اطلاعات ساعت آفتابی برای کودکان تاریخچه ساعت ساعت دیواری

فیزیکدانان به کشف تکان دهنده ای دست یافته اند - در طبیعت، زمان وجود ندارد و هرگز وجود نداشته است! در طبیعت، فقط فرآیندها اتفاق می افتد، آنها می توانند دوره ای یا غیر دوره ای باشند. مفهوم "زمان" توسط مردم برای راحتی خود ابداع شد. زمان اندازه گیری فاصله بین دو رویداد است.

چه کسی اولین ساعت را اختراع کرد؟

انسان راه های زیادی برای اندازه گیری زمان ابداع کرده است. ابتدا زمان با طلوع و غروب خورشید اندازه گیری شد. افزایش یا کاهش سایه در حال سقوط از اشیاء مختلف - سنگ ها، درختان، به شخص کمک می کند حداقل به نحوی در زمان حرکت کند. زمان نیز توسط ستارگان تعیین شد (ستارگان مختلف در ساعات مختلف شب قابل مشاهده هستند).

مصریان باستان شب را به دوازده دوره تقسیم می کردند. هر شکاف با طلوع یکی از دوازده ستاره خاص شروع شد. مصریان روز را به همان تعداد فواصل تقسیم کردند. این اساس تقسیم روز ما به 24 ساعت است.

بعداً مصری ها ساعت های سایه ای را ایجاد کردند (ما به آنها ساعت های خورشیدی می گوییم). آنها یک چوب ساده چوبی با علامت هستند. ساعت سایه اولین اختراع بشر بود که برای اندازه گیری زمان طراحی شد. البته ساعت آفتابی در روز و شب ابری نمی توانست زمان را تشخیص دهد. یکی از قدیمی ترین اسناد مکتوب مربوط به سال 732 قبل از میلاد. درباره ساعت آفتابی کتاب مقدس (فصل بیستم کتاب پادشاهان) است. از ساعت ابلیسکی شاه آحاز یاد می کند. ساعت آفتابی قرن سیزدهم و پانزدهم که در حفاری ها کشف شد. قبل از میلاد مسیح. شهادت می دهند که در واقع ساعت آفتابی خیلی زودتر از آنچه نوشته ها می گویند ظاهر شد.

مصریان باستان یک ساعت آبی نیز ایجاد کردند. آنها مدت زمانی را که مایع از یک ظرف به ظرف دیگر جریان می یابد اندازه گیری کردند.

ساعت شنی در قرن هشتم ظاهر شد. آنها دو فلاسک لحیم کاری هستند. ماسه ریخته شده در یکی از فلاسک ها از طریق گردن باریک فلاسک دیگر در مدت زمان معینی مثلاً یک ساعت ریخته می شود. پس از آن، ساعت برگردانده می شود. ساعت شنی ارزان و قابل اعتماد است، بنابراین هنوز از بین نرفته است.

ساعت های مکانیکی در دهه 1300 در اروپا ظاهر شدند، آنها با کمک فنر کار می کردند. آنها دست نداشتند و زنگی نشان دهنده گذشت ساعت بود.

ساعت های الکترونیکی و کوارتز مدرن از ارتعاشات کریستال های کوارتز استفاده می کنند.

استاندارد ترازوی اتمی است. آنها زمان انتقال یک اتم از حالت انرژی منفی به مثبت و بالعکس را اندازه گیری می کنند.

دستورالعمل

اولین ساعتی که با آن می توان زمان تقریبی را دانست، خورشیدی بود. صفحه چنین ساعتی در مکانی روشن قرار می گرفت. فلش روی آنها به عنوان میله ای عمل می کند که از آن سایه ای روی صفحه می افتد. ساعت آفتابی را gnomon (نشانگر) می گویند. اولین چنین وسایلی در بابل، بیش از 4.5 هزار سال قبل از میلاد ظاهر شد. انواع زیادی از ساعت های آفتابی ایجاد شده است: افقی، عمودی، صبحگاهی، عصرانه، مخروطی، کروی و حتی قابل حمل برای ملوانان. ویترویوس ریاضیدان در مقالات خود 30 نوع ساعت آفتابی را توصیف کرد. همه این دستگاه ها یک مشکل اصلی داشتند - آنها فقط زمانی کار می کردند که روشنایی وجود داشت.

بشر برای بهبود کیفیت زندگی وسایل دیگری را برای تنظیم زمان اختراع کرده است. یک ساعت آبی (کلپسیدرا) دوره های زمانی را با استفاده از جریان خاصی از مایع و اندازه گیری مقدار آب در ظرف اندازه گیری می کرد. ساعت های آتش نشانی شمع های مرغوب یا عود بودند. برای مثال، روی چوب‌ها، علامت‌هایی اعمال می‌شد که نشان‌دهنده مدت زمان سپری شده بود. هر قسمت از عصا عطر متفاوتی می داد.

ساعت شنی فراگیر شد. آنها بیشتر به عنوان تایمر استفاده می شدند. اولین ساعت شنی در قرن یازدهم پس از میلاد ظاهر شد. این برای علما، کشیشان و صنعتگران راحت شد. در قرن یازدهم اروپا یک ساعت برجی به دست آورد. آنها یک تیر داشتند، وزنه های سنگین زنگ ها را به حرکت در می آورد. روی خورشید، پیکان روی ساعت 0 تنظیم شده بود و در طول روز نگهبان آنها را با خورشید چک می کرد.

