Hodiny

SundialsEdit

zdánlivá poloha Slunce na obloze se pohybuje v průběhu každého dne, což odráží rotace Země. Stíny stacionární objekty pohybují odpovídajícím způsobem, takže jejich pozice mohou být použity k označení denní doby., Sluneční hodiny ukazují čas zobrazením polohy stínu na (Obvykle) rovném povrchu, který má značky, které odpovídají hodinám. Sluneční hodiny mohou být horizontální, vertikální nebo v jiných orientacích. Sluneční hodiny byly široce používány ve starověku. Se znalostí zeměpisné šířky může dobře konstruované sluneční hodiny měřit místní sluneční čas s přiměřenou přesností během minuty nebo dvou. Sluneční hodiny byly i nadále používány ke sledování výkonu hodin až do 1830.let, s použitím telegrafu a vlaku ke standardizaci časových a časových pásem mezi městy.,

Zařízení, které měří dobu, uplynulý čas a intervalsEdit

Mnoho zařízení, může být použit k označení plynutí času bez ohledu na referenční čas (čas, den, hodiny, minut, atd.) a může být užitečné pro měření trvání nebo intervalů. Příklady takových trvání časovače jsou svíčky hodiny, kadidlo hodiny a přesýpací hodiny., Jak svíčka hodiny a kadidlo hodiny pracují na stejném principu, kde spotřeba zdrojů je více či méně konstantní umožňuje přiměřeně přesné a opakovatelné odhady časových pasáží. V přesýpacích hodinách jemný písek, který protéká malým otvorem konstantní rychlostí, označuje libovolný, předem stanovený čas. Zdroj není spotřebován, ale znovu použit.,

Voda clocksEdit

Vodní hodiny, spolu s slunečních hodin, jsou pravděpodobně nejstarší zařízení na měření času, s jedinou výjimkou byl den, kdy se počítání tally stick. Vzhledem k jejich velkému starověku, kde a kdy poprvé existovaly, není známo a možná neznámé. Odtok ve tvaru misky je nejjednodušší formou vodních hodin a je známo, že existoval v Babylonu a v Egyptě kolem 16.století před naším letopočtem., Jiné regiony světa, včetně Indie a Číny, mají také časné důkazy o vodních hodinách, ale nejstarší data jsou méně jistá. Někteří autoři však psát o vodní hodiny se objevit jak brzy jak 4000 BC v těchto regionech světa.

řecký astronom Andronicus z Cyrrhus dohlížel na stavbu Věže Větrů v Athénách v 1. století B. C. řecké a Římské civilizace pokročilé vodní hodiny design s lepší přesností. Tyto pokroky byly předány přes Byzantium a islámských časů, nakonec dělat jejich cestu zpět do Evropy., Nezávisle, Číňané vyvinuli jejich vlastní, moderní vodní hodiny（水鐘）v 725 AD, kolem jejich nápady, do Koreje a Japonska.

některé návrhy vodních hodin byly vyvinuty nezávisle a některé znalosti byly přeneseny prostřednictvím šíření obchodu. Pre-moderní společnosti nemají stejné přesné měření času požadavky, které existují v moderní průmyslové společnosti, kde každou hodinu práce, nebo odpočinku je sledován, a práce může začít nebo skončit kdykoliv, bez ohledu na vnější podmínky. Místo toho byly vodní hodiny ve starověkých společnostech používány hlavně z astrologických důvodů., Tyto časné vodní hodiny byly kalibrovány slunečními hodinami. Zatímco nikdy dosáhnout úroveň přesnosti moderní hodinky, vodní hodiny byl nejvíce přesné a běžně se používá časomíru pro tisíce let, dokud byl nahrazen přesnější kyvadlové hodiny v 17.století v Evropě.

Islámská civilizace je připočítána s dalším postupujícím přesností hodin s propracovaným inženýrstvím., V 797 (nebo možná 801), Abbasid kalifa z Bagdádu, Harun al-Rashid, představila karla Velikého s Asijský slon jménem Abul-Abbás společně s „obzvlášť propracované příklad“ vodní hodiny. Papež Sylvester II. zavedl hodiny do severní a západní Evropy kolem roku 1000 našeho letopočtu.

