Ensimmäinen ajan tiede on tähtitiede. Muinaisten observatorioiden havaintojen tuloksia käytettiin maataloudessa ja uskonnollisissa riiteissä. Käsityön kehittyessä tuli kuitenkin tarpeelliseksi mitata lyhyitä ajanjaksoja. Näin ihmiskunta tuli kellon keksimiseen. Prosessi oli pitkä ja täynnä parhaiden mielien kovaa työtä.
Kellojen historia ulottuu vuosisatojen taakse, se on ihmiskunnan vanhin keksintö. Maahan jumissa olevasta kepistä erittäin tarkkaan kronometriin – satojen sukupolvien matka. Jos laitamme ihmissivilisaation saavutukset paremmuusjärjestykseen, niin nimityksessä "suuret keksinnöt" kello on toisella sijalla pyörän jälkeen.
Oli aika, jolloin kalenteri riitti ihmisille. Mutta käsitöitä ilmestyi, teknisten prosessien kesto oli tarpeen vahvistaa. Se kesti tunteja, joiden tarkoituksena on mitata päivää lyhyempiä aikavälejä. Tätä varten ihminen on käyttänyt erilaisia fyysisiä prosesseja vuosisatojen ajan. Myös niitä toteuttavat rakenteet olivat vastaavia.
Kellojen historia on jaettu kahteen osaansuuri ajanjakso. Ensimmäinen on useita vuosituhansia pitkä, toinen alle yhden.
1. Kellon historia, jota kutsutaan yksinkertaisimmiksi. Tähän luokkaan kuuluvat aurinko-, vesi-, palo- ja hiekkalaitteet. Jakso päättyy heilurijakson mekaanisten kellojen tutkimukseen. Nämä olivat keskiaikaisia kelloja.
2. Kellojen uusi historia, alkaen heilurin ja tasapainon keksimisestä, mikä merkitsi alkua klassisen värähtelevän kronometrian kehitykselle. Tämä ajanjakso ei ole vielä ohi.
Aurinkokello
Vanhimmat, jotka ovat tulleet meille. Siksi aurinkokellon historia avaa suurien keksintöjen paraatin kronometrian alalla. Näennäisestä yksinkertaisuudestaan huolimatta ne erottuivat monenlaisista malleista.
Aurinkokello perustuu Auringon näennäiseen liikkeeseen koko päivän. Lähtölaskenta perustuu akselin luomaan varjoon. Niiden käyttö on mahdollista vain aurinkoisena päivänä. Muinaisessa Egyptissä oli tähän suotuisat ilmasto-olosuhteet. Suurin levinneisyys Niilin rannoilla sai aurinkokellon, joka oli obeliskien muotoinen. Ne asennettiin temppelien sisäänkäynnille. Pystysuoran obeliskin muodossa oleva gnomoni ja maahan merkitty asteikko - tältä muinainen aurinkokello näytti. Alla olevassa kuvassa on yksi niistä. Yksi Eurooppaan kuljetetuista egyptiläisistä obeliskeistä on säilynyt tähän päivään asti. 34 metriä korkea gnomoni seisoo tällä hetkellä yhdellä Rooman aukioista.
Tavallisella aurinkokellolla oli merkittävä haittapuoli. He tiesivät hänestä, mutta kestivät hänet pitkään. Eri vuodenaikoina, eli kesällä ja talvella, tunnin kesto ei ollut sama. Mutta aikana, jolloin maatalousjärjestelmä ja käsityösuhteet hallitsivat, ei ollut tarvetta tarkalle ajanmittaukselle. Siksi aurinkokello oli menestyksekkäästi olemassa myöhäiseen keskiaikaan asti.
Gnomon korvattiin edistyksellisemmillä malleilla. Parannetuissa aurinkokelloissa, joissa tämä puute poistettiin, oli kaarevat asteikot. Tämän parannuksen lisäksi käytettiin erilaisia versioita. Joten Euroopassa seinä- ja ikkuna-aurinkokellot olivat yleisiä.
