De eerste wetenschap van tijd is astronomie. De resultaten van waarnemingen in oude observatoria werden gebruikt voor landbouw en religieuze riten. Met de ontwikkeling van ambachten werd het echter noodzakelijk om korte tijdsperioden te meten. Zo kwam de mensheid tot de uitvinding van de klok. Het proces was lang, gevuld met het harde werk van de knapste koppen.
De geschiedenis van horloges gaat vele eeuwen terug, het is de oudste uitvinding van de mensheid. Van een in de grond gestoken stok tot een ultraprecieze chronometer - een reis van honderden generaties. Als we de prestaties van de menselijke beschaving rangschikken, dan staat de klok in de nominatie "grote uitvindingen" op de tweede plaats na het wiel.
Er was een tijd dat een kalender genoeg was voor mensen. Maar ambachten verschenen, er was een behoefte om de duur van technologische processen vast te stellen. Het duurde uren, met als doel het meten van tijdsintervallen korter dan een dag. Hiervoor gebruikt de mens al eeuwenlang verschillende fysieke processen. De constructies die ze implementeren kwamen ook overeen.
De geschiedenis van horloges is in tweeën verdeeldgrote periode. De eerste is enkele millennia lang, de tweede is minder dan één.
1. De geschiedenis van de klok, de eenvoudigste genoemd. Deze categorie omvat zonne-, water-, vuur- en zandtoestellen. De periode eindigt met de studie van de mechanische klokken van de slingerperiode. Dit waren middeleeuwse klokken.
2. Een nieuwe geschiedenis van horloges, te beginnen met de uitvinding van de slinger en de balans, die het begin markeerde van de ontwikkeling van de klassieke oscillerende chronometrie. Deze periode is nog niet voorbij.
Zonnewijzer
De oudste die tot ons zijn overgegaan. Daarom is het de geschiedenis van de zonnewijzer die de parade opent van grote uitvindingen op het gebied van chronometrie. Ondanks hun ogenschijnlijke eenvoud onderscheidden ze zich door een grote verscheidenheid aan ontwerpen.
De zonnewijzer is gebaseerd op de schijnbare beweging van de zon gedurende de dag. Het aftellen is gebaseerd op de schaduw die door de as wordt geworpen. Het gebruik ervan is alleen mogelijk op een zonnige dag. Het oude Egypte had hiervoor gunstige klimatologische omstandigheden. De grootste verspreiding aan de oevers van de Nijl kreeg een zonnewijzer in de vorm van obelisken. Ze werden geïnstalleerd bij de ingang van de tempels. Een gnomon in de vorm van een verticale obelisk en een schaal op de grond - zo zag de oude zonnewijzer eruit. Op de onderstaande foto is er één te zien. Een van de naar Europa vervoerde Egyptische obelisken is tot op de dag van vandaag bewaard gebleven. Een 34 meter hoge gnomon staat momenteel op een van de pleinen in Rome.
Gewone zonnewijzer had een belangrijk nadeel. Ze wisten van hem, maar verdragen hem lange tijd. In verschillende seizoenen, dat wil zeggen in zomer en winter, was de duur van het uur niet hetzelfde. Maar in de periode dat het agrarische systeem en de ambachtsrelaties domineerden, was een nauwkeurige tijdmeting niet nodig. Daarom heeft de zonnewijzer tot in de late middeleeuwen met succes bestaan.
De gnomon werd vervangen door meer vooruitstrevende ontwerpen. Verbeterde zonnewijzers, waarin deze tekortkoming werd verholpen, hadden gebogen schalen. Naast deze verbetering zijn er verschillende versies gebruikt. Dus in Europa waren wand- en raamzonnewijzers gebruikelijk.
Verdere verbetering vond plaats in 1431. Het bestond erin de schaduwpijl evenwijdig aan de aardas te oriënteren. Zo'n pijl werd een halve as genoemd. Nu bewoog de schaduw, die rond de halve as draaide, gelijkmatig en draaide 15° per uur. Een dergelijk ontwerp maakte het mogelijk om een zonnewijzer te produceren die nauwkeurig genoeg was voor zijn tijd. De foto toont een van deze apparaten bewaard in China.
Voor een juiste installatie begonnen ze de structuur te voorzien van een kompas. Het werd mogelijk om de klok overal te gebruiken. Het was mogelijk om zelfs draagbare modellen te maken. Sinds 1445 werd begonnen met het bouwen van een zonnewijzer in de vorm van een holle halve bol, uitgerust met een pijl waarvan de schaduw op het binnenoppervlak viel.
