наприклад, при похитуванні) подібні мости, що перекривають, розпадаються.
Як ще можна «вплинути» на якийсь час?
Наприклад, охопити нижню частинуколби долонями. Через деякий час "час зупиниться", потік піщинок припиниться. Те, що тут здається містичним накладенням рук, можна пояснити цілком логічно. При нагріванні нижньої частини колби повітря в ній нагрівається, розширюється і прагне піднятися в верхню частинуколби, і тоді рівномірний потік піщинок в пісочному годиннику може бути порушений або навіть повністю припинений.
Цікаві явища можна спостерігати в деяких незвичайних пісочних годинниках!
Для сухого піску кут природного укосу купки піску, що утворюється в нижній частині колби, становить близько 30-35 градусів. Це значення залежить і від форми піщин. Кутасті піщинки створюють більш круті схили, а закруглені - більш пологі.
Якщо наповнити піщаний годинник піском з піщинками різного діаметра, то при утворенні струменя піску піщинки почнуть дуже цікаво розподілятися як у верхній частині колби, так і в нижній.
Внизу спочатку утворюється маленький конус, пісок, що струмує зверху, утворює пісочні лавини, які ковзають по схилу піщаного конуса вниз. При цьому відбувається сортування піщинок за розмірами: великі скупчуються переважно біля підніжжя конуса, а на схилах конуса пісок лягає окремими шарами з найдрібніших піщинок і більших піщинок.
Така "смугастість" пояснюється двояко: найдрібніші піщинки можуть проникати між великими і утворювати шар, а великим легше скочуватися схилом, і вони таким чином теж створюють свій шар.
Ці процеси постійно повторюються.
І у верхній частині колби відбувається щось схоже, тільки тут під час руху піску утворюється конусна вирва.
Ця модель пісочного годинника схожа на звичайний пісочний годинник, але має дві відмінності. Перше - пісок знаходиться між двома плоскими пластинами, і друге - годинник наповняться піском, що містить піщинки. різного розміру. Звідси і поява вищеописаних "смугастих" ефектів.
На прикладі такої наукової "іграшки" серйозні людививчають серйозні проблеми, що виникають, наприклад, при складуванні сипких матеріалів.
Поряд із класичними існують і сучасні конструкції пісочного годинника, роботу якого цікаво було б розглянути. Такий годинник навіть називають "парадокс-годинником".
Ви не повірите своїм очам, у цьому годиннику "пісок" тече знизу вгору, однак і закони природи залишаються в силі!
Скляний балон заповнюється рідиною великої щільностіі дрібними кульками із щільністю значно меншою, ніж густина рідини. У щільнішій рідині кульки з меншою щільністю піднімаються, як і належить, вгору. Це основний принцип парадокс-годин, на основі якого пісок піднімається знизу вгору. І все повторюється по-новому при кожному перевертанні годинника.
Незвичайний пісочний годинник може мати як «пісок» найдрібніші пластикові кульки або наповнені повітрям скляні кульки. Дуже красиво виглядають порожнисті прозорі кульки, частково заповнені підфарбованою водою. 
У вертикальному положенні годинника виникає відносно щільний і не дуже рівномірний потік кульок вгору. Кульки повинні проникнути вгору через вузький отвір, при цьому через в'язкість рідини вони частково захоплюють її за собою, тоді як рідина одночасно прагне і вниз.
В основному швидкість опускання та підйому кульки в рідині залежить від різниці щільностей кульок та рідини, від діаметра кульок та від міцності рідини, а міцність рідини сильно залежить від температури.
Якщо запустити парадок-годинник, і дати піднятися вгору хоча б кільком кулькам, а потім покласти годинник набік, то можна добре побачити окремі кульки, що повільно піднімаються вгору.
При цьому можна навіть встигнути визначити швидкість підйому окремих кульок.
Якщо поставити годинник знову вертикально, щоб кульки почали потоком підніматися у верхню частину колби, то в нижній частині колби, майже повністю заповненої кульками, можна буде чітко побачити дірку, що зміщується вниз. Це можна порівняти з переміщенням «дірки» у напівпровіднику.
«Забудькуватий» або «неслухняний» пісочний годинник.
У заповнений водою циліндр опущений звичайний пісочний годинник. Зовнішній діаметр пісочного годинника на кілька міліметрів менше, ніж внутрішній діаметр циліндра. У стані спокою годинник, як поплавець, знаходиться у верхнього краю циліндра, а весь пісок знаходиться в нижній частині колби.