Vuonna 1431 tapahtui lisäparannuksia. Se koostui varjon nuolen suuntaamisesta yhdensuuntaisesti maan akselin kanssa. Tällaista nuolta kutsuttiin puoliakseliksi. Nyt puoliakselin ympäri pyörivä varjo liikkui tasaisesti, kääntyen 15° tunnissa. Tällainen suunnittelu mahdollisti aikaansa riittävän tarkan aurinkokellon valmistamisen. Kuvassa on yksi näistä Kiinassa säilytetyistä laitteista.
Oikeaa asennusta varten he alkoivat toimittaa rakenteeseen kompassia. Kelloa voitiin käyttää kaikkialla. Oli mahdollista tehdä jopa kannettavia malleja. Vuodesta 1445 lähtien aurinkokelloa alettiin rakentaa onton puolipallon muodossa, joka oli varustettu nuolella, jonka varjo putosi sisäpinnalle.
Etsi vaihtoehtoja
Huolimatta siitä, että aurinkokellot olivat käteviä ja tarkkoja, niissä oli vakavia objektiivisia puutteita. Ne olivat täysin riippuvaisia säästä, ja niiden toiminta rajoittui osittainpäivä auringonnousun ja auringonlaskun välillä. Etsiessään vaihtoehtoa tutkijat yrittivät löytää muita tapoja mitata aikavälejä. Vaadittiin, että niitä ei saa yhdistää tähtien ja planeettojen liikkeen havainnointiin.
Haku johti keinotekoisten aikastandardien luomiseen. Se oli esimerkiksi aika, joka vaadittiin tietyn aineen määrän virtaamiseen tai palamiseen.
Tällä pohjalla luodut yksinkertaisimmat kellot ovat edenneet pitkälle suunnittelun kehittämisessä ja parantamisessa, mikä mahdollistaa tien mekaanisten kellojen lisäksi myös automaatiolaitteiden luomiselle.
Clepsydra
Nimi "clepsydra" on jäänyt kiinni vesikellon taakse, joten on väärä käsitys, että se keksittiin ensimmäisen kerran Kreikassa. Todellisuudessa se ei ollut niin. Vanhin, hyvin primitiivinen klepsydra löydettiin Amunin temppelistä Phoebesta, ja sitä säilytetään Kairon museossa.
Vesikelloa luotaessa on varmistettava aluksen vedenpinnan tasainen lasku, kun se virtaa pohjakalibroidun reiän läpi. Tämä saavutettiin antamalla alukselle kartiomainen muoto, joka kapenee lähemmäs pohjaa. Vasta keskiajalla saatiin säännöllisyys, joka kuvaa nesteen ulosvirtauksen nopeutta sen tasosta ja säiliön muodosta riippuen. Tätä ennen vesikellon astian muoto valittiin empiirisesti. Esimerkiksi Egyptin klepsydra, jota käsiteltiin edellä, antoi tasaisen tason laskun. Jopa pienellä virheellä.
Koska clepsydra ei ollut riippuvainen vuorokaudenajasta ja säästä, se täytti jatkuvan käytön vaatimuksetajan mittaukset. Lisäksi laitteen edelleen parantamisen tarve, erilaisten toimintojen lisäys antoi suunnittelijoille tilaa mielikuvituksen lennättämiseen. Näin ollen arabialkuperää olevat klepsydrat olivat taideteoksia yhdistettynä korkeaan toimivuuteen. Ne varustettiin lisähydraulisilla ja pneumaattisilla mekanismeilla: ääniajastimella, yövalojärjestelmällä.
