Виробництво пісочного годинника. Пісочний годинник. Наукові іграшки Чим незручний пісочний годинник

01.10.2017

Пісочний годинник є особливим механізмом, який створений людиною для отримання відомостей про одне з найзагадковіших явищ на планеті - часу. Намагаючись пояснити принцип дії механізму, зовсім неможливо не торкнутися сам процес, котрій він створено. І тому важливо зрозуміти саму специфіку часу, для того щоб отримати правильну відповідь на питання, навіщо ж дійсно потрібний пісочний годинник.

Час та його роль у житті людини

Сучасна наука пояснює, що таке час у трьох різних фізичних явищах:
1. Класична фізика та квантова механіка.
2. Теорія відносності.
3. Тимчасова вісь.
У класичній фізиці час є незмінним та абсолютним. Якщо пісочний годинник купити, то, в ідеальному варіанті, вони відмірятимуть секунди і хвилини нескінченну кількість разів з однаковою швидкістю. Подібна теорія спостерігається і в квантовій механіці. Але на відміну від фізики, тут має місце тимчасова вісь.

Згідно з Ейнштейном та його теорією відносності, швидкість часу може змінюватися. Хоча рівняння, що доводять це правило, схожі на Т-симетрії з квантовою механікою.

Ось часу це вже елемент деяких категорій механіки. Відповідно до них, жодна з існуючих теорій у фізиці чи механіці не визначає цей вектор. Сучасні вчені намагаються вирішити «проблему осі часу» досі.

Історія пісочного годинника

Ще в давнину була помічена періодична зміна сезонів. Найімовірніше в ті моменти і було вирішено створити для себе час – величину, яка відраховує прожиті події. І з метою постійного і швидкого способу дізнатися період, що залишився, до якого-небудь дня, створюється перший годинник.

Вперше пісочні моделі, згідно з історичними хроніками, були створені ще в Стародавній Греції. Належали вони тодішньому божеству Кроносу, яке зображувалося з ними з кожної статуї чи картині. Насправді це були дві судини з рівними поглибленнями. Між ними встановлювався лист металу чи дерева. Нерідко їх замінювали слюдою чи склом. Проте, через постійне тертя, матеріал стирався, а годинник відраховував неправильний час.

Інші джерела вказують на те, що перший пісочний годинник був створений в Азії ще про появу літочислення. Деякі відомості зачіпають і Архімеда, який нібито володів пляшковим годинником.

У Європі датою початку використання цього хронометра стає кінець середньовіччя. У 1339 р. у Франції було створено найдрібніший пісок, який видобували з мармурової крихти, пробивали у вині і сушили під променями Сонця.

З того часу виріб поступово вдосконалювався, доки не став таким, яким ми можемо бачити його зараз.

Практичне застосування пісочного годинника

Пісочний годинник на 3 хвилини може використовуватися і в сучасному світі. Хоча більшість і їх замінили цифрові секундоміри, деякі вузькопрофільні фахівці все ж таки продовжують їх застосовувати.

Пісочний годинник на 5 хвилин можна зустріти у лікувально-профілактичних закладах, лабораторіях, навчальних закладах. Тут вони відіграють роль, як правило, експонатів, якими досі користуються. У медицині ними нерідко засікають невеликі відрізки часу, які необхідні надання допомоги пацієнту чи суворо регламентованої процедурі.

1 хвилина може виявитися рішучою для фізика або хіміка, який звик проводити різноманітні експерименти. Саме для цієї мети і використовується пісочний годинник, що відраховує цей мінімальний проміжок.

Пісочний годинник на 15 хвилин нерідко використовується вчителями. Особливо популярні такі вироби не в простих місцевих школах, а в елітних університетах, що працюють за старими перевіреними методиками. Пісочний годинник такого формату вважається найбільш відповідним рішенням відліку часу для проведення, наприклад, будь-якого випробування.

