Pirmā laika zinātne ir astronomija. Novērojumu rezultāti senajās observatorijās tika izmantoti lauksaimniecībā un reliģiskajos rituālos. Taču, attīstoties amatniecībai, radās nepieciešamība mērīt īsus laika posmus. Tādējādi cilvēce nonāca pie pulksteņa izgudrošanas. Process bija garš, un tas bija piepildīts ar labāko prātu smagu darbu.
Pulksteņu vēsture sniedzas daudzus gadsimtus senā pagātnē, tas ir vecākais cilvēces izgudrojums. No nūjas, kas iesprūda zemē, līdz īpaši precīzam hronometram – simtiem paaudžu ceļojums. Ja sarindojam cilvēku civilizācijas sasniegumus, tad nominācijā "lielie izgudrojumi" pulkstenis būs otrajā vietā aiz riteņa.
Bija laiks, kad cilvēkiem pietika ar kalendāru. Bet parādījās amatniecība, bija jāfiksē tehnoloģisko procesu ilgums. Tas prasīja stundas, kuru mērķis ir izmērīt laika intervālus, kas ir īsāki par dienu. Šim nolūkam cilvēks gadsimtiem ilgi ir izmantojis dažādus fiziskus procesus. Arī konstrukcijas, kas tos īsteno, bija atbilstošas.
Pulksteņu vēsture ir sadalīta divās daļāsliels periods. Pirmais ir vairākus tūkstošus garš, otrais ir mazāks par vienu.
1. Pulksteņa vēsture, ko sauc par visvienkāršāko. Šajā kategorijā ietilpst saules, ūdens, ugunsdzēsības un smilšu ierīces. Periods beidzas ar svārsta perioda mehānisko pulksteņu izpēti. Tie bija viduslaiku zvani.
2. Jauna pulksteņu vēsture, sākot ar svārsta un līdzsvara izgudrošanu, kas iezīmēja klasiskās svārstību hronometrijas attīstības sākumu. Šis periods vēl nav beidzies.
Saules pulkstenis
Senākie, kas nonākuši līdz mums. Tāpēc tieši saules pulksteņa vēsture atklāj lielo izgudrojumu parādi hronometrijas jomā. Neskatoties uz šķietamo vienkāršību, tie izcēlās ar daudzveidīgu dizainu.
Saules pulksteņa pamatā ir šķietamā Saules kustība visas dienas garumā. Atpakaļskaitīšanas pamatā ir ass radītā ēna. To lietošana ir iespējama tikai saulainā dienā. Senajā Ēģiptē tam bija labvēlīgi klimatiskie apstākļi. Vislielākā izplatība Nīlas krastos saņēma saules pulksteni, kas bija obelisku formā. Tie tika uzstādīti pie ieejas tempļos. Gnomons vertikāla obeliska formā un uz zemes iezīmēta skala – šādi izskatījās senais saules pulkstenis. Zemāk esošajā fotoattēlā ir parādīts viens no tiem. Viens no uz Eiropu transportētajiem Ēģiptes obeliskiem ir saglabājies līdz mūsdienām. 34 metrus augsts gnomons pašlaik atrodas vienā no Romas laukumiem.
Parastam saules pulkstenim bija būtisks trūkums. Viņi par viņu zināja, bet ilgu laiku pacieta. Dažādos gadalaikos, tas ir, vasarā un ziemā, stundas ilgums nebija vienāds. Bet laikā, kad dominēja agrārā iekārta un amatniecības attiecības, precīza laika mērīšana nebija vajadzīga. Tāpēc saules pulkstenis veiksmīgi pastāvēja līdz vēlajiem viduslaikiem.
Gnomons tika aizstāts ar progresīvākiem dizainiem. Uzlabotajiem saules pulksteņiem, kuros šis trūkums tika novērsts, bija izliektas skalas. Papildus šim uzlabojumam tika izmantotas dažādas versijas. Tāpēc Eiropā sienas un logu saules pulksteņi bija izplatīti.