ساعت‌های زنگ‌دار در قرن چهاردهم ساخته شدند و در سال 1354 در کلیسای جامع استراسبورگ نصب شدند. این ساعت ها در هر ساعت از روز زنگ می زنند. آنها آسمان پرستاره، تقویم همیشگی و چهره های متحرک باکره و کودک را به تصویر می کشیدند. در روسیه، ساعت برج در سال 1404 در کرملین مسکو ظاهر شد. مخترع موتور کتل بل و مکانیسم مبارزه، راهب لازار سربین بود. در آینده، ساعت های برج شروع به نصب در شهرهای مختلف روسیه کردند.

در آغاز قرن شانزدهم، مکانیک P. Henlein یک ساعت جیبی ساخت. آنها مکانیزم دوکی داشتند، وزن با فنر فولادی جایگزین شد. دقت ساعت به درجه سیم پیچی فنر بستگی داشت. با گذشت زمان، دستگاهی برای یکسان کردن نیروی فنر ساخته شد. چنین ساعت هایی تا پایان قرن نوزدهم وجود داشتند.

اواخر قرن شانزدهم با کشف ساعت های آونگی معروف شد. دانشمند گالیله گالیله توجه را به حرکت لامپ ها در کلیسای جامع پیزا جلب کرد. او متوجه شد که طول زنجیرهایی که لامپ ها به آنها آویزان شده اند، دوره های نوسان آنها را تعیین می کند. این گالیله بود که ایده ساخت یک ساعت آونگی را مطرح کرد.

ابتدا آفتابی و پرآب بودند، سپس آتشین و شنی شدند و در نهایت به صورت مکانیکی ظاهر شدند. اما، تفاسیر آنها هر چه باشد، همیشه همان چیزی که امروز هستند - منابع زمان - باقی مانده اند.

امروز، داستان ما در مورد مکانیسمی است که در دوران باستان اختراع شده است، امروز دستیار وفادار انسان باقی مانده است - ساعت ها.

قطره قطره

اولین وسیله ساده برای اندازه گیری زمان - ساعت آفتابی - حدود 3.5 هزار سال پیش توسط بابلی ها اختراع شد. یک میله کوچک (گنومون) بر روی یک سنگ مسطح (کادران) که با خطوط مشخص شده بود ثابت شده بود - صفحه، سایه گنمون به عنوان عقربه ساعت عمل می کرد. اما از آنجایی که چنین ساعت‌هایی فقط در روز کار می‌کردند، کلپسیدرا در شب جایگزین آنها شد - همانطور که یونانیان ساعت آب می‌گفتند.

A ساعت آبی را در حدود 150 سال قبل از میلاد اختراع کرد. مکانیک یونان باستان - مخترع Ctesibius از اسکندریه. فلز یا گلی و بعداً ظرف شیشه ای را با آب پر می کردند. آب به آرامی قطره قطره جاری شد، سطح آن پایین آمد و تقسیمات روی کشتی ساعت را نشان می داد. به هر حال، اولین ساعت زنگ دار روی زمین نیز یک ساعت آبی بود و در عین حال زنگ مدرسه بود. مخترع آن را افلاطون فیلسوف یونان باستان می دانند. این دستگاه برای فراخوانی دانش‌آموزان به کلاس‌ها خدمت می‌کرد و از دو کشتی تشکیل می‌شد. آب در بالا ریخته می شد و از آنجا به تدریج به پایین می ریخت و هوا را به زور از آن خارج می کرد. هوا از طریق لوله به سمت فلوت هجوم برد و شروع به صدا کرد.

در اروپا و چین کمتر رایج نبود ساعت های به اصطلاح "آتش" بودند. اولین ساعت "آتش" در آغاز قرن سیزدهم ظاهر شد. این ساعت بسیار ساده به شکل یک شمع نازک بلند با مقیاسی که در طول آن اعمال شده بود زمان را به طور نسبتا رضایت بخشی نشان می داد و در شب نیز خانه را روشن می کردند.

شمع های مورد استفاده برای این منظور حدود یک متر طول داشتند. معمولاً پین‌های فلزی را به کناره‌های شمع وصل می‌کردند که با سوختن و ذوب شدن موم می‌افتادند و تأثیر آن‌ها بر فنجان فلزی شمعدان نوعی سیگنال صوتی آن زمان بود.

برای قرن ها، روغن نباتی نه تنها برای غذا، بلکه به عنوان یک ساعت استفاده می شود. مستقر با توجه به وابستگی آزمایشی تعیین شده ارتفاع سطح روغن به مدت زمان سوزاندن فتیله، ساعت های چراغ روغن بوجود آمدند. به عنوان یک قاعده، اینها لامپ های ساده با یک مشعل فتیله باز و یک فلاسک شیشه ای برای روغن، مجهز به مقیاس ساعتی بودند. زمان در چنین ساعت هایی با سوختن روغن در فلاسک تعیین می شد.

اولین ساعت شنی نسبتاً اخیراً ظاهر شد - فقط هزار سال پیش. و اگرچه انواع مختلف نشانگرهای زمان شل برای مدت طولانی شناخته شده است، تنها توسعه مناسب مهارت های دمیدن شیشه باعث ایجاد یک دستگاه نسبتا دقیق می شود. اما با کمک یک ساعت شنی، اندازه گیری فقط دوره های زمانی کوچک امکان پذیر بود که معمولاً بیشتر از نیم ساعت نمی شد. بنابراین، بهترین ساعت‌های آن دوره می‌توانند دقت اندازه‌گیری زمان را بین 15-20 دقیقه در روز ارائه دهند.

