Самые большие песочные часы. Песочные часы и история их возникновения

01.10.2017

Песочные часы являются особым механизмом, который создан человеком для получения сведений об одном из самых загадочных явлений на планете - времени. Стараясь объяснить принцип действия механизма, совершенно не представляется возможным не затронуть сам процесс, для которого он создан. И поэтому важно понять саму специфику времени, для того чтобы получить правильный ответ на вопрос, зачем же действительно нужны песочные часы.

Время и его роль в жизни человека

Современная наука объясняет, что такое время в трех разных физических явлениях:
1. Классическая физика и квантовая механика.
2. Теория относительности.
3. Временная ось.
В классической физике время является неизменным и абсолютным. Если песочные часы купить, то, в идеальном варианте, они будут отмерять секунды и минуты бесконечное количество раз с одинаковой скоростью. Сходная теория наблюдается и в квантовой механике. Но в отличие от физики, здесь имеет место быть временная ось.

Согласно Эйнштейну и его теории относительности, скорость времени может изменяться. Хотя уравнения, доказывающие это правило, схожи в Т-симметрии с квантовой механикой.

Ось времени это уже элемент некоторых категорий механики. Согласно им, ни одна из существующих теорий в физике или механике не определяет этот вектор. Современные ученые пытаются решить «проблему оси времени» до сих пор.

История песочных часов

Еще в древние времена была подмечена периодичная смена сезонов. Вероятнее всего в те моменты и было решено создать для себя время - величину, которая отсчитывает прожитые события. И с целью постоянного и быстрого способа узнать оставшийся период до какого-либо дня, создаются первые часы.

Впервые песочные модели, согласно историческим хроникам, были созданы еще в Древней Греции. Принадлежали они тогдашнему божеству Кроносу, которое изображалось с ними на каждой статуе или картине. В реальности это были два сосуда с равными углублениями. Между ними устанавливался лист металла или дерева. Нередко их заменяли слюдой или стеклом. Тем не менее, из-за постоянного трения, материал истирался, а часы отсчитывали неправильное время.

Другие источники указывают на то, что первые песочные часы были созданы в Азии еще о появления летоисчисления. Некоторые сведения затрагивают и Архимеда, который якобы обладал бутылочными часами.

В Европе датой начала использования этого хронометра становится конец средневековья. В 1 339 г. во Франции был создан мельчайший песок, который добывали из мраморной крошки, проколачивали в вине и сушили под лучами Солнца.

С тех пор изделие постепенно совершенствовалось, пока не стало таким, которым мы можем видеть его сейчас.

Практическое применение песочных часов

Песочные часы на 3 минуты могут использоваться и в современном мире. Хотя большинство и них заменили цифровые секундомеры, некоторые узкопрофильные специалисты все же продолжают их применять.

Песочные часы на 5 минут можно встретить в лечебно-профилактических учреждениях, лабораториях, учебных заведениях. Здесь они играют роль, в большинстве случаев, экспонатов, которыми до сих пор пользуются. В медицине ими нередко засекают небольшие отрезки времени, которые необходимы для оказания помощи пациенту или строго регламентированной процедуре.

1 минута может оказаться решительной для физика или химика, который привык проводить различного рода эксперименты. Именно для этой цели и используются песочные часы, отсчитывающий этот минимальный промежуток.

Песочные часы на 15 минут нередко используются учителями. Особенно популярны такие изделия не в простых местных школах, а элитных университетах, работающих по старым проверенным методикам. Песочные часы такого формата считаются наиболее подходящим решением отсчета времени для проведения, например, какого-либо испытания.

К сожалению, из-за появления электроники, часы, секундомеры и таймеры существуют повсеместно. Они встроены в наручные аксессуары, мобильные телефоны, компьютеры. Потому время песочных часов, как серьезного механизма давно отошло в историю. Сегодня отсчитать 10 минут может даже микроволновая печь. А, некогда серьезный прибор, становится игрушкой и необычным сувениром для тысяч людей по всему миру.

Делу время, а веселью час

Современные, доступные в продаже изделия могут стать прекрасным подарком. Для детей они становятся первым шагом в освоении простых законов физики. Потому родители стремятся пораньше привить своему подрастающему чаду тягу к науке. В обычных забавах с необходимостью подсчета времени, можно смело применять песочные часы.

В качестве игрушки деревянные красивые модели используются и взрослыми людьми. Их нередко дарят сотрудникам, близким друзьям и даже родственникам. Это необычайно красивые, искусно изготовленные песочные часы, которые устанавливают на рабочие столы в офисах.

Нередко подобные хронографы с песком устанавливают как элемент декора, создавая особый стиль интерьера.

И лишь некоторые люди хранят их как часть многовековой истории, как память о важном событии или просто забавную безделушку.

Принцип действия

Песочные часы даже современного изготовления редко можно считать эталонным прибором, способным точно отсчитать время. И этому имеется вполне научное объяснение.

Настольные песочные часы состоят из двух колб, небольшой трубочки между ними и оправы. Внутри имеется песок, который в сувенирной продукции подкрашивается необычным цветом. Под действием силы тяжести, он падает из верхней колбы в нижнюю по трубочку или узкому горлышку. В нижней же части имеется некоторое количество воздуха, который и вытесняется сыпучим материалом.

Недостатков у песочных часов оказывается очень много. Это и небольшой промежуток отсчитываемого времени, и неточность показаний. Среди достоинств выделяется минимальная стоимость изделия, которое худо-бедно отсчитывало секунды. Такое изделие в металле мог позволить себе даже бедный человек. Особое место в истории песочных часов уделяется судоходству. С их помощью моряки узнавали о смене вахты и скорости перемещения по воде. Естественно, несменным прибором они считались у медиков, вплоть до начала ХХ века.

