История создания механических часов. Кто изобрел механические часы

Водяные и огневые имели естественные ограничения в применении. С изобретением механических часов и последующим их совершенствованием эти ограничения были сняты. Измерение времени стало ограничиваться не природными факторами, а более искусством мастеров, развитием науки и техники. Механические часы в нашем 21-м веке представляют собой верх совершенства технологии изготовления деталей, удивительную точность хода, современный дизайн и великолепный набор функций.

История создания механических часов

Некоторые исследователи полагают, что появление механических часов явилось следствием усовершенствования водяных часов , однако другие ученые полагают отсутствие прямой связи между ними. Что действительно оказало существенное влияние на историю механических часов, так это развитие астрономии как науки и, в связи с этим, точной механики.

Виллард де Коннекура - французский архитектор, живший в XIII веке, зарисовал в своем альбоме механизм, с которого, как традиционно полагают западные историки, началась история механических часов.

Однако устройство их довольно примитивно. И между ними и механическими часами XIV века существует настолько большая разница, что у многих историков есть сомнения в истинности этого утверждения.

Как бы там ни было, но неизвестно кем изобретенный шпиндельный ход, применяемый в качестве регулирующего устройства и балансир фолио сделали возможным изобретение механических часов. Первоначально английское слово clock, саксонское clugge, французское cloche и древнегерманское glocke обозначали колокол и первые механические часы не имели циферблата , но оповещали о времени боем. Такие часы устанавливали в монастырях, чтобы возвещать о наступлении времени молитвы или работы. Потом их стали применять в качестве городских часов. Так появились башенные механические часы, история создания и подробные сведения о которых описана у многих известнейших людей, живших в то время.

Однако нельзя сказать, что с совершенствования этих простых башенных часов начиналось строительство механических башенных часов Европы и история часового дела. Итальянские и другие механические башенные часы XIV в. имели гораздо более сложное устройство. Подобно некоторым греческим водяным часам, они показывали не только время, но и перемещения Солнца, Луны, планет и созвездий зодиака, а фигурки демонстрировали бытовые сценки и христианские сюжеты.

Первые сложные механические башенные часы представляют собой переплетение техники, механики и искусства. Использование зубчатой колесной передачи является их характерным признаком. Помимо сложных многоступенчатых колесных передач, в них нашли применение кулачковые и храповые механизмы, а также муфты. Башенные часы Джуанелло Турриано содержат в своём механизме 1800 зубчатых колес.

Для применения системы зубчатой передачи с большими передаточными отношениями понадобилось знание важнейших кинематических соотношений, таких как отношение числа оборотов колес при определенном количестве зубцов. В разработку основы кинематики механизмов внесли свой вклад Леонардо да Винчи и Джеронимо Кардано.

Поскольку время создания таких сложных механических башенных часов совпало с развитием искусства в эпоху Ренессанса, они представляли собой не только механическое совершенство того периода, но и благодаря своей внешней красоте, являлись подлинным шедевром искусства. Интерес к ним не угас и сейчас.

Начиная с XV века получают распространение механические часы индивидуального пользования. Они приобретаются знатными особыми, князьями, принцами, королями, для установки во дворцах и замках.

Такие часы по своей конструкции были такими же, как и часы общественного пользования, кроме габаритов. Они могли крепиться к стене и имели механизм хода и боя, приводимые, так же как и башенные, в действие грузом.

Ходовая пружина

В XVI веке спрос на домашние часы возрастает, но они остаются предметом роскоши, и позволить их себе могут только очень богатые горожане. Однако, применение ходовой пружины в самом конце XVI века позволило часовщикам изготовлять часы необходимых размеров. Появляются переносные карманные часы. С этого момента механические часы становятся доступны широкому кругу горожан. Одновременно Европа переходит на исчисление времени по равным 12 дневным и 12 ночным часам.

Карл V, король Франции, сделал первый шаг в этом направлении, после установки дворцовых башенных часов де Вика он издал указ: всем Храмам Парижа отмерять по ним время. Постепенно вся Европа перешла на новую систему измерения времени.

И, хотя самое первое упоминание о ходовой пружине относится к XV веку, она применялась, скорее всего, только итальянскими мастерами.

В XVI столетии Нюрнберг становится значительным центром развития торговли и науки. В этом городе производство пружинных часов достигает значительных успехов.

Инициатором производства механических пружинных часов в Нюрнберге был Петр Генлейн. Вскоре начинается, если можно так сказать, соревнование между французскими, итальянскими, германскими и другими европейскими мастерами. С применением пружины, каждый из них стремился сделать свои часы неповторимыми по сложности исполнения и дополнительным функциям. Большие часы показывали время, календарь, христианские праздники, фазы луны, сложные механизмы в часах передвигали разные фигурки. Только самые простые часы показывали время и имелись функцию боя. По форме настольные переносные пружинные механические часы были сферические и цилиндрические. Последние можно увидеть сейчас во многих музеях Европы.

Описание часов под названием "Нюрнбергские яйца" встречается во многих исторических документах. Упоминается о том, что они были так малы, что их можно было положить в кошелёк. На циферблате ранних механических часов имелась лишь одна часовая стрелка. Минутная и иногда секундная стрелка появляется около 1550 года лишь на больших часах. Такие часы можно сейчас увидеть в музеях Нюрнберга. Механизм первых настольных часов не закрывали корпусом, это стали делать позднее, чтобы оградить его от пыли и коррозии.

В Европе возникает сразу несколько центров часового производства: Флоренция, Венеция, Генуя, Милан, Неаполь, Рим, Париж, Блуа, Гренобль, Лион, Антверпен, Юрюссе, Гент, Брюссель, Амстер, Лондон, Нюрнберг и Аугсбург.

Первые настольные механические часы отличались от переносных только лишь внешним украшением. Маленькие колонны, пилястры, кариатиды, плоскости украшались резьбой, позолотой и изящными движущимися фигурками.

В Швейцарии, в Женеве, в 1587 году первую часовую мастерскую открыл Шарль Кузен, который был родом из Бургундии. Через 100 лет в Женеве было уже сто мастеров часового дела и триста подмастерьев, а каждый год производили часов в количестве пяти тысяч штук. Такое быстрое развитие часового дела в Женеве было связано с тем, что гонимые отовсюду гугеноты, среди которых было немало часовщиков, находили пристанище в этом городе.

Производство пружинных часов в Великобритании получило развитие только в начале XVII века, чему опять таки способствовало переселение в эту страну гугенотов, в связи с отменой Нантского эдикта в 1685 году Людовиком XIV, после чего гонения на гугенотов возобновились.

История развития механических часов в XVII веке.

Наметившаяся в XVI веке тенденция к уменьшению размеров пружинных механических часов получает развитие в веке XVII -м. Появляются карманные часы овальной и яйцевидной формы. Но лишь к 1650-му году карманные механические часы окончательно обретают хорошо знакомую нам форму в виде круга.

На корпусах и циферблатах, изготовленных из серебра, золота и горного хрусталя, специальной эмалью наносили художественные изображения. Нередко корпус карманных часов был украшен драгоценными камнями. В механизме для регулирования хода применяется баланс, в котором используются свойства эластичности свиной щетины, способной сжиматься и разжиматься, а также тормозной механизм "stackfreed", устраняющий неравномерность хода. Эта неравномерность возникала из-за того, что крутящий момент при полном сжатии пружины постепенно уменьшался, когда пружина разжималась. Заводить первые карманные механические часы приходилось каждые 12 часов. Следует отметить, что в современных часах колес и трибов на одну пару больше. На некоторых карманных часах появляется минутная и, гораздо реже, секундная стрелка.

К 1700-му году центры часового производства окончательно перемещаются в Англию и Швейцарию. Развитие часового дела в Западной Европе способствовало созданию в XVIII-м веке других механических изобретений, как то: автоматы Вакансона. Его наиболее известные заводные механизмы это флейтист и утка. Флейтист, понятное дело, играл на флейте, а утка вставала, отряхивалась, крякала, ела зерна и, я извиняюсь, испражнялась.