Якщо циліндр тепер перевернути, то спочатку пісочний годинник залишається внизу циліндра, хоча пісок вже почав свій рух. І тільки коли майже половина піску перетекла, пісочний годинник піднімається до верху циліндра. І вже нагорі циліндра залишок піску в годиннику пересипається в нижню частину колби.
«Забудькуватий» пісочний годинник почне спливати тільки через деякий час після перевертання циліндра.
Чому ж пісочний годинник не піднімається відразу після перевертання циліндра?
Пісочний годинник, що знаходиться всередині циліндра. середню щільністьменшу, ніж у води. Тому годинник піднімається нагору. Якщо перевернути годинник, то спочатку майже весь пісок перебуватиме у верхній половині колби, центр ваги годинника перебуватиме, відповідно, вище середини годинника.
Якби годинник знаходився не у вузькому циліндрі, а у вільній воді, то він би відразу ж перекинувся за рахунок виниклого крутного моменту. У вузькому циліндрі їх штовхає на внутрішню стінку циліндра. Тут виникає прилипання (статичне тертя), яке перешкоджає швидкому спливанню годинника.
Тільки коли майже половина піску витече, центр ваги годинника опуститься нижче середини. Статичне тертя об стінку циліндра і момент, що обертає, зникнуть, тепер годинник може спливати до верху циліндра.
«Плавальний пісочний годинник»
Як наступний приклад незвичайного пісочного годинника можна навести варіант, який називається «Плаваючі пісочний годинник». Тут циліндричний пісочний годинник знаходиться в циліндрі, заповненому водою.
Зовнішній діаметр пісочного годинника лише трохи менше внутрішнього діаметра циліндра. Через в'язкість рідини пісочний годинник буде підніматися і опускатися в такому циліндрі дуже повільно.
За своїм принципом дії пісочний годинник, розташований у вузькому циліндрі, аналогічні приладу для вимірювання в'язкості рідини.
Час, за який пісок через горловину пересипається в іншу посудину, зазвичай становить від кількох секунд до кількох годин. Раніше для збільшення інтервалу вимірюваного часу складалися навіть набори пісочного годинника в одному корпусі.
Пісочний годинник "Колесо часу"
В наш час навчилися виготовляти пісочний годинник із «заводом» на цілий рікУ столиці Угорщини Будапешті, щороку в останній день грудня, гігантський пісочний годинник «Колесо часу» заввишки кілька метрів робить півоберта, щоб розпочати новий річний цикл роботи.
Переворот пісочного годинника проводиться завжди в одному напрямку, по-старому: за допомогою тросів і простого механізму.
А тут – фокус!
Ви знаєте, що можна встановити яйце на столі гострим кінцем вниз?
Усередині такого яйця роблять асиметричний пісочний годинник. Коли весь пісок знаходиться в симетричній частині колби щодо яйця, то його можна поставити на стіл на гострий кінець і воно буде стояти
Через деякий час, коли пісок почне зсипатися, центр тяжкості яйця зміститься, і яйце впаде. Вдруге його неможливо буде поставити на гострий кінець доти, доки весь пісок у годиннику не пересипеться назад у початкове положення.
У наш час пісочний годинник набув безліч різних варіацій виконання і перейшов уже в розряд сувенірів та наукових іграшок.
Замість піску і повітря в «пісочному годиннику» можуть використовуватися, наприклад, кульки і рідина або дві рідини, що сильно розрізняються по щільності.
А може вам вдасться винайти свій варіант "пісочного" годинника?
Пісочний годинник - зберігач часу на нашій планеті! Це один із найстаріших годинникових механізмів. Він був придуманий і втілений у реальність навіть раніше, ніж почалося наше літочислення. Тільки ніхто так і не зможе дізнатися, ким був той геніальна людина, що представив хід всього часу у вигляді пісочного годинника. Історії достеменно невідомо, хто зміг надягти таке нестримне поняття у скляну колбу, наповнену кварцовими кристалами.
Входження годинника в історію
Європа в Середньовіччі активно користувалася цим геніальним пристроєм для визначення свого часу. Відомо, що середньовічні європейські ченці не уявляли свого життя без годинника. Також моряки потребували розуміти протягом часу.