Пророк Мухаммад (да благословит его Аллах и приветствует) сказал: «Многие люди обделены двумя милостями: здоровьем и свободным временем» . К сожалению, люди, умеющие использовать своё время, находятся в меньшинстве, а в большинстве своём они тратят время даром.

Тем не менее, необходимо , что жизнь требует от человека умения следить за течением времени, распределять её во времени, реагировать на разные жизненные ситуации, ускорять или замедлять темп своей деятельности, рационально использовать время.

Аллах Всевышний сказал: «И делайте запасы (в дорогу), а запасом является богобоязненность» (сура «Корова», аят 197).

Умение чувствовать время побуждает человека быть организованным, собранным, помогает беречь время, более рационально его использовать, быть точным. Ведь не успеешь оглянуться, а День Расчёта уже настал… Так как же мы отчитаемся за все секунды своей жизни, если каждая потрачена впустую?

Ответственность за своё время и умение правильно его использовать необходимо прививать ещё в детстве. Как правило, к школьному возрасту многие дети уже различают временные промежутки и умеют их минимально регулировать: они различают времена года, дни недели, части суток; знают, что вставать надо рано, а ложиться не поздно, чтобы весь день чувствовать себя хорошо; стараются оперативно одеваться, чтобы не опоздать на занятия.

Много дополнительных трудностей приходится преодолевать тем детям, у которых к периоду поступления в школу не развиты временные различения. Буквально с первых уроков в классе дети должны уметь работать в одном темпе и ритме, укладываться в отведённое время, уметь управлять своими действиями во времени, беречь и планировать время.

Ко всем этим требованиям, которые предъявит ребёнку школа и в дальнейшем вся его жизнь, можно готовиться ещё в дошкольном возрасте. Для этого предлагается развивать у детей чувство времени – умение определять и чувствовать определённые отрезки времени.

В этой статье будет рассказано, наверное, о самом простом средстве, с помощью которого можно развить у ребёнка чувство времени, – это песочные часы.

Расскажите ребёнку, что когда-то не было ни электронных, ни механических часов. Для измерения отрезков времени люди пользовались солнечными часами, песочными, водяными, другими незамысловатыми приборами. Потом человечество научилось делать часы, подобные современным. Сначала это были огромные башенные часы. Потом часы становились меньше, появлялись новые технологии…

Но некоторые из нехитрых приспособлений прежних веков живы до сих пор. Например, песочные часы.

Купить простейшие песочные часы можно в аптеке, магазинах медицинского оборудования или сувенирных лавках. Не зря песочные часы – неотъемлемый атрибут многих деловых людей. Они бывают на одну, три, пять, десять, пятнадцать и более минут.

Песочные часы обладают замечательными свойствами. Время в них перестаёт быть абстрактным и материализуется в виде песчинок. По объёму песка в баллончике песочных часов видно, сколько времени прошло и сколько осталось.

Покажите и расскажите ребёнку, как пользоваться песочными часами. Для начала предложите ему посмотреть, как песок из одной половинки часов просыплется в другую всего за одну минуту, затем три или пять минут и т. д.

А теперь попробуйте поиграть, используя песочные часы!

Какие это могут быть игры?

Можно мерить всё подряд: кто больше сделает приседаний за одну минуту? Кто больше нарисует цветочков за три минуты? Сколько снежинок можно вырезать за пять минут?

Песочные часы окажут ценнейшую помощь при выполнении будничных обязанностей (одевание, раздевание, уборка постели, игрушек и т. д.), которые можно совершить в игровой форме. Для подобных игр можно поставить в ряд песочные часы на разное время.

Сегодня продаются специальные песочные часы для чистки зубов. Эти трёхминутные часы вешаются на стене в ванной и запускаются, когда малыш или взрослый чистит зубы. Пока не истечёт положенное время, прекратить чистку зубов нельзя.

Во время еды, если ребёнок никак не хочет доедать положенный завтрак, вы ставите песочные часы на стол и говорите: «Попробуем съесть кашу за время, которое потребуется песчинкам, чтобы перебежать из верхней части колбочки в нижнюю два раза. Начали!.. Интересно, а сколько времени нужно для того, чтобы съесть суп? Больше или меньше?»

Чтобы избежать соревновательности во время еды, можно поставить одним из условий, что кашу нельзя есть не только медленнее отпущенного времени, но и быстрее. Ведь это очень важное умение – укладываться точно в срок!

Существуют игры и упражнения, развивающие умение чувствовать время. Это различные игры на как можно более точное определение временного отрезка. Например, вы просите ребёнка замереть или хранить молчание ровно полминуты. Он сам должен определить, когда нужно закончить упражнение. Или, наоборот, даёте задание, а по окончании предлагаете ребёнку определить, сколько времени ушло на его выполнение.

Предложите ребёнку выяснить: закипит ли полный чайник за одну минуту, за три?.. Половина чайника? Наберётся ли полная ванна воды за три минуты? За пять?

Вы можете всё время сравнивать, сколько времени (сколько «песочных пробегов») потребовалось вам и ребёнку на разные виды занятий. Можете даже завести специальную ведомость на стене (лучше – большую, величиной в ватманский лист) и заполнять её условными значками. Со временем определить, есть ли прогресс или, наоборот, наблюдается регресс.

