Все про возникновение солнечных часов
Содержание:
Изобретение водяных часов
Точно нельзя сказать, когда были изобретены водяные часы (первое название клепсидра), так как они наряду с солнечными часами являются одними из самых древних изобретений человека. Достоверно можно говорить о том, что древним вавилонянам и древним египтянам водяные часы были знакомы. Ориентировочно дату изобретения часов считают 1600 — 1400 год до нашей эры, но некоторые исследователи утверждают, что первые часы были известны в Китае в 4000 г. до н.э.
Древнеперсидские водяные часы
Водяные часы были известны в Персии, в Египте, в Вавилоне, в Индии, в Китае в Греции, в Риме, а в средние века дошли до исламского мира и Кореи.
Греки и римляне любили водяные часы, поэтому сделали немало для их усовершенствования. Они разработали новый дизайн водяных часов, увеличив тем самым точность измерения времени. Позднее улучшения происходили в Византии, Сирии и Месопотамии, где всё более новые точные версии водяных часов дополнялись сложными сегментарными и планетарными передачами, водяными колёсами и даже программируемостью. Интересно, что китайцы разработали свои собственные продвинутые водяные часы, которые включали механизм спуска и водяное колесо. Идеи китайцев перешли в Корею и Японию.
Древнегреческие водяные часы «клепсидра». Они выглядели как сосуд с отверстием внизу, через которое вытекала вода. Время с помощью этих часов определялось по количеству вытекшей воды. Нумерация соответствует 12-ти часам.
Интересно также взглянуть на средневековые часы «Слон» изобретателя Аль-Джазари, который был мусульманским инженером и изобретателем различного вида часов. Он соорудил интересные по своему дизайну и символизму часы. Когда он закончил свою работу, то описал её так:
Схема часов «Слон»
Реконструкция часов «Слон»
Часы из передачи «Форд Боярд»
Ранние водяные часы калибровались при помощи солнечных часов. Хотя водяные часы никогда не достигли современного уровня точности, но для своего времени они оставались самым точным и часто используемым часовым механизмом на протяжении тысячелетий, пока их не сменили в Европе более точные часы с маятниковым механизмом.
Главным недостатком водяных часов является сама жидкость, которая может конденсироваться, испаряться или замерзать. Поэтому их достаточно быстро вытеснили песочные часы.
Современные водяные часы
Сегодня существует только несколько современных водяных часов. В 1979 году французский учёный Бернард Гиттон начал создавать свои часы с временным потоком, которые представляют собой современный подход при конструировании древних механизмов. Конструкция Гиттона основана на гравитации. Несколько сифонов питаются по тому же принципу, что и пифагорейская чаша (специальный сосуд, придуманный Пифагором, который изливает лишнюю воду из сосуда).
Например, после того, как достигнут уровень воды в трубках с отображением минут или часов, переливной трубопровод начинает действовать как сифон и, таким образом, опустошает индикаторную трубку. Фактическое удержание времени выполняется калиброванным маятником, который питается потоком воды, поступающим из резервуара часов. Существуют и другие современные конструкции водяных часов, в том числе водяные часы Королевского ущелья в штате Колорадо, в торговом центре Woodgrove Mall в Нанаймо в Британской Колумбии, а также водяные часы Hornsby в Сиднее, Австралия.
Десятичное время
В 1754 году французский математик Жан ле Ронд д’Аламбер предложил делить все единицы времени на десять. Он говорил: «Было бы предпочтительнее, чтобы все деления, например ливр, су, туаз, день, час и тому подобное делились на десятки. Такое деление привело бы к гораздо более простым и удобным вычислениям и было бы желательнее произвольного деления ливра на двадцать су, су на двенадцать денье, дня на двадцать четыре часа, часа на шестьдесят минут и так далее».
Было бы удобнее использовать привычную десятичную систему.
В 1788 году французский адвокат Клод Бонифас Коллиньон предложил разделить день на 10 часов, каждый час на 100 минут, каждую минуту на 1000 секунд и каждую секунду на 1000 уровней. Он также предложил неделю из 10 дней и разделение года на 10 «солнечных месяцев».