Zoek naar alternatieven
Ondanks het feit dat de zonnewijzers handig en nauwkeurig waren, vertoonden ze ernstige objectieve gebreken. Ze waren volledig afhankelijk van het weer, en hun functioneren was beperkt tot een deeldag tussen zonsopgang en zonsondergang. Op zoek naar een alternatief zochten wetenschappers naar andere manieren om tijdsintervallen te meten. Het was vereist dat ze niet werden geassocieerd met de waarneming van de beweging van sterren en planeten.
Zoeken leidde tot het creëren van kunstmatige tijdstandaarden. Het was bijvoorbeeld het interval dat nodig was om een bepaalde hoeveelheid stof te laten stromen of verbranden.
De eenvoudigste horloges die op deze basis zijn gemaakt, hebben een lange weg afgelegd in de ontwikkeling en verbetering van ontwerpen, en hebben daarmee de weg vrijgemaakt voor de creatie van niet alleen mechanische horloges, maar ook automatiseringsapparaten.
Clepsydra
De naam "clepsydra" is achter de waterklok blijven hangen, dus er is een misvatting dat het voor het eerst werd uitgevonden in Griekenland. In werkelijkheid was het niet zo. De oudste, zeer primitieve clepsydra werd gevonden in de tempel van Amon in Phoebe en wordt bewaard in het museum van Caïro.
Bij het maken van een waterklok is het noodzakelijk om te zorgen voor een gelijkmatige afname van het waterpeil in het vat wanneer het door het onderste gekalibreerde gat stroomt. Dit werd bereikt door het vat de vorm van een kegel te geven, die dichter naar de bodem taps toeloopt. Pas in de Middeleeuwen werd een regelmaat verkregen die de snelheid van de vloeistofuitstroom beschrijft, afhankelijk van het niveau en de vorm van de container. Voorafgaand hieraan werd de vorm van het vat voor de waterklok empirisch gekozen. Zo gaf de hierboven besproken Egyptische clepsydra een gelijkmatige verlaging van het niveau. Zelfs met een fout.
Omdat clepsydra niet afhankelijk was van het tijdstip van de dag en het weer, voldeed het aan de eisen van continutijd metingen. Daarnaast bood de behoefte aan verdere verbetering van het apparaat, de toevoeging van verschillende functies, ruimte aan ontwerpers om hun fantasie de vrije loop te laten. Clepsydra's van Arabische oorsprong waren dus kunstwerken gecombineerd met een hoge functionaliteit. Ze waren uitgerust met extra hydraulische en pneumatische mechanismen: een hoorbare timer, een nachtverlichtingssysteem.
Er zijn in de geschiedenis niet veel namen bewaard gebleven van de makers van de waterklok. Ze werden niet alleen in Europa gemaakt, maar ook in China en India. We hebben informatie ontvangen over een Griekse monteur genaamd Ctesibius van Alexandrië, die 150 jaar voor het nieuwe tijdperk leefde. In Clepsydra gebruikte Ctesibius tandwielen, waarvan de theoretische ontwikkeling werd uitgevoerd door Aristoteles.
Brandwacht
Deze groep verscheen aan het begin van de 13e eeuw. De eerste brandklokken waren dunne kaarsen tot 1 meter hoog met merktekens erop. Soms waren bepaalde afdelingen uitgerust met metalen pinnen, die, als ze op een metalen standaard vielen toen de was eromheen brandde, een duidelijk geluid maakten. Dergelijke apparaten dienden als prototype van de wekker.
Met de komst van transparant glas worden vuurklokken omgevormd tot icoonlampen. Op de muur werd een schaal aangebracht volgens welke, naarmate de olie opbrandde, de tijd werd bepaald.
De meest voorkomende dergelijke apparaten zijn in China. Naast de icoonlampen was in dit land een ander type vuurklok gebruikelijk: lontklokken. U kunt zeggendat het een doodlopende tak was.
Zandloper
Wanneer ze zijn geboren, is niet precies bekend. Het enige dat met zekerheid kan worden gezegd, is dat ze niet konden zijn verschenen vóór de uitvinding van glas.
Hourglass zijn twee transparante glazen kolven. Via de verbindingshals wordt de inhoud van de bovenste kolf in de onderste gegoten. En in onze tijd kun je de zandloper nog steeds ontmoeten. De foto toont een van de modellen, gestileerd antiek.
