تصميم الساعة الرملية. ما هو المزعج في الساعة الرملية؟ الساعة الرملية - هدية

الساعات الأولى كانت... ممتازه. واستنادا إلى ملاحظات حركات القمر والشمس في بلاد ما بين النهرين ومصر، منذ حوالي 4000 سنة، نشأت أساليب النظام الزمني الستيني.


بعد ذلك بقليل، نشأ نفس النظام بشكل مستقل في أمريكا الوسطى - المنطقة الثقافية في الشمال و أمريكا الجنوبيةتمتد من وسط المكسيك الحديثة إلى بليز. غواتيمالا والسلفادور ونيكاراغوا وشمال كوستاريكا.

كل هذه الساعات القديمة، التي كانت فيها "الأيدي" عبارة عن أشعة الشمس أو الظلال، تسمى الآن شمسية. يعزو بعض العلماء الهياكل الحجرية الدائرية المشابهة لستونهنج، الموجودة في أجزاء مختلفة من العالم، إلى الساعات الشمسية.

لكن الحضارات الصخرية (القديمة، تلك التي صنعت هياكل من الحجارة الكبيرة دون استخدام محلول ملزم) لم تترك وراءها أدلة مكتوبة على تتبع الوقت، لذلك يتعين على العلماء بناء وإثبات فرضيات معقدة للغاية حول فهم الوقت كمادة والكون. الأصل الحقيقي للساعات.

ويطلق على مخترعي الساعات الشمسية اسم المصريين وبلاد ما بين النهرين. ومع ذلك، فقد كانوا أول من قام بحساب الوقت: فقد قسموا السنة إلى 12 شهرًا، والنهار والليل إلى 12 ساعة، والساعة إلى 60 دقيقة، والدقيقة إلى 60 ثانية - بعد كل شيء، في بلاد ما بين النهرين، أو بلاد ما بين النهرين، مملكة بابل. .


وقد تم ذلك من قبل الكهنة البابليين باستخدام الساعة الشمسية. في البداية، كانت أداتهم عبارة عن ساعة بسيطة للغاية ذات قرص مسطح وقضيب مركزي يلقي بظلاله. ولكن على مدار عام، غربت الشمس وأشرقت بشكل مختلف، وبدأت الساعة في "الكذب".

قام الكاهن بيروس بتحسين الساعة الشمسية القديمة. لقد صنع قرص الساعة على شكل وعاء، ليكرر تمامًا الشكل المرئي للسماء. في نهاية قضيب الإبرة، أرفق بيروس كرة، يقيس ظلها الساعات. كان مسار الشمس في السماء ينعكس بدقة في الوعاء، وعلى حوافه رسم الكاهن علامات بذكاء لدرجة أن ساعته تظهر في أي وقت من السنة الوقت المناسب. كان لديهم عيب واحد فقط: كانت الساعة عديمة الفائدة في الطقس الغائم وفي الليل.

خدمت ساعة بيروزا لعدة قرون. تم استخدامها من قبل شيشرون وتم العثور عليها في أنقاض بومبي.

أصل الساعة الرملية لا يزال غير واضح. لقد سبقتهم الساعات المائية - الساعات المائية والساعات النارية. والرمل، بحسب المعهد الأمريكي (نيويورك)، من الممكن أن يكون قد تم اختراعه في الإسكندرية عام 150 قبل الميلاد. ه.


ثم يختفي أثرهم في التاريخ ويظهر بالفعل في أوائل العصور الوسطى. يرتبط أول ذكر للساعة الرملية في هذا الوقت براهب خدم في كاتدرائية شارتر (فرنسا) باستخدام الكرونومتر الرملي.

تبدأ الإشارات المتكررة للساعات الرملية في القرن الرابع عشر تقريبًا. يتعلق معظمها باستخدام الساعات على السفن، حيث من المستحيل ببساطة استخدام النار كمقاييس للوقت. ولا تؤثر حركة السفينة على حركة الرمال بين سفينتين، كما أن التغير في درجة الحرارة لا يؤثر عليها، ولذلك أظهرت الساعات الرملية - القوارير - الخاصة بالبحارة توقيتًا أكثر دقة في أي ظرف من الظروف.

كان هناك العديد من نماذج الساعات الرملية - الضخمة والصغيرة، التي تخدم مختلف الاحتياجات المنزلية: من أداء خدمة الكنيسة إلى قياس الوقت اللازم لإعداد المخبوزات.