История развития механических часов способствовала развитию механики в целом. Изобретатель Дроз сделал автоматического рисовальщика, писца и девушку, играющую на клавесине. В общем, механические пружинные часы стали первой машиной, изобретенной человеком, машиной оказавшей исключительное влияние на все последующие изобретения. Конечно, нельзя недооценивать вклад сложных водяных часов, но именно заводная пружина дала необходимый толчок к дальнейшему развитию механики в Европе и во всем мире. Несмотря на то, что до появления маятниковых часов, ход механических часов (в связи с невысокой точностью) сверяли с солнечным временем, распространение последних способствовало развитию торговли, производства и, в целом, экономики Европы.

История развития маятниковых часов.

История маятниковых часов начинается на мусульманском востоке в средневековье.

Некий арабский ученый Ибн Юнис использовал маятник в начале второго тысячелетия для измерения времени, чему есть историческое подтверждение. В Западной Европе маятник, как регулятор хода часов, описан у Леонардо да Винчи. Галилей развил теорию маятника и предложил идею создания маятниковых часов, которая заинтересовала голландцев. К сожалению, ни Галилей, ни его сын не успели построить действующую модель, и его идея, оформленная в чертежи, оставалась на бумаге вплоть до изобретения маятниковых часов Христианом Гюйгенсом. Так уж получилось, что история развития маятниковых часов тесно связана именно с этим именем. Не зная о трудах Галилея и его сына Винченцо, он написал мемуар «Маятниковые часы» («Horologium oscillatorium»), издание которого вышло в 1673 году в Париже.

Гюйгенс сконструировал часы с коническим маятником, морские часы и описал математический маятник. Позже созданием морских маятниковых часов занимался и Генри Сюлли, ученик известного британского часовщика Георга Грагама. Проблема состояла в том, что качка и изменяющаяся в зависимости от широты сила тяжести, воздействуя на любой маятник (Сюлли создал также и часы с "горизонтальным маятником"), делали маятниковые часы непригодными для мореплавателей.

После изобретения в Англии Климентом анкерного хода, обеспечивающим колебания длинного и тяжелого маятника по малой дуге, часы стали более точными, из-за чего британские часы получили мировую славу.

Георг Грагам добился точности часов в 0,1с., улучшив анкерный ход Клемента. На протяжении следующих 200 лет ход Грагама оставался самым точным. Грагам изучил коэффициенты линейного расширения основных металлов, используемых в то время. На основании этих своих исследований он изобрел ртутный компенсаторный маятник, позволяющий скорректировать неравномерность хода маятниковых часов вызванную изменением температуры окружающей среды.

С усовершенствованием механических маятниковых часов, с повышением их точности, возникла необходимость и в барометрической компенсации. Дело в том, что атмосферное давление оказывало влияние на равномерность хода, а поскольку была доказана невозможность помещения механизма часов в вакуум (масло, используемое для смазки механизма испарялось и сила трения увеличивалась), то часовщики задумались и над этой проблемой.

В конце XIX века были применены так называемые свободные анкерные хода маятниковых часов Рифлера, Штрассера и Манхардта. Не вдаваясь в описание этих ходов с постоянной силой, скажем только, что была достигнута точность в 0,002-0,003с. (у Рифлера). Рифлер поместил часы в герметичный корпус, с разряженным воздухом, давление в котором можно было регулировать с помощью насоса.

Впрочем, высокая точность маятниковых часов была необходима только при их применении в астрономии. Бредли в 1758 году изготовил весьма точные и стабильные часы с точностью хода 0,102с., повторить которую не могли и после 1800 года лучшие часовщики Европы.

Маятник, как регулятор хода стал использоваться в башенных, настенных, напольных и других стационарных часах.

В XIX веке происходит реконструкция многих имеющихся башенных часов, а также строительство новых, но это тема для отдельного рассказа.

Схема устройства карманных механических часов после Гюйгенса не была существенно изменена, но в XIX-м веке постоянно дополнялась новыми механизмами. Появился календарь, бой, ремонтуарный и сигнальный механизм. Улучшены также были: пружинный двигатель, зубчатая передача (в частности форма зубцов колес), спусковой регулятор (было изобретено свыше двухсот ходов), система баланс - спираль, стрелочный механизм, механизм завода часов и перевода стрелок (в частности, это механизм завода без ключа или "рёмонтуар" - изобретение швейцарца Андриана Филиппа в 1842 г.), в начале 20-го века стали применять искусственные камни красного рубина в качестве опор для цапф и осей.

В то же время механические часы претерпевают ряд усовершенствований. Были найдены сплавы мало подверженные коррозии для применения в спиральной ходовой пружине. Появилась система баланс-спираль, которую можно было использовать как регулятора хода в карманных и наручных часах. Применена температурная компенсация системы баланс-спираль.

Самый длительный и интереснейший период, который только знает история часов , занимает именно тот отрезок времени, на который приходится период развития часов механического типа. Нельзя не отметить тот факт, что усовершенствования механических часов продолжаются до сих пор. Швейцарские часовые мануфактуры и по сей день по праву считаются лучшими производителями часов в мире.

Одним из первых изобретений человечества было изобретение часов. Однако изобретение часов механических, показывающих текущее время, (внезависимости от пасмурной погоды, сумерек или ночного времени суток (солнечные), количества воды или песка (водяные или песочные), количества масла в плошке или воска (огневые) …в 1337 году в парижском соборе Нотр-Дам де Пари зажгли гигантскую свечу-колонну, которой отмеряли целый год жизни),явилось важнейшим изобретением человечества.

Исследователи, изучающие историю изобретения, и время появления первых механических часов, не пришли к общему мнению о том, когда появились первые механизмы учета времени. Одни отдают пальму первенства в изобретении механических часов некоему монаху из города Верона. Имя изобретателя было Пацификус. Другие исследователи считают, что этим изобретателем был монах по имени Герберт, который жил в монастыре испанского города Сала-манка, в Х веке. За свои научные изыскания он был обвинен в колдовстве и изгнан из Испании.Это, однако, не помешало ему стать впоследствии римским папой, Сильвестром II.(Его папство длилось с 999 года по 1003 год.) Достоверно известно, что в 996 году Герберт сконструировал и построил гиревые башенные часы для Магдебурга. Можно сделать вывод, что механические часы появились практически одновременно и независимо друг от друга в разных странах - к этому вел ход развития технической мысли человека.

В первых часовых механизмах можно было выделить шесть основных компонентов:
. Двигатель;
. Передаточный механизм зубчатых колес; (период вращения колес в зубчатой пе-редаче, зависит от отношения диаметров, входящих в нее колес или, что тоже самое, отношения количества зубьев. Подбирая колеса, с разным количеством зубьев, несложно был подобрать соотношение количества зубьев на колесах, находящихся в зацеплении, так, чтобы одно из них совершало оборот ровно за 12 часов. Если «посадить» на ось этого колеса стрелку, то и она будет совершать оборот тоже за 12 часов. Также можно было подобрать колеса с таким соотношением числа зубьев, чтобы одно из них могло совершать свой оборот за один час или за одну минуту. Соответственно, с их осями можно было соединить минутную или секундную стрелки. Но такое усовершенствование будет сделано позднее. Только в XVIIIвеке. А до той поры, у часов была только одна стрелка - часовая.
. Билянец.(билянец или,по-русски, - коромысло) -колебательная система, прототип баланса, не имеющая собственного периода колебаний; она использовалась в ста-ционарных и переносных часах, вплоть до XIX века.Устройство, обеспечивающее равномерность движения зубчатых колес часового механизма, специалисты и называют БИЛЯНЕЦ;
. Спусковой распределитель;
. Стрелочный механизм;
. Механизм перевода стрелок.