В качестве воспитательной функции подобные часы хорошо использовать, когда дети не хотят делиться друг с другом игрушкой. Вы ставите часы и говорите: «Сначала играет Расул, когда время на часах закончится, Расул даёт поиграть с игрушкой Амине».

Иногда часы используют при наказаниях. Вы устраиваете ребёнку «тайм-аут» (например, сажаете на стул, чтобы он подумал о своём поведении) на столько времени, сколько бегут песчинки в часах. Помните, что психологи рекомендуют устраивать тайм-аут в зависимости от возраста ребёнка: трёхлетний сидит на стуле 3 минуты, пятилетний – 5 и т. д.

С помощью песочных часов можно ограничивать время просмотра телевизора или игры на компьютере. Вы ставите песочные часы на 10 минут и говорите: «Как только истечёт время, компьютер надо выключить». Это великолепно воспитывает в ребёнке организованность и умение отвечать за свой распорядок дня.

Если ребёнок очень хочет поиграть с вами, а у вас совсем нет времени, то попробуйте с ним договориться: «Давай я поработаю, пока текут часы, а ты в это время поиграешь сам. Потом я к тебе присоединюсь».

Песочные часы обладают релаксационным действием. Многие – не только взрослые, но и дети – любят подолгу рассматривать, как загадочные песчинки перебегают из одной колбочки в другую. Так и понимаешь, как быстротечно время… «Время – самое ценное из того, что ты хотел бы сберечь, но вижу я, что легче всего тратишь ты именно время!» (хадис, ат-Тирмизи).

И другие игры и упражнения.

Придумывайте различные задания и игры в зависимости от возраста и возможностей ребёнка. Но не воспринимайте песочные часы как панацею и не используйте их слишком часто. Иначе в какой-то момент почувствуете, что воспитательная сила песочных часов, связанная с эффектом новизны, пошла на убыль, а урок усвоен. И ребёнок больше не хочет переодеваться или убирать игрушки по песочным часам. Уберите их на время, достаньте чуть позже, когда ребёнок вновь захочет совершить одевание наперегонки со временем или узнать, получится ли собрать паззл на 50 деталей за 10 минут.

Песочные часы одно из самых древних изобретений человечества , но точная дата, к сожалению, не известна. Однако по данным, которые сохранились, можно сделать вывод, что принцип, использующийся в песочных часах, был известен в Азии задолго до возникновения нашего летоисчисления. Несмотря на то, что в наше время активно развиваются часовые механизмы, песочные часы до сих пор активно используются.

Песочные часы в средние века

Большим прыжков в развитии истории песочных часов стали именно средние века . Одно из самых древних упоминаниях о часах принадлежит к 14 веку, там содержатся советы по приготовлению особого, мелкого песка для использования в песочных часах.

Песочные часы появились в Европе довольно поздно , но, несмотря на это, они быстро вошли в обиход практически каждого человека, этому способствовали низкая цена, простота в использовании, надежность, и самое главное, возможность измерить время не зависимо от времени суток, это выгодно их отличало от солнечных часов.

Самые распространенные часы имели один существенный недостаток — это сравнительно небольшой интервал, час или полчаса. Редкостью были часы, которые могли измерить 3 часа, и совсем единицы были рассчитаны на относительно большое время работы песочных часов . Это были огромные, громоздкие конструкции, которые могли отсчитывать интервалы по 12 часов.

Производство песочных часов

Самое главное значение для точности хода песочных часов имело качество песка , он должен быть просеян через многочисленные сита, тщательно высушен и отожжен. Стеклянные колбы для изготовления часов производились уже по известной технологии. В место, где стыковались колбы, вставлялась пластина, которая должна была регулировать скорость пересыпания. Что бы скрепить две колбы, место их стыка плотно обматывалось ниткой и дополнительно покрывалось смолой.

Для точности хода также имели значение форма колб и качество их поверхности. При очень длительной эксплуатации песочных часов точность их ухудшалась. Это было связано с тем, что внутренняя часть колбы постепенно царапалась песком, а также большую роль имело то, что песок измельчался в более мелкие фракции.

Песочные часы — фото

Представляем вам фото различных форм песочных часов.

Значение песочных часов

Песочные часы это символ, напоминающие нам об умеренности , о том, что время скоротечно, и не нужно чтобы отведенное время сокращалось излишествами. Два сосуда олицетворяют цикличность, смену жизни и смерти, хаоса и порядка.

Конечно, уйти от классической формы песочных часов далеко не получится , ведь две, соединенные между собой, колбы и оправа и есть основа таких часов. Но можно менять саму форму колб и поддерживающей их рамы на какую угодно. Например, отличным подарком в бизнес кругах, являются песочные часы колбы которых являются логотипом компании. Также есть возможность экспериментировать с материалами: цветные стекла, камни различных пород, дерево, металлы (возможно даже драгоценные), могут сделать песочные часы уникальными в своем роде.

Самые большие в мире песочные часы имеют высоту 11,9 метров , и их цикл составляет 1 год, это величайшее устройство для измерения времени. Эти часы в июле 2008 году можно было увидеть в Москве, на Красной площади. Самые маленькие часики высотой всего 2,5 см, создали их в Германии, в Гамбурге, песок из верхней колбы этих часов высыпается всего за 5 секунд.

Даже учитывая то, что песочные часы имеют недостатки и не самые точные, их использовали даже после изобретения механических часов, в 20 веке их использовали на телефонных станциях и в залах суда.

В настоящее время песочные часы играют больше декоративную роль , в качестве элементов дизайна интерьера. Так же это древнее изобретение используется во время проведения некоторых медицинских процедур.