بدأ استخدام الساعات الرملية في الانخفاض بعد عام 1500، عندما بدأ استخدام الساعات الميكانيكية بشكل نشط.

المعلومات حول هذه القضية متناقضة. لكن معظم العلماء يميلون إلى الاعتقاد بأن الساعات الميكانيكية هي أول من صنعت عام 725 م. ه. المعلمان الصينيان ليانغ لينغزان ويي شينغ، اللذان عاشا في عهد أسرة تانغ.


لقد استخدموا آلية ميزان السائل في الساعة. تم تحسين اختراعهم من قبل الأساتذة تشانغ شيسون وسو سونغ من إمبراطورية سونغ (أواخر القرن العاشر - أوائل القرن الحادي عشر).

ومع ذلك، في وقت لاحق في الصين، تراجعت هذه التكنولوجيا، ولكن العرب أتقنوها. على ما يبدو، كان منهم أن آلية تثبيت السائل (الزئبق) أصبحت معروفة للأوروبيين، الذين بدأوا منذ القرن الثاني عشر في تركيب ساعات برجية بآلية ميزان الماء/الزئبق.

آلية الساعة التالية هي الأوزان على السلاسل: يتم تشغيل محرك العجلات بواسطة سلسلة، ويتم تنظيم ضربة المغزل وموازن الورقة على شكل كرسي متأرجح بأوزان متحركة. وكانت الآلية غير دقيقة للغاية.

في القرن الخامس عشر، ظهرت الأجهزة ذات الحركة الزنبركية، مما جعل من الممكن صنع ساعات صغيرة واستخدامها ليس فقط على الأبراج، ولكن أيضًا في المنازل، لارتدائها في الجيب وحتى على اليد.

لا توجد معلومات دقيقة عن الاختراع. تذكر بعض المصادر عام 1504 وأن أحد سكان نورمبرغ هو بيتر هينلاين. ويربط آخرون ظهور ساعات اليد باسم بليز باسكال، الذي قام ببساطة بربط ساعة الجيب على معصمه بحبل رفيع.


ويعود تاريخ ظهورها إلى عام 1571، عندما أهدى إيرل ليستر الملكة إليزابيث الأولى سوارًا وساعة. منذ ذلك الحين، أصبحت ساعات اليد من الأكسسوارات النسائية، وتبنى الرجال الإنجليز مقولة مفادها أنه من الأفضل ارتداء تنورة بدلاً من ارتداء ساعة على معصمك.

هناك تاريخ آخر - 1790. يُعتقد أنه في ذلك الوقت كانت الشركة السويسرية Jacquet Droz et Leschaux هي أول من أنتج ساعات اليد.

يبدو أن كل ما يتعلق بالساعات مخفي بطريقة غامضة إما بمرور الوقت أو بالتاريخ. وينطبق هذا أيضًا على الساعات الإلكترونية التي يوجد العديد من المتنافسين على اختراعها.


يبدو أن "النسخة البلغارية" هي الأكثر ترجيحًا. في عام 1944، ذهب البلغاري بيتير ديميتروف بيتروف للدراسة في ألمانيا، وفي عام 1951 - إلى تورونتو. يصبح مهندس موهوب مشاركا في برامج ناسا، وفي عام 1969، باستخدام معرفته بتكنولوجيا الفضاء، قام بإنشاء ملء أول ساعة إلكترونية، بولسار.

يتم إنتاج الساعة من قبل شركة هاملتون للساعات، ويصف خبير الساعات الأكثر موثوقية جي فرايد مظهرها بأنه "أهم قفزة إلى الأمام منذ اختراع النابض الشعري في عام 1675".

تاريخ الساعة الرملية الأولى غير معروف. ومع ذلك، فإن مبدأ الساعة الرملية كان معروفا جيدا في آسيا في وقت سابق من البدايةالتسلسل الزمني لدينا.

بدأت دول أوروبا الغربية في التعامل مع الساعات الرملية فقط في نهاية العصور الوسطى. هذه هي الساعة الرملية لإيراسموس روتردام:

وعلى الرغم من أن الساعة الرملية ظهرت متأخرة في أوروبا، إلا أنها انتشرت بسرعة. وقد تم تسهيل ذلك من خلال بساطتها وموثوقيتها، سعر منخفضوأخيرًا وليس آخرًا القدرة على استخدامها لقياس الوقت في أي لحظة من النهار أو الليل. وكان العيب هو الفاصل الزمني القصير الذي يمكن قياسه دون قلب هذه الساعة.

