Prva znanost o vremenu je astronomija. Rezultati promatranja u antičkim zvjezdarnicama korišteni su za poljoprivredu i vjerske obrede. Međutim, razvojem obrta postalo je potrebno mjerenje kratkih vremenskih razdoblja. Tako je čovječanstvo došlo do izuma sata. Proces je bio dug, ispunjen teškim radom najboljih umova.
Povijest satova seže mnogo stoljeća unatrag, to je najstariji izum čovječanstva. Od štapa zabodenog u zemlju do ultrapreciznog kronometra - putovanje stotina generacija. Ako rangiramo dostignuća ljudske civilizacije, onda će u nominaciji "veliki izumi" sat biti na drugom mjestu nakon kotača.
Bilo je vrijeme kada je ljudima bio dovoljan kalendar. Ali pojavili su se obrti, postojala je potreba da se utvrdi trajanje tehnoloških procesa. Trebalo je satima, čija je svrha mjerenje vremenskih intervala kraćih od jednog dana. Za to je čovjek stoljećima koristio različite fizičke procese. Konstrukcije koje ih provode također su bile odgovarajuće.
Povijest satova podijeljena je na dva dijelaveliki period. Prvi je dug nekoliko tisućljeća, drugi je manji od jednog.
1. Povijest sata, nazvana najjednostavnijim. Ova kategorija uključuje solarne uređaje, uređaje za vodu, vatru i pijesak. Razdoblje završava proučavanjem mehaničkih satova perioda njihala. To su bila srednjovjekovna zvona.
2. Nova povijest satova, počevši od izuma njihala i ravnoteže, što je označilo početak razvoja klasične oscilatorne kronometrije. Ovo razdoblje još nije završilo.
Sunčani sat
Najdrevniji koji su došli do nas. Stoga je povijest sunčanog sata ono što otvara paradu velikih izuma na području kronometrije. Unatoč prividnoj jednostavnosti, odlikovali su se širokim izborom dizajna.
Sunčani sat temelji se na prividnom kretanju Sunca tijekom dana. Odbrojavanje se temelji na sjeni koju baca os. Njihova upotreba je moguća samo po sunčanom danu. Stari Egipat je za to imao povoljne klimatske uvjete. Najveću rasprostranjenost na obalama Nila dobio je sunčani sat, koji je imao oblik obeliska. Postavljeni su na ulazu u hramove. Gnomon u obliku okomitog obeliska i mjerilo označeno na tlu - tako je izgledao drevni sunčani sat. Fotografija ispod prikazuje jednu od njih. Jedan od egipatskih obeliska prevezenih u Europu preživio je do danas. 34 metra visok gnomon trenutno stoji na jednom od trgova u Rimu.
Obični sunčani sat imao je značajan nedostatak. Znali su za njega, ali su ga dugo trpjeli. U različitim godišnjim dobima, odnosno ljeti i zimi, trajanje sata nije bilo isto. No, u razdoblju kada je dominirao agrarni sustav i zanatski odnosi, nije bilo potrebe za točnim mjerenjem vremena. Stoga je sunčani sat uspješno postojao sve do kasnog srednjeg vijeka.
Gnomon je zamijenjen progresivnijim dizajnom. Poboljšani sunčani satovi, u kojima je ovaj nedostatak otklonjen, imali su zakrivljene vage. Osim ovog poboljšanja, korištene su razne verzije. Dakle, u Europi su zidni i prozorski sunčani satovi bili uobičajeni.
Daljnje poboljšanje dogodilo se 1431. Sastojao se u orijentaciji sjene strelice paralelno sa zemljinom osi. Takva se strelica zvala poluos. Sada se sjena, rotirajući oko polu-osi, kretala jednoliko, okrećući se za 15° na sat. Takav dizajn omogućio je proizvodnju sunčanog sata koji je bio dovoljno točan za svoje vrijeme. Fotografija prikazuje jedan od ovih uređaja sačuvan u Kini.