Turpmāk uzlabojumi tika veikti 1431. gadā. Tas sastāvēja no ēnas bultiņas orientēšanas paralēli zemes asij. Šādu bultu sauca par pusasi. Tagad ēna, griežoties ap pusasi, kustējās vienmērīgi, pagriežoties par 15° stundā. Šāds dizains ļāva izgatavot savam laikam pietiekami precīzu saules pulksteni. Fotoattēlā redzama viena no šīm Ķīnā saglabātajām ierīcēm.
Pareizai uzstādīšanai viņi sāka piegādāt konstrukciju ar kompasu. Pulksteni kļuva iespējams izmantot visur. Bija iespējams izgatavot pat pārnēsājamus modeļus. Kopš 1445. gada saules pulksteni sāka būvēt doba puslodes formā, kas aprīkota ar bultiņu, kuras ēna krita uz iekšējo virsmu.
Meklēt alternatīvas
Neskatoties uz to, ka saules pulksteņi bija ērti un precīzi, tiem bija nopietni objektīvi trūkumi. Tie bija pilnībā atkarīgi no laikapstākļiem, un to darbība bija ierobežotadiena starp saullēktu un saulrietu. Meklējot alternatīvu, zinātnieki centās atrast citus veidus, kā izmērīt laika intervālus. Tika prasīts, lai tie nebūtu saistīti ar zvaigžņu un planētu kustības novērošanu.
Meklēšanas rezultātā tika izveidoti mākslīgi laika standarti. Piemēram, tas bija intervāls, kas nepieciešams noteiktam vielas daudzumam, lai izplūstu vai sadegtu.
Uz šī pamata radītie vienkāršākie pulksteņi ir nogājuši garu ceļu dizaina izstrādē un uzlabošanā, tādējādi paverot ceļu ne tikai mehānisku pulksteņu, bet arī automatizācijas ierīču radīšanai.
Clepsydra
Nosaukums “clepsydra” ir aizķēries aiz ūdens pulksteņa, tāpēc pastāv maldīgs priekšstats, ka tas pirmo reizi tika izgudrots Grieķijā. Patiesībā tas tā nebija. Vecākā, ļoti primitīvā klepsidra tika atrasta Amuna templī Fēbē un tiek glabāta Kairas muzejā.
Veidojot ūdens pulksteni, nepieciešams nodrošināt vienmērīgu ūdens līmeņa pazemināšanos traukā, kad tas plūst caur apakšējo kalibrēto atveri. Tas tika panākts, piešķirot kuģim konusa formu, kas sašaurinās tuvāk apakšai. Tikai viduslaikos tika iegūta likumsakarība, kas raksturo šķidruma aizplūšanas ātrumu atkarībā no tā līmeņa un tvertnes formas. Pirms tam ūdens pulksteņa trauka forma tika izvēlēta empīriski. Piemēram, Ēģiptes klepsidra, par kuru tika runāts iepriekš, deva vienmērīgu līmeņa pazemināšanos. Pat ar nelielu kļūdu.
Tā kā klepsydra nebija atkarīga no diennakts laika un laikapstākļiem, tā atbilda nepārtrauktas darbības prasībāmlaika mērījumi. Turklāt nepieciešamība pēc turpmākas ierīces pilnveidošanas, dažādu funkciju pievienošana deva vietu dizaineriem, kur lidināt savu iztēli. Tādējādi arābu izcelsmes klepsidras bija mākslas darbi, kas apvienoti ar augstu funkcionalitāti. Tie bija aprīkoti ar papildu hidrauliskiem un pneimatiskajiem mehānismiem: skaņas taimeri, nakts apgaismojuma sistēmu.
Vēstures laikā nav saglabājies daudz ūdenspulksteņa veidotāju vārdu. Tie tika izgatavoti ne tikai Eiropā, bet arī Ķīnā un Indijā. Esam saņēmuši informāciju par grieķu mehāniķi vārdā Ktesibijs no Aleksandrijas, kurš dzīvoja 150 gadus pirms jaunās ēras. Klepsidrā Ktesibijs izmantoja zobratus, kuru teorētisko izstrādi veica Aristotelis.
