Ceas

SundialsEdit

poziția aparentă a Soarelui pe cer se mișcă de-a lungul fiecare zi, reflectând rotație a Pământului. Umbrele aruncate de obiecte staționare se mișcă corespunzător, astfel încât pozițiile lor pot fi folosite pentru a indica ora din zi., Un sundial arată timpul prin afișarea poziției unei umbre pe o suprafață plană (de obicei), care are marcaje care corespund orelor. Sundialele pot fi orizontale, verticale sau în alte orientări. Sundialele au fost utilizate pe scară largă în cele mai vechi timpuri. Cu cunoașterea latitudinii, un cadran solar bine construit poate măsura timpul solar local cu o precizie rezonabilă, într-un minut sau două. Cadranele solare au continuat să fie folosite pentru a monitoriza performanța ceasurilor până în anii 1830, cu utilizarea telegrafului și a trenului pentru a standardiza timpul și fusurile orare între orașe.,

Dispozitive care măsoară durata, timpul scurs și intervalsEdit

mai Multe dispozitive pot fi utilizate pentru a marca trecerea timpului, fără respect față de timpul de referință (timp de zi, ore, minute, etc.) și poate fi util pentru măsurarea duratei sau intervalelor. Exemple de astfel de durată cronometre sunt lumânare ceasuri, tămâie ceasuri și clepsidra., Atât ceasul lumânării, cât și ceasul tămâiei funcționează pe același principiu în care consumul de resurse este mai mult sau mai puțin constant, permițând estimări rezonabile precise și repetabile ale pasajelor de timp. În clepsidră, nisipul fin care se toarnă printr-o gaură minusculă la o rată constantă indică o trecere arbitrară, predeterminată a timpului. Resursa nu este consumată, ci reutilizată.,

Apa clocksEdit

Apa ceasuri, împreună cu cadrane solare, sunt probabil cele mai vechi dispozitive de măsurare a timpului, cu singurele excepții fiind zi de numărare răbojului. Având în vedere marea lor antichitate, unde și când au existat pentru prima dată nu este cunoscută și poate necunoscută. Ieșirea în formă de castron este cea mai simplă formă a unui ceas de apă și se știe că a existat în Babilon și în Egipt în jurul secolului al XVI-lea î.hr., Alte regiuni ale lumii, inclusiv India și China, au, de asemenea, dovezi timpurii ale ceasurilor de apă, dar cele mai vechi date sunt mai puțin sigure. Unii autori scriu însă despre ceasurile de apă care apar încă din 4000 î. HR. în aceste regiuni ale lumii.astronomul grec Andronicus din Cyrrhus a supravegheat construcția turnului vânturilor din Atena în secolul I î.HR. civilizațiile grecești și romane au avansat designul ceasului de apă cu o precizie îmbunătățită. Aceste progrese au fost transmise prin Bizanț și vremurile islamice, în cele din urmă făcându-și drumul înapoi în Europa., Independent, chinezii și-au dezvoltat propriile Ceasuri de apă avansate (水鐘) în 725 d.HR., trecând ideile lor în Coreea și Japonia.unele modele de ceasuri de apă au fost dezvoltate independent și unele cunoștințe au fost transferate prin răspândirea comerțului. Societățile Pre-moderne nu au aceleași cerințe precise de cronometrare care există în societățile industriale moderne, unde fiecare oră de muncă sau odihnă este monitorizată, iar munca poate începe sau termina în orice moment, indiferent de condițiile externe. În schimb, ceasurile de apă din societățile antice au fost folosite în principal din motive astrologice., Aceste ceasuri de apă timpurii au fost calibrate cu un cadran solar. În timp ce nu ajunge la nivelul de precizie de un ceas modern, ceasul de apă a fost mai precisă și frecvent utilizate de ceas, timp de milenii, până când a fost înlocuit de cel mai precis ceas cu pendul în Europa secolului 17.civilizația islamică este creditată cu avansarea în continuare a preciziei ceasurilor cu inginerie elaborată., În 797 (sau posibil 801), califul Abbasid din Bagdad, Harun al-Rashid, i-a prezentat lui Charlemagne un elefant asiatic pe nume Abul-Abbas împreună cu un „exemplu deosebit de elaborat” de ceas de apă. Papa Sylvester al II-lea a introdus Ceasuri în Europa de Nord și de Vest în jurul anului 1000 D.hr.