Виды часов

Самые первые часы на земле - солнечные. Они были гениально простыми: шест, воткнутый в землю. Вокруг него нарисована шкала времени. Тень от шеста, передвигаясь по ней, показывала, который сейчас час. Позднее такие часы делали из дерева или камня и устанавливали на стенах общественных зданий. Затем появились переносные солнечные часы, которые изготавливали из ценных пород дерева, слоновой кости или бронзы. Были даже часы, которые условно можно назвать карманными; их нашли при раскопках древнего римского города. Эти солнечные часики, сделанные из посеребренной меди, имели форму окорока, на котором прочерчены линии. Шпилем - стрелкой часов - служил свиной хвостик. Часы были небольшие. Их вполне можно было бы поместить в кармане. Но карманов жители древнего города еще не придумали. Вот и носили такие часы на шнурке, цепочке или прикрепляли к тросточкам из дорогого дерева.

Солнечные часы имели один существенный недостаток: они могли «ходить» только на улице, да и то на освещенной солнцем стороне. Это, конечно, было крайне неудобно.

Видимо, поэтому изобрели водяные часы. По капелькам вода перетекала из одного сосуда в другой, и по тому, сколько воды вытекло, определяли, сколько прошло времени. Много сотен лет такие часы - их называли клепсидрами . В Китае, например, ими пользовались 4,5 тысячи лет назад. Кстати, первый будильник на земле тоже был водяным - и будильником, и школьным звонком одновременно. Его изобретателем считают древнегреческого философа Платона, жившего за 400 лет до нашей эры. Этот прибор, придуманный Платоном для созыва своих учеников на занятия, состоял из двух сосудов. В верхний наливалась вода, откуда она понемногу вытекала в нижний, вытесняя оттуда воздух. Воздух по трубке устремлялся к флейте, и она начинала звучать. Причем будильник регулировался в зависимости от времени года. Клепсидры были очень распространены в древнем мире.

Устройство

· Промежуток времени измерялся количеством воды, вытекавшей капля за каплей из малого отверстия, сделанного на дне сосуда. Таковы были водяные часы египтян , вавилонян, древних греков.

· У китайцев, индусов и некоторых других народов Азии, наоборот, - пустой полушаровидный сосуд плавал в большом бассейне и мало-помалу наполнялся водой через малое отверстие (героиня поэмы бросает жемчужину в чашу, чтобы замедлить движение воды).

Из-за видимого свойства клепсидры появилось высказывание:"Время истекло".

Часы первого типа подверглись значительным усовершенствованиям. Платон описывает механизм из двух конусов, входящих один в другой; при помощи их поддерживался приблизительно постоянный уровень воды в сосуде, и тем регулировалась скорость её вытекания. Полного развития подобные механизмы, т. н. клепсидры, получили в Александриив III веке до н. э..

Песо́чные часы́ - простейший прибор для отсчёта промежутков времени, состоящий из двух сосудов, соединённых узкой горловиной, один из которых частично заполнен песком. Время, за которое песок через горловину пересыпается в другой сосуд, может составлять от нескольких секунд, до нескольких часов.

Песочные часы были известны в глубокой древности. В Европе они получили распространение в Средние века. Одним из первых упоминаний о таких часах является обнаруженное в Париже сообщение, в котором содержится указание по приготовлению тонкого песка из порошкачёрного мрамора, прокипячённого в вине и высушенного на солнце. На кораблях применялись четырёхчасовые песочные часы (время одной вахты) и 30-секундные для определения скорости корабля по лагу.

В настоящее время песочные часы используются лишь при проведении некоторых врачебных процедур, в фотографии, а также в качествесувениров

.

В операционной системе семейства Microsoft Windows символ песочных часов, в который обращается указатель мыши используется для индикации занятости системы.

Недостатки

Недостатком песочных часов является короткий интервал времени, который можно измерить. Часы, получившие распространение в Европе, обычно были рассчитаны на работу в течение получаса или часа. Встречались часы, работающие в течение 3 часов, очень редко - 12 часов. Для увеличения интервала измерения составлялись наборы песочных часов в одном корпусе (футляре).

Точность песочных часов зависит от качества песка. Колбы заполнялись отожжённым и просеянным через мелкое сито и тщательно высушенным мелкозернистым песком. В качестве исходного материала также использовались молотая яичная скорлупа, цинковая и свинцовая пыль.
Точность хода зависит также от формы колб, качества их поверхности, равномерной зернистости и сыпучести песка. При длительном использовании точность песочных часов ухудшается из-за повреждения песком внутренней поверхности колбы, увеличения диаметра отверстия в диафрагме между колбами и дробления песчаных зёрен на более мелкие.

Самые большие песочные часы

Два таких гиганта существуют - «Колесо времени» в Будапеште (столица Венгрии) и в музее песка японского города Нима". Имея высоту в восемь и шесть метров и цикл опорожнения в один год, они являются величайшим в мире устройством для измерения времени. Ещё один гигант с июля 2008 года стоял на Красной площади в Москве. При высоте 11,90 м и весе в 40 тонн это, наверное, величайшие в мире песочные часы. Оба стекла часов были настолько велики, что в них смог разместиться BMW почти 5-метровой длины. В отличие от них самые маленькие в мире песочные часы имеют высоту всего в 2,4 см. Они были изготовлены в 1992 году в Гамбурге и пропускают весь песок из верхней камеры в нижнюю менее чем за 5 секунд.

ОГНЕВЫЕ ЧАСЫ

В Европе и Китае были так называемые «огневые» часы - в виде свечей с нанесенными на них делениями. Первые огненные часы придумал первый император Китая Фо - Хи примерно 30 000 лет тому назад, чтобы с их помощью измерять дневное и ночное время.