Двигатель первых механических часов приводился в движение потенциальной кинетической энергией груза из-за воздействия на него силы притяжения земли. Груз - камень или позднее гиря - на канате крепился к гладкому валу. Изначально вал был изготовлен из дерева. Позднее его вытеснил вал, изготовленный из металла. Сила гравитации заставляла груз опускаться, канат или цепь разматывалась, и, в свою очередь, заставляла вращаться вал. Запас хода определялся длиной каната: чем канат длиннее, тем дольше запас хода часов. Часовой механизм должен был располагаться,возможно, выше. Это было проблемой для подобного устройства механизма - грузу было необходимо куда-то «падать». Чтобы удовлетворить условию, строили сооружение, как правило, в виде башни (Отсюда первые механические часы получили свое название - башенные). Высота башни должна была быть не ниже 10 метров, а вес груза достигал порой 200 килограммов.Через посредство промежуточных зубчатых колес вал соединялся с храповым колесом. Последнее, в свою очередь, и приводило в движение стрелку. На первых механических часах стрелка была одна (подобно «примитивным» солнечным часам, в которых гномон,одиночныйшест, указывал на текущее время дня). И направление движения стрелки первых механических часов было выбрано не случайно, а определено направлением движения тени, отбрасываемой гномоном. Количество индексов времени (делений на циферблате) тоже было унаследовано от солнечных часов.

Самые первые механические часы с анкерным механизмом были изготовлены в эпоху династии Тан (18 июня 618 года - 4 июня 907 года) в Китае в 725 году нашей эры мастерамиИСином и Лян Линцзанем.

Из Китая секрет часового механизма попал к арабам. И только уже от них появился в Европе.

Прототипом же первых механических часов, был Атникитерский механизм, обнаруженный греческим водолазом Ликопантисом недалеко от острова Антикитер в Эгейском море, на глубине от 43 до 62 метров на затонувшем античном римском корабле.

Произошло это событие 4 апреля 1900 года. Антикитерский механизм имел 37 бронзовых шестерен, заключенных в деревянном корпусе. На корпусе размещалось несколько циферблатов со стрелками.

Антикитерский механизм использовался для расчета движения небесных тел. Циферблат на передней стенке служил для отображения знаков зодиака и дней в году.

Два циферблата сзади на корпусе, использовались для моделирования положения Солнца и Луны относительно неподвижных звезд.

Первые башенные часы в Европе появились в XIVвеке. Интересно, что само английское слово clock,латинское - clocca и ряд сходных слов в других европейских языках, первоначально имели значение не «часы», а «колокол» (весьма сходно и позвучанию в русском языке: колокол -clocca - clock). Объяснение банально - первые башенные часы не имели ни циферблата, ни стрелок. Они вообще никак не показывали время, а производили сигналы боем в колокол. Первые такие часы и находились на монастырских башнях, где существовала необходимость сообщать монахам о наступлении времени работ или молитвы.

Наглядным свидетельством существования в XIVвеке традиции идущей от монастырских часов, являются башенные часы в Англии и Франции - с боем, но без циферблата. Первые механические часы с циферблатом и стрелкой (пока одной) появились в Европе в XVвеке. И вращалась в них не стрелка, а сам циферблат. Циферблат был разделен по традиции на 6, 12 и 24 деления. Единственная стрелка располагалась вертикально.

Башенные часы, которые были изобретеныи построены в XIV - XV веках, еще назывались - астрономические. Такие часы были построены в Норидже, Страсбурге, Париже, Праге. Башенные астрономические часы являлись гордостью города.

Кафедральный собор, находящийся во французском городе Страсбурге один из самых старых в Европе. Башенные часы на нем появились в 1354 году. Высота часов достигает 12 метров, а диаметр годового календарного колеса - 3 метра.

Каждый полдень, вместо стандартного звона, часы показывали целый спектакль: под кукареканье петуха выходили караульные и перед Богоматерью молились три волхва. Часы показывали не только время, но текущий год.

Они отображали даты основных церковных праздников в предстоящем году. Перед часами была сооружена астролябия, которая показывала движение Луны, Солнца и звезд. В определенное время на специальных гонгах исполнялся торжественный гимн. Часы неоднократно впослед-ствии реконструировались. Так, после Великой Французской революции (1789 - 1794) перед ними появился большой глобус, демонстрирующий расположение более 5 000 звезд Галактики в небе над городом.

Более высокая точность была приобретена астрономическими часами с изобретениеммаятникового устройства, обеспечивающего отсчет равных промежутков времени. Это изобретение сделал в 1657 году Христиан Гюйгенс ванЗейлихем (нидерландский механик, физик, астроном, изобретатель 14.04.1629 - 08.07.1695).

История часового дела Древней Руси.

….В Новгородской летописи о Куликовской битве 1380 года можно найти: «Бьющимися имиот 6 часадо 9-го пролияся кровь. Если не знаем,что время в летописи указано по церковному счету, то суть вопроса осталась бы для нас неведомой. В древней Руси дневное и ночное время считали отдельно. И отсчет производился от восхода до захода солнца (дневные часы) и от захода Солнца до его восхода (ночные часы).

Традиционно считалось, что часовое дело на Руси было не в почете. Но первые башенные часы на Руси появились почти одновременно с башенными часами в Европе. При более тщатель-ном изучении архивных документов прояснилось, что еще летописцы Великого Новгорода XIвека, указывали не только дни, но и часы наиболее достойных и достопримечательных событий.

Первые башенные часы в Москве воздвиг чернец (монах) Лазарь в 1404 году. Часы были построены на дворе Великого князя Василия, сына Дмитрия Донского, дворец которого находился ровно на том же месте, где сейчас стоит Большой Кремлевский дворец. Тогда это были вторые часы в Европе.

Лазарь Сербин родился в Сербии отсюда и получил такое прозвище. Лазарь пришел в Москву от «Святая горы». Это гора Афон, расположенная в юго-восточной части греческого острова Айон-Орос в Эгейском море. Мужской монастырь близ горы был основан еще в 963 году.

Как эти часы были устроены, доподлинно не известно. В изданном в Москве в третьей четверти XVIвека, «Лицевом летописном своде Ивана Грозного» или «Царь-Книги», имеется цветная миниатюра, изображающая пуск «часника» (эти часы еще называли «часомерье»).

Монах Лазарь рассказывает Великому князю Василию I об устройстве своих часов. Судя по рисунку,они имели три гири, что говорит о сложности часового механизма. Можно предположить, что одна гиря приводила в действие часовой механизм, другая - механизм колокольного боя и третья - планетарный механизм. Планетарный механизм показывал фазы Луны.

Стрелки на диске часов отсутствуют. Скорее всего, вращался сам циферблат. Скорее «буквоблат» поскольку вместо цифр на нем были старославянские буквы: аз-1, буки-2, веди-3 глагол-4, добро- 5 и далее по алфавиту Кирилла и Мефодия.
Часы вызывали неподдельный восторг у населения и считались настоящей диковинкой. Василий Первый заплатил Лазарю Сербину за них «полувторастарублев». (по курсу начала XXвека, эта сумма составила бы 20 000 золотых рублей).

В течение десятилетий эти башенные часы были не только единственными в Москве, но и на всей Руси. Об установке первых башенных часов в Москве в летописях упоминалось, как о событии большой государственной важности.

….55.752544 градусов северной широты и 37.621425 градусов восточной долготы. Географические координаты месторасположения Спасской башни Московского Кремля…

Самые известные часы Руси и России - Кремлевские куранты, часы-куранты, установленные на Спасской башне Московского Кремля.

Courante (фр.) - куранта (танец, сначала салонный), от dancecourante - (буквально) «бегущий танец, от courir - бежать < лат.сurrerre - бежать. Музыка этого танца использовалась в старинных настольных часах.

В 1585 году часы уже были на трех воротах башен Московского Кремля. Спасской, Тайницкой и Троицкой.

В 1625 английский механик и часовых дел мастер Кристофер Галлоуэй вместе с помогавшими ему русскими кузнецами-часовщиками Жданом, его сыном Шумилой Ждановым и внуком Алексеем Шумиловым установил на Спасской башненовые часы. 13 колоколов для них отлил литейщик Кирилл Самойлов. Во время пожара 1626 года часы сгорели, в 1668 году тот же Кристофер Галлоуэей их вновь восстановил. Часы «играли музыку» и показывали время: дневное и ночное, обозначенное славянскими буквами и цифрами. Да и циферблат тогда был не «циферблат», а «указательный словесный круг, узнатный круг». Роль стрелки выполняло изображение солнца с длинным лучом, закрепленное вертикально и неподвижно в верхней части узнатного круга. Вращался сам диск, разделенный на 17 равных частей. (Такова была максимальная долгота дня в летнее время).