Ugunspulkstenis
Šī grupa parādījās 13. gadsimta sākumā. Pirmie šaujamie pulksteņi bija plānas sveces, kuru augstums bija līdz 1 metram, un uz tām bija uzliktas zīmes. Dažkārt atsevišķas divīzijas bija aprīkotas ar metāla tapām, kuras, vaskam apdegot, krītot uz metāla statīva, radīja izteiktu skaņu. Šādas ierīces kalpoja kā modinātāja prototips.
Līdz ar caurspīdīgā stikla parādīšanos uguns pulksteņi tiek pārveidoti par ikonu lampām. Uz sienas tika uzlikta skala, pēc kuras, eļļai izdegot, tika noteikts laiks.
Visizplatītākās šādas ierīces ir Ķīnā. Līdzās ikonu lampām šajā valstī bija izplatīts arī cits uguns pulksteņu veids - dakts pulksteņi. Tu vari teiktka tas bija strupceļa atzars.
Smilšu pulkstenis
Kad viņi piedzima, nav precīzi zināms. Vienīgais, ko var droši apgalvot, ir tas, ka tie nevarēja parādīties pirms stikla izgudrošanas.
Smilšu pulkstenis ir divas caurspīdīgas stikla kolbas. Caur savienojošo kaklu saturu no augšējās kolbas ielej apakšējā. Un mūsu laikā jūs joprojām varat satikt smilšu pulksteni. Fotoattēlā ir viens no modeļiem, stilizēts antīks.
Viduslaiku amatnieki instrumentu ražošanā smilšu pulksteni dekorēja ar izsmalcinātu dekoru. Tie tika izmantoti ne tikai laika periodu mērīšanai, bet arī interjera dekorēšanai. Daudzu muižnieku un augstmaņu mājās varēja redzēt greznus smilšu pulksteņus. Fotoattēlā ir redzams viens no šiem modeļiem.
Smilšu pulkstenis Eiropā nonāca diezgan vēlu – viduslaiku beigās, taču to izplatība bija strauja. Pateicoties to vienkāršībai, iespējai izmantot jebkurā laikā, tie ātri kļuva ļoti populāri.
Viens no smilšu pulksteņa trūkumiem ir diezgan īsais laiks, ko mēra, to neapgriežot. No tiem veidotās kasetes neiesakņojās. Šādu modeļu izplatību bremzēja to zemā precizitāte, kā arī nodilums ilgstošas darbības laikā. Tas notika sekojošā veidā. Kalibrētais caurums diafragmā starp kolbām bija nolietojies, palielinoties diametram, smilšu daļiņas, gluži pretēji, tika sasmalcinātas, samazinoties izmēram. Plūsmas ātrums palielinājāslaiks saruka.
Mehāniskie pulksteņi: priekšnoteikumi
Nepārtraukti ir pieaugusi nepieciešamība pēc precīzāka laika periodu mērīšanas līdz ar ražošanas un sociālo attiecību attīstību. Labākie prāti ir strādājuši, lai atrisinātu šo problēmu.
Mehāniskā pulksteņa izgudrošana ir pavērsiena notikums, kas notika viduslaikos, jo tie ir vissarežģītākā šajos gados radītā ierīce. Savukārt tas kalpoja par stimulu zinātnes un tehnoloģiju tālākai attīstībai.
Pulksteņu izgudrošanai un to uzlabošanai bija nepieciešamas modernākas, precīzākas un augstas veiktspējas tehnoloģiskās iekārtas, jaunas aprēķina un projektēšanas metodes. Tas bija jaunas ēras sākums.