بدون دقیقه

زمان و مکان ظهور اولین ساعت های مکانیکی به طور قطع مشخص نیست. با این حال، برخی از فرضیات در مورد این هنوز وجود دارد. قدیمی‌ترین گزارش‌ها، اگرچه مستند نشده‌اند، اما به قرن دهم بازمی‌گردند. اختراع ساعت مکانیکی به پاپ سیلوستر دوم (950 - 1003 پس از میلاد) نسبت داده می شود. مشخص است که هربرت در تمام عمر خود به ساعت علاقه زیادی داشت و در سال 996 اولین ساعت برجی در تاریخ را برای شهر ماگدبورگ مونتاژ کرد. از آنجایی که این ساعت‌ها حفظ نشده‌اند، این سوال تا به امروز باز است: چه اصل کارکردی داشتند.
اما حقیقت زیر کاملاً شناخته شده است. در هر ساعتی باید چیزی وجود داشته باشد که حداقل بازه زمانی ثابت مشخصی را تعیین کند و نرخ لحظه های شمارش شده را تعیین کند. یکی از اولین مکانیسم‌های این چنینی با بیلیانت‌ها (تکان‌دهنده راک به جلو و عقب) در حدود سال 1300 پیشنهاد شد. مزیت مهم آن سهولت تنظیم سرعت با جابجایی وزنه بر روی راکر چرخان بود. روی صفحه های آن دوره فقط یک عقربه وجود داشت - ساعت، و این ساعت نیز هر ساعت یک زنگ را می زد (کلمه انگلیسی "ساعت" - "ساعت" از کلمه لاتین "clocca" - "زنگ" می آید). به تدریج، تقریباً همه شهرها و کلیساها به ساعت هایی دست یافتند که به طور مساوی زمان را هم در روز و هم در شب می شمارند. البته طبق گفته سان، آنها مطابق با سیر آن جمع بندی شدند.

متأسفانه، ساعت‌های چرخی مکانیکی فقط در خشکی به درستی کار می‌کردند - بنابراین دوران اکتشافات بزرگ جغرافیایی به صدای ماسه‌های ریخته شده یکنواخت بطری‌های کشتی گذشت، اگرچه این ناوبران بودند که به دقیق‌ترین و مطمئن‌ترین ساعت‌ها نیاز داشتند.

دندان به دندان

در سال 1657 دانشمند هلندی کریستین هویگنس ساعتی مکانیکی با آونگ ساخت. و این نقطه عطف بعدی در ساعت سازی بود. در مکانیسم او، آونگ از بین دندانه های یک چنگال عبور می کرد که به یک چرخ دنده مخصوص اجازه می داد در هر نیمه چرخش دقیقا یک دندان بچرخد. دقت ساعت ها چندین برابر شد، اما حمل چنین ساعت هایی همچنان غیرممکن بود.

در سال 1670، یک پیشرفت اساسی در مکانیسم فرار ساعت های مکانیکی وجود داشت - به اصطلاح فرار لنگر اختراع شد، که امکان استفاده از آونگ های دوم طولانی را فراهم کرد. پس از تنظیم دقیق، با توجه به عرض جغرافیایی مکان و دمای اتاق، چنین ساعتی تنها چند ثانیه در هفته عدم دقت داشت.

اولین ساعت دریایی در سال 1735 توسط جان هریسون نجار یورکشایر ساخته شد. دقت آنها ± 5 ثانیه در روز بود و قبلاً برای سفرهای دریایی کاملاً مناسب بودند. با این حال، مخترع که از اولین کرنومتر خود ناراضی بود، تقریباً سه دهه کار کرد تا اینکه آزمایش کامل یک مدل بهبود یافته در سال 1761 آغاز شد که کمتر از یک ثانیه در روز طول کشید. بخش اول جایزه توسط هریسون در سال 1764 پس از سومین محاکمه طولانی دریایی و سختی‌های طولانی روحانی دریافت شد.

مخترع پاداش کامل را فقط در سال 1773 دریافت کرد. این ساعت توسط کاپیتان بدنام جیمز کوک آزمایش شد که از این اختراع خارق العاده بسیار راضی بود. در فهرست کشتی، او حتی زاده فکر هریسون را ستود: "یک دوست وفادار - ساعت، راهنمای ما، که هرگز شکست نمی خورد."

در همین حال، ساعت های آونگی مکانیکی در حال تبدیل شدن به وسایل خانه هستند. در ابتدا فقط ساعت دیواری و رومیزی ساخته می شد، بعداً شروع به ساخت ساعت های زمینی کردند. اندکی پس از اختراع فنر تخت که جایگزین آونگ شد، صنعتگر پیتر هنلاین از شهر نورنبرگ آلمان اولین ساعت پوشیدنی را ساخت. محفظه آنها که فقط یک ساعت شمار داشت از برنج طلاکاری شده بود و به شکل تخم مرغ بود. اولین "تخم‌های نورنبرگ" به قطر 100 تا 125 میلی‌متر، ضخامت 75 میلی‌متر و در دست یا دور گردن بسته می‌شدند. خیلی بعد، صفحه ساعت جیبی با شیشه پوشانده شد. رویکرد طراحی آنها پیچیده تر شده است. قاب هایی به شکل حیوانات و دیگر اشیاء واقعی ساخته شدند و از مینا برای تزئین صفحه استفاده شد.