Mecanice apă clocksEdit

primul cunoscut orientate ceasul a fost inventat de marele matematician, fizician și inginer Arhimede în secolul 3 Î.hr., Arhimede și-a creat Ceasul Astronomic care era, de asemenea, un ceas cu cuc, cu păsări cântând și mișcându-se în fiecare oră. Este primul ceas de carillon în timp ce cântă muzică și simultan cu o persoană care clipește ochii surprinși de păsările cântând. Arhimede ceas funcționează cu un sistem de patru greutăți, contra greutăți, și siruri de caractere reglementate de un sistem de flotoare într-un recipient de apă cu sifoane care reglementează continuarea automată a ceasului., Principiile acestui tip de ceasuri sunt descrise de matematicianul și fizicianul Hero, care spune că unii dintre ei lucrează cu un lanț care transformă o unelte a mecanismului. Un alt ceas grecesc construit probabil pe vremea lui Alexandru a fost în Gaza, descris de Procopius. Ceasul din Gaza a fost probabil un Meteoroskopeion, adică o clădire care arată fenomenele cerești și timpul. Avea pointer pentru timp și unele automatizări similare cu ceasul Arhimede., Se deschideau câte 12 uși la fiecare oră cu Hercule care își făcea munca, Leul la ora unu etc., iar noaptea o lampă devine vizibilă la fiecare oră, cu 12 ferestre deschise pentru a arăta ora.

un Alt orientate ceasul a fost dezvoltat în secolul al 11-lea de Arabi inginer Ibn Khalaf al-Muradi în Islamic Iberia; era o apă ceas care a angajat un complex angrenaj de roți mecanism, inclusiv ambele segmente și epicyclic angrenaje, capabile să transmită cuplu mare. Ceasul a fost de neegalat în utilizarea sa de angrenaje complexe sofisticate, până la ceasurile mecanice de la mijlocul secolului al 14-lea., Ceasul lui Al-Muradi a folosit, de asemenea, utilizarea mercurului în legăturile sale hidraulice, care ar putea funcționa automate mecanice. Al-Muradi de lucru a fost cunoscut de oamenii de știință care lucrează sub Alfonso X al Castiliei, prin urmare, mecanismul poate fi jucat un rol în dezvoltarea politicii Europene de ceasuri mecanice. Alte ceasuri monumentale de apă construite de inginerii musulmani medievali au folosit, de asemenea, trenuri complexe și tablouri de automate. Inginerii arabi de la acea vreme au dezvoltat, de asemenea, un mecanism de evacuare condus de lichid pe care l-au folosit în unele dintre ceasurile lor de apă., Flotoarele grele au fost folosite ca greutăți și un sistem cu cap constant a fost folosit ca mecanism de evadare, care a fost prezent în comenzile hidraulice pe care le-au folosit pentru a face flotoarele grele să coboare într-un ritm lent și constant.

un ceas cu roți dințate alimentat cu apă a fost creat în China de Yi Xing și Liang Lingzan., Acest lucru nu este considerat un ceas mecanism de evadare, așa cum a fost unidirecțional, dinastia Song polymath și genius Su Song (1020-1101) a încorporat-o în inovația sa monumentală a ceasului astronomic-Turnul Kaifeng în 1088. Ceasul său astronomic și sfera armilară rotativă se bazau încă pe utilizarea apei curgătoare în timpul anotimpurilor de primăvară, vară, toamnă și a mercurului lichid în timpul temperaturii de îngheț a iernii (adică hidraulică)., Un ceas cu mercur, descris în Libros del saber, o lucrare Spaniolă din 1277 constând în traduceri și parafraze ale operelor arabe, este uneori citat ca dovadă a cunoașterii musulmane a unui ceas mecanic. Un ceas cu rotiță cu mercur a fost creat de Ibn Khalaf Al-Muradi.,