В разное время куранты исполняли: марш Преображенского полка, мелодию Д.С.Бортнянского «Коль славен наш Господь в Сионе», песенку «Ах, мой милый Августин», «Интернационал», «Вы жертвою пали», произведения М.И.Глинки: «Патриотическая песня» и «Славься». Сейчас звучит гимн России на музыку А.В. Александрова.

Столь детальное знакомство с устройством и работой часового механизма башенных часов позволяет легче понять и работу часового механизма настенных часов. Использование в качестве двигателя, приводящего в движение зубчатые колеса часового механизма, груза (гири), и позднее пружины, (фото баланспираль, фото баланс-маятника), вместе с изобретением и применением в механизме часов устройства, обеспечивающего равномерность движения зубчатых колес часового механизма, БИЛЯНЦА позволило уменьшить как габариты, так и вес часов.Снижению габаритов часов весьма способствовало и применение в конструкции часового механизма фузеи.

Двигатель, приводимый в движение кинетической энергий груза из-за гравитационной си-лы, где вращение механизма шестеренчатых колес было практически равномерным (весом изменяющейся длины каната или цепи можно пренебречь) был вытеснен часами с пружиной. Но пружинный двигатель имеет свой «нюанс». Стальная пружина, по мере ее «распускания», передает на шестереночный механизм «утихающее» усилие. Она «ослабевает» и крутящий момент изменяется. Устранить этот недостаток помогло применение в конструкции часового механизма устройства для сохранения и поддержания равномерного усилия пружины. Это устройство называется фузея (ударение на букву «е»).

Изобретение фузеи приписывалось пражскому часовых дел мастеру Якобу Цеху. Исследователи относят первое применение этого устройства к началу XVI века(около 1525 года).

Пока в архивах Леонардо да Винчи не были найдены чертежи, описывающие такое же устройство, и автором их был «гений всех времен и народов». Чертежи датированы 1485 годом. Историческая справедливость восторжествовала. Авторство изобретения было закреплено за Леонардо ди сер Пьеро да Винчи.

LeonardodiserPierodaVinci (15 апреля 1452 - 5 мая 1519), живописец, скульптор, архитектор, музыкант ученый, писатель, изобретатель. Яркий пример «универсального человека» (лат.homouniversalis).

Фузея представляет собой усеченный конус, который соединяется с барабаном заводной пружины при помощи специальной цепочки.

Среди специалистов цепочка известна, как цепь Гааля. На боковой поверхности фузеи выточена канавка в виде конической винтовой спирали, в которую укладывается цепь Гааля, при наматывании последней на фузею. Цепочка крепится к конусу в нижней его части (в точке наибольшего радиуса) и наматывается на конус снизу вверх. В основании конуса находится шестерня, которая передает крутящий момент на главную колесную систему часов. По мере расходования завода пружины, фузея компенсирует падение крутящего момента, путем увеличения передаточного числа, повышая, таким образом, равномерность хода часов, за весь период работы механизма от одного завода до последующего. (фото 300рх-Конструкция_фузеи). После изобретения английским часовщиком Томасом Мьюиджемом в 1755 году свободного анкерного хода, необходимость, в применении в механизме часов фузеи, отпала.

Внедрение этих изобретений способствовало уменьшению размеров часов. Часы смогли «жить» вместе с людьми в их домах. Так появились комнатные часы.

ПЕРВЫЕ КОМНАТНЫЕ ЧАСЫ. ЛЮЦЕРНОВЫЕ ЧАСЫ.

Первые часы, комнатные, которые могли бы использоваться внутри помещения, стали появляться в XIVв Британии. Они были таким огромными и тяжелыми, что в голову не приходило повесить их на стену. По этой причине они стояли на полу - напольные часы. По своей схеме и конструктивным элементам, они мало чем отличались от больших башенных часов. Колесная система с гирями и колокольчиками, располагалась в корпусе из железа или латуни.
Так называемые «люцерновые» (современные ) появились в английских часовых мастерских примерно к 1600 году. Первоначально корпуса этих часов изготавливались из железа. Позднее в качестве материала для изготовления корпусов настенных часов применялась бронза или латунь. Наименование «люцерновые» будто бы возникло из-за формы их корпуса (они напоминали старые свечные фонари). По другой версии их название возникло из слова «лакттен», которое означало «латунь».

Обе версии достаточно изящны:
. От латинскогоlucerna - свеча, светильник;
. Лакттен - латунь.
. Люцерн (нем.Luzern)

Люцерн город в Швейцарии на берегу озера Люцерн, у подножия горы Пилатус. Город основан во времена Римской империи, некоторые исследователи относят дату его основания даже на более ранний срок. Официальным же годом основания города назван 1178 год.

Во время религиозных войн во Франции во второй половине XVI века гугеноты, спасаясь от расправы, были вынуждены эмигрировать в Швейцарию. Среди них было множество талантливых мастеровых людей и часовых дел мастеров, в том числе.

Сегодня часовая промышленность Швейцарии занимает третьюстрочку среди собственных экспортирующих отраслей. Часовая промышленность в Швейцарии находится на особом месте. (Этот вариант происхождения названия «люцерновые настенные часы» никем еще не принимался во внимание и не рассматривался, как возможное объяснение происхождения определения «люцерновые»).

Что касается первых на Руси бытовых или карманных часов, то тут, до начала XXвека, первую скрипу играли иностранные часовые мастера. Первые часы были очень дорогими и больше походили на произведение ювелирного искусства. В Россию их начали завозить еще при Иване III в начале XVIвека. Они являлись или посольскими дарами царю и его двору или дорогими товарами для богатых. Вначале векаXVIIна Руси появилисьи первые настенные часы. Их начали делать английские часовые мастера.

ПЕРВЫЕ КОМНАТНЫЕ И НАСТЕННЫЕ ЧАСЫ РОССИЙСКОЙ ИМПЕРИИ.

«Окно в Европу, прорубленное» Петром I дало возможность России познакомиться с часовым делом на западе. Екатерине I, Елизавете Петровне и Екатерине IIвезли в дар маятниковые и карманные часы лучших европейских часовых дел мастеров того времени.

В России Екатерина II Великая даже делала попытки создать часовую промышленность.

В 1774 году часовых дел мастера Басилье и Сандо, благодаря денежной помощи и материальной поддержке со стороны Екатерины, организовали в Москве первую в России часовую мануфактуру. В 1796 году были образованы две часовые фабрики. Одна в Санкт-Петербурге, а другая в Москве. Однако фабрика в Москве закрылась, проработав менее 10 лет. Фабрика в Санкт-Петербурге просуществовала несколько дольше, но и она закрылась.

Светлейший князь Григорий Александрович Потемкин-Таврический (13.09.1739 - 05.10.1791) у себя в имении Дубровна (Белоруссия) в 1781 году организовал фабрику-школу.

Для передачи знаний в часовом деле был приглашен швед Петр Норштейн (PeterNordsteen,1742-1807,Ruotsi, Sweden). В этой фабрике-школе 33 ученика из крепостных обучались часовому делу. После его смерти Екатерина IIвыкупила фабрику-школу у наследников Г.А. Потемкина. Императрица выпустила Указ, по которому фабрику переводят в Москву. Для фабрики в Купавне, Московской губернии, построили специальное здание. Часы «всякого сорта», производимые на фабрике: настенные, часы с боем, карманные, по своему качеству не уступали часам европейских мастеров. Но продавалась лишь их незначительная часть, а основная масса предоставлялась к царскому двору.