Из древесной муки, смешанной с благовониями, лепили, как из теста, длинные спирали и палочки. На них делали отметки, указывающие время. Месяцами могли работать огненные китайские часы, не требуя за собой присмотра. Главной частью иных огневых часов, так называемых фитильных, был фитиль в виде длинной металлической палочки, покрытой слоем дегтя с деревянными опилками. Жар тлеющих опилок, подожженных на одном конце палочки, постепенно пережигал тонкие,
поперечно натянутые волокна, с подвешенными шариками, которые падали в металлическую чашку. Иногда фитиль сворачивали в спираль, форма которой уже сама по себе заменяла часовую шкалу.
Наиболее типичные для Китая фитильные часы имели форму дракона, в хребте которого был специальный держатель для палочки. Скорость сгорания фитиля зависела от многих обстоятельств, и для определения ее требовался большой опыт. Такие часы никогда не относились к приборам, которые по точности можно было бы сравнить с солнечными или водяными часами.

В Европе первые огневые –свечные часы появились в начале 13 века. Эти очень простые часы в виде длинной тонкой свечи с нанесенной по ее длине шкалой. Свечи, применявшиеся для этой цели, были длиной около метра. Отсюда происходит и обычай измерять длину ночи количеством сгоревших за ночь свечей. Обычно за ночь выгорали три такие свечи, а зимой – больше. К боковым сторонам свечи иногда прикрепляли металлические штырьки, которые по мере выгорания и таяния воска падали, и их удар по металлической чашке подсвечника был своего рода звуковой сигнализацией времени.
В часовне короля Карла V день и ночь горела большая свеча, разделенная
черными полосками на специально приставленные слуги обязаны были время от времени сообщать королю, до которой метки догорела свеча. Делали ее как раз такой длины, чтобы она сгорала в двадцать четыре часа. Были эти часы еще и будильником. Звяк! - громко падал штырек на металлическую чашку подсвечника, и человек просыпался.

В течение целых столетий растительное масло служило людям не только для питания, но и в качестве светильного материала. На основе установленной экспериментально зависимости высоты уровня масла от продолжительности горения фитиля возникли масляные лампадные часы. Как правило, это бывали простые лампады с открытой фитильной горелкой и со стеклянной колбой для масла, снабженной часовой шкалой. Объем колбы подбирали так, чтобы ее содержимого хватило для непрерывного свечения между 6 ч вечера и 8 ч утра. Толщиной и длиной горящего фитиля регулировали величину пламени и расход масла так, чтобы понижение уровня масла в колбе соответствовало имевшимся обозначениям времени. Позднее выявилось, что первоначальные цилиндрические или слегка выпуклые стеклянные сосудики под масло были источником некоторой погрешности в измерении времени. Дело в том, что при более высоком уровне масла его давление вызывало более быстрое выгорание, чем в поздние ночные часы. Поэтому лампадные часы более позднего происхождения имели стеклянную колбу в виде расширенной кверху груши, чтобы таким образом хотя бы частично выровнять скорость сгорания масла. В XVIII и XIX вв. появились другие типы лампадных часов с несколько более сложным принципом действия. Одним видом таких часов были поплавковые лампадные часы работы Ромуальда Божека (младшего сына Иосифа Божека), изготовленные им в 1875 г. и хранящиеся теперь в коллекциях Национального технического музея в Праге.

Больше всего лампадными часами пользовались рудокопы: тогда в лампу наливалось масла на 10 часов горения. Когда заканчивалось масло, заканчивался и рабочий день. Лампадные часы часто делались расширяющимися кверху для равномерного понижения уровня масла: когда масла много, давление его больше и горит оно быстрее, чем когда масла мало, значит, за одно и то же время выгорает больший объём, но ввиду расширения лампы вверху площадь сечения там велика, поэтому хотя выгорит больше, уровень масла уменьшится на столько же

Главной частью иных огневых часов, так называемых фитильных, был фитиль в виде длинной металлической палочки, покрытой слоем дегтя с деревянными опилками. Жар тлеющих опилок, подожженных на одном конце палочки, постепенно пережигал тонкие, поперечно натянутые волокна, с подвешенными шариками, которые падали в металлическую чашку. Иногда фитиль сворачивали в спираль, форма которой уже сама по себе заменяла часовую шкалу. Наиболее типичные для Китая фитильные часы имели форму дракона, в хребте которого был специальный держатель для палочки. Скорость сгорания фитиля зависела от многих обстоятельств, и для определения ее требовался большой опыт. Такие часы никогда не относились к приборам, которые по точности можно было бы сравнить с солнечными или водяными часами.