در دهه 60 قرن هجدهم، آبراهام لوئیس برگه سوئیسی تحقیقات خود را در زمینه ساعت های پوشیدنی ادامه داد. او آنها را فشرده تر کرد و در سال 1775 مغازه ساعت فروشی خود را در پاریس افتتاح کرد. با این حال، "breguetes" (به قول فرانسوی ها این ساعت ها) فقط برای افراد بسیار ثروتمند مقرون به صرفه بود، در حالی که مردم عادی به وسایل ثابت بسنده می کردند. زمان گذشت و برگه به ​​فکر بهبود ساعت هایش افتاد. او در سال 1790 اولین ساعت ضد شوک را ساخت و در سال 1783 اولین ساعت چند منظوره او به نام ملکه ماری آنتوانت عرضه شد. این ساعت دارای سیم پیچی خودکار، یک تکرارکننده دقیقه، یک تقویم دائمی، یک کرونومتر مستقل، یک «معادله زمان»، یک دماسنج و یک نشانگر ذخیره انرژی بود. قاب پشتی که از کریستال سنگ ساخته شده بود، امکان مشاهده عملکرد مکانیزم را فراهم می کرد. اما مخترع خستگی ناپذیر به همین جا بسنده نکرد. و در سال 1799 ساعت تاکت را ساخت که به "ساعت برای نابینایان" معروف شد. صاحب آن‌ها می‌توانست با لمس صفحه باز، زمان را بفهمد، در حالی که ساعت به بیراهه نمی‌رفت.

آبکاری در مقابل مکانیک

اما اختراعات Breguet هنوز فقط برای اقشار نخبه جامعه مقرون به صرفه بود، در حالی که مخترعان دیگر باید مشکل تولید انبوه ساعت ها را حل می کردند. در آغاز قرن نوزدهم، همزمان با توسعه سریع پیشرفت تکنولوژی، خدمات پستی با مشکل نگه‌داشتن زمان مواجه شد و تلاش می‌کرد تا حرکت واگن‌های پستی را طبق برنامه تضمین کند. در نتیجه، آنها اختراع جدیدی از دانشمندان را به دست آوردند - ساعتهای به اصطلاح "قابل حمل"، که اصل آن شبیه به مکانیسم "برگت" بود. با ظهور راه آهن، هادی ها نیز چنین ساعت هایی را در اختیار داشتند.

هر چه ارتباطات فراآتلانتیکی فعال تر توسعه می یافت، مشکل تضمین وحدت زمان مرجع در طرف های مختلف اقیانوس ضروری تر می شد. در این شرایط، ساعت های "حمل شده" دیگر مناسب نبودند. و سپس برق به کمک آمد، در آن روزها گالوانیزم نامیده می شد. ساعت های الکتریکی مشکل همگام سازی را در فواصل طولانی حل کردند - ابتدا در قاره ها و سپس بین آنها. در سال 1851، کابل در انتهای کانال انگلیسی، در سال 1860 - دریای مدیترانه، و در سال 1865 - اقیانوس اطلس قرار داشت.

الکساندر بین انگلیسی اولین ساعت الکتریکی را طراحی کرد. در سال 1847 او این ساعت را تکمیل کرد، که قلب آن تماسی بود که توسط یک آونگ کنترل می شد که توسط آهنربای الکتریکی تاب می خورد. در آغاز قرن بیستم، ساعت های الکتریکی سرانجام جایگزین ساعت های مکانیکی در سیستم هایی برای ذخیره و انتقال زمان دقیق شدند. به هر حال، دقیق ترین ساعت مبتنی بر آونگ های الکترومغناطیسی آزاد، ساعت ویلیام شورت بود که در سال 1921 در رصدخانه ادینبورگ نصب شد. از مشاهده مسیر سه ساعت Shortt ساخته شده در سالهای 1924، 1926 و 1927 در رصدخانه گرینویچ، میانگین خطای روزانه آنها مشخص شد - 1 ثانیه در سال. دقت ساعت آونگ آزاد Schortt امکان تشخیص تغییرات در طول روز را فراهم کرد. و در سال 1931، بازنگری واحد مطلق زمان - زمان غیر واقعی، با در نظر گرفتن حرکت محور زمین آغاز شد. این خطا که تا آن زمان نادیده گرفته شده بود به حداکثر 0.003 ثانیه در روز رسید. واحد جدید زمان بعداً Mean Sidereal Time نام گرفت. دقت ساعت های Schortt تا زمان ظهور ساعت های کوارتز بی رقیب بود.

زمان کوارتز

در سال 1937، اولین ساعت کوارتز، طراحی شده توسط لوئیس اسن، ظاهر شد. بله، بله، همان هایی که امروز بر روی دستان خود حمل می کنیم و امروز به دیوارهای آپارتمان هایمان آویزان شده اند. این اختراع در رصدخانه گرینویچ نصب شد، دقت این ساعت ها حدود 2 میلی ثانیه در روز بود. در نیمه دوم قرن بیستم، نوبت به ساعت های الکترونیکی رسید. در آنها، محل تماس الکتریکی توسط یک ترانزیستور گرفته شد و یک تشدید کننده کوارتز به عنوان یک آونگ عمل کرد. امروزه تشدید کننده های کوارتز در ساعت های مچی، رایانه های شخصی، ماشین لباسشویی، اتومبیل ها، تلفن های همراه هستند که زمان زندگی ما را شکل می دهند.