На жаль, через появу електроніки, годинник, секундомір і таймери існують повсюдно. Вони вбудовані в аксесуари, мобільні телефони, комп'ютери. Тому час пісочного годинника, як серйозного механізму, давно відійшов в історію. Сьогодні відрахувати 10 хвилин може навіть мікрохвильова піч. А колись серйозний прилад стає іграшкою і незвичайним сувеніром для тисяч людей по всьому світу.

Справі час, а веселощі година

Сучасні, доступні у продажу вироби можуть стати чудовим подарунком. Для дітей вони стають першим кроком у освоєнні найпростіших законів фізики. Тому батьки прагнуть раніше прищепити своєму підростаючому чаду потяг до науки. У звичайних забавах з необхідністю підрахунку часу можна сміливо застосовувати пісочний годинник.

Як іграшки дерев'яні моделі використовуються і дорослими людьми. Їх часто дарують співробітникам, близьким друзям і навіть родичам. Це надзвичайно красивий, майстерно виготовлений пісочний годинник, який встановлює на робочі столи в офісах.

Нерідко подібні хронографи з піском встановлюють елемент декору, створюючи особливий стиль інтер'єру.

І лише деякі люди зберігають їх як частину багатовікової історії, як пам'ять про важливу подію або просто кумедну дрібничку.

Принцип дії

Пісочний годинник навіть сучасного виготовлення рідко можна вважати еталонним приладом, здатним точно відрахувати час. І цьому є цілком наукове пояснення.

Настільний пісочний годинник складається з двох колб, невеликої трубочки між ними та оправи. Усередині є пісок, який у сувенірній продукції підфарбовується незвичайним кольором. Під дією сили тяжіння він падає з верхньої колби в нижню по трубочку або вузьку шийку. У нижній частині є деяка кількість повітря, який і витісняється сипучим матеріалом.

Недоліків у пісочного годинника виявляється дуже багато. Це і невеликий проміжок часу, що відраховується, і неточність показань. Серед переваг виділяється мінімальна вартість виробу, який сяк-так відраховував секунди. Такий виріб у металі могла дозволити собі навіть бідна людина. Особливе місце в історії пісочного годинника приділяється судноплавству. З їх допомогою моряки дізнавалися про зміну вахти та швидкість переміщення по воді. Звичайно, незмінним приладом вони вважалися у медиків, аж до початку ХХ століття.

На сьогоднішній день пісочний годинник виготовляється в красивих подарункових оформленнях.

"Час - гроші", говорить народна мудрість. На сьогоднішній день у кожної дорослої людини є аксесуари, які дозволяють завжди бути в курсі: яка зараз година і скільки часу пішло на ту чи іншу подію.

Пісочний годинник - історія

А ось у давнину цю функцію виконували пісочний годинник.Принцип їх досить простий. Це два однакові розміри скляних посудини, які з'єднані між собою за допомогою невеликого переходу. Судини могли мати різний обсяг. Все залежить від того, на який час вони розраховані. З однієї судини в іншу перетікають піщані крупинки, які й відраховують кількість пройденого часу.

Пісочний годинник з'явився задовго до нашої ери приблизно в Азії.Навіть Архімед згадує у своїх роботах подібну модель годинника. У Західній Європі пісочний годинник з'явився в середині 14 століття. Справа в тому, що люди довго не могли знайти необхідну прозору ємність для того, щоб пісок було через неї добре видно. У стародавньому Римі скло на той момент мало безліч домішок, за рахунок чого воно було дуже каламутним.

Пісок для пісочного годинника

Пісок у такий годинник заготовлявся спеціальним чином.Для цього чорний мармур стирали в порошок, потім просіювали, кип'ятили у вині і довго сушили на сонці. Тільки після всіх цих маніпуляцій виходив необхідний колір піску та його «розсипчастість». Звичайно, пісочний годинникдуже швидко увійшли до побуту людей. Адже з їхньою допомогою можна було виміряти час навіть у темний час доби або в похмуру погоду, тоді як сонячний годинник не працював. Але, був у пісочного годинника і недолік - з їх допомогою можна було виміряти порівняно малу кількість часу: від 30 хвилин до години. Існував, звичайно, і годинник на 3 години роботи. Зустрічалися й ексклюзивні моделі, розраховані на 12:00.