Часы бывают цветочными! Еще в Древней Греции и в Древнем Риме высаживались цветочные часы - специально подобранные растения, цветки которых раскрываются и закрываются в разное время суток. Тогда этому приписывалось мистическое значение (у многих древних народов существовала целая система обрядов, именовавшаяся цветочной магией). А знаменитый шведский естествоиспытатель Карл Линней подошел к вопросу с научно-практической точки зрения и устроил их сначала в своем саду, а затем на городской клумбе в городе в Упсале в начале XVIII века и назвал «Часы Флоры». Но этому предшествовали длительные и тщательные наблюдения, по которым он написал трактат «Somnus plantarum» («Сон растений»). Создавая природые часы, ученый использовал множество растений, чтобы по ним можно было ориентироваться во времени с ранней весны до поздней осени. И цвели на той клумбе одуванчик, лен, картофель, сарана, кислица... Правда, в пасмурную погоду, а тем более в дождливую такие часы не действовали, зато в солнечную!.. А в наши дни цветочные часы имеются во многих городах. Правда, теперь они зачастую снабжаются настоящим часовым механизмом, благодаря которому передвигаются часовые стрелки. Долгое время самыми большими были швейцарские. Они находятся в Английском парке Женевы на берегу Женевского озера, диаметр цифербалата составляет 5 метров, а длина секундной стрелки 2,5 м. И используется 6,5 тысяч саженцев 200 пород растений. Но в 2001 году цветочные часы появились на Поклонной горе в Москве и сразу были занесены в Книгу рекордов Гиннесса из-за своих размеров: в диаметре у них 10 м, а 4,5-метровая минутная стрелка длиннее той, что на часах Спасской башни Кремля, и весит она 30 кг. Но нет секундной стрелки.

От чего же зависит ход цветочных часов?

От определенных биологических ритмов. Правда, они пока не изучены полностью. Специалисты полагают, что имеется зависимость от геофизических характеристик Земли, от географического положения местности, от погодных условий, естественно. Разумеется, очень важны изменения освещенности, а еще - движения, называемые сонными, которые связаны с неравномерностью роста наружной и внутренней сторон каждого лепестка.

Каков «график», по которому раскрываются цветы?

Раньше всех пробуждается козлобородник луговой: в 3-4 часа, следом за ними - шиповник (4 часа), цикорий, мак (4-5 часов). В 5 часов раскрываются головки осота огородного и лугового, красноднева, сараны. В 5-6 часов просыпаются одуванчики и череда, в 6 - ястребинка зонтичная, в 6-7 - осот полевой, лен и ястребинка волосистая, в 7 - кукушкины слезки, латук, белая кувшинка, в 7-8 - туника проросшая, фиалка трехцветная, очный цвет полевой, в 9-10 ноготки, мать-и-мачеха, кислица, торичник. Ночная фиалка, как и положено, раскроется лишь после захода солнца. А вот в какой последовательности они «засыпают»: Первыми «отправляются на боковую» осот огородный и полевой, огородный латук, цикорий (в 10 часов), с 10 до 11 часов к ним присоединяется очный цвет полевой, в 12 - ноготки и луговой осот, в 13 - ястребинка зонтичная и туника проросшая. В два часа пополудни «укладывается спать» ястребинка степная, в три - торичник. К этому времени спит уже и мак, и цикорий (но он вновь раскроется часов в шесть вечера), и одуванчик, и цветущий картофель. С 15 до 16 часов в царство сна уходят цветы венечника разветвленного, фиалки трехцветной и ястребинки волосистой, в 17 - белая кувшинка и сизая ястребинка. Между четырьми и пятью часами отходит ко сну лен, мать-и-мачеха. Позднее, в 7-8 вечера закрываются головки красноднева, шиповника, козлобородника, сараны, в 9 - дремы луговой, душистого табака (он тоже повторно раскроется к ночи), кислицы. Следует помнить, что расписание сна и бодрствования цветов в разных местностях отличается (потому и специалисты приводят немного расходящиеся данные), так что решив завести «часы Флоры», стоит предварительно понаблюдать за цветением

Вряд ли найдется человек, который назовет имя первого изобретателя механических часов . Такие часы впервые упоминаются в древних византийских книгах (конец VI века). Некоторые историки приписывают изобретение чисто механических часов Пацификусу из Вероны (начало IX века), другие - монаху Герберту, впоследствии ставшему папой римским. Он сделал башенные часы для города Магдебурга в 996 году. В России первые башенные часы установлены в 1404 году в Московском Кремле монахом Лазарем Сербиным. Они представляли собой хитросплетения зубчатых колес, канатов, валов и рычагов, а тяжелая гиря приковывала часы к месту. Такие сооружения создавались годами. Не только мастера, но и владельцы часов стремились хранить в тайне секреты устройства механизмов.

Первые персональные механические часы возила лошадь, а за их исправностью следил конюх. Только с изобретением упругой пружины часы стали удобными и безотказными. Первой пружинкой для карманных часов служила свиная щетинка. Ее применил нюрнбергский часовщик и изобретатель Петер Генлейн в начале XV века.

А в конце XVI века было сделано новое открытие. Молодой ученый Галилео Галилей, наблюдая за движением самых разных лампад в Пизанском соборе во время богослужения, установил, что ни вес, ни форма лампад, а лишь длина цепей, на которых они подвешены, определяет периоды их колебаний от ветра, врывающегося в окна. Ему и принадлежит идея создания часов с маятником.

©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-08-20

"...И в вечности песочные часы останутся, как детская игрушка".
В далеком прошлом старинные песочные часы, служившие в Древней Греции символом бога Кроноса, главного судьи и хранителя времени, изготавливали из двух стеклянных колб, которые соединялись друг с другом через диафрагму из металла, стекла, слюды или дерева. При длительном использовании песочных часов эти диафрагмы зачастую стирались, увеличиваясь в диаметре. Песок сыпался быстрее, и «ход» времени нарушался.

С 1750 года стеклодувы научились делать единую стеклянную колбу для песочных часов. Колба плавно переходила в узкое горлышко и опять расширялась. Ее стали заполнять песком через маленькое отверстие в донышке, которое затем закрывали воском. С 1800 года отверстие в колбе мастера научились запаивать.