În al 13-lea, Al-Jazari, un inginer din Mesopotamia (a trăit 1136-1206), care a lucrat pentru Artuqid rege al Diyar-Bakr, Nasir al-Din, a făcut numeroase ceasuri de toate formele și mărimile. O carte despre munca sa a descris 50 de dispozitive mecanice în 6 categorii, inclusiv Ceasuri de apă. Cele mai reputate ceasuri au inclus Ceasuri de elefant, scrib și castel, toate acestea au fost reconstruite cu succes., Precum spune timp, aceste ceasuri au fost simboluri ale statutului, grandoare și bogăție a Urtuq de Stat.

complet mecanicedit

în Afară de Chinezi, cu ceasul astronomic, de Su Cântec în 1088 menționat mai sus, Musulmană contemporană astronomii au construit, de asemenea, o varietate extrem de precise ceasuri astronomice pentru utilizarea în moscheile lor și observatoare, cum ar fi cele pe bază de apă, cu ceasul astronomic, de Al-Jazari în 1206, și astrolabic ceas de Ibn al-Shatir în secolul al 14-lea., Cele mai sofisticate pontaj astrolabi au fost orientate astrolabul mecanisme proiectat de Abū Rayhān Bīrūnī în secolul al 11-lea și de către Muhammad ibn Abi Bakr în secolul al 13-lea. Aceste dispozitive au funcționat ca dispozitive de cronometrare și, de asemenea, ca calendare.un ceas astronomic sofisticat alimentat cu apă a fost construit de Al-Jazari în 1206. Acest ceas castel a fost un dispozitiv complex, care a fost de aproximativ 11 picioare (3.4 m) de mare, și a avut mai multe funcții alături de cronometrare., Acesta a inclus un ecran de zodiac și căile solare și lunare, și un pointer în formă de semilună care a călătorit în partea de sus a unui gateway, mutat de un cărucior ascuns și provocând ușile pentru a deschide, fiecare dezvăluind un manechin, în fiecare oră. A fost posibilă resetarea duratei zilei și a nopții pentru a ține cont de lungimile schimbătoare ale zilei și ale nopții pe tot parcursul anului. Acest ceas a prezentat, de asemenea, o serie de automate, inclusiv șoimi și muzicieni care au jucat automat muzică atunci când sunt deplasate de pârghii operate de un arbore cu came ascuns atașat la o roată de apă.,în Europa, ceasurile au fost construite de Richard de Wallingford în St Albans până în 1336 și de Giovanni de Dondi în Padova între 1348 și 1364. Ele nu mai există, dar descrieri detaliate ale designului și construcției lor supraviețuiesc și s-au făcut reproduceri moderne. Ele ilustrează cât de repede teoria ceasului mecanic a fost tradusă în construcții practice și, de asemenea, că unul dintre numeroasele impulsuri ale dezvoltării lor a fost dorința astronomilor de a investiga fenomenele celeste.,ceasul lui Wallingford avea un cadran mare de tip astrolab, care arăta soarele, vârsta, Faza și nodul lunii, o hartă a stelelor și, eventual, planetele. În plus, avea o roată de avere și un indicator al stării valului de la London Bridge. Clopotele au sunat în fiecare oră, numărul de lovituri indicând ora. Ceasul lui Dondi a fost o construcție cu șapte laturi, înălțime de 1 metru, cu cadrane care arată ora din zi, inclusiv minute, mișcările tuturor planetelor cunoscute, un calendar automat de sărbători fixe și mobile și o mână de predicție a eclipsei care se rotește o dată la 18 ani., Nu se știe cât de exacte sau fiabile ar fi fost aceste ceasuri. Probabil au fost ajustate manual în fiecare zi pentru a compensa erorile cauzate de uzură și fabricarea imprecisă. Ceasurile de apă sunt uneori folosite și astăzi și pot fi examinate în locuri precum castele antice și muzee. Ceasul Catedralei Salisbury, construit în 1386, este considerat cel mai vechi ceas mecanic supraviețuitor din lume care lovește orele.,