Historiassa ei ole säilynyt monia vesikellon tekijöiden nimiä. Niitä ei valmistettu vain Euroopassa, vaan myös Kiinassa ja Intiassa. Olemme saaneet tietoa kreikkalaisesta mekaanikasta nimeltä Ktesibius Aleksandrialainen, joka eli 150 vuotta ennen uutta aikakautta. Ctesibius käytti klepsydrassa hammaspyöriä, joiden teoreettisen kehittämisen suoritti Aristoteles.
Palokello
Tämä ryhmä ilmestyi 1200-luvun alussa. Ensimmäiset sytytyskellot olivat ohuita, jopa metrin korkeita kynttilöitä, joihin oli kiinnitetty merkit. Joskus tietyt divisioonat varustettiin metallineuloilla, jotka putosivat metallitelineelle vahan palaessa niiden ympärillä ja antoivat selkeän äänen. Tällaiset laitteet toimivat herätyskellon prototyyppinä.
Läpinäkyvän lasin myötä tulikellot muuttuvat ikonilampuiksi. Seinään laitettiin asteikko, jonka mukaan öljyn palaessa määritettiin aika.
Kattavimmin tällaiset laitteet ovat Kiinassa. Ikonilamppujen ohella tässä maassa oli yleinen tulikellotyyppi - sydänkellot. Voit sanoaettä se oli umpikujahaara.
Tiimalasi
Kun he syntyivät, sitä ei tiedetä tarkasti. Ainoa asia, jonka voidaan varmasti sanoa, on, että ne eivät voineet ilmestyä ennen lasin keksintöä.
Tiimalasi on kaksi läpinäkyvää lasipulloa. Yhdyskaulan kautta sisältö kaadetaan ylemmästä pullosta alempaan. Ja meidän aikanamme voit vielä tavata tiimalasia. Kuvassa yksi malleista, tyylitelty antiikki.
Soittimia valmistavat keskiaikaiset käsityöläiset koristelivat tiimalasin hienolla sisustuksella. Niitä käytettiin paitsi ajanjaksojen mittaamiseen myös sisustukseen. Monien aatelisten ja arvohenkilöiden taloissa saattoi nähdä ylellisiä tiimalaseja. Kuvassa on yksi näistä malleista.
Tiimalasi tuli Eurooppaan melko myöhään - keskiajan lopulla, mutta niiden leviäminen oli nopeaa. Yksinkertaisuuden ja koska tahansa käyttömahdollisuuden vuoksi niistä tuli nopeasti erittäin suosittuja.
Yksi tiimalasin puutteista on melko lyhyt aika, joka mitataan kääntämättä sitä. Niistä tehdyt kasetit eivät juurtuneet. Tällaisten mallien leviämistä hidasti niiden alhainen tarkkuus sekä kuluminen pitkäaikaisessa käytössä. Se tapahtui seuraavalla tavalla. Kalvossa oleva kalibroitu reikä pullojen välissä oli kulunut ja kasvanut halkaisij altaan, hiekkahiukkaset päinvastoin murskautuivat ja pienenivät. Virtausnopeus kasvoiaika väheni.
Mekaaniset kellot: edellytykset
Tarve aikajaksojen tarkempaan mittaamiseen tuotannon ja sosiaalisten suhteiden kehityksen myötä on jatkuvasti lisääntynyt. Parhaat mielet ovat työskennelleet tämän ongelman ratkaisemiseksi.
Mekaanisen kellon keksiminen on virstanpylväs tapahtuma, joka tapahtui keskiajalla, koska se on monimutkaisin noina vuosina luotu laite. Tämä puolestaan toimi sysäyksenä tieteen ja teknologian edelleen kehitykselle.
Kellojen keksiminen ja niiden parantaminen vaati kehittyneempiä, tarkempia ja tehokkaampia teknologisia laitteita, uusia laskenta- ja suunnittelumenetelmiä. Tämä oli uuden aikakauden alku.