Немного видоизменив это предложение, французский парламент постановил, что период «с полуночи до полуночи делится на десять частей, каждая — на десять других и так далее до наименьшей измеримой части продолжительности».
Десятичные часы.
Система официально вступила в силу 24 ноября 1793 года. Полночь начиналась в ноль часов (или 10 часов), а полдень наступал в 5 часов. Таким образом, каждый метрический час превратился в 2,4 условных часа. Каждая метрическая минута стала эквивалентна 1,44 условной минуты, а каждая метрическая секунда стала 0,864 условной секунды. Расчёты стали проще. Время можно было записать дробно, например, 6 часов 42 минуты превратились в 6,42 часа, и оба значения означали одно и то же.
Чтобы помочь людям перейти на новый формат времени, производители часов начали производить часы с циферблатами, показывающими как десятичное, так и старое время. Но люди так и не перешли на новое время. Напротив, десятичное время оказалось настолько непопулярным, что было отменено через 17 месяцев после его введения.
Часы времён Французской революции.
Десятичное время было призвано не только сделать более удобным его исчисление. Всё это являлось частью революции в общей системе расчётов. Также система породила республиканский календарь. В нём, помимо деления дня на 20 часов, было деление месяца на три декады по десять дней. В результате в году не доставало пяти дней. Их поместили в конец каждого года. Этот календарь тоже отменили в конце 1805 года. Проект был похоронен до того, как успел состояться.
Солнечные батареи для часов
Нет-нет, рассказ пойдет не о тех солнечных часах, что применялись еще в глубокой древности. Наш рассказ о вполне современных часах – электронных, получающих энергию от миниатюрной солнечной батареи, встроенной в корпус.
Вечные часы
Особенность таких часов в том, что они очень долговечны, поскольку нет в ходе их эксплуатации никаких механических действий по замене источника питания.
Как правило, электронные часы с обычной батарейкой внутри, выходят из строя при попытках применить более доступные источники питания
При этом владелец часов зачастую обращает внимание лишь на размеры самой батарейки, а не на ее емкость и напряжение
Но даже в случае, если батарейка «подошла» по размеру, есть риск неправильной ее установки. Итог при этом плачевный – часы выходят из строя.
Сейчас выпуском наручных часов с солнечной батарейкой занимаются фирмы (называю в порядке популярности): Casio, Sanyo, Citizen, Seiko, Orient, Pulsar, Timex, Swatch.
В чем же преимущества электронных часов на солнечной батареи по сравнению с обычными? Прежде всего, в том, что не требуется механическое воздействие на них со стороны владельца – отвинчивание задней крышки для смены батарейки. Операция, вроде бы, очень простая.
При самостоятельной же смене батарейки довольно часто рвется уплотнительная резинка и часы перестают быть водонепроницаемыми. Последствия этого предсказуемы.
Принцип действия часов на солнечной батареи
Солнечная батарея в часах может быть разной по «оформлению». Обычно это небольшая, слегка выпуклая линза на корпусе. Или же под стеклом находится маленькое еще окошко, стилизованное под какой-либо дизайнерский знак.
- Работают часы по следующему принципу: свет (не обязательно солнечный – любой) попадает на фотоэлемент-панельку, преобразуется в электричество, которое «отправляется» в миниатюрный аккумулятор.
- Хотя его называют «батарейкой», на самом деле это – непрерывно подзаряжаемый аккумулятор.
- Электронная «начинка» часов чрезвычайно экономно использует аккумулятор. Емкости полностью заряженного аккумулятора часам хватает на полгода работы в полной темноте.
- При этом владелец не только видит показываемое время, но и может регулярно подсвечивать табло при необходимости. Полная зарядка достигается, если положить часы на подоконник в солнечный день на три часа.
Разумеется, процесс может быть прерван в любой момент. Фантастика, но даже минутная зарядка обеспечивает часам нормальную работу на сутки!
Условия работы солнечной батареи в часах
Но вообще-то нет никакой необходимости в специальной подзарядке часов. Дело в том, что они заряжаются даже в ситуации, когда на корпус падает любой свет – например, от электрической лампочки, монитора компьютера или экрана телевизора.