В России комнатные настенные и настольные и карманные часы широко начали распро-страняться в XVIIIвеке. На Мясницкой в Москве образовался «Часовой двор», где работаломного часовыхдел мастеров. На этой улице и в дальнейшем стали открываться часовые мастерские. Среди них была и часовая мастерская братьев Николая и Ивана Бунетоп. В середине XIX века их «мастеровитость» приобрела известность, и братьев позвали реставрировать Кремлевские куранты на Спасской башне. На Тверской находились известные часовые мастерские Д.И.Толстого и И.П.Носова. В начале Никольского переулка в доме № 1/12 находился часовой магазин купца Калашникова. В нем служил приказчиком Михаил Алексеевич Москвин. Он с измальства увлекся механикой и устройством часов. В доме его отца была семейная реликвия - часы-ходики конца XVIII. Своему мастерству Михаил Москвин учился у лучших часовщиков Австрии. Так уже в 1882 году в России появились часы с клеймом «ММ». И первыми часами, клейменными «ММ», были напольные и настенные часы.

Павел (Павел-Эдуард) Карлович Буре(P.Bure1810 - 1882) часовой мастер, петербургский купец, основатель известной часовой торговой марки «Павел Буре». П.К. Буре основал свое дело в России в 1815 году. Качество изготовленных часов получило признание, и он стал поставщиком «Двора Его Императорского Величества». Однако, в основном это были карманные, настольные и каминные часы. Их, в основном, пользовали состоятельные люди.
Механизмы же часов карманных и настенных делались часовой фирмой «В.Габю».

НАСТЕННЫЕ ЧАСЫ ЦАРСКОЙ РОССИИ. (Конец XIXвека - начало XX века).

У насъ (Россiи) дешевые и грубые стенные часы,(так называемыя «ходунцы» или «ёкаль-щики») изготовляются кустарями въ деревне Шараповой,Звенигородскаго уезда, Москов-ской губернiи.
Ходики - это небольшие стенные механические часы упрощенного устройства с гирями.
Ходунцы - весьма дешевые (от 50 копеек) стенные часы, с одной гирей, без боя.

Вот что можно прочитать в Трудах Саратовской Ученой Архивной Комиссии:(Изданиiе типографiи братьевъЩетининыхъСердобскаго уезда, Саратовской губернiи.СердобскЪ - 1913 годъ):
«…производство ходиков и настенных часов в деревне Шарапово, начатое в 60-х годах XIX века, продолжало развиваться и в начале XX-го столетия… ...постановка производства настенных часов в Москве стояла не выше, чем в селе Шарапово... ... В Москве техника производства стенных часов стоит еще на низкой ступени…»

НАСТЕННЫЕ ЧАСЫ В СОВЕТСКОЙ РОССИИ.

В Советской России выпуск настенных часов был освоен на Втором Московском часовом заводе, где также выпускались бытовые будильники и промышленные и уличные электрические часовые системы..
Решение о создании собственной часовой промышленности было принято Совнаркомом в 1927 году. В сентябре 1930 года в Москве заработал 1-й Государственный часовой завод, а в 1931 году - 2-й Государственный часовой завод.

Ходики - ласковое название простеньких домашних настенных кухонных часов. Они были настолько простеньки, дешевы и неприхотливы, что их выпуск продолжался еще долгие годы. А все началось с кустарей из деревни Шарапово - «подмосковной Швейцарии»…

НАСТЕННЫЕ ЧАСЫ СОВРЕМЕННОЙ РОССИИ.

Современные механические настенные часы также используют гиревой или пружинный источник энергии. Точность хода такого механизма: + 40 -20 сек/сутки (первый класс точности).

Широкое распространение получили и настенные часы с кварцевым часовым механизмом, источник энергии батарейка. В качестве колебательной системы в них используется кристалл кварца. Первые кварцевые часы были выпущены компанией HAMILTONв 1957 году. Качественные бытовые кварцевые часы имеют точность хода: +/- 15 секунд в месяц.

В современной жизни настенные часы используются не только как приборы для измерения времени, но и несут функцию детали внутреннего интерьера и украшения комнаты.Часто настенные отражают вкусы хозяев жилья.

Дизайнеры придумывают такие настенные часы, которые изумляют и поражают своей оригинальностью.

* ***** **** ***** **** *** ** *

Самые точные часы - атомные. Самые самые точные атомные часы находятся в Германии.
За миллион лет они «согрешат» только на ОДНУ секунду.

Изобрел их часовой мастер из немецкого города Нюрнберга Петер Генлейн .

Он заменил в своем механизме гири на пружину. Пружина, как ее ни скручивай, всегда стремится раскрутиться. Этим свойством и воспользовался Петер Генлейн . Внутри карманных часов расположен механизм. В нем есть плоская коробочка — это домик, в котором находится пружина. Один конец ее — внутренний — неподвижный. Другой — наружный — прикреплен к стенке домика или барабана.

Когда механические часы заводят, то вращают барабан и пружина скручивается, наружный кончик описывает круги. Как только пружину закрутили, она начинает раскручиваться и постепенно возвращается на прежнее место.

Зубчатые колесики передают вращение стрелкам часов. В карманных часах, изобретенных Генлейном , была только одна стрелка. Стекла не было совсем. А над каждой цифрой располагался бугорок — так можно было на ощупь определить, который час. Ведь в старину считалось крайне невежливым смотреть на часы, находясь, например, в гостях. Поэтому, когда гость собирался уходить, он нащупывал часы в кармане своего камзола и определял время.

Минутная стрелка появилась на часах около 1700 года. А секундная — спустя еще шестьдесят лет . Почему? В старину не было необходимости в точном измерении времени, поэтому вполне обходились часами с одной стрелкой. Но годы шли. Развивалась торговля. Уходили в плавание корабли. Между городами прокладывались дороги. В городах открывались мануфактуры. Жизнь становилась все более торопливой и деловой. Люди научились дорожить своим временем.

В XVIII веке на часах появилась минутная стрелка, а позже и секундная.

Часовое стекло появилось только в XVII веке. Заводили карманные часы ключом.

Первые карманные часы назывались «нюрнбергскими яйцами» , хотя на самом деле они были мало похожи на яйца. У них были круглые коробочки. Потом часам стали придавать самые причудливые формы. Были часы в виде бабочек, звездочек, сердца, желудя, креста и прочее.

История часов, возможно, имеет более глубокие корни, чем принято считать сегодня, когда попытки изобрести часы связывают с зарождением цивилизации в Древнем Египте и Месопотамии, что повлекло за собой возникновение ее постоянных спутников – религии и бюрократии. Это и повлекло за собой необходимость людям более эффективно организовывать свое время, благодаря чему первые часы появились на берегах Нила. Но, вероятно, история часов берет свое начало еще тогда, когда первобытные люди каким-то образом пытались отмечать время, например, определяя часы для удачной охоты. А некоторые и до сих пор утверждают, что способны определять время суток, наблюдая за цветами. Их ежедневное раскрытие указывает на определенные часы дня, так одуванчик открывается около 4:00, а лунный цветок – только с наступлением темноты. Но основными инструментами, до изобретения первых часов, с помощью которого человек оценивал течение времени, были солнце, луна и звезды.

Все часы, независимо от их типа, должны иметь регулярный или повторяющийся процесс (действие) с помощью которого можно было бы отмечать равные промежутки времени. Первыми примерами таких процессов, которые удовлетворяли необходимые требования, были как природные явления, такие как движение солнца по небу, так и действия, созданные искусственно, как равномерное горение зажженной свечи или пересыпание песка из одного резервуара в другой. Кроме того, часы должны иметь средства для отслеживания изменения времени и, таким образом, быть в состоянии отобразить полученный результат. Поэтому история часов – это история поиска все более последовательных действий или процессов, регулирующих темп часов.

История солнечных часов

Одними из первых, кто пытался формализировать разделение своего дня на промежутки времени, напоминающие часы, были древние египтяне. В 3500 году до нашей эры в Египте появилось первое подобие часов – обелиски. Это были стройные, сужающиеся кверху, четырехсторонние сооружения, падающая тень от которых позволяла египтянам разделить день на две части, четко указывая на полдень. Такие обелиски принято считать первыми солнечными часами. Они также показывали самый длинный, и короткий день в году, а несколько позже, вокруг обелисков появилась маркировка, которая дала возможность отмечать не только время до и после полудня, но и другие промежутки дня.