Primavara-drivenEdit

• Exemple de primăvară-condus ceasuri

• Matthew Norman transportul ceas cu lichidare cheie

• Decorat William Gilbert ceas mantel

Ceasornicari dezvoltat arta lor în diverse moduri. Construirea ceasurilor mai mici a fost o provocare tehnică, la fel ca îmbunătățirea preciziei și fiabilității., Ceasuri ar putea fi impresionante showpieces pentru a demonstra măiestrie calificat, sau mai puțin costisitoare, produse în masă elemente pentru uz casnic. Evadarea, în special, a fost un factor important care a afectat precizia ceasului, au fost încercate atât de multe mecanisme diferite.ceasurile cu arcuri au apărut în secolul al XV-lea, deși sunt adesea creditate în mod eronat ceasornicarului de la Nuremberg Peter Henlein (sau Henle, sau Hele) în jurul anului 1511. Cel mai vechi ceas de primăvară existent este ceasul de cameră dat lui Phillip cel Bun, Ducele de Burgundia, în jurul anului 1430, acum în Muzeul Național Germanisches., Spring power a prezentat ceasornicarilor o nouă problemă: cum să mențineți mișcarea ceasului la o rată constantă pe măsură ce arcul a coborât. Acest lucru a dus la inventarea stackfreed și fusee în secolul al 15-lea, și multe alte inovații, până la inventarea baril moderne merge în 1760.

cadranele de ceas timpurii nu au indicat minute și secunde. Un ceas cu un cadran care indică minute a fost ilustrat într-un 1475 manuscris de către Paulus Almanus, iar unele de-a 15-lea ceasuri din Germania a indicat minute și secunde.,O înregistrare timpurie a unei mâini secunde pe un ceas datează de la aproximativ 1560 pe un ceas acum în colecția Fremersdorf.:417-418

În secolele 15 și 16, clockmaking înflorit, în special în prelucrarea metalelor orașele Nürnberg și Augsburg, și în Blois, Franța. Unele dintre cele mai multe ceasuri de masă de bază au doar o singură mână de păstrare a timpului, cadranul dintre marcatorii de oră fiind împărțit în patru părți egale, făcând ceasurile să poată fi citite la cele mai apropiate minute 15. Alte ceasuri au fost expoziții de măiestrie și pricepere, încorporând indicatori astronomici și mișcări muzicale., Evadarea încrucișată a fost inventată în 1584 de Jost Bürgi, care a dezvoltat și remontoire. Ceasurile lui Bürgi au fost o mare îmbunătățire a preciziei, deoarece au fost corecte într-un minut pe zi. Aceste ceasuri l-au ajutat pe astronomul din secolul al XVI-lea, Tycho Brahe, să observe evenimentele astronomice cu o precizie mult mai mare decât înainte.,=”85300e34af”>

PendulumEdit

dezvoltarea viitoare a preciziei, a avut loc după anul 1656 cu inventarea ceasului cu pendul., Galileo a avut ideea de a folosi un bob swinging pentru a regla mișcarea unui dispozitiv de timp spune mai devreme în secolul al 17-lea. Christiaan Huygens, cu toate acestea, este de obicei creditat ca inventator. El a determinat formula matematică care a legat lungimea pendulului de timp (aproximativ 99,4 cm sau 39,1 inci pentru a doua mișcare) și a făcut primul ceas condus de pendul. Primul ceas model a fost construit în 1657 la Haga, dar în Anglia ideea a fost preluată., Ceasul longcase (cunoscut și sub numele de ceasul bunicului) a fost creat pentru a găzdui pendulul și funcționează de ceasornicarul englez William Clement în 1670 sau 1671. De asemenea, în acest moment au început să fie făcute cutii de ceas din lemn și fețe de ceas pentru a utiliza smalț, precum și ceramică pictată manual.în 1670, William Clement a creat evadarea ancorei, o îmbunătățire față de evadarea coroanei lui Huygens. Clement a introdus, de asemenea, arcul de suspensie pendul în 1671., Mâna concentrică a minutelor a fost adăugată la ceas de Daniel Quare, un ceasornicar din Londra și alții, iar mâna a doua a fost introdusă pentru prima dată.