Часто використовувалися пісочні годинники, які вели відлік часу тільки півгодини. Тривалість пересипання піску з верхньої частини колби в нижню могла бути близько години. Незважаючи на свою точність, (а годинник славився саме цим), такий винахід у майбутньому перестав бути популярним у людей. Хоча винахідники дуже намагалися і в спробах вдосконалення пісочного годинника дійшли навіть до того, що змогли надати суспільству величезну скляну колбу, здатну вести відлік часу - 12 годин.
Як влаштовано "пісочний" час
Для отримання більш точних даних про час у виробництві цього пристрою використовувалося тільки прозоре скло. Усередині колби робили ідеально гладкими, щоб ніщо не спромоглося перешкодити піску, безперешкодно осипатися в нижню ємність. Шийка, що з'єднувала дві частини пісочного годинника, постачалася спеціальною регулюючою діафрагмою. Через її отвір крупинки поступово і безперешкодно переходили з верхньої частини в нижню.
Час – пісок
Для більш точного ходу годинника його головний елемент - пісок - піддавали ретельній підготовці:
- Червона колірна гама вмісту годин виходила за допомогою печіння звичайного піску і переробки його через безліч найтонших ситечок. Такі сита навіть не давали шансу погано відшліфованої і не розтертої піщинки "проскочити" в загальну масу.
- Піски світлої гами отримували із звичайної яєчної шкаралупи. Шкаралупа спочатку ретельно вибиралася. Після неодноразового просушування та промивання її піддавали підсмаженню. Потім настав час подрібнення – для майбутнього піску. Шматочки шкаралупи кілька разів перемелювалися і проходили крізь уже знайомі нам сита дрібних фракцій.
- Свинцевий пил і пил з цинку також використовувалися для таких годин.
- Відомі випадки подрібнення мармуру в тонкий пил для наповнення пісочних видів годинника. Залежно від кольору мармуру виходив чорний або білий вміст колби.
Незважаючи на те, що час пісочний годинник показував найбільш надійніше, ніж інші види, їх теж доводилося міняти. Скляні, ідеально гладкі всередині вироби, через деякий період покривалися мікроподряпинами. І, звичайно, від цього починала страждати точність ходу годинника. Найбільш кращим для користувачів цього пристрою була наявність годинника зі свинцевим наповнювачем. Він, завдяки своїй рівномірній зернистості, менше псував нутрощі колби, від цього годинник довше служив.
У наші дні годинник, наповнений сипучим вмістом, найчастіше використовують як прикрасу для інтер'єру. А за дорогими старовинними моделями, задекорованими дорогоцінними елементами, полюють любителі антикварних речей.
До речі, є деякі місця, де використання цього винаходу не припинялося навіть у 20 столітті. Такі вироби відраховували час у залах суду. Щоправда, мали вони автоматизований перекидальний механізм. Також телефонні станції широко використовували пісочний годинник. Через їх короткий цикл годинник чудово справлявся з вказівкою часу в коротких переговорах по телефону.
Так що ж таке, коли їх винайшли, скільки вони відміряють часу і де використовуються нашого часу? Я намагатимусь у цій статті відповісти на всі ці запитання. І так про все гаразд.
Пісочний годинникце винахід, що дозволяє відраховувати час. Воно складається із двох колб, з'єднаних між собою. Усередині них знаходиться пісок, який пересипаючись з однієї колби в іншу, відраховує певний проміжок часу, який залежить від розмірів самих годинників.
Пісочний годинник почав використовувати приблизно в 14 столітті. Про це свідчить повідомлення датоване 1339, яке знайшли в Парижі. У ньому містяться вказівки, як потрібно приготувати пісок для годинника.
Пісок.Точність такого годинника залежала від кількох факторів. Один із них це пісок. Його виготовляли із просіяного порошку чорного мармуру, потім кип'ятили у вині та сушили на сонці. Також із обпаленого дрібнозернистого піску, який сіяли через дрібні сита та сушили. Такий пісок мав червоний відтінок. Інший пісок виготовлявся шляхом ретельного помелу яєчної шкаралупи, надаючи йому світло біле забарвлення. Використання піску з цинкового та свинцевого пилу відрізнялося тим, що він менше стирав внутрішні стінки колби, такий пісок мав сірий відтінок.
Колбидля годинника робили зі скла, на той час люди вже навчилися працювати з ним. Дві колби з'єднувалися між собою ниткою і заливалося смолою, щоб надати твердості стику і перешкоджати проникненню всередину вологи, що погіршило б точність годинника. Пізніше почали виготовляти суцільні колби.