Za pravilnu instalaciju, počeli su opskrbljivati strukturu kompasom. Postalo je moguće koristiti sat posvuda. Bilo je moguće napraviti čak i prijenosne modele. Od 1445. počinje se graditi sunčani sat u obliku šuplje hemisfere, opremljen strijelom, čija je sjena padala na unutarnju površinu.
Traži alternative
Unatoč činjenici da su sunčani satovi bili praktični i precizni, imali su ozbiljne objektivne nedostatke. Bili su potpuno ovisni o vremenu, a njihovo je funkcioniranje bilo ograničeno na diodan između izlaska i zalaska sunca. U potrazi za alternativom, znanstvenici su pokušali pronaći druge načine mjerenja vremenskih intervala. Tražilo se da se ne povezuju s promatranjem kretanja zvijezda i planeta.
Traženje je dovelo do stvaranja umjetnih vremenskih standarda. Na primjer, to je bio interval potreban da neka određena količina tvari teče ili sagorijeva.
Najjednostavniji satovi stvoreni na ovoj osnovi prešli su dug put u razvoju i poboljšanju dizajna, otvarajući tako put stvaranju ne samo mehaničkih satova, već i uređaja za automatizaciju.
Clepsydra
Naziv "clepsydra" ostao je iza vodenog sata, pa postoji zabluda da je prvi put izmišljen u Grčkoj. U stvarnosti nije bilo tako. Najstarija, vrlo primitivna klepsidra pronađena je u Amonovom hramu u Phoebe i čuva se u muzeju u Kairu.
Prilikom izrade vodenog sata potrebno je osigurati ravnomjerno smanjenje razine vode u posudi kada ona teče kroz donji kalibrirani otvor. To je postignuto tako da se posudi dade oblik stošca, koji se sužava bliže dnu. Tek u srednjem vijeku dobivena je pravilnost koja opisuje brzinu istjecanja tekućine ovisno o njezinoj razini i obliku posude. Prije toga empirijski je odabran oblik posude za vodeni sat. Na primjer, egipatska klepsidra, o kojoj je gore raspravljano, dala je jednolično smanjenje razine. Čak i uz neku grešku.
Budući da clepsydra nije ovisila o dobu dana i vremenu, ispunjavala je zahtjeve kontinuiranogmjerenja vremena. Osim toga, potreba za daljnjim poboljšanjem uređaja, dodavanjem raznih funkcija, dala je prostor dizajnerima za razlet mašte. Dakle, klepsidre arapskog podrijetla bile su umjetnička djela u kombinaciji s visokom funkcionalnošću. Opremljeni su dodatnim hidrauličkim i pneumatskim mehanizmima: zvučnim mjeračem vremena, sustavom noćne rasvjete.
U povijesti nije sačuvano mnogo imena kreatora vodenog sata. Proizvedeni su ne samo u Europi, već iu Kini i Indiji. Dobili smo informacije o grčkom mehaničaru po imenu Ktesibije iz Aleksandrije, koji je živio 150 godina prije nove ere. U klepsidri, Ktesibije je koristio zupčanike, čiji je teorijski razvoj proveo Aristotel.
Vatrogasni sat
Ova grupa se pojavila početkom 13. stoljeća. Prvi satovi za paljenje bili su tanke svijeće visoke do 1 metar s oznakama na njima. Ponekad su pojedini odjeli bili opremljeni metalnim iglama, koje su, padajući na metalno postolje kada je vosak gorio oko njih, ispuštale izrazit zvuk. Takvi su uređaji poslužili kao prototip budilice.
Pojavom prozirnog stakla, vatreni satovi se pretvaraju u svjetiljke za ikone. Na zidu je nanesena vaga prema kojoj se, kako je ulje izgorjelo, određivalo vrijeme.
Najrasprostranjeniji takvi uređaji su u Kini. Uz svjetiljke, u ovoj je zemlji bila uobičajena još jedna vrsta vatrogasnog sata - satovi od fitilja. Možeš rećida je to bila slijepa grana.
pješčani sat
Kada su rođeni, ne zna se točno. Jedino što se može sa sigurnošću reći je da se nisu mogli pojaviti prije izuma stakla.