Mehānisko pulksteņu izveide kļuva iespējama, izgudrojot vārpstas izbēgšanu. Šī ierīce pārveidoja uz virves karājoša svara translācijas kustību par oscilējošu kustību uz priekšu un atpakaļ stundas ratā. Šeit ir skaidri redzama nepārtrauktība - galu galā sarežģītiem klepsydra modeļiem jau bija ciparnīca, pārnesumu vilciens un cīņa. Viss, kas bija nepieciešams, bija mainīt dzinējspēku: nomainīt ūdens strūklu ar smagu svaru, kas bija vieglāk vadāms, un pievienot nolaišanās ierīci un ātruma regulatoru.
Uz šī pamata tika izveidoti torņu pulksteņu mehānismi. Ar vārpstu darbināmi zvani ir izmantoti kopš aptuveni 1340. gada un ir kļuvuši par daudzu pilsētu un katedrāļu lepnumu.
Klasiskās svārstību hronometrijas attīstība
Pulksteņu vēsture ir saglabājusi pēcnācējiem to zinātnieku un izgudrotāju vārdus, kuriļāva tos izveidot. Teorētiskais pamats bija Galileo Galilei atklājums, kurš izteica likumus, kas apraksta svārsta svārstības. Viņš ir arī mehānisko svārsta pulksteņu idejas autors.
Galileo ideju 1658. gadā realizēja talantīgais holandietis Kristians Huigenss. Viņš ir arī līdzsvara regulatora izgudrojuma autors, kas ļāva izveidot kabatas pulksteni un pēc tam rokas pulksteni. 1674. gadā Huigenss izstrādāja uzlabotu regulatoru, spararatam pievienojot mata formas spirālveida atsperi.
Cits ievērojams izgudrojums pieder Nirnbergas pulksteņmeistaram Pīteram Henleinam. Viņš izgudroja galveno atsperi un 1500. gadā uz tās pamata izveidoja kabatas pulksteni.
Paralēli bija arī izskata izmaiņas. Sākumā pietika ar vienu bultu. Bet, tā kā pulksteņi kļuva ļoti precīzi, tiem bija nepieciešama atbilstoša norāde. 1680. gadā tika pievienots minūšu rādītājs, un ciparnīca ieguva mums pazīstamo formu. Astoņpadsmitajā gadsimtā viņi sāka uzstādīt lietotu roku. Pirmā puse, vēlāk tā kļuva par centrālo daļu.
Septiņpadsmitajā gadsimtā pulksteņu radīšana tika pārcelta uz mākslas kategoriju. Izsmalcināti dekorēti futrāļi, emaljētas ciparnīcas, kuras līdz tam laikam bija pārklātas ar stiklu - tas viss pārvērta kustības par luksusa priekšmetu.
Nepārtraukti turpinājās darbs pie instrumentu uzlabošanas un sarežģīšanas. Paaugstināta skriešanas precizitāte. Astoņpadsmitā gadsimta sākumā rubīna un safīra akmeņus sāka izmantot kā balstus līdzsvara ritenim un zobratiem. Tas ļāva samazināt berzi,uzlabot precizitāti un palielināt jaudas rezervi. Ir parādījušies interesanti sarežģījumi - mūžīgais kalendārs, automātiskais tinums, jaudas rezerves indikators.
Svārsta pulksteņu izstrādes stimuls bija angļu pulksteņmeistara Klementa izgudrojums. Ap 1676. gadu viņš izstrādāja enkura izbēgšanu. Šī ierīce bija labi piemērota svārsta pulksteņiem, kuriem bija neliela svārstību amplitūda.
Kvarcs
Tālāka laika mērīšanas instrumentu uzlabošana bija kā lavīna. Elektronikas un radiotehnikas attīstība pavēra ceļu kvarca pulksteņu parādīšanai. Viņu darbs ir balstīts uz pjezoelektrisko efektu. Tas tika atklāts 1880. gadā, bet kvarca pulkstenis tika izgatavots tikai 1937. gadā. Jaunizveidotie kvarca modeļi no klasiskajiem mehāniskajiem atšķīrās ar pārsteidzošu precizitāti. Ir sācies elektronisko pulksteņu laikmets. Ar ko tās ir īpašas?