Песок всегда был основным наполнителем для песочных часов. Точность песочных часов зависит от состояния песка, формы колбы и качества её поверхности. Песок должен быть сухим, однородным, круглые песчинки должны иметь желательно одинаковые размеры и высокую устойчивость к стиранию. В средние века использовали еще и мраморную, цинковую или свинцовую пыль, а также молотую яичную скорлупу. С 13 века известны разнообразные рецепты приготовления «песка» для часов. Его просеивали, промывали, вываривали и отжигали. В наше время вместо песка применяют мельчайшие стеклянные шарики.

Песочные часы были когда-то основным, достаточно точным инструментом для измерения времени. Начиная с 15 века они использовались и на кораблях для навигации. Во время кругосветного путешествия Магеллан, на каждом из своих кораблей установил по 18 песочных часов. Специально приставленные матросы переворачивали песочные часы.

Как работают классические песочные часы?
В верхней части колбы песок устремляется вниз и падает под действием силы тяжести. В начале движения нарастающему потоку падающих песчинок противостоит обратный поток вытесняемого из нижней части колбы воздуха, который устремляется вверх, пытаясь пройти между отдельными песчинками.
Скорость струи песка определяется скоростью падающих песчинок при возникновении равновесия между силой тяжести, действующей на песчинки, и силой сопротивления воздуха, возникающей при падении песчинок.
Установившийся поток падающего песка постепенно приводит к увеличению давления воздуха в нижней части колбы. Когда струя песчинок уже почти иссякает, видно, как поток воздуха, вырывающийся снизу вверх, подхватывает последние песчинки в верхней части колбы и приподнимает их на несколько миллиметров, прежде чем они окончательно упадут вниз.

Почему с помощью песочных часов можно измерить время?
Песок - это сложный материал, который порой ведет себя как твердое тело, а иногда как жидкость. Кажется, что в песочных часах равномерная струя песка подобна потоку жидкости, но здесь есть существенное различие. Если бы это была жидкость, то ее количество, протекающее через отверстие часов, зависело бы от высоты столба жидкости над отверстием. А количество песка, проходящее в песочных часах через отверстие за единицу времени, от высоты песка над отверстием не зависит. Именно поэтому песок можно использовать для измерения времени в песочных часах.

Постоянная скорость потока песка обусловлена возникающим в толще песка перераспределением сил, которые появляются в точках соприкосновения песчинок. В больших объемах песка благодаря этим точкам соприкосновения образуются "сети" из песчинок, в которых возникают куполообразные "мосты".

Эти мосты создают давление на стеклянные стенки колбы. Нижележащие слои песка в какой-то мере освобождаются от давления верхних слоев. В результате среднее давление песка над отверстием, даже при изменяющемся уровне песка, остается практически постоянным. Так возникает постоянная скорость струи песка в песочных часах.

Как можно «управлять» временем?

Подвесим песочные часы на эластичной нити (резинке) и заставим их колебаться вверх-вниз, Полное перетекание всего песка в часах сверху вниз будет происходить дольше, чем в нормальных условиях, т.е. если бы они, например, стояли на столе.

Диаметр отверстия, соединяющего половинки колбы, обычно делают как можно меньше, чтобы при меньшем количестве песка в часах увеличить время пересыпания песка, т.е. увеличить время работы песочных часов.
Поток гранулированного вещества (песка) отличается от потока жидкости. Песок струится от начала и до конца через отверстие с одной и той же скоростью. Это свойство основывается на возникновении сводов (мостов) внутри песка. В песочных часах это может даже привести к перекрытию отверстия, и песок перестанет стекать вниз. При движении часов с ускорением вверх или вниз (например, при покачивании) подобные перекрывающие мосты распадаются.

Как еще можно «повлиять» на время?

Например, обхватить нижнюю часть колбы ладонями. Через некоторое время «время остановится», поток песчинок прекратится. То, что здесь кажется мистическим наложением рук, может быть объяснено вполне логически. При нагревании нижней части колбы, воздух в ней нагревается, расширяется и стремится подняться в верхнюю часть колбы, и тогда равномерный поток песчинок в песочных часах может быть нарушен или даже полностью прекращен.

Интересные явления можно наблюдать в некоторых необычных песочных часах!

Для сухого песка угол естественного откоса кучки песка, образующейся в нижней части колбы, составляет порядка 30-35 градусов. Это значение зависит и от формы песчинок. Угловатые песчинки создают более крутые склоны, а закругленные - более пологие.
Если наполнить песочные часы песком с песчинками различного диаметра, то при образовании струи песка песчинки начнут очень интересно распределяться, как в верхней части колбы, так и в нижней.

Внизу сначала образуется маленький конус, струящийся сверху песок образует песочные лавины, которые скользят по склону песчаного конуса вниз. При этом происходит сортировка песчинок по размерам: крупные скапливаются преимущественно у подножья конуса, а на склонах конуса песок ложится отдельными слоями из самых мелких песчинок и песчинок покрупнее.
Такая "полосатость" объясняется двояко: самые мелкие песчинки могут проникать между крупными и образовывать слой, а крупным легче скатываться по склону, и они таким образом тоже создают свой слой.
Эти процессы постоянно повторяются.
И в верхней части колбы происходит что-то похожее, только здесь при движении песка образуется конусная воронка.

Эта модель песочных часов похожа на обычные песочные часы, но имеет два отличия. Первое - песок находится между двумя плоскими пластинами, и второе - часы наполнятся песком, содержащим песчинки разного размера. Отсюда и появление вышеописанных "полосатых" эффектов.
На примере такой научной "игрушки" серьезные люди изучают серьезные проблемы, возникающие, например, при складировании сыпучих материалов.