Mekaanisten kellojen luominen tuli mahdolliseksi karapakomekanismin keksimisen myötä. Tämä laite muutti köydellä riippuvan painon translaatioliikkeen tuntipyörän edestakaisin värähteleväksi liikkeeksi. Jatkuvuus näkyy tässä selvästi - loppujen lopuksi monimutkaisissa clepsydra-malleissa oli jo kellotaulu, vaihteisto ja taistelu. Tarvittiin vain käyttövoiman vaihtaminen: vesisuihku korvataan raskaalla painolla, jota oli helpompi käsitellä, ja lisätään laskeutumisohjain ja nopeudensäädin.
Tälle pohjalle luotiin mekanismit tornikelloille. Karakäyttöiset kellot ovat olleet käytössä noin vuodesta 1340, ja niistä on tullut monien kaupunkien ja katedraalien ylpeys.
Klassisen oskilloivan kronometrian nousu
Kellojen historia on säilyttänyt jälkipolville niiden tiedemiesten ja keksijöiden nimet, jotkamahdollisti niiden luomisen. Teoreettinen perusta oli Galileo Galilein löytö, joka ilmaisi heilurin värähtelyjä kuvaavat lait. Hän on myös mekaanisten heilurikellojen idean kirjoittaja.
Galileon idean toteutti vuonna 1658 lahjakas hollantilainen Christian Huygens. Hän on myös keksinyt tasapainosäätimen, joka mahdollisti taskukellon ja sitten rannekellon luomisen. Vuonna 1674 Huygens kehitti parannetun säätimen kiinnittämällä hiusten muotoisen kierrejousen vauhtipyörään.
Toinen maamerkkikeksintö kuuluu nürnbergiläiselle kelloseppälle nimeltä Peter Henlein. Hän keksi pääjousen, ja vuonna 1500 hän loi taskukellon sen pohj alta.
Samaan aikaan ulkonäössä tapahtui muutoksia. Aluksi yksi nuoli riitti. Mutta koska kelloista tuli erittäin tarkkoja, ne vaativat vastaavan osoituksen. Vuonna 1680 lisättiin minuuttiosoitin ja kellotaulu sai meille tutun muodon. 1700-luvulla he alkoivat asentaa käytettyjä käsiä. Ensimmäinen puoli ja myöhemmin siitä tuli keskeinen.
1700-luvulla kellojen luominen siirrettiin taiteen luokkaan. Hienosti koristellut kotelot, emaloidut kellotaulut, jotka siihen mennessä olivat peitetty lasilla - kaikki tämä muutti liikkeet luksusesineen.
Työ instrumenttien parantamiseksi ja monimutkaiseksi jatkui keskeytyksettä. Lisääntynyt juoksutarkkuus. 1700-luvun alussa rubiini- ja safiirikiviä alettiin käyttää tasapainopyörän ja hammaspyörien tukina. Tämä mahdollisti kitkan vähentämisen,parantaa tarkkuutta ja lisätä tehoreserviä. Mielenkiintoisia komplikaatioita on ilmaantunut - ikuinen kalenteri, automaattinen käämitys, tehoreservin ilmaisin.
Heilurikellojen kehittämisen sysäys oli englantilaisen kelloseppä Clementin keksintö. Noin 1676 hän kehitti ankkuripakopaikan. Tämä laite sopi hyvin heilurikelloille, joilla oli pieni värähtelyamplitudi.
Kvartsi
Ajan mittauslaitteiden lisäparantaminen oli kuin lumivyöry. Elektroniikan ja radiotekniikan kehitys tasoitti tietä kvartsikellojen syntymiselle. Heidän työnsä perustuu pietsosähköiseen ilmiöön. Se löydettiin vuonna 1880, mutta kvartsikello valmistettiin vasta vuonna 1937. Äskettäin luodut kvartsimallit erosivat klassisista mekaanisista hämmästyttävällä tarkkuudella. Elektronisten kellojen aikakausi on alkanut. Mikä tekee niistä erityisiä?