Kvarca pulksteņiem ir mehānisms, kas sastāv no elektroniskas vienības un tā sauktā pakāpju motora. Kā tas strādā? Dzinējs, saņemot signālu no elektroniskā bloka, pārvieto bultiņas. Kvarca pulkstenī ierastās ciparnīcas vietā var izmantot digitālo displeju. Mēs tos saucam par elektroniskiem. Rietumos - kvarcs ar digitālo indikāciju. Tas nemaina būtību.
Patiesībā kvarca pulkstenis ir minidators. Papildu funkcijas tiek pievienotas ļoti vienkārši: hronometrs, mēness fāzes indikators, kalendārs, modinātājs. Tajā pašā laikā pulksteņu cena, atšķirībā no mehānikas, tik ļoti nepalielinās. Tas padara tos pieejamākus.
Kvarca pulksteņi ir ļoti precīzi. To kļūda ir ±15 sekundes/mēnesī. Pietiek izlabot instrumentu rādījumus divas reizes gadā.
Sienas pulksteņi
Digitālā indikācija un kompaktums ir šāda veida mehānismu atšķirīgās iezīmes. Elektroniskie pulksteņi tiek plaši izmantoti kā integrēti pulksteņi. Tos var redzēt uz automašīnas paneļa, mobilajā tālrunī, mikroviļņu krāsnī un televizorā.
Kā interjera elementu bieži var atrast populārāku klasisko versiju, tas ir, ar bultiņas norādi.
Elektroniskais sienas pulkstenis organiski iekļaujas interjerā hi-tech, modernā, tehno stilā. Tie piesaista galvenokārt ar savu funkcionalitāti.
Atbilstoši displeja veidam elektroniskie pulksteņi ir šķidro kristālu un LED. Pēdējie ir funkcionālāki, jo tiem ir apgaismojums.
Atbilstoši strāvas avota veidam elektroniskie pulksteņi (sienas un galda) tiek iedalīti tīklā, kas tiek darbināti ar 220 V spriegumu un akumulatoru. Otrā tipa ierīces ir ērtākas, jo tām tuvumā nav nepieciešama kontaktligzda.
Dzeguzes sienas pulkstenis
Vācu amatnieki tos izgatavo kopš astoņpadsmitā gadsimta sākuma. Tradicionāli dzeguzes sienas pulksteņi tika izgatavoti no koka. Bagātīgi dekorēti ar kokgriezumiem, veidoti putnu būdiņas formā, tie bija bagātu savrupmāju rotājumi.
Savulaik PSRS un postpadomju telpā bija populāri lēti modeļi. Daudzus gadus rūpnīca ražoja zīmola Mayak dzeguzes sienas pulksteniKrievijas pilsētā Serdobskā. Svari egļu čiekuru formā, nesarežģītiem grebumiem rotāta māja, skaņu mehānisma papīra kažokādas - tādus atcerējās vecākās paaudzes pārstāvji.
Klasiskais dzeguzes sienas pulkstenis mūsdienās ir retums. Tas ir saistīts ar kvalitatīvu modeļu augsto cenu. Ja neņem vērā Āzijas amatnieku kvarca darinājumus no plastmasas, pasakainās dzeguzes dzeguzē tikai īstu eksotisko pulksteņu cienītāju mājās. Precīzs, sarežģīts mehānisms, ādas plēšas, izsmalcināts grebums uz korpusa - tas viss prasa lielu augsti kvalificētu roku darbu. Šādus modeļus var ražot tikai cienījamākie ražotāji.
Modinātājs
Tie ir visizplatītākie "staigātāji" interjerā.
Modinātājs ir pirmā papildu funkcija, kas tika ieviesta pulkstenī. 1847. gadā patentējis francūzis Antuāns Redjē.
Klasiskā mehāniskajā darbvirsmas modinātājā skaņa tiek radīta, uzsitot uz metāla plāksnēm. Elektroniskie modeļi ir melodiskāki.
Pēc izpildes modinātājpulksteņi tiek iedalīti maza izmēra un liela izmēra, darbvirsmas un ceļojumu pulksteņos.
