Часы

Часы

Часы? — инструмент для измерения продолжительности временных интервалов, в единицах, меньших чем одни сутки. Основное применение часов — ориентация в течение суток. На разных этапах развития цивилизации человечество использовало солнечные, звёздные, водяные, огневые, песочные, колёсные, механические, электрические, электронные и атомные часы.

 

Башенные часы Биг Бен. Биг-Бен — это название не башни, а 13-тонного колокола, который звонит внутри. Находятся в Лондоне, часть архитектурного комплекса Вестминстерского дворца. Официальное наименование — «Часовая башня Вестминстерского дворца», также её называют «Башней Св. Стефана». Башня была возведена в 1858 году, башенные часы были пущены в ход 21 мая 1859 года. Высота башни 61 метр (не считая шпиля); часы располагаются на высоте 55 м от земли. При диаметре циферблата в 7 метров и длиной стрелок в 2,7 и 4,2 метра, часы долгое время считались самыми большими в мире. В основании каждого из четырёх циферблатов располагается латинская надпись «Domine salvam fac Reginam nostram Victoriam Primam» («Боже, храни нашу королеву Викторию I»).

Классификация

 
Башня Зиммера (Zimmertoren, ранее башня Корнелиуса Corneliustoren) — средневековая оборонительная башня в городе Лир (Бельгия), бывшая ранее частью городских укреплений.
    Башня построена не позднее 1425 года (точная дата строительства неизвестна). В 1812 году башня была продана городским правлением, но после Первой мировой войны её вновь выкупили, чтобы снести. Однако в 1928 году часовщик Луи Зиммер подарил городу Юбилейные часы своей работы. Эти часы показывали время на всех континентах, фазы Луны, время приливов и отливов и многие другие периодические явления. Разместить часы решили в старой башне, которую для этого пришлось существенно перестроить. В честь часовщика башню переименовали в башню Зиммера. Часы имеют 57 циферблатов (из них 13 расположено с внешней стороны башни).
   В 1960 году рядом с башней был выстроен павильон для новых часов, настоящего шедевра всё того же Зиммера — Чудо-часов (Wonderklok, изготовленных в 1935 году для всемирной выставки в Брюсселе). Вокруг одного из циферблатов этих часов движется самая медленная стрелка в мире — её полный оборот будет длиться 25800 лет, что соответствует периоду прецессии земной оси. Впоследствии Зиммер пристроил к часам механический планетарий. В 1980 году башня получила статус памятника, охраняемого государством.
   У подножия башни расположена площадь, на поверхности которой при помощи металлических кружочков и колец изображена схема Солнечной системы (кружочки обозначают Солнце и планеты, кольца — орбиты планет). Кроме девяти «обычных» планет на этой схеме обозначены малые планеты Феликс (№ 1664, открыта в 1929) и Зиммер (№ 3064, открыта в 1984), названные: первая — в честь писателя Феликса Тиммерманса, уроженца Лира, вторая — в честь часовщика Луи Зиммера. Сейчас башня Зиммера и павильон с Чудо-часами — музей.
По размерам и портативности:
  • карманные часы
  • наручные часы
  • каретные часы
  • настольные часы
  • настенные часы
  • напольные часы
  • башенные часы
По механизму измерения
  • солнечные часы
  • огненные часы
  • песочные часы
  • водяные часы
  • механические часы
  • камертонные часы
  • кварцевые часы
  • электронные часы
  • астрономические часы
  • атомные часы

Солнечные часы

Солнечные часы в Пекине    Эти часы основаны на том, что солнце отбрасывает тень от предметов, и его путь по небу одинаков в одинаковые дни разных лет. Используя расчерченный круг и поправки на широту местности можно оценить который сейчас час. Древнейшие солнечные часы, относящиеся к XV в. до н. э., обнаружены в Египте.
    Гномон (др.-греч. γν?μων — указатель) — древнейший астрономический инструмент, вертикальный предмет (стела, колонна, шест), позволяющий по наименьшей длине его тени (в полдень) определить угловую высоту солнца. Кратчайшая тень, указывает и направление истинного меридиана. Гномоном, также, называют часть солнечных часов, по тени от которого определяется время в солнечных часах.
    Гномон позволяет определить: астрономический полдень — момент, когда длина его тени наименьшая. направление на север — по направлению тени в астрономический полдень. широта места — по длине тени в астрономический полдень. Для точности измерения важное значение имеет высота гномона — чем он выше, тем длиннее отбрасываемая им тень, что повышает точность измерения. Тем не менее точность гномона в принципе невелика, так как угловой диаметр Солнца приблизительно равен 30', использовать же гномон для измерения по звёздам невозможно. Гномон позволяет определить:

  • астрономический полдень — момент, когда длина его тени наименьшая.
  • направление на север — по направлению тени в астрономический полдень.
  • широта места — по длине тени в астрономический полдень.