Pješčani sat su dvije prozirne staklene tikvice. Kroz spojno grlo izlijeva se sadržaj iz gornje tikvice u donju. A u naše vrijeme još uvijek možete upoznati pješčani sat. Na fotografiji je jedan od modela, stiliziran pod starinu.
Srednjovjekovni obrtnici u proizvodnji instrumenata ukrasili su pješčani sat izvrsnim dekorom. Koristili su se ne samo za mjerenje vremenskih razdoblja, već i kao uređenje interijera. U kućama mnogih plemića i uglednika mogli su se vidjeti raskošni pješčani satovi. Fotografija prikazuje jedan od ovih modela.
Pješčani sat je u Europu došao prilično kasno - na kraju srednjeg vijeka, ali njihova je distribucija bila brza. Zbog svoje jednostavnosti, mogućnosti korištenja u bilo kojem trenutku, brzo su postali vrlo popularni.
Jedan od nedostataka pješčanog sata je prilično kratko vrijeme koje se mjeri bez okretanja. Kasete sastavljene od njih nisu zaživjele. Distribuciju takvih modela usporila je njihova niska točnost, kao i trošenje tijekom dugotrajnog rada. To se dogodilo na sljedeći način. Kalibrirana rupa u dijafragmi između tikvica bila je istrošena, povećavajući promjer, čestice pijeska su, naprotiv, zgnječene, smanjujući veličinu. Brzina protoka se povećalavrijeme se smanjivalo.
Mehanički satovi: preduvjeti za nastanak
Potreba za preciznijim mjerenjem vremenskih razdoblja s razvojem proizvodnje i društvenih odnosa stalno raste. Najbolji umovi su radili na rješavanju ovog problema.
Izum mehaničkog sata je prekretnica koji se dogodio u srednjem vijeku, jer je to najsloženiji uređaj stvoren tih godina. Zauzvrat, to je poslužilo kao poticaj za daljnji razvoj znanosti i tehnologije.
Izum satova i njihovo poboljšanje zahtijevali su napredniju, precizniju i učinkovitiju tehnološku opremu, nove metode proračuna i dizajna. Ovo je bio početak nove ere.
Stvaranje mehaničkih satova postalo je moguće s izumom vretena. Ovaj uređaj pretvarao je translacijsko kretanje utega koji visi na užetu u oscilatorno kretanje naprijed-natrag satnog kotača. Ovdje se jasno vidi kontinuitet - uostalom, složeni modeli clepsydre već su imali brojčanik, zupčanik i bitku. Sve što je bilo potrebno bilo je promijeniti pogonsku snagu: zamijeniti mlaz vode teškom težinom kojom je bilo lakše rukovati i dodati spust i regulator brzine.
Mehanizmi za toranjske satove stvoreni su na ovoj osnovi. Vretenasti zvončići u upotrebi su od oko 1340. godine i postali su ponos mnogih gradova i katedrala.
Uspon klasične oscilatorne kronometrije
Povijest satova sačuvala je za potomstvo imena znanstvenika i izumitelja koji suomogućio njihovo stvaranje. Teorijska osnova bila je otkriće Galilea Galileija, koji je izrazio zakone koji opisuju oscilacije njihala. Također je autor ideje o mehaničkim satom s njihalom.
Galileovu ideju realizirao je 1658. talentirani Nizozemac Christian Huygens. Također je autor izuma balansnog regulatora koji je omogućio izradu džepnog, a potom i ručnog sata. Godine 1674. Huygens je razvio poboljšani regulator pričvršćivanjem spiralne opruge u obliku kose na zamašnjak.
Još jedan značajan izum pripada nürnberškom uraru po imenu Peter Henlein. Izumio je glavnu oprugu, a 1500. godine stvorio je džepni sat na temelju nje.
Uporedo s tim, došlo je do promjena u izgledu. U početku je bila dovoljna jedna strijela. Ali kako su satovi postali vrlo točni, zahtijevali su odgovarajuću indikaciju. Godine 1680. dodana je minutna kazaljka, a brojčanik je poprimio nama poznati oblik. U osamnaestom stoljeću počeli su ugrađivati drugu ruku. Prva strana, a kasnije je postala središnja.