Яркий солнечный свет часам не нужен. Хотя, конечно, при таком свете подзарядка аккумулятора станет идти быстрее. Но не будем забывать о том, что подзарядка идет автоматически при любом попадании света на фотоэлемент.
Даже от свечи или горящей спички!
К сожалению, стоимость солнечных часов пока довольно приличная. Речь, конечно, о оригинальных таких часах, а не о китайских подделках под них, в которых нет дорогого фотоэлемента, хотя он и имитируется на корпусе.
Но «лишнюю» точку или букву очень трудно бывает увидеть из-за крайне мелкого шрифта. Так что будьте внимательными при покупке.
Изобретение часов с маятником
До 17 века точность механических часов была не очень хорошей, кроме того, они имели, как правило, лишь часовую стрелку. Однако потребность в точном измерении времени, в т. ч. небольших промежутков, становилась всё больше. Точное время требовалось не только для повседневных нужд. Развивалась наука, в частности механика, описывающая движение тел. Но в уравнениях механики присутствовало время, и для точного расчёта движения его нужно было точно измерить. Врачам нужно было измерять частоту сердцебиения, чтобы оценить состояние больного. А мореплавателям нужны были точные часы, чтобы правильно определять географическую долготу (а следовательно, своё положение на земном шаре).
К 17 в. некоторые люди догадались использовать для определения промежутков времени колебания маятника. Одним из таких людей был известный учёный, один из основоположников механики Галилео Галилей. Он заметил, что период колебаний маятника почти не зависит ни от амплитуды (т. е. размаха колебаний), ни от веса груза, ни от материала, из которого сделан маятник. А зависит он лишь от его длины. Таким образом, наблюдая за колебаниями маятника и подсчитывая их, можно достаточно точно отмерять промежутки времени. Но, конечно, постоянно подсчитывать колебания было неудобно, нужно было приспособить маятник к механизму часов. Галилей попытался решить эту задачу, но так и не успел создать часы с маятником, т. к. к старости у него значительно ухудшилось зрение.
Христиан Гюйгенс
В результате часы с маятником изобрёл другой выдающийся физик Христиан Гюйгенс, который пришёл к этой идее независимо от Галилея. В 1656 г. Гюйгенс придумал конструкцию маятниковых часов, а в 1657 г. получил на них патент. Вскоре изобретатель выпустил книгу с описанием конструкции изобретённым им часов, и часы с маятником прочно заняли место главного прибора для измерения времени на несколько веков. Изобретение Гюйгенса оставалось самым существенным усовершенствованием в конструкции часов вплоть до 20 века.
Часы конструкции Гюйгенса
Часы Гюйгенса очень сильно повысили точность измерения времени, теперь погрешность хода за сутки составляла не десятки минут, а всего 5-10 секунд. Впоследствии сам Гюйгенс и другие изобретатели внесли разные усовершенствования в конструкцию маятниковых часов.
В 1671 г. англичанин Уильям Клемент изготовил маятниковые часы с анкерным механизмом вместо шпиндельного, более подходящий для того, чтобы маятник раскачивался с небольшой амплитудой.
Кроме того, ещё на несколько десятилетий растянулась история создания морского хронометра — корабельных часов, достаточно точных для того, чтобы правильно определять долготу в длительном плавании
Задача создания морского хронометра была настолько важной, что в 1714 г. английский парламент создал специальную комиссию для её решения, а изобретателю, который создаст точный хронометр, была обещана огромная по тем временам награда в 20 тыс. фунтов стерлингов
Задачу в итоге решил английский часовщик Джон Гаррисон. Он взялся за создание хронометра в 1730 г., первый вариант представил в 1736 г., а четвёртый, точность которого, наконец, соответствовала требованиям, изготовил лишь в 1761 г. За время 61-дневного плавания этот хронометр отстал всего лишь на 9 секунд. Но из-за придирок комиссии свой приз престарелый Гаррисон окончательно получил только в 1772 году!
Морской хронометр Гаррисона — финальный вариант
В 19м веке значительный вклад в развитии часовой индустрии внесли швейцарские часовщики. Им не только удалось сделать свои часы очень точными, мало зависящими от колебаний температуры, влажности и других параметров, но и наладить их серийное производство.