Mechanické vody clocksEdit

první známý zaměřené hodiny byl vynalezen skvělý matematik, fyzik a inženýr Archimedes ve 3. století před naším LETOPOČTEM., Archimedes vytvořil svůj orloj, který byl také kukačkové hodiny s ptáky zpívat a pohybovat každou hodinu. Je to první carillon hodiny, jak to hraje hudbu a současně s osobou blikající oči překvapen zpěv ptáků. Archimedes hodiny práce se systémem čtyř závaží, počítadlo hmotnosti, a řetězce řídí systém plave ve vodní nádobě s sifony, které regulují automatické pokračování hodiny., Principy tohoto typu hodin popisuje matematik a fyzik Hero, který říká, že některé z nich pracují s řetězem, který otáčí převodovkou mechanismu. Další řecké hodiny pravděpodobně postavené v době Alexandra byly v Gaze, popsal Procopius. Hodiny Gazy byly pravděpodobně Meteoroskopeion, tj. budova ukazující nebeské jevy a čas. Měl ukazatel času a některé automatizace podobné hodinám Archimedes., Tam byly 12 otevření dveří jeden každou hodinu s Hercules provádění své práce, Lev v jednu hodinu, atd, a v noci se lampa stává viditelným každou hodinu, s 12 otevření okna pro zobrazení času.

Další zaměřené hodiny byl vyvinut v 11. století Arabský inženýr Ibn Khalaf al-Muradi v Islámských Iberia; to byl vodní hodiny, které zaměstnané komplexní ozubené soukolí mechanismu, včetně segmentální a planetové převodovky, schopné přenášet vysoký točivý moment. Hodiny byly bezkonkurenční v jeho použití sofistikovaného komplexního ozubení, až do mechanických hodin v polovině 14. století., Hodiny Al-Muradi také používaly použití rtuti ve svých hydraulických spojích, které by mohly fungovat jako mechanické automaty. Al-Muradiho dílo bylo známo učencům pracujícím pod Alfonsem X z Kastilie, a proto mechanismus mohl hrát roli ve vývoji evropských mechanických hodin. Další monumentální vodní hodiny postavené středověkými muslimskými inženýry také používaly složité převodové vlaky a pole automatů. Arabští inženýři v té době také vyvinuli mechanismus úniku řízený kapalinou, který používali v některých svých vodních hodinách., Těžké plováky byly použity jako váhy a konstantní-head systém byl použit jako escapement mechanismus, který byl přítomen v hydraulické ovládací prvky, které používá k výrobě těžký plave sestoupit v pomalém a stabilním tempem.

vodou poháněné ozubené kolečko clock byl vytvořen v Číně Yi Xing a Liang Lingzan., Toto není považováno za escapement mechanismus, hodiny, jak to bylo jednosměrné, Song dynastie všeuměl a génius Su Song (1020-1101) začleněny do jeho monumentální inovace astronomical clock-tower Kaifeng v 1088. Jeho orloj a rotující armilární koule se stále spoléhaly na použití tekoucí vody během jarních, letních, podzimních období a tekuté rtuti během mrazivé teploty zimy (tj. hydrauliky)., Mercury hodiny, popsané v Libros del saber, španělská práce z 1277 skládající se z překladů a parafrází z arabštiny díla, je někdy citován jako důkaz pro Muslimské znalost mechanické hodiny. Hodiny ozubeného kola poháněné Merkurem vytvořil Ibn Khalaf al-Muradi.,

V 13. století, Al-Jazari, inženýr z Mezopotámie (žil 1136-1206), který pracoval pro Artuqid král Diyar-Bakr, Nasir al-Din, provedeny četné hodiny všech tvarů a velikostí. Kniha o jeho práci popsala 50 mechanických zařízení v 6 kategoriích, včetně vodních hodin. Nejvíce pokládaný hodiny zahrnovaly slon, písař a Hradní hodiny, z nichž všechny byly úspěšně rekonstruovány., Stejně jako vyprávění času, tyto velké hodiny byly symboly stavu, vznešenost a bohatství státu Urtuq.

plně mechanickéedit

Kromě Čínské astronomické hodiny Su Song v 1088 bylo uvedeno výše, moderní Muslimští astronomové také zkonstruoval řadu vysoce přesné astronomické hodiny pro použití v mešitách a observatoří, jako je voda-pohon orloje Al-Jazari v 1206, a astrolabic hodiny Ibn al-Shatir na počátku 14. století., Nejvíce sofistikované měření času astrolabes byly zaměřeny astroláb mechanismy, jejichž prostřednictvím Abū Rayhān Bīrūnī v 11. století a Muhammad ibn Abi Bakr ve 13.století. Tato zařízení fungovala jako zařízení pro měření času a také jako kalendáře.