بنابراین، عصر ساعت شنی و آفتابی در فراموشی فرو رفته است. و مخترعان از متنعم کردن بشریت با نوآوری های پیشرفته خسته نشدند. زمان گذشت و اولین ساعت های اتمی ساخته شد. به نظر می رسد که دوران برادران مکانیکی و الکترونیکی آنها نیز به پایان رسیده است. اما نه! این دو نسخه از ساعت بودند که بیشترین دقت و سهولت استفاده را ثابت کردند. و این آنها بودند که همه اجداد خود را شکست دادند.

علم 2.0

ظاهر ساعت آفتابی مربوط به لحظه ای است که شخص به رابطه طول و موقعیت سایه خورشید از اجسام خاص و موقعیت خورشید در آسمان پی برد. گنمون قدیمی ترین ابزار برای تعیین زمان بود. تغییر در طول سایه او زمان را نشان می داد. ایجاد ساعات به اصطلاح سایه (ما آنها را خورشید می نامیم) به مصریان نسبت داده می شود که آنها را در هزاره دوم قبل از میلاد اختراع کردند. آنها یک تخته چوبی ساده با علامت بودند. ساعت سایه ای که به دوازده بازه روزانه تقسیم می شود، اولین اختراع بشر بود که برای تعیین زمان طراحی شد. بنابراین، "ساعت آفتابی" وسیله ای برای تعیین زمان با تغییر طول سایه از gnomon و حرکت آن در طول صفحه است. یک میله کوچک (گنومون) بر روی یک سنگ مسطح (کادران) که با خطوط مشخص شده بود ثابت شده بود - صفحه، سایه گنمون به عنوان عقربه ساعت عمل می کرد. اما از آنجایی که چنین ساعت‌هایی فقط در روز کار می‌کردند، کلپسیدرا در شب جایگزین آنها شد - همانطور که یونانیان ساعت آب می‌گفتند.

ساعت آفتابی افقی، عمودی (اگر صفحه صفحه عمودی باشد و از غرب به شرق هدایت شود)، صبح یا عصر (صفحه عمودی، از شمال به جنوب)، استوایی وجود دارد. ساعت های آفتابی مخروطی، کروی و استوانه ای نیز ساخته شد.

ساده ترین ساعت آفتابی

گنمون قدیمی ترین ابزار برای تعیین زمان بود. تغییر در طول سایه آن زمان روز را نشان می داد. چنین ساعت آفتابی ساده ای در کتاب مقدس ذکر شده است:

2 پادشاهان فصل 20

9. اشعیا گفت: «این علامتی از جانب خداوند برای شماست که خداوند کلامی را که گفته است به انجام خواهد رساند: آیا سایه ده قدم جلو می رود یا ده قدم به عقب برمی گردد؟

10 حزقیا گفت: «برای سایه آسان است که ده قدم جلوتر رود. نه، بگذار سایه ده قدم به عقب برگردد.

11. و اشعیای نبی خداوند را ندا داد و سایه را بر پله‌ها بازگرداند، جایی که از پله‌های آحازوف پایین می‌آمد، ده پله.

اشعیا باب 38

8. اینک، من ده قدم از سایه خورشید که از پله های آخازوف می گذشت، برمی گردم. و خورشید ده قدم در امتداد پله هایی که از آن فرود آمد، برگشت.

آیه کتاب مقدس به یک ساعت آفتابی اشاره می کند که در اورشلیم در زمان پادشاه آحاز در قرن هشتم قبل از میلاد ساخته شد.

یکی از اولین ساعت های آفتابی که در قبر ناوت (ایرلند) یافت شد به 5000 سال قبل از میلاد برمی گردد.

اولین توصیف شناخته شده از ساعت آفتابی در مصر باستان، کتیبه ای است در مقبره ستی اول به تاریخ 1306-1290. قبل از میلاد مسیح ه. از ساعت آفتابی صحبت می کند که زمان را در امتداد سایه اندازه می گرفت و صفحه ای مستطیل شکل با تقسیمات بود. در یک انتهای آن یک میله کم با یک نوار افقی بلند وصل شده است که سایه می اندازد. انتهای بشقاب با میله به سمت شرق هدایت می شد و ساعت روز با توجه به علائم روی صفحه مستطیل شکل تعیین می شد که در مصر باستان 12/1 فاصله زمانی طلوع تا غروب خورشید تعریف می شد. بعد از ظهر، انتهای بشقاب به سمت غرب بود.

بازسازی با توجه به شرح ساعت آفتابی مصر از مقبره ستی اول در موقعیت بعد از ظهر. صبح در جهت دیگر مستقر شدند.

ابزارهای ساخته شده بر اساس این اصل نیز یافت شده است. قدمت یکی از آنها به دوره سلطنت توتموس سوم برمی‌گردد و مربوط به سال‌های 1479-1425 است. قبل از میلاد مسیح e.، دوم - از Sais، او 500 سال جوانتر است. در انتها آنها فقط یک میله دارند، بدون میله افقی، و همچنین یک شیار شاقول برای دادن موقعیت افقی دستگاه وجود دارد.