В 20 веке были придуманы дополнительные способы повысить точность маятниковых часов. В 1921 г. Английский инженер Шорт сконструировал часы с маятником, погрешность хода которых составляла 0,01 с. за сутки. А самые точные маятниковые часы на сегодняшний день были созданы в 1954 г. советским изобретателем Ф. М, Федченко, их погрешность составляла всего 0,0003 с за сутки.
История возникновения часов
Сложно представить современного человека, в особенности живущего в большом городе, без этого инструмента для измерения времени. Часы дают человеку временной ориентир, связывающий его с другими людьми и подстраивающий его под окружающую действительность.
Первые приборы для слежения за временем в большинстве своем ориентировались на солнце и целиком от него зависели. По этой простой причине данные механизмы теряли свою полезность во время пасмурной и дождливой погоды, а заодно и ночью. Изобрели такой способ времяисчисления в Древнем Египте, а также он использовался в Индии и Тибете. Греки же первыми придумали разделить год на 12 частей, а месяц – на 30. Солнечные часы начали использовать приблизительно в 3500 году до нашей эры. Для того, чтобы определить, когда наступает астрономический полдень, использовали специальное устройство – гномон. Когда он отбрасывал наименьшую по длине тень, это и был полдень. Однако и этот способ был неидеален, так как требовалось менять положение гномона во время смены времен года, если он не был расположен параллельно земной оси. К тому же, такие часы не учитывали разницу в часовых поясах.
Начинаяс 1400 года до нашей эры и вплоть до 17 века человечество активно использовало для измерения времени водяные часы, называемые также «клепсидра». У представителей различных народов они имели несколько различное строение и принцип работы. Так, у египтян и греков время отсчитывалось по количеству капель воды, вытекающих из сосуда, а у китайцев и индусов, наоборот, по количеству капель воды, которые наполняли собой сосуд, плавающий в бассейне с водой. Именно благодаря водяным часам появилось крылатое выражение «Время истекло».
Родиной наручных часов по праву считается Швейцария, ведь житель именно этой западноевропейской страны – Джон Харвуд – впервые начал массово выпускать их. Произошло это в 1923 году. Вскоре после этого в 1927 году канадец Уоррен Марризон изобрел первые кварцевые модели наручных часов, которые отличаются особо высокой точностью. Примечательно, что впервые носить часы на запястье начали задолго до всех этих событий, во времена жизни Блеза Паскаля, который и стал делать это первым, прикрепляя часы к руке ниткой. Безусловно, всем многообразием современных моделей часов, а главное — их точностью и надежностью, человечество обязано каждому из этапов их развития и становления.
Видео по теме
Распечатать
История возникновения часов
СОЛНЕЧНЫЕ ЧАСЫ
Под измерением времени обычно понимают задачу счета одинаковых по длительности интервалов времени.
Чем точнее часы отсчитывают одинаковые интервалы, тем они лучше справляются со своей задачей.
Раньше вполне хватало точности огневых, водяных и песочных часов.
К XIV веку появились первые механические часы, которые с изобретением маятника достигли к
XVIII веку принципиально более высокой точности.
Это окончательно закрепило переход к колебательной хронометрии, к классическим часам типа тик-так.
В современных кварцевых часах маятником служит резонансная частота пьезоэлектрического кристала.
В атомных часах маятником служат атомы цезия,
а немыслимая раньше точность таких часов позволяет использовать
их синхронизированные сигналы для геопозиционирования с точностью до метра, но…
чтобы стать часами всем этим замечательным устройствам надо задать какое-то начальное значение.
И только солнечным часам этого не требуется, поскольку
именно они и задают начальное значение всем остальным часам!
Первые механические часы корректировались по Солнцу в полдень, как это изображено на старинной гравюре.
Сейчас сигналы точного времени передаются по радио и в Интернете,
но в обсерватории Гринвича по-прежнему отслеживается прохождение Солнца через нулевой мередиан и наш календарь синхронизуется с реальным вращением Земли в пределах секундной погрешности.