Middeleeuwse ambachtslieden in de vervaardiging van instrumenten versierden de zandloper met een prachtig decor. Ze werden niet alleen gebruikt om tijdsperioden te meten, maar ook als interieurdecoratie. In de huizen van veel edelen en hoogwaardigheidsbekleders kon men luxueuze zandlopers zien. De foto toont een van deze modellen.
De zandloper kwam vrij laat naar Europa - aan het einde van de middeleeuwen, maar de verspreiding ervan was snel. Door hun eenvoud, de mogelijkheid om ze op elk moment te gebruiken, werden ze al snel erg populair.
Een van de tekortkomingen van de zandloper is de vrij korte tijd die wordt gemeten zonder hem om te draaien. Cassettes die daaruit zijn samengesteld, hebben geen wortel geschoten. De distributie van dergelijke modellen werd vertraagd door hun lage nauwkeurigheid en slijtage tijdens langdurig gebruik. Het gebeurde op de volgende manier. Het gekalibreerde gat in het diafragma tussen de kolven was versleten, nam in diameter toe, zanddeeltjes daarentegen werden verpletterd en namen af. Het debiet nam toede tijd nam af.
Mechanische horloges: voorwaarden voor het ontstaan van
De behoefte aan een nauwkeurigere meting van tijdsperioden met de ontwikkeling van productie en sociale relaties is gestaag toegenomen. De knapste koppen hebben gewerkt om dit probleem op te lossen.
De uitvinding van de mechanische klok is een mijlpaal die plaatsvond in de Middeleeuwen, omdat ze het meest complexe apparaat zijn dat in die jaren is gemaakt. Dit vormde op zijn beurt een impuls voor de verdere ontwikkeling van wetenschap en technologie.
De uitvinding van horloges en hun verbetering vereiste meer geavanceerde, nauwkeurige en hoogwaardige technologische apparatuur, nieuwe berekenings- en ontwerpmethoden. Dit was het begin van een nieuw tijdperk.
De creatie van mechanische horloges werd mogelijk met de uitvinding van het spindelechappement. Dit apparaat zette de translatiebeweging van een gewicht dat aan een touw hing om in een heen en weer oscillerende beweging van een uurwiel. Continuïteit is hier duidelijk te zien - complexe modellen van clepsydra hadden immers al een wijzerplaat, een tandwieltrein en een gevecht. Het enige dat nodig was, was de drijvende kracht veranderen: vervang de waterstraal door een zwaar gewicht dat gemakkelijker te hanteren was, en voeg een afdaalapparaat en een snelheidsregelaar toe.
Mechanismen voor torenklokken zijn op deze basis gemaakt. Door een spindel bediende klokkenspel is in gebruik sinds ongeveer 1340 en is de trots geworden van vele steden en kathedralen.
De opkomst van klassieke oscillerende chronometrie
De geschiedenis van horloges heeft voor het nageslacht de namen bewaard van wetenschappers en uitvinders diemaakte het mogelijk om ze te maken. De theoretische basis was de ontdekking van Galileo Galilei, die de wetten uitsprak die de trillingen van de slinger beschrijven. Hij is ook de auteur van het idee van mechanische slingerklokken.
Galileo's idee werd in 1658 gerealiseerd door de getalenteerde Nederlander Christian Huygens. Hij is ook de auteur van de uitvinding van de balansregelaar, die het mogelijk maakte om een zakhorloge en vervolgens een polshorloge te maken. In 1674 ontwikkelde Huygens een verbeterde regelaar door een haarvormige spiraalveer aan het vliegwiel te bevestigen.
Een andere baanbrekende uitvinding is van een horlogemaker uit Neurenberg genaamd Peter Henlein. Hij vond de drijfveer uit en in 1500 maakte hij er een zakhorloge op gebaseerd.
Tegelijkertijd waren er veranderingen in het uiterlijk. In het begin was één pijl voldoende. Maar omdat klokken zeer nauwkeurig werden, hadden ze een overeenkomstige indicatie nodig. In 1680 werd een minutenwijzer toegevoegd en kreeg de wijzerplaat de voor ons bekende vorm. In de achttiende eeuw begonnen ze een tweedehands te installeren. Eerste kant, en later werd het centraal.
In de zeventiende eeuw werd het maken van horloges overgebracht naar de categorie kunst. Prachtig versierde kasten, geëmailleerde wijzerplaten, die tegen die tijd bedekt waren met glas - dit alles maakte van uurwerken een luxe item.
