Измерение времени: как работают часы? | Colors.life
26

Измерение времени: как работают часы?

В начале 20 века Энштейн доказал, что люди существуют в четырехмерном комплексе пространство-время. Три знакомых измерения – это высота, длина и ширина, а четвёртое - стихия, за которую отвечает греческий бог Хронос. Чтобы его измерять изобретены приборы с разными принципами работы. Как работают часы?



Солнечные часы
Общеизвестно, что если поставить вертикальный столб под прямыми солнечными лучами, в полдень его тень будет направлена на север. В зависимости высоты солнца над горизонтом в течение дня тень будет изменять свою длину и перемещаться по кругу. Плоскость с часовыми делениями называют кадраном. Гномон – это пластинка или шест, отбрасывающий тень.

Если кадран параллелен небесному экватору, а его наклон к горизонту равен углу, соответствующему разнице 900 и данной географической широты в градусах, то речь идет об экваториальных солнечных часах. Столб в этом случае расположен перпендикулярно к циферблату.

Если кадран лежит на земле, а гномон – это треугольная пластина, одну из сторон которой наклонили к плоскости с цифрами на угол, что совпадает с географической широтой места установки прибора, то перед нами – горизонтальные часы.

Экваториальный вид часов был любим в провинциях Китайского государства и Японии, а горизонтальные ценили в Египетском царстве, Греции и Римской империи.

Механические часы

Этот вид часов работает за счет преобразования во вращение стрелок колебаний маятника или раскручивания заведенной накануне пружины. Первые такие часы создавались еще в 10 веке в Китае и в 11-12 на башнях дворцов и соборов средневековой Европы.

В зависимости от типа используемого источника энергии различают:

маятниковые часы – имели большие размеры, устанавливались в зданиях или на полу возле стен внутри помещений;

балансовые часы – отличались малым весом и большей точностью, используются в качестве навигационных, карманных и наручных хронометров.

Главными компонентами механических часов являются:

средство выработки энергии (поднятая гиря, заведенная пружина);

так называемый спусковой механизм (обеспечивает точность и непрерывность работы часов);

система, что обеспечивает колебания (сам маятник или в случае пружины – балансир – устройство, какое регулирует скорость её раскручивания)

приспособление для перевода большой и малой стрелок;

комплекс шестерен;

циферблат и 2-3 вида стрелок.

Часы с маятником часто украшали кукушкой или колокольчиками, что каждый час играли определенную музыку.

Электронные часы
Точная работа электронных часов возможна благодаря пьезоэлектрическому эффекту, что наблюдаются в кристаллах кварца. Это значит, что при подаче переменного тока на пластину, изготовленную из этого материала, она сгибается и начинает колебаться, вырабатывая электрические импульсы определенной частоты. Именно так устроены кварцевые генераторы. Но количество импульсов, что в секунду вырабатывает это устройство очень большое – 32768 Герц, что равно 2*1015 Герц.

Для того, чтобы добиться нужной частоты в 1 Герц (то есть 1 импульс тока за 1 секунду), используют так называемый делитель частоты, пропуская через него полученное электричество. Далее, сигнал подается на ту часть дисплея, где отображаются секунды и увеличивает указанную там цифру на единицу.

Чтобы изменялись минуты, импульсы от первого делителя передаются на второй, где их частота уменьшается еще в 60 раз. Для отображения часов, вставляют третий делитель, производящий с сигналом, выходящим со второго аналогичную операцию. Эти устройства обслуживают минутные и часовые дисплеи.

Если часы кварцевые со стрелками, то в них задействован только один делитель. Он раз в секунду посылает импульс в электродвигатель, оживляющий секундную стрелочку. Минутная и часовая стрелки движутся с помощью механических шестеренок.

Часы – одно из самых полезных изобретений, за всю историю человечества, что поражает своим совершенством и всегда будет использоваться во всех сферах жизни людей.


Вам будет интересно
Реклама
Комментарии (0)
Елена Давыдова
Елена Давыдова
Автор
322 дн. назад
/// Scroll to comments or other