sofistikovaný vodní orloj byl postaven Al-Jazari v roce 1206. Tento zámek hodiny byl složitý přístroj, který byl asi 11 stop (3,4 m) vysoká, a měl více funkcí vedle časomíra., Je součástí zobrazení zvěrokruhu a sluneční a lunární dráhy, a ukazatel ve tvaru půlměsíce, který cestoval přes horní brána, se stěhoval do skryté košíku a způsobuje dveře otevřené, každý odhalující manekýn, každou hodinu. Bylo možné resetovat délku dne a noci, aby se zohlednily měnící se délky dne a noci po celý rok. Tyto hodiny také představoval počet automatů, včetně sokolů a hudebníků, kteří automaticky přehrávat hudbu, když se přestěhoval do páky ovládané skryté vačkové hřídele připojené k vodní kolo.,

v Evropě byly hodiny postavené Richardem z Wallingfordu v St Albans 1336 a Giovanni de Dondi v Padově od 1348 do 1364. Již neexistují, ale podrobné popisy jejich designu a konstrukce přežívají a byly provedeny moderní reprodukce. Oni ukazují, jak rychle teorii mechanické hodiny byly přeloženy do praktické stavby, a také to, že jedním z mnoha impulsů k jejich rozvoji byla touha astronomové zkoumat nebeské jevy.,

Wallingfordovy hodiny měly velký číselník typu astrolabe, ukazující slunce, věk měsíce, fázi a uzel, hvězdnou mapu a možná planety. Kromě toho měl kolo štěstí a ukazatel stavu přílivu na London Bridge. Zvony zazvonily každou hodinu, počet úderů udávajících čas. Dondi hodiny bylo sedm-oboustranný konstrukce, 1 metr vysoká, s ciferníky ukazující čas den, včetně minut, pohyby všech známých planet, automatický kalendář z pevné a pohyblivé svátky, a zatmění předpověď ruku rotující jednou za 18 let., Není známo, jak přesné nebo spolehlivé by byly tyto hodiny. Byly pravděpodobně upraveny ručně každý den, aby kompenzovaly chyby způsobené opotřebením a nepřesnou výrobou. Vodní hodiny se někdy používají i dnes a mohou být zkoumány na místech, jako jsou starobylé hrady a muzea. Hodiny katedrály v Salisbury, postavené v roce 1386, jsou považovány za nejstarší přežívající mechanické hodiny na světě, které udeří hodiny.,

Jaro-drivenEdit

• Příklady jaře řízené hodiny

• Matthew Norman kočár hodiny vinutí klíč

• Zdobené William Gilbert mantel hodiny

Hodináři vyvinuli své umění různými způsoby. Budování menších hodin bylo technickou výzvou, stejně jako zlepšení přesnosti a spolehlivosti., Hodiny by mohly být působivé exponáty prokázat kvalifikované řemeslo, nebo levnější, sériově vyráběné předměty pro domácí použití. Zejména únik byl důležitým faktorem ovlivňujícím přesnost hodin, bylo vyzkoušeno mnoho různých mechanismů.

Jarní řízené hodiny se objevil v průběhu 15. století, ačkoli oni jsou často mylně připsána na Norimberský hodinář Peter Henlein (nebo Henle, nebo Hele) kolem 1511. Nejstarší existující jarní řízené hodiny jsou komorní hodiny, které dal Phillip dobrý, vévoda z Burgundska, kolem roku 1430, nyní v Germanisches Nationalmuseum., Jarní energie představila hodináře s novým problémem: jak udržet pohyb hodin v chodu konstantní rychlostí, když jaro klesalo. To mělo za následek vynález stackfreed a fusee v 15. století, a mnoho dalších inovací, dolů k vynálezu moderního jde barel v roce 1760.

časné ciferníky neuváděly minuty a sekundy. Hodiny s číselníkem, což naznačuje, minut byl objasněn v roce 1475 rukopisu Paulus Almanus, a nějaké 15. hodiny v Německu uvedeno, minut a sekund.,Časný záznam vteřinové ručičky na hodinách pochází z roku 1560 na hodinách, které jsou nyní ve sbírce Fremersdorf.: 417-418

během 15. a 16. století, hodinářství vzkvétalo, zejména v kovoobráběcích městech Norimberk a Augsburg, a v Blois, Francie. Některé z více základních stolní hodiny mají jen jeden čas-udržet ruka, s volbou mezi hodinu markery je rozdělen na čtyři stejné části, takže hodiny čitelný na nejbližší 15 minut. Ostatní hodiny byly výstavy řemeslné a dovednosti, zahrnující astronomické ukazatele a hudební pohyby., Křížový útěk byl vynalezen v roce 1584 Jostem Bürgim, který také vyvinul remontoire. Bürgiho hodiny byly velkým zlepšením přesnosti, protože byly správné během minuty denně. Tyto hodiny pomohly astronomovi Tycho Brahe ze 16. století pozorovat astronomické události s mnohem větší přesností než dříve.,=“85300e34af“>