Наряду с классическими существуют и современные конструкции песочных часов, работу которых интересно было бы рассмотреть. Такие часы даже называют "парадокс-часами".

Вы не поверите своим глазам, в этих часах "песок" течет снизу вверх, однако и законы природы остаются в силе!

Стеклянный баллон заполняется жидкостью большой плотности и мелкими шариками с плотностью значительно меньшей, чем плотность жидкости. В более плотной жидкости шарики с меньшей плотностью поднимаются, как и положено, вверх. Это основной принцип парадокс-часов, на основе которого «песок» поднимается снизу вверх. И все повторяется по-новой при каждом переворачивании часов.

Необычные песочные часы могут иметь в качестве «песка» мельчайшие пластиковые шарики или наполненные воздухом стеклянные шарики. Очень красиво выглядят также полые прозрачные шарики, частично заполненные подкрашенной водой.

В вертикальном положении часов возникает относительно плотный и не очень равномерный поток шариков вверх. Шарики должны проникнуть наверх через узкое отверстие, при этом из-за вязкости жидкости они частично увлекают ее за собой, в то время как жидкость одновременно стремится и вниз.

В основном скорость опускания и подъема шарика в жидкости зависит от разности плотностей шариков и жидкости, от диаметра шариков и от прочности жидкости, а прочность жидкости сильно зависима от температуры.

Если запустить парадок-часы, и дать подняться вверх хотя бы нескольким шарикам, а затем положить часы набок, то можно хорошо увидеть отдельные шарики, медленно поднимающиеся вверх.

При этом можно даже успеть определить скорость подъема отдельных шариков.
Если поставить часы опять вертикально, чтобы шарики начали потоком подниматься в верхнюю часть колбы, то в нижней части колбы, почти полностью заполненной шариками, можно будет отчетливо увидеть «дыру», смещающуюся вниз. Это явление можно сравнить с перемещением «дырки» в полупроводнике.

«Забывчивые» или «непослушные» песочные часы.

В заполненный водой цилиндр опущены обычные песочные часы. Внешний диаметр песочных часов на несколько миллиметров меньше, чем внутренний диаметр цилиндра. В состоянии покоя часы, как поплавок, находятся у верхнего края цилиндра, а весь песок находится в нижней части колбы.
Если цилиндр теперь перевернуть, то сначала песочные часы остаются внизу цилиндра, хотя песок уже начал свое движение. И только когда почти половина песка перетекла, песочные часы поднимаются к верху цилиндра. И уже наверху цилиндра остаток песка в часах пересыпается в нижнюю часть колбы.

«Забывчивые» песочные часы начнут всплывать только через некоторое время после переворачивания цилиндра.

Почему же песочные часы не поднимаются сразу после переворачивания цилиндра?
Находящиеся внутри цилиндра песочные часы имеют среднюю плотность меньшую, чем у воды. Поэтому часы поднимаются наверх. Если перевернуть часы, то сначала почти весь песок будет находиться в верхней половине колбы, центр тяжести часов будет находиться, соответственно, выше середины часов.

Если бы часы находились не в узком цилиндре, а в свободной воде, то они бы сразу же перевернулись за счет возникшего вращающего момента. В узком же цилиндре их толкает на внутреннюю стенку цилиндра. Здесь возникает прилипание (статическое трение), которое препятствует быстрому всплытию часов.

Только когда почти половина песка вытечет, центр тяжести часов опустится ниже середины. Статическое трение о стенку цилиндра и вращающий момент исчезнут, теперь часы могут всплывать к верху цилиндра.

«Плавающие песочные часы»

В качестве следующего примера необычных песочных часов можно привести вариант, который называется «Плавающие песочные часы». Здесь цилиндрические песочные часы находятся в цилиндре, заполненном водой.

Внешний диаметр песочных часов лишь чуть-чуть меньше внутреннего диаметра цилиндра. Из-за вязкости жидкости песочные часы будут подниматься и опускаться в таком цилиндре очень медленно.
По своему принципу действия песочные часы, расположенные в узком цилиндре, аналогичны прибору для измерения вязкости жидкости.

Время, за которое песок через горловину пересыпается в другой сосуд, обычно составляет от нескольких секунд, до нескольких часов. Раньше для увеличения интервала измеряемого времени составлялись даже наборы песочных часов в одном корпусе.

Песочные часы "Колесо времени"

В наше время научились изготавливать песочные часы с «заводом» на целый год В столице Венгрии Будапеште, каждый год в последний день декабря, гигантские песочные часы «Колесо времени» высотой в несколько метров совершают пол-оборота, чтобы начать новый годовой цикл работы.

Переворот песочных часов производится всегда в одном направлении, по старинке: с помощью тросов и простого механизма.

А здесь - фокус!

Знаете ли вы, что можно установить яйцо на столе острым концом вниз?
Внутри такого яйца делают асимметричные песочные часы. Когда весь песок находится в симметричной относительно яйца части колбы, то его можно поставить на стол на острый конец и оно будет стоять

Через некоторое время, когда песок начнет ссыпаться, центра тяжести яйца сместится, и яйцо упадет. Второй раз его невозможно будет поставить на острый конец до тех пор, пока весь песок в часах не пересыпется обратно в первоначальное положение.

В наше время песочные часы приобрели множество различных вариаций исполнения и перешли уже в разряд сувениров и научных игрушек.

Вместо песка и воздуха в «песочных часах» могут использоваться, например, шарики и жидкость или две жидкости, сильно различающиеся по плотности.
А может быть вам удастся изобрести свой варинт "песочных" часов?