Люди змогли виготовити й інші оригінальні моделі пісочного годинника. Вони пересипали пісок у кілька етапів. Таким чином, можна було відрахувати 15 хвилин, 30, 45 та годину.

Колби, як було зазначено раніше, виготовлялися зі скла. Поєднувалися вони між собою спеціальною металевою діафрагмою з отворами. Вона й регулювала швидкість подачі піску. А наприкінці стик з'єднання добре обв'язувався ниткою, а зверху рясно змащувався смолою.

Пісок використовували три види.Перший виходив шляхом багаторазового просіювання піску, попередньо обпаленого в печі та добре просушеного. Такий годинник відливав червонуватим відтінком. Другий вид піску виходив із шкаралупи яєць, сильно подрібненої і, знову ж таки, просіяної. Такий годинник мав білий відтінок. А ось сірий наповнювач виходив з порошин металів - цинку і свинцю. Свинцевий наповнювач і вважався найкращим. Він мав рівномірну зернистість, що давало найточніші результати підрахунку часу.
Звичайно, чим довше використовувалися пісочний годинник, Тим меншу точність вони давали. Вся справа в тому, що пісок дряпає стінки судини і тому часу на його проходження ним витрачається більше. Як не намагалися винахідники, а гідну конкуренцію сонячному годиннику пісочні так і не змогли.

Пісочний годинник - подарунок

Однак, наприклад, пісочний годинник став незамінним для моряків. Адже це був єдиний найточніший прилад із усіх, які ним можна було використати, перебуваючи у плаванні. Адже сонячний годинник показував лише час у тій місцевості, в якій він знаходився в даний момент, та й то, тільки в ясну погоду. стали для морських подорожей справжнім порятунком.

В сучасному світі пісочний годинниквикористовують як подарунок, сувенір. Особливої ​​корисної цінності вони не несуть. Але краса та незвичайний вид винаходу досі притягують погляд. Саме усвідомлення того, наскільки наочно витікає час, змушує замислитися і поміркувати над життям.

На сьогоднішній день есоковий годинниквиготовляють у гарних подарункових оформленнях, стилізовані під різноманітні предмети меблів. Такий сувенір допомагає зосередитись, налаштуватися на позитивний лад, а також заспокоїтися після нервового зриву. Спостерігаючи за піщинками, не думаєш більше про свої проблеми, переживання. Годинник чудово допомагає медитувати, піти в себе, подумати над сенсом життя. Це, здавалося б, найпростіший винахід, допомагають людині зрозуміти сенс життя і те, що найбільше його багатство - це час, який йому даровано. І треба скористатися ним з розумом, цінувати своє життя і не витрачати його на дрібниці!

Так що ж таке, коли їх винайшли, скільки вони відміряють часу і де використовуються нашого часу? Я намагатимусь у цій статті відповісти на всі ці запитання. І так про все гаразд.

Пісочний годинникце винахід, що дозволяє відраховувати час. Воно складається із двох колб, з'єднаних між собою. Усередині них знаходиться пісок, який пересипаючись з однієї колби в іншу, відраховує певний проміжок часу, який залежить від розмірів самих годинників.

Пісочний годинник почав використовувати приблизно в 14 столітті. Про це свідчить повідомлення датоване 1339, яке знайшли в Парижі. У ньому містяться вказівки, як потрібно приготувати пісок для годинника.

Пісок.Точність такого годинника залежала від кількох факторів. Один із них це пісок. Його виготовляли із просіяного порошку чорного мармуру, потім кип'ятили у вині та сушили на сонці. Також із обпаленого дрібнозернистого піску, який сіяли через дрібні сита та сушили. Такий пісок мав червоний відтінок. Інший пісок виготовлявся шляхом ретельного помелу яєчної шкаралупи, надаючи йому світло біле забарвлення. Використання піску з цинкового та свинцевого пилу відрізнялося тим, що він менше стирав внутрішні стінки колби, такий пісок мав сірий відтінок.