Дальнейшее развитие конструкции первых солнечных часов привело к изобретению более портативного варианта. Такие первые часы появились приблизительно в 1500 году до нашей эры. Это устройство разделяло солнечный день на 10 частей, плюс два, так называемых, «сумеречных» отрезка времени, в утренние и вечерние часы. Особенностью таких часов было то, что их необходимо было переставлять в полдень с направления на восток в противоположное западное.

Первые солнечные часы претерпевали дальнейшие изменения и усовершенствования, становясь все более сложными конструкциями, вплоть до применения в часах полусферического циферблата. Так знаменитый римский архитектор и механик, Марк Витрувий Поллион, живший в первом веке до нашей эры, описывал историю появления и конструкцию 13 различных видов часов солнечных первых, используемых в Греции, Малой Азии и Италии.

История солнечных часов продолжалась до позднего средневековья, когда получили распространение оконные часы, а в Китае стали появляться первые солнечные часы, снабженные компасом, для правильной их установки относительно сторон света. Сегодня, история появления часов, использующих движение солнца, навсегда увековечена в одном из сохранившихся до наших дней египетском обелиске, настоящем свидетеле истории часов. Он имеет высоту 34 метра и располагается в Риме, на одной из его площадей.

Клепсидры и другие

Часы первые, не зависящие от положения небесных тел, были названы греками клепсидрами, от греческих слов: klepto – скрывать и hydor – вода. Такие водяные часы основывались на процессе постепенного вытекания воды из узкого отверстия, и по ее уровню определялось истекшее время. Первые часы появились ориентировочно в 1500 году до нашей эры, что подтверждается одним из образцов водяных часов, найденных в гробнице Аменхотепа I. Позже, около 325 г. до н.э., подобные приспособления стали использоваться греками.

Первыми водяными часами были керамические сосуды с небольшим отверстием вблизи дна, из которых вода могла капать с неизменной скоростью, медленно наполняя другой сосуд, отмеченный маркировкой. При постепенном достижении водой разных уровней и отмечали промежутки времени. Водяные часы имели несомненное преимущество перед их солнечными собратьями, так как они могли применяться и в ночное время и такие часы не зависели от климатических условий.

История водяных часов имеет и другой вариант, используемый в некоторых районах Северной Африки вплоть до сегодняшнего дня. Эти часы представляют собой металлическую чашу с донным отверстием, которая помещается в емкость, наполненную водой, и начинает медленно и равномерно тонуть, тем самым отмеряя промежутки времени до полного затопления. И хотя первыми водяными часами были довольно примитивные устройства, дальнейшее их развитие и усовершенствование привело к интересным результатам. Так появились водяные часы способные открывать и закрывать двери, демонстрируя маленькие фигурки людей или перемещая указатели по циферблату. Другие часы заставляли звонить колокола и гонги.

История часов не сохранила имен создателей первых водяных часов, упоминается лишь Ктесибий Александрийский, который за 150 лет до н. э. пробовал применить в клепсидрах механические принципы, основанные на разработках Аристотеля.

Песочные часы

По принципу водяных часов работают и хорошо нам известные часы песочные. Когда такие первые часы появились, истории доподлинно неизвестно. Ясно только, что не раньше, чем люди научились изготавливать стекло – необходимый элемент для их производства. Существует предположение, что история песочных часов началась в сенате древнего Рима, где они использовались во время выступлений, отмечая одинаковые отрезки времени для всех выступающих.

Лиутпранд – монах, живший в восьмом веке во французском Шартре, считается первым изобретателем песочных часов, хотя, как можно увидеть, в этом случае не учтены более ранние свидетельства истории возникновения часов. Широкого распространения в Европе подобные часы достигли лишь к XV столетию, о чем свидетельствуют письменные упоминания о песочных часах, найденные в журналах судов того времени. Часов песочных первые упоминания говорят и о большой популярности их использования на кораблях, поскольку движение судна никак не могло повлиять на работу песочных часов.

Использование в часах гранулированных материалов, таких как песок, значительно увеличило их точность и надежность по сравнению с клепсидрами (водяными часами), чему, помимо прочего, способствовала невосприимчивость песочных часов к воздействию температурных изменений. В них не образовывался конденсат, как это происходило в часах водяных. Часов песочных история не ограничилась средними веками.

По мере повышения спроса на «отслеживание времени», недорогие в производстве и поэтому очень доступные песочные часы, продолжали использоваться в различных сферах и дожили до сегодняшних дней. Что правда, сегодня песочные часы изготавливаются больше в декоративных целях, чем для измерения времени.

Механические часы

Греческий астроном Андроник руководил строительством Башни Ветров в Афинах в первом веке до нашей эры. Это восьмиугольное сооружение сочетало в себе солнечные часы и механическое устройство, которое состояло из механизированной клепсидры (водяных часов) и индикаторов ветров, откуда и название башни. Вся эта сложная конструкция, помимо показателей времени, способна была отображать сезоны года и астрологические даты. Римляне, примерно в это же время, также применяли механизированные водяные часы, но сложность таких комбинированных устройств, предшественников механических часов, не давала им преимущества, в сравнение с более простыми часами того времени.

Как уже упоминалось ранее, попытки соединить водяные часы (клепсидры) с неким механизмом успешно осуществлялись в Китае в период от 200 до 1300 годов, результатом чего стали механизированные астрономические (астрологические) часы. Одну из самых сложных башен-часов построил китаец Су Сен в 1088 году. Но все эти изобретения нельзя было назвать механическими часами, а скорее симбиозом водяных или солнечных часов с механизмом. Тем не менее, все сделанные ранее наработки и изобретения и привели к созданию механических часов, которыми мы пользуемся и сегодня.

История часов полностью механических начинается в X веке (по другим данным раньше). В Европе употребление механического механизма для измерения времени начинается в XIII веке. Первые такие часы функционировали в основном с помощью системы весов и противовесов. Как правило, часы не имели привычных нам стрелок (или имели только часовую), а производили звуковые сигналы, вызываемые ударом в колокол или гонг через каждый прошедший час или меньший промежуток времени. Таким образом, первые механические часы сигнализировали о начале какого-нибудь события, например процедуры богослужения.

Самые первые изобретатели часов, несомненно, имели некоторые научные наклонности, многие из них были известными астрономами. Но часов история также упоминает ювелиров, слесарей, кузнецов, плотников и столяров, которые внесли свой вклад в производство и усовершенствование часов. Среди сотен, если не тысяч, людей, которые внесли свою лепту в разработку механических часов, три были выдающиеся: Христиан Гюйгенс, голландский ученый, который был первым (1656), кто использовал маятник, чтобы регулировать движение часов; Роберт Гук, англичанин, который изобрел анкерный якорь для часов в 1670-х годах; Питер Генлейн, простой слесарь из Германии, который на рубеже XV столетия разработал и использовал горнила, что позволило изготавливать часы небольших размеров (изобретение получило название «нюрнбергские яйца»). Кроме того, Гюйгенсу и Гуку приписывают изобретение спиральных пружин и балансировочного колеса для часов.

Первая наука о времени - астрономия. Результаты наблюдений в древних обсерваториях использовались для ведения сельского хозяйства и отправления религиозных обрядов. Однако с развитием ремесел возникла необходимость в измерении коротких промежутков времени. Таким образом человечество пришло к изобретению часов. Процесс был долгим, наполненным напряженным трудом лучших умов.

История часов насчитывает много веков, это старейшее изобретение человечества. От воткнутой в землю палки до сверхточного хронометра - путь длиною в сотни поколений. Если составить рейтинг достижений человеческой цивилизации, то в номинации «великие изобретения» часы окажутся на втором месте после колеса.

Было время, когда людям было достаточно календаря. Но появились ремесла, возникла необходимость в фиксации длительности технологических процессов. Потребовались часы, назначение которых - измерение промежутков времени короче суток. Для этого человек на протяжении веков использовал различные физические процессы. Соответственными были и конструкции, их реализующие.

История часов делится на два больших периода. Первый - длиной в несколько тысячелетий, второй - меньше одного.