عادة، تم تصميم الساعات الرملية للعمل لمدة نصف ساعة أو ساعة. كانت الساعات الرملية الأقل شيوعًا مصممة لقياس الوقت بشكل مستمر لمدة 3 ساعات، وفي حالات نادرة جدًا تم تصنيع ساعات رملية ضخمة مصممة للعمل لمدة 12 ساعة.

في بعض الأحيان، لا تتكون الساعات الأكثر دقة من سفينة واحدة، بل من عدة أوعية منفصلة.
وكانت دقة الساعة الرملية تعتمد على تقنية تصنيع الرمل نفسه، وكذلك على شكل القوارير، وعلى نعومة جدرانها الداخلية.

لقد مكّن تطور إنتاج الزجاج من إنتاج قوارير ذات جدران داخلية ناعمة، مما جعل من الممكن للرمل أن يتدفق بالتساوي قدر الإمكان من الأعلى إلى الأسفل.

في الماضي، كان تحضير الرمل للساعات يعتبر مهمة تتطلب مهارة خاصة. كانت مصنوعة من الرمال المحروقة ذات الحبيبات الدقيقة أو من قشر البيض المطحون المقلي أو من غبار الزنك والرصاص.

وفي عام 1339، تم اكتشاف وصف لساعة رملية تحتوي على مسحوق الرخام الأسود في باريس. وقالوا إن أفضل رمل يتم الحصول عليه من نشارة الرخام إذا تم غليه تسع مرات مع النبيذ، مع إزالة الرغوة في كل مرة، ثم تجفيفه في الشمس.

لم تصل الساعة الرملية أبدًا إلى دقة الساعة الشمسية لأن حبيبات الرمل كانت تُسحق تدريجيًا إلى حبيبات أصغر، كما أن الثقب الموجود في المنتصف يتآكل تدريجيًا ويصبح أكبر.

احتفظت الساعة الرملية، بسبب شكلها وسهولة تشغيلها، ببعض الأهمية حتى وقت قريب، على سبيل المثال، تم استخدامها في بدالات الهاتف لتسجيل وقت المحادثات الهاتفية القصيرة، وفي قاعات المحكمة، ولبعض الاحتياجات المنزلية.

كانت الساعة الرملية ذات أهمية كبيرة على السفن: في الطقس الغائم، عندما كان من المستحيل تحديد الوقت من الأجرام السماوية، تم التعرف عليها بواسطة الساعة الرملية. على السفن الروسية كانت تسمى "القوارير". كل نصف ساعة، عندما تم قلب "القارورة"، كان الجرس يدق. هذا، في الواقع، هو المكان الذي جاءت منه عبارة "اضربوا الأجراس" وقاموا بقياس فترات زمنية مدتها نصف ساعة وقرعوا الجرس.

في السابق، كان الناس يرتدون ساعة رملية على أرجلهم، ويثبتونها على أرجلهم أسفل الركبة. أفضل رمل لمثل هذه الساعات كان مصنوعًا من الرخام المسحوق.

على مدار مئات السنين، جرت محاولات لتحسين الساعة الرملية. وهكذا، استبدل الفلكي تايكو براهي الرمل بالزئبق. صنع ستيفان فارفلر وغرولييه دي سيرفييه آليات زنبركية لقلب الساعة. لكن كل هذه الابتكارات لم تتجذر. لكن لا يزال الناس يستخدمون أبسط الساعة الرملية حتى يومنا هذا.

وحتى وقت قريب، كان الأطباء يستخدمون الساعات الرملية لحساب نبض المريض، وهي مصنوعة على شكل قلم مدمج ومصممة لتدوم لمدة تصل إلى 30 ثانية.

تم تركيب ساعة رملية مثيرة للاهتمام في شارع ماينز في ألمانيا:

وهنا ساعة رملية "غريبة" أخرى. وعاء زجاجي مملوء بسائل عالي الكثافة ومادة من جزيئات صغيرة كثافتها أقل بكثير من السائل. تعمل هذه الساعة في الاتجاه "العكسي" (من الأسفل إلى الأعلى).

نظرًا لكون الجزيئات أخف وزنًا، فإنها تتراكم في السائل الموجود في الجزء العلوي من الوعاء. بعد الانقلاب، تميل الجزيئات إلى الأعلى، وتتسرب عبر برزخ ضيق، وبعد مرور بعض الوقت تتجمع مرة أخرى في الجزء العلوي.