ساعت آفتابی از دوران سلطنت توتموس سوم. این ساعت ها نیز باید در بعدازظهر می چرخید.

دو نوع دیگر از ساعت‌های مصر باستان که زمان را با طول یک سایه اندازه‌گیری می‌کردند، ساعت‌هایی بودند که در آن‌ها سایه روی صفحه یا پله‌های شیب‌دار می‌افتاد. آنها از کمبود ساعت با سطح صاف محروم بودند: در ساعات صبح و عصر، سایه از صفحه فراتر رفت. این نوع ساعت ها در یک مدل سنگ آهک در موزه مصر قاهره که کمی دیرتر از ساعت سایس است، ترکیب شدند. در یک طرف مدل دو صفحه مایل با پلکان وجود دارد که یکی از آنها به سمت شرق و دیگری به سمت غرب است. تا ظهر، سایه روی هواپیمای اول افتاد، به تدریج از پله ها از بالا به پایین پایین آمد، و بعد از ظهر - در صفحه دوم، به تدریج از پایین به بالا بالا آمد، در ظهر هیچ سایه ای وجود نداشت. در طرف دیگر مدل - دو صفحه شیبدار بدون پله، این نوع ساعت شبیه به ساعت های پله دار عمل می کند.

یک اجرای ملموس از نوع صفحه شیبدار ساعت آفتابی، ساعت قابل حمل از Kantara بود که در حدود 320 قبل از میلاد ساخته شد. ه. با یک صفحه شیبدار، که بر روی آن تقسیم بندی اعمال شد، و یک خط شاقول. جهت گیری هواپیما به سمت خورشید بود.

طراحی ساعت با صفحه شیبدار. ساعت کانتارا به این شکل بود.

در سال 2013، دانشمندان دانشگاه بازل از کشف یک ساعت آفتابی 3300 ساله، احتمالاً عمودی، که بر روی یک سنگ آهکی نقاشی شده بود، گزارش دادند. آنها در دره پادشاهان در نزدیکی محل سکونت کارگران بین مقبره های KV29 و KV61 پیدا شدند.

ساعت - اسکفی.

بر اساس داستان ویترویوس، بروسوس، ستاره شناس بابلی، که در قرن ششم ساکن شد. قبل از میلاد مسیح ه. در جزیره کوس، یونانیان را با ساعت آفتابی بابلی آشنا کرد که به شکل یک کاسه کروی بود - به اصطلاح اسکافیس. این ساعت آفتابی توسط آناکسیماندر و آناکسیمنس تکمیل شد. در اواسط قرن 18، در حفاری در ایتالیا، آنها دقیقاً چنین ابزاری را پیدا کردند که توسط ویترویوس توصیف شده است. یونانیان و رومیان باستان مانند مصریان فاصله زمانی طلوع تا غروب خورشید را به 12 ساعت تقسیم می کردند و به همین دلیل ساعت آنها (به عنوان معیار زمان) بسته به فصل، طول های مختلفی داشت.سطح فرورفتگی ساعت آفتابی و خطوط «ساعت» روی آن‌ها طوری انتخاب شد که انتهای سایه میله ساعت را نشان می‌داد. زاویه برش قسمت بالایی سنگ بستگی به عرض جغرافیایی مکانی دارد که ساعت برای آن ساخته شده است. هندسه‌سنج‌ها و ستاره‌شناسان بعدی (Eudoxus، Apollonius، Aristarchus) به اشکال مختلف ساعت‌های خورشیدی دست یافتند. توضیحاتی در مورد این گونه سازها حفظ شده است که با توجه به ظاهرشان عجیب ترین نام ها را به خود اختصاص داده اند. گاهی اوقات گنمونی که سایه می انداخت به موازات محور زمین قرار داشت.

ساعت آفتابی از یونان به روم رسید. در 293 ق.م. ه. Papirius Cursor دستور ساخت ساعت آفتابی را در معبد کویرینال داد و در 263 ق.م. ه. کنسول دیگری، والری مسالا، یک ساعت آفتابی از سیسیل آورد. آنها برای عرض جغرافیایی جنوبی تر ترتیب داده شده بودند، ساعت را اشتباه نشان دادند. برای عرض جغرافیایی رم، اولین ساعات در حدود 170 قبل از میلاد ترتیب داده شده است. ه. مارسیوس فیلیپ.

اسکفیس - ساعت آفتابی پیشینیان. خطوط ساعت بر روی شکاف کروی اعمال می شود. سایه توسط یک میله افقی یا عمودی یا یک توپ در مرکز ساز ایجاد می شد. زاویه برش قسمت بالایی سنگ بستگی به عرض جغرافیایی مکانی دارد که ساعت برای آن ساخته شده است. بنابراین چنین ساعت هایی در محلی که قرار بود از آنها استفاده شود ساخته شد.

ساعت آفتابی افقی.

ساعت آفتابی افقی از یک کادران و یک گنومون تشکیل شده است. قاب موازی با صفحه افق تنظیم شده است. در اغلب موارد، gnomon یک مثلث عمود بر صفحه قاب است و یکی از اضلاع آن با زاویه ای برابر با عرض جغرافیایی محل نصب ساعت به آن متمایل است. خط تقاطع گنمون و قاب به موازات خط ظهر هدایت می شود - خطی که در امتداد آن سایه میله عمودی در یک مکان مشخص در ظهر واقعی هدایت می شود.

ساعت آفتابی افقی عتیقه.