HairspringEdit

în 1675, Huygens și Robert Hooke au inventat spiral balance spring, sau hairspring, conceput pentru a controla viteza oscilantă a roții de echilibru. Acest avans crucial făcut în cele din urmă Ceasuri de buzunar exacte posibil., Marele ceasornicar englez, Thomas Tompion, a fost unul dintre primii care a folosit acest mecanism cu succes în ceasurile sale de buzunar și a adoptat mâna de minute care, după ce au fost încercate o varietate de modele, s-a stabilizat în cele din urmă în configurația modernă. Cremalieră și melc mecanism izbitoare pentru ceasuri izbitoare, a fost introdus în timpul secolului al 17-lea și a avut avantaje distincte față de mecanismul „countwheel” (sau „placa de blocare”). În timpul secolului 20 a existat o concepție greșită comună că Edward Barlow a inventat rack și melc izbitoare., De fapt, invenția sa a fost legată de un mecanism repetat care folosea cremaliera și melcul. Ceasul repetitiv, care indică numărul de ore (sau chiar minute) la cerere, a fost inventat fie de Quare, fie de Barlow în 1676. George Graham a inventat evadarea frântă pentru ceasuri în 1720.un stimul major pentru îmbunătățirea preciziei și fiabilității ceasurilor a fost importanța păstrării precise a timpului pentru navigație., Poziția unei nave pe mare ar putea fi determinată cu o precizie rezonabilă dacă un navigator s-ar putea referi la un ceas care a pierdut sau a câștigat mai puțin de aproximativ 10 secunde pe zi. Acest ceas nu putea conține un pendul, care ar fi practic inutil pe o navă balansoar. În 1714, guvernul britanic a oferit recompense financiare mari în valoare de 20.000 de lire sterline pentru oricine putea determina cu exactitate longitudinea. John Harrison, care și-a dedicat viața îmbunătățirii preciziei ceasurilor sale, a primit ulterior sume considerabile în conformitate cu Legea longitudinii.,în 1735, Harrison a construit primul său cronometru, pe care l-a îmbunătățit constant în următorii treizeci de ani înainte de a-l supune examinării. Ceasul a avut multe inovații, inclusiv utilizarea rulmenților pentru a reduce frecarea, soldurile ponderate pentru a compensa pasul și rola navei în mare și utilizarea a două metale diferite pentru a reduce problema expansiunii din căldură. Cronometrul a fost testat în 1761 de fiul lui Harrison și până la sfârșitul a 10 săptămâni ceasul a fost în eroare cu mai puțin de 5 secunde.,

Masa productionEdit

Britanicii au predominat în ceas fabricarea de mult din secolele 17 și 18, dar a menținut un sistem de producție care s-a orientat spre produse de inalta calitate pentru elite. Deși a existat o încercare de a moderniza fabricarea ceasurilor cu tehnici de producție în masă și aplicarea instrumentelor și mașinilor de duplicare de către British Watch Company în 1843, în Statele Unite acest sistem a decolat., În 1816, Eli Terry și alți ceasornicari din Connecticut au dezvoltat o modalitate de a produce ceasuri în masă folosind piese interschimbabile. Aaron Lufkin Dennison a început o fabrică în 1851 în Massachusetts care folosea și piese interschimbabile, iar în 1861 conducea o întreprindere de succes încorporată ca Waltham Watch Company.,