Солнечные часы следует воспринимать, как древнейший в мире астрономический инструмент,
который нисколько не утратил своего значения.
Среди огромного количества хронометров солнечные часы обладают уникальным свойством:
они показывают неравномерное местное солнечное время, которое еще называют истинным.
Общим принципом работы всех солнечных часов является измерение высоты Солнца и его азимута (направления
относительно юга)
по длине и положению тени от указателя, который по-гречески называется гномон.
А показание времени — это всего лишь одно из практических применений гномона.
Наука о расчете солнечных часов и их конструировании
называется гномоникой.
Точность атомных часов давно превышает точность григорианского календаря.
Поэтому понятие GMT (среднее время по Гринвичу), которое привязано к реальному Солнцу, заменяется на UTC (универсальное координированное время),
которое привязано к точным часам и регулярно корректируется.
Пока разница между ними поддерживается меньше секунды, но дьявол кроется в деталях…
Кстати, все наши электронные устройства уже давно живут по своему виртуальному календарю,
в котором считаются секунды, начиная с великой Unix-эпохи: 1970, 1 января, 00:00:00 (GMT).
В современной гномонике, принято классифицровать солнечные часы по расположению гномона и циферблата.
Вертикальный гномон идеально подходит для астрономических измерений азимута Солнца (углового отклонения от юга) и
высоты Солнца над горизонтом. Реже часы с таким расположением гномона используются для измерения часов в сутках.
Само вертикальное направление легко удерживать с помощью отвеса, что использовалось в древних навигационных приборах и позже в
конструкции секстанта.
Особняком стоят аналемматические солнечные часы, в которых сам наблюдатель располагается
в определенном месте и, являясь «вертикальным гномоном»,
отбрасывает тень в сторону часовой отметки. Такие часы становятся все более популярными, поскольку достаточно просты в расчете и изготовлении, безопасны и позновательны для детей.
Горизонтальный гномон, обращенный на юг и закрепленный на вертикальной стене-циферблате, позволяет измерять все то же, что и вертикальный, но при этом располагает тень удобнее для коллективного созерцания.
В некоторых моделях солнечных часов горизонтальный гномон делается поворотным.
Если же основное назначение гномона — это определение времени, то его располагают параллельно оси вращения Земли. Такое положение называется полярным, поскольку гномон направляется на полюс небесной сферы,
который в северном полушарии расположен около Полярной звезды.
Вокруг полярного гномона Солнце будет вращаться со скоростью 15° в час.
Циферблат может располагаться произвольным образом: вертикально, горизонтально, наклонно
и может иметь любую геометрию:
быть плоским, выпуклым, вогнутым или оборачиваться вокруг гномона.
Некоторые классические типы солнечных часов, расчет которых предельно прост приведены ниже.
Выберите тип часов, чтобы понять принцип
их работы, способ расчета часовых линий и особенности применения.
Подробнее о солнечных часах разного типа написано в разделе
.