Колбидля годинника робили зі скла, на той час люди вже навчилися працювати з ним. Дві колби з'єднувалися між собою ниткою і заливалося смолою, щоб надати твердості стику і перешкоджати проникненню всередину вологи, що погіршило б точність годинника. Пізніше почали виготовляти суцільні колби.

Перевагоюпісочного годинника вважалося простота в їх використанні, вони були надійні, і коштували вони недорого. Тому були доступні багатьом на той час. Їх широко використовували в судноплавстві для вимірювання швидкості руху та тривалості вахти, а також у медицині.

Недолікизвичайно ж, теж були. Один з основних це невеликий проміжок часу, який вони могли відрахувати (в основному 30 хвилин або 1 година). Щоб відраховувати більше часу, потрібно було виготовити справді великий годинник. Також з часом частинки піску ставали дрібнішими і колби стиралися зсередини, що погано позначалося на точності.

Деякі винахідники намагалися збільшити проміжок часу шляхом автоматичного перекидання годинника та вбудовування в один годинник кілька колб. Перша колба спустошувалась протягом 15 хвилин, друга протягом 30 хвилин, третя 45, четверта за 1годину. Зверху в них був циферблат зі стрілкою, коли пісок з останньої колби пересипався вниз, вони переверталися і стрілка пересувалася на годину вперед.

В даний час використовуються в основному для прикраси інтер'єру та як сувеніри. Також у деяких випадках під час засідань у суді та в медицині, під час проведення лікувальних процедур.

Пам'ятник, присвячений цьому винаходу стоїть у Будапешті (Угорщина) Висотою вони 8 метрів, а пісок повністю пересипається в нижню частину за 1 рік. У Японії теж є великий годинник. зберігаються вони у музеї піску міста Ним.

На цьому, мабуть, усе. Якщо вам є що додати або ви з чимось не згодні напишіть у коментарях.

Пісочний годинник у дерев'яному корпусі.

Пісочний годинник- Найпростіший прилад для відліку проміжків часу, що складається з двох прозорих судин, з'єднаних вузькою горловиною, один з яких частково заповнений піском. Час, за який пісок через горловину пересипається в іншу посудину, може становити від кількох секунд до декількох годин.

Історія та сучасність

Одним з перших згадок про такий годинник є виявлене в Парижі повідомлення, в якому міститься вказівка ​​щодо приготування тонкого піску з порошку чорного мармуру, прокип'яченого у вині та висушеного на сонці. Також використовувалося у Візантійській імперії у X століттях

В даний час пісочний годинник використовується при проведенні деяких лікарських процедур, у фотографії, а також як сувеніри.

В операційних системах Windows символ пісочного годинника, в який звертається вказівник миші використовується для індикації зайнятості системи.

⌛ - символ пісочного годинника в Юнікоді (HOURGLASS, код U+231B).

Переваги

Простота конструкції.

Недоліки

Недоліком пісочного годинника є короткий інтервал часу, який можна виміряти за їх допомогою. Годинник, що набув поширення в Європі, зазвичай був розрахований на роботу протягом півгодини або години. Зустрічався годинник, що працює протягом 3 годин, дуже рідко – 12 годин. Для збільшення інтервалу вимірювання складалися набори пісочного годинника в одному корпусі (футлярі).

Точність пісочного годинника залежить від рівномірної зернистості та сипкості піску, форми колби, якості її поверхні. Колби заповнювалися відпаленим і просіяним через дрібне сито та ретельно висушеним дрібнозернистим піском. Як вихідний матеріал також використовувалися мелена яєчна шкаралупа, цинковий і свинцевий пил. При тривалому використанні точність пісочного годинника погіршується через пошкодження піском внутрішньої поверхні колби, збільшення діаметра отвору в діафрагмі між колбами і дроблення піщаних зерен на дрібніші.