Перевагоюпісочного годинника вважалося простота в їх використанні, вони були надійні, і коштували вони недорого. Тому були доступні багатьом на той час. Їх широко використовували в судноплавстві для вимірювання швидкості руху та тривалості вахти, а також у медицині.
Недолікизвичайно ж, теж були. Один з основних це невеликий проміжок часу, який вони могли відрахувати (в основному 30 хвилин або 1 година). Щоб відраховувати більше часу, потрібно було виготовити воістину великий годинник. Також з часом частинки піску ставали дрібнішими і колби стиралися зсередини, що погано позначалося на точності.
Деякі винахідники намагалися збільшити проміжок часу шляхом автоматичного перекидання годинника та вбудовування в один годинник кілька колб. Перша колба спустошувалась протягом 15 хвилин, друга протягом 30 хвилин, третя 45, четверта за 1годину. Зверху в них був циферблат зі стрілкою, коли пісок з останньої колби пересипався вниз, вони переверталися і стрілка пересувалася на годину вперед.
В даний час використовуються в основному для прикраси інтер'єру та як сувеніри. Також у деяких випадках під час засідань у суді та в медицині, під час проведення лікувальних процедур.
Пам'ятник, присвячений цьому винаходу стоїть у Будапешті (Угорщина) Висотою вони 8 метрів, а пісок повністю пересипається в нижню частину за 1 рік. У Японії теж є великий годинник. зберігаються вони у музеї піску міста Ним.
На цьому, мабуть, усе. Якщо вам є що додати або ви з чимось не згодні напишіть у коментарях.
Дата виникнення першого пісочного годинника невідома. Однак принцип пісочного годинника був відомий в Азії значно раніше за початокнашого літочислення.
Західноєвропейські країнистали мати справу з пісочним годинником лише наприкінці середньовіччя. Перед вами пісочний годинник Еразма Роттердамського:
Незважаючи на те, що пісочний годинник з'явився в Європі пізно, він швидко поширився. Цьому сприяли їхня простота, надійність, низька цінаі не в останню чергуможливість вимірювати з їх допомогою час у будь-який момент дня та ночі. Недоліком був короткий інтервал часу, який можна було виміряти, не перевертаючи цей годинник.
Зазвичай пісочний годинник розраховувався працювати протягом півгодини чи години. Рідше зустрічався пісочний годинник, розрахований на безперервний вимір часу протягом 3 год, і лише в абсолютно поодиноких випадкахбудували величезний пісочний годинник, розрахований на 12 год ходу.
Більше точний годинникскладалися часом не з одного, та якщо з кількох окремих судин.
Точність пісочного годинника залежала і від технології виготовлення самого піску, а також від форми колб, від гладкості їх внутрішніх стін.
Розвиток виробництва скла дозволили випускати колби з гладкими внутрішніми стінками, що дало можливість піску максимально поступово перетікати з верхньої частини в нижню.
Приготування піску для годинника вважалося за старих часів справою, що вимагає особливого вміння. Його виготовляли з обпаленого дрібнозернистого піску або зі смажених перетертих яєчних шкаралупок, або з цинкового та свинцевого пилу.
У 1339 році в Парижі виявлено опис пісочного годинника з порошком із чорного мармуру. Говорили, що найкращий пісок виходить з мармурової тирси, якщо її прокип'ятити дев'ять разів з вином, знімаючи щоразу піну, і після цього висушити на сонці.
Пісочний годинник ніколи не досягав точності сонячного годинника, оскільки зерна піску поступово дробилися на більш тонкі, а отвір у середині поступово стирався і збільшувався.
Пісочний годинник завдяки своїй формі та простоті роботи зберіг деяке значення аж до останнього часу, наприклад, ними користувалися телефонні станції для обліку часу коротких телефонних розмов, у залах судових засіданьта для деяких потреб у домашньому господарстві.
Велике значення пісочний годинник мав на кораблях: у похмуру погоду, коли по небесним світиламне можна було визначити час, його впізнавали по пісочному годиннику. на російських судахїх називали «склянками». Щопівгодини, при перевертанні «склянки», били в дзвін. Звідси, власне, й пішов вираз – «бити склянки» Юнгі відміряли півгодинні відрізки часу та били у дзвін.