Бонусы артефакта
Основной показатель артефакта ★★★
| Бонус к здоровью | Защита | Сила атаки | Мастерство стихий | Восст. энергии | |
| — Уровень 0 | 5.2% | 6.6% | 5.2% | 21 | 5.8% |
| — Уровень 1 | 6.7% | 8.4% | 6.7% | 27 | 7.5% |
| — Уровень 2 | 8.2% | 10.3% | 8.2% | 33 | 9.1% |
| — Уровень 3 | 9.7% | 12.1% | 9.7% | 39 | 10.8% |
| — Уровень 4 | 11.2% | 14% | 11.2% | 45 | 12.4% |
| — Уровень 5 | 12.7% | 15.8% | 12.7% | 51 | 14.1% |
| — Уровень 6 | 14.2% | 17.7% | 14.2% | 57 | 15.7% |
| — Уровень 7 | 15.6% | 19.6% | 15.6% | 63 | 17.4% |
| — Уровень 8 | 17.1% | 21.4% | 17.1% | 69 | 19% |
| — Уровень 9 | 18.6% | 23.3% | 18.6% | 75 | 20.7% |
| — Уровень 10 | 20.1% | 25.1% | 20.1% | 80 | 22.3% |
| — Уровень 11 | 21.6% | 27% | 21.6% | 86 | 24% |
| — Уровень 12 | 23.1% | 28.8% | 23.1% | 92 | 25.6% |
Характеристики артефакта★★★
| Уровень 1 | Уровень 2 | Уровень 3 | Уровень 4 | |
| Бонус к здоровью | 100 | 115 | 129 | 143 |
| Защита | 8 | 9 | 10 | 11 |
| Сила атаки | 7 | 7 | 8 | 9 |
| Бонус к здоровью | 2.5% | 2.8% | 3.2% | 3.5% |
| Защита | 3.1% | 3.5% | 3.9% | 4.4% |
| Сила атаки | 2.5% | 2.8% | 3.2% | 3.5% |
| Мастерство стихий | 10 | 11 | 13 | 14 |
| Восст. энергии | 2.7% | 3.1% | 3.5% | 3.9% |
| Шанс крит. попадания | 1.6% | 1.9% | 2.1% | 2.3% |
| Крит. урон | 3.3% | 3.7% | 4.2% | 4.7% |
Основной показатель артефакта ★★★★
| Бонус к здоровью | Защита | Сила атаки | Мастерство стихий | Восст. энергии | |
| — Уровень 0 | 6.3% | 7.9% | 6.3% | 25 | 7% |
| — Уровень 1 | 8.1% | 10.1% | 8.1% | 32 | 9% |
| — Уровень 2 | 9.9% | 12.3% | 9.9% | 39 | 11% |
| — Уровень 3 | 11.6% | 14.6% | 11.6% | 47 | 12.9% |
| — Уровень 4 | 13.4% | 16.8% | 13.4% | 54 | 14.9% |
| — Уровень 5 | 15.2% | 19% | 15.2% | 61 | 16.9% |
| — Уровень 6 | 17% | 21.2% | 17% | 68 | 18.9% |
| — Уровень 7 | 18.8% | 23.5% | 18.8% | 75 | 20.9% |
| — Уровень 8 | 20.6% | 25.7% | 20.6% | 82 | 22.8% |
| — Уровень 9 | 22.3% | 27.9% | 22.3% | 89 | 24.8% |
| — Уровень 10 | 24.1% | 30.2% | 24.1% | 97 | 26.8% |
| — Уровень 11 | 25.9% | 32.4% | 25.9% | 104 | 28.8% |
| — Уровень 12 | 27.7% | 34.6% | 27.7% | 111 | 30.8% |
| — Уровень 13 | 29.5% | 36.8% | 29.5% | 118 | 32.8% |
| — Уровень 14 | 31.3% | 39.1% | 31.3% | 125 | 34.7% |
| — Уровень 15 | 33% | 41.3% | 33% | 132 | 36.7% |
| — Уровень 16 | 34.8% | 43.5% | 34.8% | 139 | 38.7% |
Характеристики артефакта ★★★★
| Уровень 1 | Уровень 2 | Уровень 3 | Уровень 4 | |
| Бонус к здоровью | 167 | 191 | 215 | 239 |
| Защита | 13 | 15 | 17 | 19 |
| Сила атаки | 11 | 12 | 14 | 16 |
| Бонус к здоровью | 3.3% | 3.7% | 4.2% | 4.7% |
| Защита | 4.1% | 4.7% | 5.3% | 5.8% |
| Сила атаки | 3.3% | 3.7% | 4.2% | 4.7% |
| Мастерство стихий | 13 | 15 | 17 | 19 |
| Восст. энергии | 3.6% | 4.1% | 4.7% | 5.2% |
| Шанс крит. попадания | 2.2% | 2.5% | 2.8% | 3.1% |
| Крит. урон | 4.4% | 5% | 5.6% | 6.2% |
Вертикальные часы
Их обычно размещают на любой вертикальной стене. Кадран в данном случае направлен точно на юг: либо под перпендикуляром к полуденной линии, либо под острым углом к ней.
Гномон нужно закрепить повыше центра кадрана. Он должен отклоняться на угол, равный 90° минус градус северной широты вашего места жительства. Часовые отметки на кадране тоже определяются через равные промежутки в 15°.