ساعت آفتابی عمودی.

ساعت آفتابی عمودی معمولاً بر روی دیوار ساختمان ها و سازه های مختلف قرار می گیرد. بنابراین، قاب آنها عمودی است - عمود بر صفحه افق، اما می تواند در جهات مختلف بچرخد. محل تقسیم ساعت ها روی قاب بستگی به سمتی دارد که فریم در آن چرخیده است. آنها با توجه به تقسیم ظهر متقارن خواهند بود فقط با یک قاب که کاملاً رو به جنوب باشد (از نظر جغرافیایی، نه مغناطیسی!) - در نیمکره شمالی یا شمالی - در نیمکره جنوبی، به عبارت دیگر - با یک قاب عمود بر خط ظهر. . برای چنین قاب جهت دار، گنومون باید در صفحه نصف النهار آسمانی قرار گیرد، به عبارت دیگر، هم بر صفحه قاب و هم به صفحه افق عمود است و یکی از اضلاع آن باید موازی با محور زمین باشد. .

ساعت آفتابی عمودی.

ساعت آفتابی عمودی در نمای کلیسای Merafim Sarovsky در Pomoskovie. سنگ آهک Inaerman، مس، 100x50cm.

ساعت آفتابی عمودی، 1623. بازسازی در سال 1991.

AT افلاک نما مسکو ساعت آفتابی عمودی که زمان و تاریخ را نشان می دهد.

این طرح کمیاب از ساعت آفتابی است که در آن گنمونی که به ستاره شمال اشاره می کند با یک دیوپتر در انتهای پایین آن متصل شده است. یک سوراخ سبک به شکل خورشید با یک تاج، یک اسم حیوان دست اموز را روی صفحه سپر عمودی پرتاب می کند، که روی سطح آن سیستمی از تاریخ ها و ساعت ها اعمال می شود. صفحه ساعت در جهت غرب به شرق است.

از بالا به پایین روی پایه فن خطوط مستقیمی وجود دارد که ساعت ها و دقیقه ها را اندازه گیری می کنند، و به صورت افقی - یک دسته هذلولی که در طول آن سایه خورشید در ماه های مختلف در ارتفاعات مختلف می لغزد. پرتو خورشید به طور همزمان زمان روز و فصل را نشان می دهد.

به وضوح مشاهده می شود که در روز انقلاب تابستانی، زمانی که خورشید تا حد امکان از استوای آسمانی حرکت می کند و به استوایی سرطان می رسد، خرگوش در امتداد لبه پایینی شبکه مختصات راه می رود. در روزهای اعتدال بهاری و پاییزی، دایره خورشیدی از خط افقی وسط، در امتداد خط استوا می گذرد. و در زمستان، اسم حیوان دست اموز بالای سر راه می رود.

ساعات استوایی

ساعت آفتابی استوایی نیز از یک قاب (صفحه ای با تقسیمات ساعتی) و یک گنمون تشکیل شده است. تقسیم‌بندی‌های ساعتی روی قاب در فواصل منظم اعمال می‌شود، مانند صفحه ساعت معمولی، و گنمون معمولاً یک میله فلزی است که بر روی قاب عمود بر سطح آن نصب می‌شود. سپس فریمر در صفحه افقی جهت گیری می شود به طوری که خط مستقیمی که پایه گنمون و تقسیم ساعت مربوط به ظهر را به هم متصل می کند به موازات خط ظهر به سمت جنوب - برای نیمکره شمالی یا به سمت شمال - برای نیمکره شمالی هدایت شود. نیمکره جنوبی، و نسبت به صفحه افق، به ترتیب به سمت شمال یا به سمت جنوب در زاویه α=90-φ کج می شود، که φ عرض جغرافیایی مکانی است که ساعت آفتابی در آن نصب شده است. قاب موازی با استوای آسمانی خواهد بود (از این رو نام این نوع ساعت آفتابی است) و از آنجایی که کره آسمانی در طول روز به طور یکنواخت می چرخد، سایه گنمون برای هر ساعت از روز زوایای مساوی را توصیف می کند (بنابراین، تقسیم‌بندی ساعت‌ها به همان روشی که در ساعت‌های معمولی شماره‌گیری انجام می‌شود).

نمودار ساعت آفتابی استوایی. به آنها مورب نیز می گویند.

فواصل زاویه ای برابر (t=15 درجه) بین تقسیمات ساعتی مجاور، مانند صفحه ساعت های معمولی، و عمود بودن گنومون به قاب ساز از مزایای اصلی ساعت های آفتابی استوایی نسبت به ساعت های افقی و عمودی است. عیب اصلی ساعت های آفتابی استوایی این است که بر خلاف ساعت های افقی، فقط از روز اعتدال بهاری تا روز اعتدال پاییزی کار می کنند (در نیمکره شمالی، اعتدال بهاری در ماه مارس است، اعتدال پاییزی در سپتامبر است. ، در نیمکره جنوبی، اعتدال بهاری در سپتامبر، پاییز - در ماه مارس است. در بقیه سال آنها کار نخواهند کرد، زیرا خورشید در طرف دیگر صفحه استوای سماوی قرار خواهد گرفت و تمام سطح بالایی قاب در سایه خواهد بود. البته این ایراد را می توان با ساخت یک قاب به شکل صفحه، تقسیم بندی ساعتی در سطح بالایی و پایینی و ادامه دادن گنومون در زیر صفحه برطرف کرد، اما حتی پس از آن، در روزهای نزدیک به روز اعتدال بهاری یا پاییزی، ساعت آفتابی کار نخواهد کرد - خورشید نه از بالا و نه از پایین، بلکه از کنار به صفحه می تابد.