Пісочний годинник відноситься до одного з найдавніших видів пристроїв, винайдених людьми для вимірювання часу.

Незважаючи на активний розвиток годинникової справи та появу більш досконалих механізмів, пісочний годинник використовується і зараз.

початок

В історії виникнення пісочного годинника не вистачає конкретики та достовірно підтверджених фактів, однак, ґрунтуючись на джерелах, що збереглися, можна припустити, що принцип побудови такого пристрою був відомий в Азії ще до Різдва Христового. Незважаючи на те, що пляшковий годинник згадувався Архімедом, а в Стародавньому Римі робилися перші спроби винаходу скла, за часів Античності ніхто так і не зумів (а може, і не захотів пробувати) змайструвати пісочний годинник.

Середньовіччя

Наступною віхою в історії виникнення пісочного годинника стали Середні віки. На той час майстри, які працювали над удосконаленням водного та сонячного підлогового годинника, взялися і за пляшкові конструкції. Завдяки своїй невисокій вартості та простоті використання, вони відразу ж набули неймовірної популярності.

Одна з перших моделей європейського пісочного годинника була зроблена в Парижі. Запис про це датувався 1339, а в тексті повідомлення містилися вказівки щодо приготування тонкого піску (для цього просіювали порошок чорного мармуру, попередньо прокип'яченого у вині і просушеного на сонці). Якість піску було одним з основних факторів, від яких залежала точність годинника: крім мармуру, застосовувався сірий пісок з цинкового та свинцевого пилу, червонуватий тонкозернистий просіяний пісок, а також світло-білі піски з прожареної меленої яєчної шкаралупи. Зернистість і сипкість піску обов'язково мала бути рівномірною.

Найчастіше піску засипали з розрахунку на те, що годинник працюватиме по тридцять хвилин або по годині, але були й моделі, що працюють три і навіть дванадцять годин.

Для виготовлення елементів корпусу пісочного, камінного та настінного годинника з боєм використовувалися розробки технології виробництва прозорого скла. Для пляшкового годинника його перетворювали на сферичні колби.

Для максимальної точності ходу скло мало бути гладким, без дефектів. Там, де шийка судини звужувалося, містилася горизонтальна металева діафрагма, отвір якої служило регулювання кількості і швидкості пересипання крупинок піску. На стику конструкція перев'язувалася товстою ниткою та фіксувалася смолою. На жаль, середньовічним майстрам так і не вдалося зробити пісочний годинник, який би не поступався точності сонячним: при тривалому використанні крупинки піску поступово подрібнювалися, а отвір у діафрагмі розширювався, прискорюючи тим самим проходження піску.

Новий час

З появою інтер'єрних, а також наручних годинників жіночих і чоловічих з механічним ходом пісочний годинник необхідно було вдосконалити, щоб вони могли конкурувати з більш точними пристроями вимірювання часу. Для цього в містах Аугсбург і Нюрнберг почалося виробництво пісочного годинника, конструкція якого складалася з чотирьох систем колб в одному футлярі. У цей же час математиком Де ля Хіре був створений пісочний годинник, здатний вимірювати секундні інтервали. Спроби заміни піску ртуттю було зроблено астрономом Тихо Браге. Проте дві останні інновації не мали такого значення, як винахід Стефаном Фарфлером пружинного механізму, який забезпечував автоматичне перекидання годинника.

ХХ століття та сучасність

Незважаючи на те, що пісочний годинник не є найточнішим і має деякі недоліки, його не переставали використовувати і в ХХ столітті. Пісочний годинник з автоматичним механізмом перекидання використовувався в залі суду, а також на телефонних станціях (для контролю над часом коротких телефонних переговорів).

На сучасному етапі антикварний пісочний годинник може служити як елемент декору, а серед колекціонерів особливою популярністю користуються моделі, інкрустовані алмазами. І, нарешті, електронний годинник пляшкової форми, на екрані якого пересипаються не піщинки, а пікселі, нагадують нам про історію розвитку годинника.