1. История возникновения часов, называемых простейшими. К этой категории относятся солнечные, водяные, огневые и песочные приборы. Период заканчивается изучением механических часов домаятникового периода. Это были средневековые куранты.

2. Новая история часов, начинающаяся с изобретения маятника и баланса, ознаменовавшего начало развития классической колебательной хронометрии. Этот период пока

Солнечные часы

Самые древние, дошедшие до нас. Поэтому именно история солнечных часов открывает парад великих изобретений в области хронометрии. Несмотря на кажущуюся простоту, их отличало большое разнообразие конструкций.

В основу положено кажущееся движение Солнца на протяжении суток. Отсчет ведется по тени, отбрасываемой осью. Их использование возможно лишь в солнечный день. Древний Египет имел благоприятные климатические условия для этого. Наибольшее распространение на берегах Нила получили солнечные часы, имевшие вид обелисков. Их устанавливали у входа в храмы. Гномон в виде вертикального обелиска и шкала, нанесенная на земле, - так выглядели древние солнечные часы. Фото, представленное ниже, демонстрирует один из них. До наших дней сохранился один из египетских обелисков, перевезенных в Европу. Гномон высотой 34 метра в настоящее время возвышается на одной из площадей в Риме.

Обычные солнечные часы обладали существенным недостатком. О нем знали, но долго мирились. В разные сезоны, то есть летом и зимой, продолжительность часа была неодинаковой. Но в период, когда господствовали аграрный строй и ремесленные отношения, в точном измерении времен нужды не было. Поэтому солнечные часы благополучно просуществовали до позднего Средневековья.

На смену гномону пришли более прогрессивные конструкции. Усовершенствованные солнечные часы, в которых этот недостаток был устранен, имели шкалы криволинейной формы. Кроме этого усовершенствования, использовались различные варианты исполнения. Так, в Европе были распространены настенные и оконные солнечные часы.

Дальнейшее усовершенствование имело место в 1431 году. Заключалось оно в ориентировании теневой стрелки параллельно земной оси. Такая стрелка называлась полуосью. Теперь тень, вращаясь вокруг полуоси, двигалась равномерно, поворачиваясь за час на 15°. Подобная конструкция позволяла изготовить достаточно точные для своего времени солнечные часы. Фото демонстрирует один из таких приборов, сохранившихся в Китае.

Для правильной установки конструкцию стали снабжать компасом. Появилась возможность использовать часы повсеместно. Удалось изготовить даже переносные модели. С 1445 года солнечные часы стали строить в виде полой полусферы, снабженной стрелкой, тень от которой падала на внутреннюю поверхность.

Поиски альтернативы

Несмотря на то что солнечные часы были удобными и точными, они имели серьезные недостатки объективного характера. Они полностью зависели от погоды, а их функционирование ограничивалось частью суток, заключенной в промежуток между восходом и закатом. В поисках альтернативы ученые стремились найти другие способы измерения отрезков времени. Требовалось, чтобы они не были связаны с наблюдением движения звезд и планет.

Поиски привели к созданию искусственных эталонов времени. Например, это был интервал, необходимый для перетекания или сгорания некоторого определенного количества вещества.

Созданные на этой основе простейшие часы прошли долгий путь развития и совершенствования конструкций, тем самым подготовив почву для создания не только механических часов, но и устройств автоматики.

Клепсидры

За водяными часами закрепилось название «клепсидры», поэтому бытует заблуждение о том, что впервые изобрели их в Греции. В действительности было не так. Самая древняя, очень примитивная клепсидра была найдена в храме Амона в Фебах и хранится в музее Каира.

При создании водяных часов необходимо обеспечить равномерное снижение уровня воды в сосуде при ее истечении через донное калиброванное отверстие. Достигалось это за счет придания сосуду формы конуса, суживающегося ближе ко дну. Получить закономерность, описывающую скорость вытекания жидкости в зависимости от ее уровня и формы емкости, удалось лишь в Средневековье. До этого форма сосуда для водяных часов подбиралась опытным путем. Например, египетская клепсидра, о которой говорилось выше, давала равномерное снижение уровня. Пусть и с некоторой погрешностью.

Поскольку клепсидра не зависела от времени суток и погоды, она максимально отвечала требованиям непрерывного измерения времени. Кроме того, необходимость дальнейшего усовершенствования прибора, добавления различных функций предоставляла простор для полета фантазии конструкторам. Так, клепсидры арабского происхождения представляли собой художественные произведения в сочетании с высокой функциональностью. Они были снабжены дополнительными гидравлическими и пневматическими механизмами: звуковой сигнализатор времени, система ночного освещения.

Не много имен создателей водяных часов сохранила история. Их изготовлением занимались не только в Европе, но и в Китае, в Индии. До нас дошла информация о греческом механике по имени Ктесибий Александрийский, жившем за 150 лет до новой эры. В клепсидрах Ктесибий использовал зубчатые передачи, теоретические разработки которых были выполнены еще Аристотелем.

Огневые часы

Эта группа появилась в начале 13 века. Первыми огневыми часами были тонкие свечи до 1 метра высотой с нанесенными на них метками. Иногда определенные деления оснащали металлическими штырьками, которые, падая на металлическую подставку при выгорании вокруг них воска, издавали отчетливый звук. Такие устройства послужили прообразом будильника.

С появлением прозрачного стекла огневые часы трансформируются в лампадные. На стенке наносилась шкала, по которой, по мере выгорания масла, и определялось время.

Наибольшее распространение такие устройства получили в Китае. Наряду с лампадными в этой стране была распространена другая разновидность огневых часов - фитильные. Можно сказать, что это была тупиковая ветвь.

Песочные часы

Когда они появились на свет, точно не известно. Можно с уверенностью утверждать лишь то, что они не могли появиться раньше изобретения стекла.

Песочные часы представляют собой две прозрачные стеклянные колбы. Через соединительную горловину содержимое пересыпается из верхней колбы в нижнюю. И в наше время все еще можно встретить песочные часы. Фото изображает одну из моделей, стилизованную под старину.

Средневековые мастера при изготовлении приборов украшали песочные часы изысканным декором. Их использовали не только для измерения отрезков времени, но и в качестве украшения интерьера. В домах многих вельмож и сановников можно было увидеть роскошные песочные часы. Фото представляет одну из таких моделей.

В Европу песочные часы попали достаточно поздно - в конце Средневековья, однако распространение их было стремительным. Благодаря простоте, возможности использования в любое время они быстро стали очень популярными.

Один из недостатков песочных часов - довольно короткий отрезок времени, измеряемый без их переворачивания. Не прижились кассеты, составленные из них. Тормозили распространение таких моделей их невысокая точность, а также износ при длительной эксплуатации. Происходило это следующим образом. Калиброванное отверстие в диафрагме между колбами истиралось, увеличиваясь в диаметре, частицы песка - наоборот, дробились, уменьшаясь в размере. Скорость истечения увеличивалась, время - уменьшалось.

Механические часы: предпосылки появления

Потребность в более точном измерении отрезков времени с развитием производства и общественных отношений неуклонно возрастала. Лучшие умы работали над решением этой проблемы.

Изобретение механических часов - эпохальное событие, которое произошло в Средние века, ведь они - самый сложный прибор, созданный в те годы. В свою очередь, это послужило толчком к дальнейшему развитию науки и техники.

Изобретение часов и их совершенствование требовало более совершенного, точного и высокопроизводительного технологического оборудования, новых методов расчета и конструирования. Это стало началом новой эпохи.

Создание механических часов стало возможным с изобретением шпиндельного спуска. Это устройство преобразовывало поступательное движение висящей на веревке гири в колебательное движение взад-вперед часового колеса. Здесь четко прослеживается преемственность - ведь сложные модели клепсидр уже имели и циферблат, и зубчатую передачу, и бой. Нужно было только поменять движущую силу: заменить струю воды тяжелой гирей, с которой проще было обращаться, и добавить спусковое устройство и регулятор хода.

На этой основе были созданы механизмы для башенных часов. Куранты со шпиндельным регулятором вошли в обиход примерно с 1340 года и стали гордостью многих городов и соборов.