Kvartsikelloissa on mekanismi, joka koostuu elektroniikkayksiköstä ja niin sanotusta askelmoottorista. Kuinka se toimii? Moottori, joka vastaanottaa signaalin elektroniikkayksiköstä, siirtää nuolia. Kvartsikellon tavallisen kellotaulun sijaan voidaan käyttää digitaalista näyttöä. Kutsumme niitä sähköisiksi. Lännessä - kvartsi digitaalisella ilmaisulla. Se ei muuta olemusta.
Kvartsikello on itse asiassa minitietokone. Lisätoiminnot lisätään erittäin helposti: sekuntikello, kuun vaiheen ilmaisin, kalenteri, herätyskello. Samaan aikaan kellojen hinta, toisin kuin mekaniikka, ei nouse niin paljon. Tämä tekee niistä helpommin saatavilla.
Kvartsikellot ovat erittäin tarkkoja. Niiden virhe on ±15 sekuntia/kk. Riittää, kun mittarin lukemat korjataan kahdesti vuodessa.
Seinäkellot
Digitaalinen näyttö ja kompaktius ovat tällaisten mekanismien tunnusmerkkejä. Elektronisia kelloja käytetään laaj alti integroituina kelloina. Ne näkyvät auton kojelaudassa, matkapuhelimessa, mikroa altouunissa ja televisiossa.
Sisustuselementtinä löydät usein suositumman klassisen version, eli nuolella varustetun version.
Elektroninen seinäkello sopii orgaanisesti sisustukseen hi-techin, modernin ja teknon tyyliin. Ne houkuttelevat ensisijaisesti toimivuudellaan.
Näyttötyypin mukaan elektroniset kellot ovat nestekide- ja LED-kelloja. Jälkimmäiset ovat toimivampia, koska ne ovat taustavalaistuja.
Virtalähteen tyypin mukaan elektroniset kellot (seinä- ja pöytäkellot) on jaettu verkkoon, joka toimii 220 V:n jännitteellä ja akulla. Toisen tyypin laitteet ovat kätevämpiä, koska ne eivät vaadi pistorasiaa lähellä.
Cuckoo seinäkello
Saksalaiset käsityöläiset ovat valmistaneet niitä 1700-luvun alusta lähtien. Perinteisesti käkiseinäkellot valmistettiin puusta. Runsaasti kaiverruksella koristeltu, lintumajan muotoinen ne olivat rikkaiden kartanoiden koristeita.
Aikoin edulliset mallit olivat suosittuja Neuvostoliitossa ja Neuvostoliiton jälkeisessä tilassa. Tehdas tuotti useiden vuosien ajan Mayak-tuotemerkin käki-seinäkelloaVenäjän Serdobskin kaupungissa. Painot kuusenkäpyjen muodossa, mutkattomilla kaiverruksilla koristeltu talo, äänimekanismin paperiturkikset - näin ne muistelivat vanhemman sukupolven edustajat.
Klassinen käki-seinäkello on harvinaisuus nykyään. Tämä johtuu laadukkaiden mallien korkeasta hinnasta. Jos et ota huomioon aasialaisten käsityöläisten muovista valmistettuja kvartsikäsitöitä, upeat käkiä käkivät vain eksoottisten kellojen todellisten ystävien kodeissa. Tarkka, monimutkainen mekanismi, nahkaiset palkeet, hieno kaiverrus rungossa - kaikki tämä vaatii suuren määrän korkeasti koulutettua käsityötä. Vain arvostetuimmat valmistajat voivat valmistaa tällaisia malleja.
Hälytyskello
Nämä ovat yleisimpiä "kävelijöitä" sisätiloissa.
Hälytyskello on ensimmäinen lisäominaisuus, joka otettiin käyttöön kellossa. Ranskalaisen Antoine Redierin patentoima vuonna 1847.
Perinteisessä mekaanisessa pöytäherätyskellossa ääni tuotetaan vasaralla metallilevyihin. Elektroniset mallit ovat melodisempia.