PendulumEdit

další vývoj v přesnosti došlo po roce 1656 s vynálezem kyvadlových hodin., Galileo měl nápad použít kyvné bob regulovat pohyb time-říkat zařízení dříve v 17. století. Christiaan Huygens, nicméně, je obvykle připočítán jako vynálezce. On odhodlán matematický vzorec, který souvisí délka kyvadla na čase (o 99.4 cm nebo 39.1 palce pro ten druhý pohyb) a měl první kyvadlo řízené hodiny vyrobené. První modelové hodiny byly postaveny v roce 1657 v Haagu, ale v Anglii byla myšlenka přijata., Longcase hodiny (také známý jako dědeček hodiny) byl vytvořen k domu kyvadlo a pracuje anglický hodinář William Clement V 1670 nebo 1671. To bylo také v této době, že hodiny případy začaly být vyrobeny ze dřeva a hodiny tváře využít smalt, stejně jako ručně malované keramiky.

V roce 1670, William Clement vytvořil ukotvení úniku, zlepšení oproti Huygens‘ crown úniku. Klement také představil závěsnou pružinu kyvadla v roce 1671., Soustředná minutová ruka byla přidána k hodinám Daniel Quare, Londýnský hodinář a další, a druhá ruka byla poprvé představena.

HairspringEdit

V roce 1675, Huygens a Robert Hooke vynalezl spirály bilance na jaře, nebo vlásek, navržen tak, aby ovládání oscilační rychlost vyvážení kola. Tento zásadní pokrok konečně umožnil přesné kapesní hodinky., Velký anglický hodinář Thomas Tompion, byl jedním z první používat tento mechanismus úspěšně v jeho kapesní hodinky, a on přijal minutu ruku, která po různých provedeních byly vyzkoušeny, se nakonec stabilizoval do dnešní konfiguraci. Stojan a hlemýžď stávkující mechanismus pro stávkující hodiny, byl představen v 17. století a měl odlišné výhody oproti mechanismu „countwheel“ (nebo „uzamykací deska“). Během 20. století došlo k běžné mylné představě, že Edward Barlow vynalezl rack a snail stávkující., Ve skutečnosti byl jeho vynález spojen s opakujícím se mechanismem používajícím stojan a hlemýžď. Opakující se hodiny, které zvoní počet hodin (nebo dokonce minut) na vyžádání byl vynalezen buď Quare nebo Barlow v roce 1676. George Graham vynalezl deadbeat escapement pro hodiny v roce 1720.

Marine chronometredit

hlavním podnětem ke zlepšení přesnosti a spolehlivosti hodin byla důležitost přesného udržování času pro navigaci., Poloha lodi na moři by mohla být stanovena s přiměřenou přesností, pokud by navigátor mohl odkazovat na hodiny, které ztratily nebo získaly méně než asi 10 sekund denně. Tyto hodiny nemohly obsahovat kyvadlo, které by bylo na houpací lodi prakticky zbytečné. V roce 1714 nabídla britská vláda velké finanční odměny v hodnotě 20 000 liber pro každého, kdo by mohl přesně určit délku. John Harrison, který zasvětil svůj život zlepšení přesnosti svých hodin, později obdržel značné částky podle zákona o zeměpisné délce.,

V roce 1735, Harrison postavil svůj první chronometr, který mu neustále zlepšila v průběhu příštích třicet let, než ji předloží k posouzení. Hodiny měl mnoho inovací, včetně využití ložisek pro snížení tření, vážený zůstatky k vyrovnání lodi, pitch a roll v moři a použití dvou různých kovů snížit problém expanze z tepla. Chronometr byl testován v roce 1761 Harrisonovým synem a do konce 10 týdnů byly hodiny omylem o méně než 5 sekund.,

Hmotnost productionEdit

Britové měli převládal v hodinky výrobě pro hodně z 17. a 18. století, ale zachovala systém výroby, která byla zaměřena na vysoce kvalitní produkty pro elitu. Ačkoli došlo k pokusu o modernizaci výroby hodin s technikami hromadné výroby a aplikací duplikačních nástrojů a strojů britskou hodinářskou společností v roce 1843, ve Spojených státech tento systém vzlétl., V roce 1816 Eli Terry a někteří další hodináři Connecticut vyvinuli způsob hromadného výroby hodin pomocí výměnných dílů. Aaron Lufkin Dennison začala továrna v roce 1851 v státě Massachusetts, který také používají zaměnitelné součástky, a tím 1861 byl běh úspěšného podniku začleněna jako Waltham Watch Company.,