Становление классической колебательной хронометрии

История возникновения часов сохранила для потомков имена ученых и изобретателей, которые сделали возможным их создание. Теоретической базой послужило открытие, которое сделал Галилео Галилей, озвучив законы, описывающие колебания маятника. Он же - автор идеи механических маятниковых часов.

Реализовать идею Галилея удалось в 1658 году талантливому голландцу Христиану Гюйгенсу. Он же - автор изобретения балансового регулятора, что позволило создать карманные, а затем и наручные часы. В 1674 году Гюйгенс разработал усовершенствованный регулятор за счет присоединения к колесику-маховику спиральной пружинки в виде волоска.

Другое знаковое изобретение принадлежит часовому мастеру из Нюрнберга по имени Петер Генлейн. Он изобрел заводную пружину, а в 1500 году на ее основе создал карманные часы.

Параллельно происходили изменения внешнего вида. Сначала было достаточно одной стрелки. Но так как часы стали очень точными, они требовали соответствующей индикации. В 1680 году была добавлена минутная стрелка, и циферблат обрел привычный нам вид. В восемнадцатом веке стали устанавливать секундную стрелку. Вначале боковую, а позже она стала центральной.

В семнадцатом веке создание часов было переведено в категорию искусства. Изысканно декорированные корпуса, украшенные эмалью циферблаты, которые к тому времени накрывали стеклом, - все это превращало механизмы в предмет роскоши.

Работа по усовершенствованию и усложнению приборов продолжалась непрерывно. Повышалась точность хода. В начале восемнадцатого века стали использовать в качестве опор для балансира и шестерен камни - рубиновые и сапфировые. Это позволило снизить трение, повысить точность и увеличить запас хода. Появились интересные усложнения - вечный календарь, автоматический завод, указатель запаса хода.

Толчком к развитию маятниковых часов послужило изобретение английского часовщика Клемента. Примерно в 1676 году он разработал якорно-анкерный спуск. Это устройство хорошо подходило к маятниковым часам, которые имели небольшую амплитуду колебаний.

Кварцевые часы

Дальнейшее совершенствование приборов для измерения времени происходило лавинообразно. Развитие электроники и радиотехники подготовило почву для появления кварцевых часов. Их работа основана на пьезоэлектрическом эффекте. Он был обнаружен в 1880 году, но кварцевые часы изготовили лишь в 1937 году. От классических механических вновь созданные кварцевые модели отличались поразительной точностью. Началась эра часов электронных. В чем их особенность?

Кварцевые часы имеют механизм, состоящий из электронного блока и так называемого шагового электродвигателя. Как это работает? Двигатель, получая сигнал от электронного блока, передвигает стрелки. Вместо привычного циферблата в кварцевых часах может использоваться цифровой дисплей. У нас их называют электронными. На Западе - кварцевыми с цифровой индикацией. Сути это не меняет.

Фактически, кварцевые часы - это мини-компьютер. Очень легко добавляются дополнительные функции: секундомер, указатель фаз Луны, календарь, будильник. Цена часов при этом, в отличие от механики, возрастает не так сильно. Это делает их более доступными.

Кварцевые часы очень точные. Их погрешность составляет ±15 секунд/месяц. Корректировать показания приборов достаточно дважды в год.

Настенные электронные часы

Цифровая индикация и компактность - вот отличительная особенность такого рода механизмов. повсеместно используются в качестве интегрированных. Их можно увидеть на приборной доске автомобиля, в мобильном телефоне, в микроволновке и телевизоре.

Как элемент интерьера чаще можно встретить более популярное классическое исполнение, то есть со стрелочной индикацией.

Часы электронные настенные органично вписываются в интерьер в стиле хай-тек, модерн, техно. Они привлекают прежде всего своей функциональностью.

По типу дисплея электронные часы бывают жидкокристаллическими и светодиодными. Последние более функциональны, так как имеют подсветку.

По типу источника питания часы электронные (настенные и настольные) делятся на сетевые, работающие от сети 220В, и батареечные. Более удобны приборы второго типа, так как не требуют наличия поблизости розетки.

Настенные часы с кукушкой

Германские мастера начали изготавливать их с начала восемнадцатого века. Традиционно настенные часы с кукушкой изготавливались из древесины. Богато декорированные резьбой, выполненные в виде домика для птички, они были украшением богатых особняков.

В свое время недорогие модели были популярны в СССР и на постсоветском пространстве. Долгие годы настенные часы с кукушкой марки «Маяк» выпускал завод в российском городе Сердобск. Гирьки в виде еловых шишек, украшенный незамысловатой резьбой домик, бумажные меха звукового механизма - такими запомнились они представителям старшего поколения.

Сейчас классические настенные часы с кукушкой - редкость. Связано это с высокой ценой качественных моделей. Если не принимать во внимание кварцевые поделки азиатских умельцев, изготовленные из пластика, сказочные кукушки кукуют только в домах истинных ценителей часовой экзотики. Точный, сложный механизм, кожаные меха, изысканная резьба на корпусе - все это требует большого объема ручного высококвалифицированного труда. Лишь самые солидные производители могут выпускать такие модели.

Часы-будильник

Это самые распространенные «ходики» в интерьере.

Будильник - первая дополнительная функция, которая была реализована в часах. Запатентован в 1847 году французом Антуаном Редье.

В классическом механическом настольном будильнике звук производится за счет ударов молоточком по металлическим тарелочкам. Электронные модели более мелодичны.

По исполнению будильники разделяются на малогабаритные и крупногабаритные, настольные и дорожные.

Настольные часы-будильник изготавливают с раздельными двигателями для и сигнала. Заводятся они по отдельности.

С появлением кварцевых часов популярность механических будильников упала. Причин тому несколько. с кварцевым механизмом имеют перед классическими механическими приборами ряд преимуществ: они более точные, не требуют ежедневного завода, их легко подобрать под дизайн помещения. Кроме того, они легкие, не так боятся ударов и падений.

Наручные механические часы с будильником обычно называют «сигнал». Подобные модели выпускают немногие фирмы. Так, коллекционерам известна модель под названием «президентский сверчок»

«Сверчок» (по англ. cricket) - под этим названием швейцарская компания Vulcain выпускала наручные часы с функцией будильника. Известны они тем, что их владельцами были американские президенты: Дуайт Эйзенхауэр, Гарри Трумэн, Ричард Никсон и Линдон Джонсон.

История часов для детей

Время - сложная философская категория и одновременно физическая величина, требующая измерения. Человек живет во времени. Уже с детского сада программой обучения и воспитания предусмотрено развитие у детей навыков ориентирования во времени.

Приучать ребенка к пользованию часами можно, как только он усвоил счет. Помогут в этом макеты. Можно совместить часы из картона с распорядком дня, разместив все это для большей наглядности на листе ватмана. Организовать занятия можно с элементами игры, используя для этого загадки с рисунками.

История в возрасте 6-7 лет изучается на тематических занятиях. Материал подавать необходимо так, чтобы вызвать интерес к теме. Детей в доступной форме знакомят с историей часов, их видами в прошлом и настоящем. Затем закрепляют полученные знания. Для этого демонстрируют принцип работы простейших часов - солнечных, водяных и огневых. Эти занятия пробуждают у детей интерес к исследованиям, развивают творческое воображение и любознательность. Они воспитывают бережное отношение ко времени.

В школе, в 5-7 классах, изучается история изобретения часов. Она базируется на знаниях, полученных ребенком на уроках астрономии, истории, географии, физики. Таким образом закрепляется усвоенный материал. Часы, их изобретение и совершенствование рассматриваются как часть истории материальной культуры, достижения которой направлены на удовлетворение потребностей общества. Тему занятия можно сформулировать так: «Изобретения, изменившие историю человечества».

В старших классах целесообразно продолжить изучение часов как аксессуара с точки зрения моды и эстетики интерьера. Важно познакомить детей с часовым этикетом, рассказать об основных принципах подбора Одно из занятий можно посвятить тайм-менеджменту.

История изобретения часов наглядно показывает преемственность поколений, ее изучение - эффективное средство формирования мировоззрения молодого человека.