Suorituksen mukaan herätyskellot jaetaan pienikokoisiin ja suuriin, pöytäkoneisiin ja matkakelloihin.
Pöytäherätyskellot on valmistettu erillisillä moottoreilla kelloa ja signaalia varten. Ne alkavat erikseen.
Kvartsikellojen myötä mekaanisten herätyskellojen suosio on laskenut. Tähän on useita syitä. Pöytäkello-herätyskello kvartsiliikkeellä on useita klassisia mekaanisia laitteita edessäedut: ne ovat tarkempia, eivät vaadi päivittäistä käämitystä, ne on helppo sovittaa huoneen suunnitteluun. Lisäksi ne ovat kevyitä, eivät niinkään pelkää kolhuja ja putoamista.
Rannemekaanisia herätyskelloja kutsutaan yleisesti "signaaliksi". Harvat yritykset valmistavat tällaisia malleja. Joten keräilijät tietävät mallin nimeltä "presidenttikriketti"
"Cricket" (englannin kriketin mukaan) - tällä nimellä sveitsiläinen yritys Vulcain valmisti kelloja, joissa oli hälytystoiminto. Ne tunnetaan siitä, että ne ovat olleet Yhdysv altain presidenttien: Dwight Eisenhowerin, Harry Trumanin, Richard Nixonin ja Lyndon Johnsonin omistuksessa.
Lasten kellojen historia
Aika on monimutkainen filosofinen luokka ja samalla fyysinen suure, joka on mitattava. Ihminen elää ajassa. Koulutus- ja kasvatusohjelma tarjoaa jo päiväkodista lähtien lasten aikaorientaatiotaitojen kehittämistä.
Voit opettaa lapsen käyttämään kelloa heti, kun hän on oppinut tilin. Asettelut auttavat tässä. Voit yhdistää pahvikellon päivittäiseen rutiiniin asettamalla tämän kaiken selvyyden vuoksi piirustuspaperille. Voit järjestää luokkia pelin elementeillä käyttämällä tätä varten kuvilla varustettuja pulmia.
6-7-vuotiaiden lasten kellojen historiaa tutkitaan teemaluokissa. Aineisto tulee esittää niin, että se herättää kiinnostusta aihetta kohtaan. Lapset esitellään esteettömässä muodossa kellojen historiaan, niiden tyyppeihin menneisyydessä ja nykyisyydessä. Sitten hankittu tieto lujitetaan. Tätä varten osoita yksinkertaisimman kellon toimintaperiaate -aurinko, vesi ja tuli. Nämä aktiviteetit herättävät lasten kiinnostuksen tutkimukseen, kehittävät luovaa mielikuvitusta ja uteliaisuutta. He kasvattavat kunnioitusta aikaa kohtaan.
Koulussa 5-7 luokilla tutkitaan kellojen keksimisen historiaa. Se perustuu lapsen astronomian, historian, maantieteen ja fysiikan oppitunneilla hankkimiin tietoihin. Tällä tavalla hankittu materiaali yhdistetään. Kellot, niiden keksiminen ja parantaminen katsotaan osaksi aineellisen kulttuurin historiaa, jonka saavutukset tähtäävät yhteiskunnan tarpeisiin. Oppitunnin aihe voidaan muotoilla seuraavasti: "Keksinnöt, jotka muuttivat ihmiskunnan historian."
Lukiossa on suositeltavaa jatkaa kellojen opiskelua muodin ja sisustuksen lisävarusteena. On tärkeää perehdyttää lapset kellojen etikettiin, puhua sisustuskellojen valinnan perusperiaatteista. Yksi tunneista voidaan omistaa ajankäytölle.
Kellojen keksintöhistoria osoittaa selvästi sukupolvien jatkuvuuden, sen tutkiminen on tehokas keino nuoren ihmisen maailmankuvan muovaamiseen.