Het werk aan het verbeteren en compliceren van de instrumenten ging ononderbroken door. Verhoogde loopnauwkeurigheid. Aan het begin van de achttiende eeuw begonnen robijn- en saffierstenen te worden gebruikt als steunen voor het balanswiel en de tandwielen. Dit maakte het mogelijk om wrijving te verminderen,de nauwkeurigheid verbeteren en de gangreserve vergroten. Er zijn interessante complicaties opgetreden - een eeuwigdurende kalender, automatisch opwinden, een gangreserve-indicator.
De aanzet voor de ontwikkeling van slingerklokken was de uitvinding van de Engelse horlogemaker Clement. Rond 1676 ontwikkelde hij het ankergang. Dit apparaat was zeer geschikt voor slingerklokken, die een kleine trillingsamplitude hadden.
Quartz
Verdere verbetering van instrumenten voor het meten van tijd was als een lawine. De ontwikkeling van elektronica en radiotechniek maakte de weg vrij voor de opkomst van quartzhorloges. Hun werk is gebaseerd op het piëzo-elektrische effect. Het werd ontdekt in 1880, maar de kwartsklok werd pas in 1937 gemaakt. De nieuw gecreëerde kwartsmodellen verschilden in verbazingwekkende nauwkeurigheid van klassieke mechanische modellen. Het tijdperk van elektronische horloges is begonnen. Wat maakt ze speciaal?
Quartz horloges hebben een mechanisme dat bestaat uit een elektronische unit en een zogenaamde stappenmotor. Hoe het werkt? De motor, die een signaal ontvangt van de elektronische unit, beweegt de pijlen. In plaats van de gebruikelijke wijzerplaat in een quartz horloge, kan een digitaal display worden gebruikt. We noemen ze elektronisch. In het Westen - kwarts met digitale aanduiding. Het verandert niets aan de essentie.
Een quartz horloge is eigenlijk een minicomputer. Extra functies zijn heel eenvoudig toe te voegen: stopwatch, maanfase-indicator, kalender, wekker. Tegelijkertijd stijgt de prijs van horloges, in tegenstelling tot mechanica, niet zo veel. Dit maakt ze toegankelijker.
Quartz horloges zijn zeer nauwkeurig. Hun fout is ±15 seconden/maand. Het is voldoende om de meetwaarden van het instrument twee keer per jaar te corrigeren.
Wandklokken
Digitale aanduiding en compactheid zijn de onderscheidende kenmerken van dit soort mechanismen. Elektronische klokken worden veel gebruikt als geïntegreerde klokken. Ze zijn te zien op het dashboard van een auto, in een mobiele telefoon, in een magnetron en op tv.
Als interieurelement kun je vaak een meer populaire klassieke versie vinden, dat wil zeggen met een pijlaanduiding.
Elektronische wandklok past organisch in het interieur in de stijl van hi-tech, modern, techno. Ze trekken vooral aan met hun functionaliteit.
Volgens het type display zijn elektronische horloges vloeibaar kristal en LED. Deze laatste zijn functioneler omdat ze van achteren verlicht zijn.
Afhankelijk van het type stroombron, zijn elektronische klokken (muur en desktop) onderverdeeld in netwerk, gevoed door 220V en batterij. Apparaten van het tweede type zijn handiger, omdat ze geen stopcontact in de buurt nodig hebben.
Koekoek wandklok
Duitse ambachtslieden maken ze al sinds het begin van de achttiende eeuw. Traditioneel werden koekoeksklokken gemaakt van hout. Rijkelijk versierd met houtsnijwerk, gemaakt in de vorm van een vogelhuisje, waren ze de decoratie van rijke herenhuizen.
Eens waren goedkope modellen populair in de USSR en de post-Sovjet-ruimte. Jarenlang werd de koekoeksklok van het merk Mayak door de fabriek geproduceerdin de Russische stad Serdobsk. Gewichten in de vorm van dennenappels, een huis versierd met ongecompliceerd houtsnijwerk, papieren vachten van een geluidsmechanisme - zo werden ze herinnerd door de vertegenwoordigers van de oudere generatie.
De klassieke koekoeksklok is tegenwoordig een zeldzaamheid. Dit komt door de hoge prijs van kwaliteitsmodellen. Als je geen rekening houdt met de kwartsambachten van Aziatische ambachtslieden gemaakt van plastic, fabelachtige koekoekskoekoek alleen in de huizen van echte kenners van exotische horloges. Nauwkeurig, complex mechanisme, leren balg, prachtig snijwerk op het lichaam - dit alles vereist een grote hoeveelheid hoogopgeleide handarbeid. Alleen de meest gerenommeerde fabrikanten kunnen dergelijke modellen produceren.