Раніше людиносили пісочний годинник навіть на нозі, пристебнувши їх до ноги нижче коліна. Найкращий пісок для такого годинника був із товченого мармуру.
Протягом сотень років пісочний годинник не раз намагався вдосконалити. Так, астроном Тихо Браге замінив пісок ртуттю. Стефан Фарфлер і Грольє де Серв'є виготовили пружинні механізми для перевертання годинника. Але всі ці новації не прижилися. А ось найпростішим пісочним годинником люди користуються і донині.
І до недавніх пір пісочний годинник використовувався медиками для підрахунку пульсу пацієнта. Він виконувався у вигляді компактного прилад-ручки і був розрахований на тривалість до 30 секунд.
Цікавий пісочний годинник встановлений на вулиці міста Маїнц у Німеччині:
А ось ще один "курйозний" пісочний годинник. Скляний балон заповнюється рідиною великої щільності та речовиною з дрібних частинокіз щільністю значно меншою, ніж рідина. Цей годинник працює в "зворотний" бік (знизу вгору).
Частинки, як легші, накопичуються у рідини у верхній частині судини. Після перевертання частинки прагнуть вгору, просочуючись через вузький перешийок, і через деякий час знову збираються у верхній частині.
Види годинників
Найперший годинник на землі - сонячні.Вони були геніально простими: жердина, встромлена в землю. Навколо нього намальовано шкалу часу. Тінь від жерди, пересуваючись по ній, показувала, котра зараз година. Пізніше такий годинник робили з дерева чи каменю та встановлювали на стінах громадських будівель. Потім з'явився переносний сонячний годинник, який виготовляли з цінних порід дерева, слонової кісткичи бронзи. Був навіть годинник, який умовно можна назвати кишеньковим; їх знайшли під час розкопок стародавнього римського міста. Ці сонячні годинники, зроблені з посрібленої міді, мали форму стегенця, на якому прокреслено лінії. Шпилем - стрілкою годинника - служив свинячий хвостик. Годинник був невеликий. Їх цілком можна було б помістити у кишені. Але кишень жителі стародавнього містаще не вигадали. Ось і носили такі годинники на шнурку, ланцюжку або прикріплювали до тростин з дорогого дерева.
Сонячний годинникмали один істотний недолік: вони могли "ходити" тільки на вулиці, та й то на освітленому сонцем боці. Це, звичайно, було дуже незручно.
Мабуть, тому винайшли водяний годинник.По крапельках вода перетікала з однієї судини в іншу, і по тому, скільки води витекло, визначали, скільки часу пройшло. Багато сотень років такий годинник - їх називали клепсидрами. У Китаї, наприклад, ними користувалися 4,5 тисяч років тому. До речі, перший будильник на землі теж був водяним – і будильником, і шкільним дзвінком водночас. Його винахідником вважають давньогрецького філософа Платона, який жив за 400 років до нашої ери. Цей прилад, придуманий Платоном для скликання своїх учнів на заняття, складався із двох судин. У верхній наливалася вода, звідки вона поволі випливала в нижній, витісняючи звідти повітря. Повітря по трубці прямувало до флейти, і вона починала звучати. Причому будильник регулювався залежно від пори року. Клепсидри були дуже поширені у стародавньому світі.
Пристрій
· Проміжок часу вимірювався кількістю води, яка витікала крапля за краплею з малого отвору, зробленого на дні судини. Таким був водяний годинник єгиптян, вавилонян, древніх греків.
· У китайців, індусів та деяких інших народів Азії, навпаки, - порожня напівкуляста судина плавала у великому басейні і помалу наповнювалася водою через мале отвір (героїня поеми кидає перлину в чашу, щоб уповільнити рух води).
Через видиму властивість клепсидри з'явився вислів: "Час сплив".
Годинник першого типу зазнав значних удосконалень. Платон описує механізм із двох конусів, що входять один в інший; за допомогою їх підтримувався приблизно незмінний рівень води в посудині, і тим самим регулювалася швидкість її витікання. Повного розвитку подібні механізми, т.з. клепсидри, отримали Олександрії в III столітті до н. е..
Пісочний годинник- Найпростіший прилад для відліку проміжків часу, що складається з двох судин, з'єднаних вузькою горловиною, одна з яких частково заповнена піском. Час, за який пісок через горловину пересипається в іншу посудину, може становити від кількох секунд до кількох годин.