Для точности измерения важное значение имеет высота гномона — чем он выше, тем длиннее отбрасываемая им тень, что повышает точность измерения. Тем не менее точность гномона в принципе невелика, так как угловой диаметр Солнца приблизительно равен 30', использовать же гномон для измерения по звёздам невозможно.

Огненные часы

Огненные часы впервые появились в Китае. Они состояли из спирали или палочки из горючего материала с подвешенными металлическими шариками. При сгорании материала шарики падали в фарфоровую вазу, производя звон. Впоследствии разновидность огненных часов появилась и в Европе. Здесь использовались свечи, на которые равномерно наносились метки. Расстояние между метками служило единицей времени.
 

Песочные часы

 Песо?чные часы? — 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.
   Эти часы основаны на том, что точно откалиброванный речной песок проходит через узкое отверстие, в 1 песчинку, в одинаковые промежутки времени. При этом люди быстро догадались использовать 2 полости, соединённые узким перешейком с отверстием для пересыпания песка. Половинки стеклянного сосуда имели форму чаши и предназначались для измерения небольших промежутков времени, но имели недостаток: после пересыпания песка из верхней полости в нижнюю их приходилось переворачивать. На флоте песочные часы назывались склянками. 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 качестве сувениров.

 

 

 

 

Водяные часы

 На рисунке старинные китайские водяные часы.Водяные часы (иначе клепсидра или гидрологиум) — известный со времён ассиро-вавилонян прибор для измерения времени в виде цилиндрического сосуда с истекающей струёй воды. Был в употреблении до XVII века.
    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 полушаровый сосуд плавал в большом бассейне и мало-помалу наполнялся водой через малое отверстие. 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 Александрии в III в. до н.э. Особенно знамениты клепсидры Ктезибия, учителя Герона. Устройство клепсидр, установленных в храме Арсиноэ, состояло в следующем.
 Клепсидра (водяные часы): а — внешний вид; б — разрез; 1 — трубка подачи воды из постороннего источника; 2 — фигура, из глаз которой вода капля за каплей равномерно поступает по трубке 3 в резервуар 4; 5 — пробка с укреплённой на ней фигурой 6, показывающей палочкой время на цилиндрическом циферблате 7; 8 — трубка сифона, по которой в конце суток вода вытекает из наполненного резервуара 4, поворачивая цилиндр 7 вокруг вертикальной оси на 1/365 часть окружности.
    При накоплении воды в камере поплавок 5 с находящейся на нём фигурой 6, подымался и указывал час на колонне. Вода капала из глаз другой фигуры (2). По прошествии суток вода при помощи сифонного устройства 8 вытекала вон и вращала зубчатое колесо 7, а с ним и всю колонну. Полный оборот колонны происходил в год. Кривые «часовые» линии, начерченные на колонне были рассчитаны так, чтобы равномерное поднятие поплавка согласовалось с неравными дневными и ночными часами в различные времена года.
     У греков и римлян были в большом ходу водяные часы самого простого устройства, так, например, ими определялась длина речей ораторов в суде. Первые водяные часы устроил в Риме Сципион Назика (157 г. до н.э.). Водяные часы Помпея славились украшениями из золота и каменьев. В VI в. н.э. славились ещё механизмы Боэтия, которые он устраивал для Теодориха. Затем, по-видимому, это искусство упало, так как папа Павел I послал Пипину Короткому водяные часы, как крайнюю редкость. Гарун-аль-Рашид прислал Карлу Великому в Ахен (809) водяные часы весьма сложного устройства (металлические шарики, выпадая, били часы). По-видимому, некий монах Расificus в IX веке начал подражать искусству арабов. В конце Χ в. прославился своими механизмами, тоже отчасти заимствованными от арабов, Герберт (папа Сильвестр II).
     В средние века получили распространение водяные часы особого устройства, описанные в трактате монаха Александра. Барабан, разделённый стенками на несколько радиальных продольных камер, подвешивался за ось так, что он мог опускаться, развёртывая намотанные на ось верёвки, т.е. вращаясь. Вода в боковой камере давила в противоположную сторону и, переливаясь постепенно из одной камеры в другую через малые отверстия в стенках, замедляла разматывание верёвок настолько, что время измерялось этим разматыванием, т.е. опусканием барабана. Знамениты были ещё водяные часы Оронтия Финея и Кирхера, основанные на принципе сифона. Многие математики, в том числе в позднейшее время Галилей, Вариньон, Бернулли, решали задачу: «какова должна быть форма сосуда, чтобы вода вытекала вполне равномерно».
 