حتى في العصور القديمة، قبل وقت طويل من بداية عصرنا، كان الناس يعرفون بالفعل ما هو الوقت وكانوا قادرين على تحديده من خلال النجوم والشمس والزهور وسلوك الحيوانات.

الساعة الأولى التي تعتبر في رأينا نوعاً من "الاختراق" في الزمن هي مزولة. كانت هذه الساعة عبارة عن قضيب (عصا) عالق في الأرض، تم وضع الأرقام حولها. تلقي العصا بظلالها من الشمس التي تتحرك عبر السماء على الأرقام، ونتيجة لذلك كان من الممكن معرفة الوقت الحالي. لقد تم تحسينها لفترة طويلة (حتى القرن الخامس عشر)، ولكن كان لها عيوب كبيرة. الجانب السلبي لهذه الساعات هو أنك لا تستطيع رؤية الشمس في السماء دائمًا (بسبب الغيوم على سبيل المثال)، مما يعني أن الساعة ستتوقف عن العمل لفترة من الوقت. كما أنه لا يمكن تحديد الوقت إلا أثناء النهار - فالساعة لا تعمل ليلاً.

لذلك كان الناس يبحثون عن بديل. تم استبدال الساعة الشمسية بـ ماء (ساعة مائية). لقد كانت عبارة عن وعاء مجوف به فتحة في الأسفل. ويمكن تحديد الوقت من خلال كمية المياه المتدفقة بالتساوي منه. مسقط رأس هذه الساعات هو الشرق الأوسط. كانت المياه المائية العربية ذات وظائف عالية وكانت بمثابة عمل فني كامل. لقد حلوا مشكلة الساعات الشمسية واستخدمها الناس لفترة طويلة.

مظهر ساعات النارويعود العلماء إلى القرن الثالث عشر. وفقًا لمبدأ التشغيل، كانت تشبه clepsydras، فقط بدلاً من وعاء الماء، تم استخدام شمعة طويلة. عندما أحرقت الشمعة، اختفت العلامات المطبقة عليها على مسافة معينة. مع مرور الوقت، تمت إضافة قضبان معدنية إلى العلامات. وعندما احترقت العلامة، سقطت على نفس الطبق المعدني وسمع صوت. كانت هذه الطريقة بمثابة نوع من المنبه.

الساعة الرملية

وكانت الخطوة التالية الساعة الرملية. كانت مصنوعة من دورقين زجاجيين متصلين برقبة رفيعة. تم سكب الرمال من قارورة إلى أخرى، والتي أصبحت مبدأ عملها. لم تعد الساعات أداة لقياس الوقت فحسب، بل أصبحت أيضًا زخرفة لمنازل النبلاء والمسؤولين والبويار. عيوب الساعة الرملية:

• الساعة لا يمكن أن تعمل إلا لفترة قصيرة من الزمن. عادة، لم يتجاوز عدة ساعات.
• للتشغيل العادي والمستمر، كان لا بد من قلب الساعة بعد فترة قصيرة من الوقت حتى تبدأ الرمال في التساقط مرة أخرى.
• كما أن التكلفة العالية لهذه الساعات جعلت نفسها محسوسة. وكانت الساعات مصنوعة من الزجاج، وهو ما كان يثير الفضول في العصور القديمة. بالإضافة إلى ذلك، غالبا ما كانت مزينة بالمعادن والحجارة باهظة الثمن.

تنهي الساعة الرملية عصر الساعات "البسيطة" وتفسح المجال أمام الساعات الميكانيكية ثم الإلكترونية، وهي علم كامل.

بدأ الناس في قياس الوقت منذ وقت طويل جدًا. لهذا الغرض الماء و ضوء الشمسولاحقًا طاقة حبيبات الرمل، والقوة الميكانيكية للينابيع، وفي الوقت الحاضر غالبًا اهتزازات البلورات الضغطية.

ذات مرة، كانت الساعة الرملية واحدة من الأجهزة الرئيسية لقياس الوقت. من المعروف بشكل موثوق أن مبدأ بنائها كان معروفًا في آسيا قبل وقت طويل من بداية التسلسل الزمني لدينا. ومع ذلك، في العالم القديم، على الرغم من الإشارات إلى الساعات الزجاجية ومحاولات صنع الزجاج، لم يتم بناء أي ساعة رملية. في أوروبا ظهرت في العصور الوسطى.