Нередко домашние умельцы отдают предпочтение смешанному типу солнечных хронометров. То есть на 1/2 угла наклоняют и кадран, и гномон. Хронометры такого устройства смотрятся более эффектно.
Солнечные часы любого типа работают, разумеется, только в дневное время и лишь тогда, когда на небе сияет небесное светило, поэтому нет смысла наносить на кадран «ночные» часы. Также следует иметь в виду, что не нужно укреплять часы слишком жестко, иначе нельзя будет корректировать их работу. Ведь из-за колеблющейся длительности светового дня весной часы будут немного спешить, а осенью отставать.
Сохраните ссылку чтобы не потерять, она Вам понадобиться:
Часы – скафис.
По рассказу Витрувия, вавилонский астроном Берос, поселившийся в VI в. до н. э. на острове Косе, познакомил греков с вавилонскими солнечными часами, имевшими форму сферической чаши — так называемым скафисом. Эти солнечные часы были усовершенствованы Анаксимандром и Анаксименом. В середине XVIII столетия при раскопках в Италии нашли именно такой инструмент, какой описан у Витрувия. Древние греки и римляне, как и египтяне, делили промежуток времени от восхода до заката Солнца на 12 часов, и поэтому их час (как мера времени) был различной длины в зависимости от времени года. Поверхность выемки в солнечных часах и «часовые» линии на них подбирались так, чтобы конец тени прута указывал час. Угол, под которым срезана верхняя часть камня, зависит от широты места, для которого изготовлены часы. Последующие геометры и астрономы (Евдокс, Аполлоний, Аристарх) придумывали разнообразные формы солнечных часов. Сохранились описания таких инструментов, носивших самые странные названия сообразно их виду. Иногда гномон, отбрасывающий тень, располагался параллельно оси земли.
III. Солнечные часы в школьном дворе
После того как я нашла солнечные часы в Москве, изучила устройство солнечных часов и их виды, я решила сделать свои солнечные часы во дворе школы. Одни солнечные часы в нашем школьном дворе я решила сделать горизонтальными. Как мы знаем, одной из частей таких часов служит гномон, который устанавливается в центре под углом, равным широте местности. Для Москвы этот угол составляет 56. Но если посреди школьного двора установить штырь, маленькие дети могут забегаться и напороться на него. То есть установка такого оборудования была бы не безопасна для школьников. Поэтому я решила сделать съемный гномон. То есть укрепить его на доске, он постоянно будет храниться в кабинете учителя, а при необходимость под руководством учителя его можно установить и проверять время. Но тогда, просто гуляя во дворе дети без гномона не смогут определить время. То есть нужны еще одни солнечные часы, где в роли гномона выступает сам человек. Как мы знаем, это аналемматические часы.
Мои двушкальные часы.
Я придумала новый вид солнечных часов, которые еще нигде не встречала. Это двушкальные солнечные часы.
У нас в Москве с октября по апрель в основном стоит пасмурная погода, солнце выглядывает редко. А с ноября по март школьный двор покрыт снегом. Таким образом в эти месяцы использование солнечных часов неактуально. С другой стороны летом все дети разъезжаются на каникулы, в школьном дворе никто не гуляет. То есть и в летние месяцы солнечные часы не особенно нужны. А вот в теплые солнечные майские или сентябрьские дни школьники любят выбегать во двор на переменах, гулять там после уроков. Много времени на улице проводят и дети из группы продленного дня. В эти дни уроки физкультуры проходят на улице; некоторые учителя проводят практические работы на открытом воздухе. Именно в это время солнечные часы во дворе нашли бы свое применение. А так как у нас всего два месяца использования часов, то можно не менять площадку для размещения человека, решившего воспользоваться часами, а сделать две шкалы разного цвета: одну майскую и одну сентябрьскую со своими разметками. Эту идею мы и стали воплощать на нашем школьном дворе.
Этапы изготовления солнечных часов
- Итак, сначала мы долго присматривались к нашему школьному двору, выбирали место, хорошо освещенное солнцем в течение всего дня. Такое место нашлось возле здания начальной школы.