Brzy electricEdit

V roce 1815, Francis Ronaldy zveřejnila první elektrické hodiny, poháněné suché hromadu baterie. Alexander Bain, skotský hodinář, patentoval elektrické hodiny v roce 1840. Hlavní pružina elektrických hodin je navinuta buď elektromotorem, nebo elektromagnetem a kotvou. V roce 1841 nejprve patentoval elektromagnetické kyvadlo., Do konce devatenáctého století, příchod baterie suchého článku dělal to možné použít elektrickou energii v hodinách. Hodiny poháněné pružinou nebo hmotností, které používají elektřinu, buď střídavý proud (AC) nebo stejnosměrný proud (DC), pro převíjení pružiny nebo zvýšení hmotnosti mechanických hodin, by byly klasifikovány jako elektromechanické hodiny. Tato klasifikace by se také vztahovala na hodiny, které používají elektrický impuls k pohonu kyvadla. V elektromechanických hodinách slouží elektřina bez funkce udržování času., Tyto typy hodin byly vyrobeny jako jednotlivé hodinky, ale častěji se používají v synchronizovaných časových instalacích ve školách, podniky, továrny, železnice a vládní zařízení jako hlavní hodiny a otrocké hodiny.

Kde STŘÍDAVÉ elektrické energie ze stabilní frekvence je k dispozici, časomíra může být udržována velmi spolehlivě pomocí synchronní motor, v podstatě počítání cyklů. Napájecí proud se v mnoha zemích střídá s přesnou frekvencí 50 hertzů a 60 hertzů v jiných., Zatímco frekvence se může mírně lišit v průběhu dne jako změny zatížení, generátory jsou navrženy tak, aby udržovat přesný počet cyklů za den, takže hodiny mohou být zlomek vteřiny pomalu nebo rychle v jakékoliv době, ale bude naprosto přesné po dlouhou dobu. Rotor motoru se otáčí rychlostí, která souvisí s frekvencí střídání. Vhodné ozubení převádí tuto rychlost otáčení na správné pro ruce analogových hodin., Čas se v těchto případech měří několika způsoby, například počítáním cyklů střídavého proudu, vibrací ladicí vidlice, chováním křemenných krystalů nebo kvantovými vibracemi atomů. Elektronické obvody rozdělují tyto vysokofrekvenční oscilace na pomalejší, které řídí zobrazení času.

QuartzEdit

piezoelektrické vlastnosti krystalického křemene byly objeveny Jacques a Pierre Curie v roce 1880. První krystalový oscilátor byl vynalezen v roce 1917 Alexandrem m. Nicholsonem, po kterém byl první křemenný krystalový oscilátor postaven Walterem G. Cadym v roce 1921. V roce 1927 byly první křemenné hodiny postaveny Warrenem Marrisonem a J.W. Hortonem v Bell Telephone Laboratories v Kanadě., Následující desetiletí viděla vývoj křemenných hodin jako zařízení pro přesné měření času v laboratorních nastaveních-objemná a jemná počítací elektronika, postavená s vakuovými trubkami, omezila jejich praktické použití jinde. Národní úřad pro normy (nyní NIST) založil časový standard Spojených států na křemenných hodinách od konce roku 1929 do šedesátých let, kdy se změnil na atomové hodiny. V roce 1969 Seiko vyrobila první křemenné náramkové hodinky na světě, Astron. Jejich vlastní přesnost a nízké výrobní náklady vedly k následnému šíření křemenných hodin a hodinek.,

AtomicEdit

v současné době jsou atomové hodiny nejpřesnějšími existujícími hodinami. Jsou podstatně přesnější než křemenné hodiny, protože mohou být přesné během několika sekund během bilionů let. Atomové hodiny poprvé teoretizoval Lord Kelvin v roce 1879. V roce 1930 vývoj magnetické rezonance vytvořil praktickou metodu pro to. Prototyp čpavkového Maseru byl postaven v roce 1949 u amerického Národního úřadu pro normy (NBS, nyní NIST). Ačkoli to bylo méně přesné než stávající křemenné hodiny, sloužilo k prokázání konceptu., První přesné atomové hodiny, standard cesia založený na určitém přechodu atomu cesia-133, postavil Louis Essen v roce 1955 v Národní fyzikální laboratoři ve Velké Británii. Kalibrace standardních atomových hodin cesia byla provedena použitím astronomické Časové stupnice efemeris time (ET). Od roku 2013 jsou nejstabilnějšími atomovými hodinami ytterbiové hodiny, které jsou stabilní v méně než dvou částech v 1 kvintillionu (2×10-18).