در قرون وسطی، منجمان عرب (ثابت بن کرّه، ابن شاطر، ابوالحسن بن یونس) رساله‌های گسترده‌ای درباره‌ی عرفان یا هنر ساختن ساعت آفتابی از خود به جای گذاشتند. اساس قواعد مثلثات بود. علاوه بر خطوط «ساعت»، جهت مکه، به اصطلاح قبله، بر سطح ساعت عربی نیز اعمال می شد. به خصوص لحظه ای از روز که انتهای سایه یک گنمون عمودی روی خط قبله افتاد بسیار مهم بود.

با معرفی ساعات مساوی از شبانه روز (بدون بستگی به فصل)، کار گنمونیک ها بسیار ساده شده است: به جای توجه به محل انتهای سایه در منحنی های پیچیده، توجه به جهت کافی بود. از سایهاگر پین در جهت محور زمین قرار گیرد، سایه آن در صفحه دایره ساعتی خورشید قرار دارد و زاویه بین این صفحه و صفحه نصف النهار، زاویه ساعت خورشید یا زمان واقعی است. . تنها یافتن تقاطع صفحات متوالی با سطح "شماره گیری" ساعت باقی می ماند. اغلب این صفحه عمود بر پین بود، یعنی موازی با استوای آسمانی (ساعت های استوایی یا اعتدالی). روی آن، جهت سایه در هر ساعت 15 درجه تغییر می کند. برای تمام موقعیت های دیگر صفحه صفحه، زوایای ایجاد شده روی آن در جهت سایه با خط ظهر به طور یکنواخت رشد نمی کنند.

Gnomonics درگیر تدوین قوانینی برای یافتن موقعیت های مختلف سایه در این سطوح بود. ساعت آفتابی، همانطور که قبلاً ذکر شد، میانگین زمان را نشان نمی دهد، بلکه زمان واقعی خورشیدی را نشان می دهد. یکی از وظایف خاص گنمونیک ها ترسیم منحنی بر روی صفحه ساعت آفتابی بود که نشان دهنده «میانگین» ظهر در زمان های مختلف سال باشد. در اروپای قرون وسطی، گنمونیک توسط: آپیان، آلبرشت دورر، کرچر انجام می شد. در آغاز قرن 16 زندگی می کرد. مونستر به عنوان "پدر gnomonics" شناخته شده است.

در چین در دوران ژویک ساعت آفتابی استوایی به شکل قرص سنگی که به موازات خط استوای آسمانی نصب شده و در مرکز میله ای که به موازات محور زمین نصب شده است، به آن نفوذ می کند، استفاده می شود. در دوره چینگ، ساعت آفتابی قابل حمل با قطب نما در چین ساخته شد: یا استوایی - دوباره با میله ای در مرکز یک دیسک که به موازات استوای آسمانی نصب شده است، یا افقی - با یک نخ در نقش یک گنومون در بالای یک افقی. شماره گیری کنید.

در تواریخ باستانی روسیه، ساعت وقوع برخی رویدادها اغلب نشان داده می شد، که نشان می داد در آن زمان از ابزار یا اشیاء خاصی در روسیه برای اندازه گیری زمان استفاده می شد، حداقل در طول روز. هنرمند چرنیگوف، گئورگی پتراش، توجه را به الگوهایی در روشنایی طاقچه های برج شمال غربی کلیسای جامع تغییر شکل در چرنیگوف توسط خورشید و به یک الگوی عجیب ("پیچان") بالای آنها جلب کرد. بر اساس مطالعه دقیق تر آنها، او پیشنهاد کرد که برج ساعت آفتابی است که در آن ساعت روز با روشنایی طاقچه مربوطه تعیین می شود و پیچ و خم ها برای تعیین فاصله پنج دقیقه ای کار می کنند. ویژگی‌های مشابهی در معابد دیگر چرنیگوف مشاهده شد و به این نتیجه رسیدند که ساعت آفتابی در روسیه باستان در اوایل قرن یازدهم مورد استفاده قرار می‌گرفت.

در زمان سلطنت آنا یوآنونا، در 23 اوت 1739، یک فرمان سنا صادر شد که بر اساس آن نقاط عطف ابلیسک چوبی در جاده سن پترزبورگ به پترهوف نصب شد، در سال 1744 فرمانی در جاده سنت پترزبورگ صادر شد. به تزارسکوئه سلو به جای نقاط عطف-ابلیسک، "اهرام مرمری" متعاقباً با تزئینات مبتنی بر آثار آنتونیو رینالدی قرار گرفتند. بعضی از آنها ساعت آفتابی داشتند و مسافر می توانست فاصله و زمان را از آنها بخواند. "اهرام مرمر" با ساعت‌های آفتابی در مکان‌های زیر حفظ شده‌اند: در سن پترزبورگ در گوشه خاکریز رودخانه فونتانکا و خیابان مسکوفسکی (یک مایلی از ساختمان اداره پست) و در پوشکین در نزدیکی دروازه‌های اورلوفسکی، واقع در مرز جنوبی پارک کاترین در "هرم مرمر" در دروازه Oryol، تاریخ نصب نشان داده شده است - 1775.