Galda modinātājpulksteņi ir izgatavoti ar atsevišķiem motoriem pulksteņa darbībai un signālam. Tās sākas atsevišķi.
Līdz ar kvarca pulksteņu parādīšanos ir kritusies mehānisko modinātājpulksteņu popularitāte. Tam ir vairāki iemesli. Galda pulkstenim-modinātājam ar kvarca kustību priekšā ir vairākas klasiskas mehāniskas ierīcespriekšrocības: tie ir precīzāki, neprasa ikdienas tinumu, tos ir viegli pieskaņot telpas dizainam. Turklāt tie ir viegli, ne tik ļoti baidās no triecieniem un kritieniem.
Plaukstas mehāniskos modinātājus parasti dēvē par "signālu". Tikai daži uzņēmumi ražo šādus modeļus. Tātad, kolekcionāri zina modeli, ko sauc par "prezidenta kriketu"
"Cricket" (pēc angļu valodas krikets) - ar šo nosaukumu Šveices uzņēmums Vulcain ražoja pulksteņus ar trauksmes funkciju. Tie ir pazīstami ar to, ka tie pieder Amerikas prezidentiem: Dvaitam Eizenhaueram, Harijam Trūmenam, Ričardam Niksonam un Lindonam Džonsonam.
Bērnu pulksteņu vēsture
Laiks ir sarežģīta filozofiska kategorija un tajā pašā laikā fizikāls lielums, kas ir jāmēra. Cilvēks dzīvo laikā. Jau no bērnudārza izglītības un audzināšanas programma paredz bērnos attīstīt laika orientācijas prasmes.
Jūs varat iemācīt bērnam lietot pulksteni, tiklīdz viņš ir apguvis kontu. Izkārtojumi palīdzēs šajā jautājumā. Jūs varat apvienot kartona pulksteni ar ikdienas rutīnu, novietojot to visu uz zīmēšanas papīra lapas, lai nodrošinātu lielāku skaidrību. Varat organizēt nodarbības ar spēles elementiem, šim nolūkam izmantojot mīklas ar attēliem.
Tematiskajās nodarbībās tiek pētīta pulksteņu vēsture bērniem vecumā no 6-7 gadiem. Materiāls jāiesniedz tā, lai tas izraisītu interesi par tēmu. Bērni pieejamā formā tiek iepazīstināti ar pulksteņu vēsturi, to veidiem pagātnē un tagadnē. Tad iegūtās zināšanas tiek nostiprinātas. Lai to izdarītu, demonstrējiet vienkāršākā pulksteņa darbības principu -saule, ūdens un uguns. Šīs aktivitātes pamodina bērnos interesi par pētniecību, attīsta radošo iztēli un zinātkāri. Viņi audzina cieņu pret laiku.
Skolā 5.-7.klasē tiek pētīta pulksteņu izgudrošanas vēsture. Tas ir balstīts uz zināšanām, ko bērns guvis astronomijas, vēstures, ģeogrāfijas, fizikas stundās. Tādā veidā iegūtais materiāls tiek konsolidēts. Pulksteņi, to izgudrošana un uzlabošana tiek uzskatīta par materiālās kultūras vēstures sastāvdaļu, kuras sasniegumi ir vērsti uz sabiedrības vajadzību apmierināšanu. Nodarbības tēmu var formulēt šādi: “Izgudrojumi, kas mainīja cilvēces vēsturi.”
Vidusskolā vēlams turpināt apgūt pulksteņus kā aksesuāru modes un interjera estētikas ziņā. Svarīgi bērnus iepazīstināt ar pulksteņu etiķeti, runāt par interjera pulksteņu izvēles pamatprincipiem. Vienu no nodarbībām var veltīt laika plānošanai.
Pulksteņu izgudrošanas vēsture skaidri parāda paaudžu nepārtrauktību, tās izpēte ir efektīvs līdzeklis jauna cilvēka pasaules uzskata veidošanā.