Пісочний годинник був відомий у давнину. У Європі вони набули поширення в Середньовіччі. Однією з перших згадок про такий годинник є виявлене в Парижі повідомлення, в якому міститься вказівка щодо приготування тонкого піску з порошкочорного мармуру, прокип'яченого у вині та висушеного на сонці. На кораблях застосовувався чотиригодинний пісочний годинник (час однієї вахти) і 30-секундний для визначення швидкості корабля по лазі.
В даний час пісочний годинник використовується лише при проведенні деяких лікарських процедур, у фотографії, а також як сувеніри
.У операційній системіСімейство Microsoft Windows символ пісочного годинника, в який звертається вказівник миші використовується для індикації зайнятості системи.
Недоліки
Недоліком пісочного годинника є короткий інтервал часу, який можна виміряти. Годинник, що набув поширення в Європі, зазвичай був розрахований на роботу протягом півгодини або години. Зустрічався годинник, що працює протягом 3 годин, дуже рідко – 12 годин. Для збільшення інтервалу вимірювання складалися набори пісочного годинника в одному корпусі (футлярі).
Точність пісочного годинника залежить від якості піску. Колби заповнювалися відпаленим і просіяним через дрібне сито та ретельно висушеним дрібнозернистим піском. Як вихідний матеріал також використовувалися мелена яєчна шкаралупа, цинковий і свинцевий пил.
Точність ходу залежить також від форми колб, якості їх поверхні, рівномірної зернистості та сипкості піску. При тривалому використанні точність пісочного годинника погіршується через пошкодження піском. внутрішньої поверхніколби, збільшення діаметра отвору в діафрагмі між колбами та дроблення піщаних зерен на дрібніші.
Найбільший пісочний годинник
Два таких гіганти існують – «Колесо часу» у Будапешті (столиця Угорщини) та в музеї піску японського містаНіма". Маючи висоту в вісім і шість метрів і цикл спорожнення в один рік, вони є найбільшим у світі пристроєм для вимірювання часу. Ще один гігант з липня 2008 стояв на Червоній площі в Москві. При висоті 11,90 м і вазі в 40 тонн це, напевно, найбільший у світі пісочний годинник. Вони були виготовлені в 1992 році в Гамбурзі і пропускають весь пісок з верхньої камери в нижню за 5 секунд.
ВОГНЕВІ ГОДИННИКИ
У Європі та Китаї були так звані «вогневі» годинники - у вигляді свічок з нанесеними на них поділами. Перший вогняний годинник придумав перший імператор Китаю Фо - Хі приблизно 30 000 років тому, щоб з їх допомогою вимірювати денний і нічний час.
З деревного борошна, змішаного з пахощами, ліпили, як із тіста, довгі спіралі та палички. Там робили позначки, вказують час. Місяцямимогли працювати вогняний китайський годинник, не вимагаючи нагляду. Головною частиноюінших вогневих годинників, так званих гнотів, був гніт у вигляді довгої металевої палички, покритої шаром дьогтю з дерев'яною тирсою. Жар тліючої тирси, підпаленої на одному кінці палички, поступово перепалював тонкі,
поперечно натягнуті волокна з підвішеними кульками, які падали в металеву чашку. Іноді ґнот згортали в спіраль, форма якої вже сама по собі замінювала годинникову шкалу.
Найбільш типові для Китаю ґноти мали форму дракона, в хребті якого був спеціальний тримач для палички. Швидкість згоряння ґнота залежала від багатьох обставин, і для визначення її був потрібний великий досвід. Такий годинник ніколи не ставився до приладів, які точно можна було б порівняти з сонячним або водяним годинником.
У Європі перші вогневі – свічковий годинниквиникли на початку 13 століття. Ці дуже простий годиннику вигляді довгої тонкої свічки з нанесеною за її довжиною шкалою. Свічки, що застосовувалися для цієї мети, були завдовжки близько метра. Звідси походить і звичай вимірювати довжину ночі кількістю свічок, що згоріли за ніч. Зазвичай за ніч вигоряли три такі свічки, а взимку більше. До бокових боків свічки іноді прикріплювали металеві штирі, які в міру вигоряння та танення воску падали, і їх удар по металевій чашці свічника був своєрідною звуковою сигналізацією часу.
У каплиці короля Карла V день і ніч горіла велика свічка, розділена
чорними смужками на спеціально приставлені слуги мали час від часу повідомляти королю, до якої мітки догоріла свічка. Робили її саме такої довжини, щоб вона згоряла о двадцятій чотири годині. Був цей годинник ще й будильником. Звяк! - голосно падав штир на металеву чашку свічника, і людина прокидалася.