تم توثيقه أنه في القرن الرابع عشر، تم استخدام الرمل من الرخام وغبار الرصاص أو الزنك والكوارتز وكذلك من قشر البيض لإنتاج الساعات الرملية. كلما كان الزجاج أكثر سلاسة، زادت دقة الحركة. كما يعتمد على الرمال نفسها وعلى شكل الأوعية. إن وجود الحجاب الحاجز جعل من الممكن تنظيم العدد وبالتالي سرعة صب حبيبات الرمل. صحيح أن الحرفيين في تلك الأيام لم يتمكنوا أبدًا من تحقيق دقة ومتانة الساعة الرملية بسبب التدمير الميكانيكي للحبوب.

يتراوح الفاصل الزمني الذي تم حساب الساعة له عادةً من بضع ثوانٍ إلى ساعة واحدة، ونادرًا ما يكون عدة ساعات. ومع ذلك، هناك استثناءات، والتي تقع في بودابست (هنغاريا) ونيم (اليابان). ويصل ارتفاع هذه الساعة الرملية إلى عدة أمتار ودورتها سنة واحدة.

لفترة طويلة، استخدمت السفن ساعات رملية مدتها 30 ثانية لقياس السرعة ونصف ساعة لقياس أوقات المشاهدة. كما تم استخدام الكرونومتر لمدة ثلاثين دقيقة جلسات المحكمةوالثاني والثلاثون - في الطب.

في تاريخ الساعات الرملية، هناك العديد من المحاولات لتحسينها، على سبيل المثال، استخدام آليات الزنبرك لقلبها، أو استبدال حبيبات الرمل بالزئبق. لكن كل هذه الابتكارات لم تتجذر، والساعات الحديثة هي نفسها التي كانت عليها منذ عدة قرون.

اليوم، قليل من الناس يستخدمون الساعات الرملية لقياس الوقت، لكن الكثير من الناس يعتبرونها رمزًا. لذلك، مع مستخدمي نظام التشغيل Microsoft Windows، يحدث هذا مع كل جلسة؛ حيث يتحول مؤشر الماوس ببساطة إلى ساعة رملية مقلوبة، مما يشير إلى أن النظام مشغول.

الساعة الرملية في علبة خشبية.

الساعة الرملية- أبسط جهاز لحساب الفترات الزمنية، ويتكون من وعاءين شفافين متصلين برقبة ضيقة، أحدهما مملوء جزئيًا بالرمل. يمكن أن يتراوح الوقت الذي يستغرقه صب الرمل عبر الرقبة في وعاء آخر من عدة ثوانٍ إلى عدة ساعات.

التاريخ والحداثة

إحدى الإشارات الأولى لمثل هذه الساعة هي رسالة تم اكتشافها في باريس، والتي تحتوي على تعليمات لإعداد الرمال الناعمة من مسحوق الرخام الأسود، المغلي في النبيذ والمجفف في الشمس. تم استخدامه أيضًا في الإمبراطورية البيزنطية في القرن العاشر

حاليًا، تُستخدم الساعات الرملية في بعض الإجراءات الطبية وفي التصوير الفوتوغرافي وأيضًا كهدايا تذكارية.

في أنظمة تشغيل Windows، يُستخدم رمز الساعة الرملية الذي يشير إليه مؤشر الماوس للإشارة إلى أن النظام مشغول.

⌛ هو رمز الساعة الرملية في Unicode (HOURGLASS، الرمز U+231B).

المزايا

بساطة التصميم.

عيوب

عيب الساعة الرملية هو قصر الفاصل الزمني الذي يمكن قياسه بها. الساعات التي انتشرت على نطاق واسع في أوروبا كانت مصممة عادة للعمل لمدة نصف ساعة أو ساعة. كانت هناك ساعات عملت لمدة 3 ساعات، ونادرا جدا - 12 ساعة. ولزيادة الفاصل الزمني للقياس، تم تجميع مجموعات من الساعات الرملية في حالة واحدة (حالة).

تعتمد دقة الساعة الرملية على الحجم الموحد للحبيبات وقابلية تدفق الرمل، وشكل الدورق، وجودة سطحه. تمتلئ القوارير بالرمل الملدن الناعم، ويتم غربله من خلال منخل ناعم وتجفيفه جيدًا. كما تم استخدام قشر البيض المطحون والزنك وغبار الرصاص كمواد أولية. مع الاستخدام لفترة طويلة، تتدهور دقة الساعة الرملية بسبب إتلاف الرمال للسطح الداخلي للبصيلة، مما يزيد من قطر الثقب الموجود في الحجاب الحاجز بين البصيلات ويسحق حبيبات الرمل إلى حبيبات أصغر.