Wekker
Dit zijn de meest voorkomende "wandelaars" in het binnenland.
Wekker is de eerste extra functie die in het horloge is geïmplementeerd. Gepatenteerd in 1847 door de Fransman Antoine Redier.
In een klassieke mechanische desktopwekker wordt geluid geproduceerd door op metalen platen te hameren. Elektronische modellen zijn melodieuzer.
Door uitvoering worden wekkers onderverdeeld in klein en groot, desktop en reizen.
Tafelwekkers zijn gemaakt met aparte motoren voor uurwerk en signaal. Ze beginnen apart.
Met de komst van quartz horloges is de populariteit van mechanische wekkers gedaald. Hier zijn verschillende redenen voor. Tafelklok-wekker met quartz uurwerk heeft een aantal klassieke mechanische apparaten voorvoordelen: ze zijn nauwkeuriger, vereisen geen dagelijkse wikkeling, ze zijn gemakkelijk aan te passen aan het ontwerp van de kamer. Bovendien zijn ze licht, niet zo bang voor stoten en vallen.
Mechanische polswekkers worden gewoonlijk "signaal" genoemd. Er zijn maar weinig bedrijven die dergelijke modellen produceren. Dus, verzamelaars kennen een model genaamd "presidentiële cricket"
"Cricket" (volgens Engelse cricket) - onder deze naam produceerde het Zwitserse bedrijf Vulcain horloges met een alarmfunctie. Ze staan bekend als eigendom van Amerikaanse presidenten: Dwight Eisenhower, Harry Truman, Richard Nixon en Lyndon Johnson.
Geschiedenis van horloges voor kinderen
Tijd is een complexe filosofische categorie en tegelijkertijd een fysieke grootheid die gemeten moet worden. De mens leeft in de tijd. Al vanaf de kleuterschool voorziet het programma van onderwijs en opvoeding in de ontwikkeling van tijdoriëntatievaardigheden bij kinderen.
Je kunt een kind leren een horloge te gebruiken zodra hij het account onder de knie heeft. Lay-outs helpen hierbij. Je kunt een kartonnen klok combineren met de dagelijkse routine door dit alles voor meer duidelijkheid op een stuk tekenpapier te plaatsen. Je kunt lessen organiseren met elementen van het spel, hiervoor puzzels met afbeeldingen gebruiken.
De geschiedenis van horloges voor kinderen van 6-7 jaar wordt bestudeerd in thematische lessen. Het materiaal moet zo worden gepresenteerd dat de interesse in het onderwerp wordt gewekt. Kinderen maken op een toegankelijke manier kennis met de geschiedenis van horloges, hun typen in het verleden en heden. Vervolgens wordt de opgedane kennis geconsolideerd. Om dit te doen, demonstreert u het werkingsprincipe van de eenvoudigste klok -zonne-energie, water en vuur. Deze activiteiten wekken de interesse van kinderen voor onderzoek, ontwikkelen creatieve verbeeldingskracht en nieuwsgierigheid. Ze cultiveren respect voor tijd.
Op school, in de klassen 5-7, wordt de geschiedenis van de uitvinding van horloges bestudeerd. Het is gebaseerd op de kennis die het kind heeft opgedaan in de lessen astronomie, geschiedenis, aardrijkskunde en natuurkunde. Op deze manier wordt het verworven materiaal geconsolideerd. Horloges, hun uitvinding en verbetering worden beschouwd als onderdeel van de geschiedenis van de materiële cultuur, waarvan de prestaties zijn gericht op het voldoen aan de behoeften van de samenleving. Het onderwerp van de les kan als volgt worden geformuleerd: "Uitvindingen die de geschiedenis van de mensheid hebben veranderd."
Op de middelbare school is het raadzaam om de studie van horloges als accessoire voort te zetten op het gebied van mode en interieuresthetiek. Het is belangrijk om kinderen vertrouwd te maken met horloge-etiquette, om te praten over de basisprincipes van het kiezen van interieurhorloges. Een van de lessen kan worden besteed aan tijdmanagement.
De geschiedenis van de uitvinding van horloges toont duidelijk de continuïteit van generaties, de studie ervan is een effectief middel om het wereldbeeld van een jongere vorm te geven.