Протягом цілих століть рослинна оліяслужило людям не тільки для харчування, а й як світильник. На основі встановленої експериментально залежності висоти рівня олії від тривалості горіння гніт виникли масляні лампадні годинники. Як правило, це бували прості лампади з відкритим гнитим пальником і зі скляною колбою для олії, з годинниковою шкалою. Об'єм колби підбирали так, щоб її вмісту вистачило для безперервного світіння між 6 годин вечора і 8 годин ранку. Товщиною і довжиною гнити, що горить, регулювали величину полум'я і витрата масла так, щоб зниження рівня масла в колбі відповідало наявним позначенням часу. Пізніше виявилося, що початкові циліндричні або злегка опуклі скляні судини під олію були джерелом похибки у вимірі часу. Справа в тому, що при більш високому рівніолії його тиск викликав більш швидке вигоряння, ніж у пізній нічний годинник. Тому лампадні годинники пізнішого походження мали скляну колбу у вигляді розширеної догори груші, щоб таким чином хоча б частково вирівняти швидкість згоряння олії. У XVIII та XIX ст. з'явилися інші типи лампадного годинника з дещо складнішим принципом дії. Одним видом такого годинника був поплавковий лампадний годинник роботи Ромуальда Божека ( молодшого синаЙосипа Божека), виготовлені ним у 1875 р. і зберігаються тепер у колекціях Національного технічного музею у Празі.
Найбільше лампадним годинником користувалися рудокопи: тоді в лампу наливалася олії на 10 годин горіння. Коли закінчувалася олія, закінчувався і робочий день. Лампадний годинник часто робився догори, що розширюється, для рівномірного зниження рівня масла: коли масла багато, тиск його більше і горить воно швидше, ніж коли масла мало, значить, за один і той же час вигоряє більший обсяг, але через розширення лампи вгорі площа перерізу там велика , тому хоча вигорить більше, рівень олії зменшиться на стільки ж
Головною частиною іншого вогневого годинника, так званого ґнотів,був гніт у вигляді довгої металевої палички, покритої шаром дьогтю з дерев'яною тирсою. Жар тліючої тирси, підпаленої на одному кінці палички, поступово перепалював тонкі, поперечно натягнуті волокна, з підвішеними кульками, що падали в металеву чашку. Іноді ґнот згортали в спіраль, форма якої вже сама по собі замінювала годинникову шкалу. Найбільш типові для Китаю ґноти мали форму дракона, в хребті якого був спеціальний тримач для палички. Швидкість згоряння ґнота залежала від багатьох обставин, і для визначення її був потрібний великий досвід. Такий годинник ніколи не ставився до приладів, які точно можна було б порівняти з сонячним або водяним годинником.
Годинник буває квітковим! Ще в Стародавній Греції та в Стародавньому Римівисаджувався квітковий годинник - спеціально підібрані рослини, квітки яких розкриваються і закриваються в різний часдіб. Тоді цьому приписувалося містичне значення (багато стародавніх народів існувала ціла системаобрядів, що називалася квітковою магією). А знаменитий шведський натураліст Карл Лінней підійшов до питання з науково-практичної точки зору і влаштував їх спочатку у своєму саду, а потім на міській клумбі в місті в Упсалі. початку XVIIIстоліття і назвав «Годинник Флори». Але цьому передували тривалі та ретельні спостереження, якими він написав трактат «Somnus plantarum» («Сон рослин»). Створюючи природний годинник, учений використовував безліч рослин, щоб за ним можна було орієнтуватися в часі ранньої веснидо пізньої осені. І цвіли на тій клумбі кульбаба, льон, картопля, саранча, кислиця... Правда, в похмуру погоду, а тим більше в дощову такі години не діяли, зате в сонячну!.. А в наші дні квітковий годинник є в багатьох містах. Щоправда, тепер вони найчастіше постачаються справжнім годинниковим механізмом, завдяки якому пересуваються годинникові стрілки. Довгий часнайбільшими були швейцарські. Вони знаходяться в Англійському парку Женеви на березі Женевського озера, діаметр цифербалату становить 5 метрів, а довжина секундної стрілки 2,5 м. І використовується 6,5 тисячі саджанців 200 порід рослин. Але в 2001 році квітковий годинник з'явився на Поклонній горіу Москві і відразу були занесені до Книги рекордів Гіннеса через свої розміри: у діаметрі у них 10 м, а 4,5-метрова хвилинна стрілка довше за ту, що на годиннику Спаської вежі Кремля, і важить вона 30 кг. Але немає секундної стрілки.