- В солнечный день, в середине мая, в субботу мы вышли на школьный двор. Мы начертили основу наших солнечных часов. Для этого мы взяли толстую нить, с одной стороны привязали к ней карандаш, с другой мел. После этого мы воткнули карандаш в землю и с помощью мела начертили 2 окружности.
3. После того как у нас получилось 2 окружности, мы закрасили пространство между ними белой краской. Это была майская шкала.
4. После того, как 2 окружности были закрашены, мы с помощью компаса отметили все стороны горизонта.
5. Затем мы установили гномон, так, чтобы его острие указывало на юг и в том месте поставили точку, чтобы было понятно, как ставить гномон. На двушкальных солнечных часах гномоном, как мы уже знаем, является человек, поэтому там мы нарисовали 2 ступни, на которые человеку надо встать, чтобы узнать время. И через каждые полчаса мы делали отметки.
6. После того, как Цифры были отмечены, мы решили украсить часы пиктограммами в соответствии с распорядком дня. Пиктограммы мы рисовали по трафаретам собственного изготовления, а за тем заливали их краской и баллончиков для граффити.
7. Таким образом, горизонтальные солнечные часы были готовы. А на двушкальных солнечных часах была готова 1-ая майская шкала. Доделать до конца двушкальные солнечные часы мы могли только в сентябре.
8. В середине сентября, в солнечный день мы доделали наши солнечные часы. Таким образом на наших двушкальных солнечных часах появилась сентябрьская шкала.
9. Что бы школьники понимали, как пользоваться моими солнечными часами, я сделала табличку с подробной инструкцией.
И нам было очень приятно видеть, что школьники подходят к часам, интересуются ими и определяют по ним время.
Игровое описание и история появления артефакта
|
Путешественник бросился преследовать судьбу и неумолимый ход времени. В бесконечном потоке времени виднелись ансамбль, который бросил вызов аристократии, и его кончина. В долгом путешествии отказать могут даже самые надёжные часы. Величественные хоромы аристократов и мятежный ансамбль без крова над головой — Безлунной ночью чёрные тени легли на измождённое лицо чужестранца. |
Изобретение механических часов
Самые первые механические часы появляются в Европе в 13 веке. О них сохранились лишь упоминания, и, к сожалению, имена изобретателей неизвестны. Появились самые первые часы в монастырях. Они ещё не имели циферблата, были довольно неточными, а сигналы времени передавали колокольным звоном. Например, одни из старейших в мире часов были установлены в 1288 г. в Вестминстерском аббатстве в Англии.
Массово башенные часы достаточно совершенной конструкции появляются в Италии в 14 веке. Такие часы имели циферблат с часовой стрелкой, а также оповещали о времени боем. Главным движителем механизма часов была тяжёлая гиря на длинном подвесе. Чтобы эта гиря опускалась постепенно, её движение передавалось на механизм часов через зубчатое колесо, которое тормозилось качающимся коромыслом. Выглядело это примерно так:
Такие часы также были не слишком точными (ошибка могла составлять полчаса-час за сутки), их нужно было несколько раз в день заводить, вручную подтягивая тяжёлую гирю. Однако башенные часы были очень сложными и дорогими, представляя собой вершину тогдашнего инженерного искусства. Такие часы были гордостью города, в котором их устанавливали, и мастера стремились всячески украсить часы и снабжали их всякими дополнительными элементами.
Например, одни из старейших сохранившихся до нашего времени башенных часов в Праге, построенные в 1410 г., украшены многочисленными фигурками ангелов и мифических животных, а также содержат календарь и показывают движение Луны и Солнца.
К концу 15 века появились более компактные часы, которые можно было разместить в доме. Важным нововведением, которое позволило уменьшить размер часов, стала пружина, которая заменила гирю на подвесе в качестве источника движущей силы для часового механизма. Наконец, в начале 16 века появились первые карманные часы. Изобретателем карманных часов считается мастер из немецкого города Нюрнберга Пётр Генлейн. Первые карманные часы были созданы им в 1505 г. Эти часы имели размер меньше 5 см. и были восприняты современниками как настоящее чудо.
Карманные часы конструкции Генлейна