U sedamnaestom stoljeću stvaranje satova prebačeno je u kategoriju umjetnosti. Izuzetno ukrašena kućišta, emajlirani brojčanici, koji su do tada bili prekriveni staklom - sve je to pretvorilo pokrete u luksuzni predmet.
Rad na poboljšanju i kompliciranju instrumenata nastavio se bez prekida. Povećana preciznost trčanja. Početkom osamnaestog stoljeća kamenje rubin i safir počelo se koristiti kao oslonac za kotač ravnoteže i zupčanike. To je omogućilo smanjenje trenja,poboljšati točnost i povećati rezervu snage. Pojavile su se zanimljive komplikacije - vječni kalendar, automatsko namotavanje, indikator rezerve snage.
Poticaj za razvoj satova s njihalom bio je izum engleskog urara Clementa. Oko 1676. razvio je sidrište. Ovaj je uređaj bio vrlo prikladan za satove s njihalom, koji su imali malu amplitudu oscilacija.
Quartz
Daljnje usavršavanje instrumenata za mjerenje vremena bilo je poput lavine. Razvoj elektronike i radiotehnike otvorio je put pojavi kvarcnih satova. Njihov se rad temelji na piezoelektričnom učinku. Otkriven je 1880. godine, ali kvarcni sat je napravljen tek 1937. godine. Novostvoreni kvarcni modeli razlikovali su se od klasičnih mehaničkih po nevjerojatnoj preciznosti. Počelo je doba elektronskih satova. Što ih čini posebnima?
Kvarcni satovi imaju mehanizam koji se sastoji od elektronske jedinice i takozvanog koračnog motora. Kako radi? Motor, primajući signal od elektroničke jedinice, pomiče strelice. Umjesto uobičajenog brojčanika u kvarcnom satu, može se koristiti digitalni zaslon. Zovemo ih elektroničkim. Na Zapadu - kvarc s digitalnom indikacijom. To ne mijenja suštinu.
Zapravo, kvarcni sat je mini-računalo. Dodatne funkcije se dodaju vrlo jednostavno: štoperica, indikator mjesečeve faze, kalendar, budilica. Pritom, cijena satova, za razliku od mehanike, ne raste toliko. To ih čini pristupačnijim.
Kvarcni satovi su vrlo precizni. Njihova pogreška je ±15 sekundi/mjesečno. Dovoljno je ispraviti očitanja instrumenta dvaput godišnje.
zidni satovi
Digitalna indikacija i kompaktnost su karakteristike ove vrste mehanizama. Elektronički satovi se široko koriste kao integrirani satovi. Mogu se vidjeti na instrument tabli automobila, u mobitelu, u mikrovalnoj pećnici i TV-u.
Kao element interijera, često možete pronaći popularniju klasičnu verziju, odnosno sa naznakom strelice.
Elektronski zidni sat organski se uklopio u interijer u stilu hi-tech, modern, techno. Privlače prvenstveno svojom funkcionalnošću.
Prema vrsti zaslona, elektronički satovi su s tekućim kristalima i LED. Potonji su funkcionalniji jer imaju pozadinsko osvjetljenje.
Prema vrsti izvora napajanja, elektronički satovi (zidni i stolni) se dijele na mrežne, napajane na 220V i baterije. Uređaji druge vrste su prikladniji, jer ne zahtijevaju utičnicu u blizini.
Zidni sat s kukavicom
Njemački majstori izrađuju ih od početka osamnaestog stoljeća. Tradicionalno su se zidni satovi s kukavicom izrađivali od drveta. Bogato ukrašene rezbarijama, izrađene u obliku kućice za ptice, bile su ukras bogatih dvora.
U jednom su trenutku jeftini modeli bili popularni u SSSR-u i na post-sovjetskom prostoru. Dugi niz godina tvornica je proizvodila zidni sat s kukavicom marke Mayaku ruskom gradu Serdobsku. Utezi u obliku jelovih češera, kuća ukrašena nekompliciranim rezbarijama, papirnatim krznom zvučnog mehanizma - tako su ih pamtili predstavnici starije generacije.