Від чого залежить хід квіткового годинника?
Від певних біологічних ритмів. Щоправда, вони поки що не вивчені повністю. Фахівці вважають, що є залежність від геофізичних характеристик Землі, географічне положеннямісцевості, від погодних умов, Звичайно. Зрозуміло, дуже важливі зміни освітленості, а ще – рухи, звані сонними, які пов'язані з нерівномірністю зростання зовнішньої та внутрішніх сторінкожної пелюстки.
Який «графік», яким розкриваються квіти?
Раніше за всіх прокидається козлобородник лучний: о 3-4 годині, слідом за ними - шипшина (4 години), цикорій, мак (4-5 годин). О 5-й годині розкриваються головки осота городнього і лугового, червонодніва, саранчи. У 5-6 годин прокидаються кульбаби і низка, в 6 - яструбка парасолькова, в 6-7 - осот польовий, льон і яструбка волосиста, в 7 - зозуліні сльози, латук, білий латаття, в 7-8 - туніка проросла, фіалка трьох , очний колір польовий, 9-10 нігтики, мати-й-мачуха, кислиця, торочник. Нічна фіалка, як і належить, розкриється лише після заходу сонця. А ось у якій послідовності вони «засинають»: Першими «відправляються на бічну» осот городній і польовий, городній латук, цикорій (о 10 годині), з 10 до 11 години до них приєднується очний колір польовий, о 12 - нігтики і лучна осота , в 13 - яструбінка зонтична та туніка проросла. О другій годині пополудні «вкладається спати» яструбка степова, о третій - торішник. До цього часу спить вже і мак, і цикорій (але він знову розкриється годині о шостій вечора), і кульбаба, і квітуча картопля. З 15 до 16 години в царство сну йдуть квіти вінцевого розгалуженого, фіалки триколірної і яструбинки волосистої, о 17 - біле латаття і сиза яструбинка. Між чотирма і п'ятьма годинами відходить до сну льон, мати-й-мачуха. Пізніше, в 7-8 вечора закриваються головки червоноднева, шипшини, козлобородника, сарани, в 9 - дрімоти лучної, запашного тютюну (він теж повторно розкриється до ночі), кислиці. Слід пам'ятати, що розклад сну і неспання квітів у різних місцевостях відрізняється (тому і фахівці наводять дані, що трохи розходяться), так що вирішивши завести «годинник Флори», варто попередньо поспостерігати за цвітінням
Навряд чи знайдеться людина, яка назве ім'я першого винахідника механічного годинника. Такий годинник вперше згадується в стародавніх візантійських книгах (кінець VI століття). Деякі історики приписують винахід чисто механічного годинника Пацифікусу з Верони (початок IX століття), інші - ченцю Герберту, який згодом став папою римським. Він зробив баштовий годинник для міста Магдебурга в 996 році. У Росії перший баштовий годинниквстановлені 1404 року в Московському Кремлі ченцем Лазарем Сербіним. Вони являли собою поєднання зубчастих коліс, канатів, валів і важелів, а важка гира приковувала годинник до місця. Такі споруди створювалися роками. Не тільки майстри, а й власники годинника прагнули зберігати в таємниці секрети влаштування механізмів.
Перші персональні механічний годинниквозив коня, а за їх справністю стежив конюх. Тільки з винаходом пружної пружини годинник став зручним і безвідмовним. Першою пружинкою для кишенькового годинника служила свиняча щетинка. Її застосував нюрнберзький годинникар та винахідник Петер Генлейн на початку XV століття.
А в наприкінці XVIстоліття було зроблено нове відкриття. Молодий вчений Галілео Галілей, спостерігаючи за рухом різних лампад у Пізанському соборі під час богослужіння, встановив, що ні вага, ні форма лампад, а лише довжина ланцюгів, на яких вони підвішені, визначає періоди їх коливань від вітру, що вривається у вікна. Йому належить ідея створення годинника з маятником.
©2015-2019 сайт
Усі права належати їх авторам. Цей сайт не претендує на авторства, а надає безкоштовне використання.
Дата створення сторінки: 2016-08-20