Devreme electricEdit

În 1815, Francis Ronalds a publicat primul ceas electric alimentat de uscat gramada de baterii. Alexander Bain, Ceasornicarul scoțian, a brevetat Ceasul electric în 1840. Sursa principală a ceasului electric este înfășurată fie cu un motor electric, fie cu un electromagnet și armătură. În 1841, a brevetat pentru prima dată pendulul electromagnetic., Până la sfârșitul secolului al XIX-lea, apariția bateriei cu celule uscate a făcut posibilă utilizarea energiei electrice în ceasuri. Primăvară sau greutate condus ceasuri care utilizează energie electrică, fie curent alternativ (AC) sau curent continuu (DC), pentru a derula arcul sau ridica greutatea unui ceas mecanic ar fi clasificate ca un ceas electromecanice. Această clasificare s-ar aplica și ceasurilor care folosesc un impuls electric pentru a propulsa pendulul. În ceasuri electromecanice de energie electrică servește nici o funcție de timp păstrarea., Aceste tipuri de ceasuri au fost făcute ca Ceasuri individuale, dar mai frecvent utilizate în instalațiile de timp sincronizate în școli, întreprinderi, fabrici, căi ferate și facilități guvernamentale ca un ceas de master și Ceasuri slave.în cazul în care este disponibilă o sursă electrică de curent alternativ cu frecvență stabilă, cronometrarea poate fi menținută foarte fiabil folosind un motor sincron, numărând în esență ciclurile. Curentul de alimentare alternează cu o frecvență exactă de 50 hertz în multe țări și 60 hertz în altele., În timp ce frecvența poate varia ușor în timpul zilei pe măsură ce sarcina se schimbă, generatoarele sunt proiectate pentru a menține un număr exact de cicluri pe parcursul unei zile, astfel încât ceasul poate fi o fracțiune de secundă lent sau rapid în orice moment, dar va fi perfect precis pe o perioadă lungă de timp. Rotorul motorului se rotește la o viteză care este legată de frecvența de alternare. Angrenajul adecvat convertește această viteză de rotație la cele corecte pentru mâinile ceasului analogic., Timpul în aceste cazuri este măsurat în mai multe moduri, cum ar fi prin numărarea ciclurilor de alimentare cu curent alternativ, vibrația unei furci de tuning, comportamentul cristalelor de cuarț sau vibrațiile cuantice ale atomilor. Circuitele electronice împart aceste oscilații de înaltă frecvență la cele mai lente care conduc afișarea timpului.

QuartzEdit

proprietățile piezoelectrice ale cuarțului cristalin au fost descoperite de Jacques și Pierre Curie în 1880. Primul oscilator de cristal a fost inventat în 1917 de Alexander M. Nicholson după care, primul oscilator de cristal de cuarț a fost construit de Walter G. Cady în 1921. În 1927, primul ceas cu cuarț a fost construit de Warren Marrison și J. W. Horton la Bell Telephone Laboratories din Canada., Următoarele decenii au văzut dezvoltarea ceasurilor de cuarț ca dispozitive de măsurare a timpului de precizie în setările de laborator—electronica de numărare voluminoasă și delicată, construită cu tuburi vidate, și-a limitat utilizarea practică în altă parte. Biroul Național de standarde (acum NIST) a bazat standardul de timp al Statelor Unite pe Ceasuri de cuarț de la sfârșitul anilor 1929 până în anii 1960, când a trecut la ceasuri atomice. În 1969, Seiko a produs primul ceas de mână din cuarț din lume, Astron. Precizia lor inerentă și costul scăzut al producției au dus la proliferarea ulterioară a ceasurilor și ceasurilor cu cuarț.,în prezent, ceasurile atomice sunt cele mai exacte ceasuri existente. Ele sunt considerabil mai precise decât ceasurile de cuarț, deoarece pot fi exacte în câteva secunde peste trilioane de ani. Ceasurile atomice au fost teoretizate pentru prima dată de Lord Kelvin în 1879. În anii 1930, dezvoltarea rezonanței magnetice a creat o metodă practică pentru a face acest lucru. Un prototip amoniac maser dispozitiv a fost construit în 1949 la U. S. National Bureau of Standards (BNS, acum NIST). Deși era mai puțin precis decât ceasurile de cuarț existente, a servit pentru a demonstra conceptul., Primul ceas atomic precis, un standard de cesiu bazat pe o anumită tranziție a atomului de cesiu-133, a fost construit de Louis Essen în 1955 la Laboratorul Național de Fizică din Marea Britanie. Calibrarea ceasului atomic standard de cesiu a fost efectuată prin utilizarea scalei astronomice de timp ephemeris time (ET). Începând cu 2013, cele mai stabile ceasuri atomice sunt ceasurile ytterbium, care sunt stabile la mai puțin de două părți în 1 quintillion (2×10-18).