Klasični zidni sat s kukavicom danas je rijetkost. To je zbog visoke cijene kvalitetnih modela. Ako ne uzmete u obzir kvarcne zanate azijskih majstora od plastike, nevjerojatne kukavice kukaju samo u domovima pravih poznavatelja egzotičnih satova. Precizan, složen mehanizam, kožni mjehovi, izvrsna rezbarija na tijelu - sve to zahtijeva veliku količinu visokokvalificiranog ručnog rada. Samo najugledniji proizvođači mogu proizvoditi takve modele.
budilnik
Ovo su najčešći "šetači" u unutrašnjosti.
Alarm je prva dodatna značajka koja je implementirana u sat. Patentirao 1847. Francuz Antoine Redier.
U klasičnom mehaničkom stolnom budilici, zvuk se proizvodi čekićem po metalnim pločama. Elektronički modeli su melodičniji.
Po izvršenju, budilice se dijele na male i velike, stolne i putne.
Stone budilice izrađene su s odvojenim motorima za sat i signal. Počinju odvojeno.
Pojavom kvarcnih satova, popularnost mehaničkih budilica je pala. Postoji nekoliko razloga za to. Stolni sat-budilica s kvarcnim mehanizmom ispred sebe ima niz klasičnih mehaničkih uređajaprednosti: točnije su, ne zahtijevaju svakodnevno namatanje, lako ih je uskladiti s dizajnom prostorije. Osim toga, lagani su, ne boje se toliko udaraca i padova.
Ručni mehanički budilice obično se nazivaju "signal". Nekoliko tvrtki proizvodi takve modele. Dakle, kolekcionari poznaju model koji se zove "predsjednički kriket"
"Cricket" (prema engleskom cricket) - pod tim nazivom je švicarska tvrtka Vulcain proizvodila satove s funkcijom alarma. Poznati su po tome što su bili u vlasništvu američkih predsjednika: Dwighta Eisenhowera, Harryja Trumana, Richarda Nixona i Lyndona Johnsona.
Povijest satova za djecu
Vrijeme je složena filozofska kategorija i ujedno fizička veličina koju treba izmjeriti. Čovjek živi u vremenu. Već od vrtića program obrazovanja i odgoja predviđa razvoj vještina orijentacije u vremenu kod djece.
Možete naučiti dijete da koristi sat čim savlada račun. Izgledi će pomoći u tome. Kartonski sat možete kombinirati s svakodnevnom rutinom tako da sve to za veću jasnoću stavite na komad papira za crtanje. Možete organizirati nastavu s elementima igre, koristeći za to zagonetke sa slikama.
Povijest satova za djecu od 6-7 godina proučava se u tematskoj nastavi. Materijal mora biti prezentiran na način da pobudi interes za temu. Djeca se u pristupačnom obliku upoznaju s poviješću satova, njihovim vrstama u prošlosti i sadašnjosti. Zatim se stečeno znanje učvršćuje. Da biste to učinili, pokažite princip rada najjednostavnijeg sata -sunca, vode i vatre. Ove aktivnosti kod djece budi interes za istraživanje, razvijaju kreativnu maštu i znatiželju. Oni njeguju poštovanje prema vremenu.
U školi se u 5-7 razredima proučava povijest izuma satova. Temelji se na znanju koje je dijete steklo na satovima astronomije, povijesti, geografije, fizike. Na taj način se stečeno gradivo objedinjuje. Satovi, njihov izum i usavršavanje smatraju se dijelom povijesti materijalne kulture, čija su postignuća usmjerena na zadovoljavanje potreba društva. Tema lekcije može se formulirati na sljedeći način: "Izumi koji su promijenili povijest čovječanstva."
U srednjoj školi preporučljivo je nastaviti proučavanje satova kao dodataka u smislu mode i estetike interijera. Važno je djecu upoznati s bontonom satova, razgovarati o osnovnim principima odabira unutarnjih satova. Jedan od predavanja može se posvetiti upravljanju vremenom.
Povijest izuma satova jasno pokazuje kontinuitet generacija, njeno proučavanje je učinkovito sredstvo za oblikovanje svjetonazora mlade osobe.