Механические часы

 

  Механи?ческие часы?— часы, использующие гиревой или пружинный источник энергии. В качестве колебательной системы применяется маятниковый или балансовый регулятор. Мастера, изготавливающие и ремонтирующие часы, назывались часовщиками. Механические часы по точности хода уступают электронным и кварцевым (1-й класс точности механических часов — от +40 до −20 секунд в сутки; погрешность кварцевых часов находится в пределах 20 секунд в месяц). Поэтому в настоящее время из незаменимого инструмента механические часы превращаются в символ престижа.
    Первые маятниковые часы изобретены в Германии в 996 году аббатом Гербертом — будущим папой Сильвестром II. В 1228 году английскими мастерами в Вестминстере были построены первые башенные часы. Позже появились карманные (запатентованы в 1675 году Х. Гюйгенсом), а затем — много позже — и наручные часы. Вначале наручные часы были только женские, богато украшенные драгоценными камнями ювелирные изделия, отличающиеся низкой точностью хода. Ни один уважающий себя мужчина того времени не надел бы часы себе на руку. Но войны изменили порядок вещей и в 1880 массовое производство наручных часов для армии начала фирма Girard-perregaux. У всяких механических часов имеются:

  1. Источник энергии — заведённая пружина или поднятая гиря.
  2. Колебательная система (на языке часовщиков спусковой механизм) — маятник или баланс. Спусковой механизм задаёт точность хода часов.
  3. Механизм подзаводки и перевода стрелок — ремонтуар.
  4. Система шестерён, соединяющая пружину и спусковой механизм — ангренаж.
  5. Циферблат со стрелками.

    Измерителем времени в тесном смысле слова служит регулятор. Зубчатые колёса, скреплённые с ними стрелки циферблата — счётчики отмеренных регулятором единиц времени. Признавая суточное вращение земли вокруг её оси строго равномерным, мы в нём имеем единственный масштаб для сравнения промежутков или единиц времени. Обыкновенно за единицу времени принимается секунда, 1/86400 часть суток. Регуляторы часовых механизмов устраиваются так, чтобы отмеряемые ими промежутки времени равнялись или целой секунде, или половине, четверти или одной пятой секунды. Если регулятор начнёт почему-либо отмеривать меньшие промежутки времени, счётчик укажет большее их число в данном периоде времени. Часы, как говорят, уходят вперёд; обратно — при отставании. Условившись о начальном моменте суток, иначе говоря, о моменте, когда счётчик часов должен показывать нуль протёкших единиц времени, приходим к понятию о поправке часов. Она положительна, если часы отстали, отрицательна — если ушли вперёд. Изменение поправки часов за определённый промежуток времени называется ходом часов (например, суточный, недельный, часовой ход). Ход положителен, если часы отстают, отрицателен, если часы уходят вперёд. Поправка часов есть величина условная и, кроме того, в любой момент простым передвижением минутной стрелки счётчика поправка часов может быть сделана меньше одной минуты. Традиционное движение часовых стрелок «по часовой стрелке» используется для указания направления кругового движения. Однако существуют часы, у которых стрелки двигаются «против часовой стрелки». Часы идут по часовой стрелке, потому что именно в этом направлении движется тень солнечных часов, расположенных в северном полушарии Земли.
    Маятник - первый спусковой механизм. Как известно, при одинаковой амплитуде и постоянном ускорении свободного падения частота колебания маятника неизменна. В состав маятникового механизма входят: Маятник; Анкер, соединённый с маятником; Храповое колесо (храповик). Точность хода настраивается изменением длины маятника.
    У классического маятникового механизма есть три недостатка. Во-первых, частота колебаний маятника зависит от амплитуды колебаний (этот недостаток преодолел Гюйгенс, заставив маятник колебаться по циклоиде, а не по дуге окружности). Во-вторых, маятниковые часы должны быть установлены неподвижно; на движущемся транспорте их применять нельзя. В-третьих, частота зависит от ускорения свободного падения, поэтому часы, выверенные на одной широте, будут отставать на более низких широтах и уходить вперёд на более высоких.
Балансирный механизм ручных часов  Баланс
Голландец Христиан Гюйгенс и англичанин Роберт Гук независимо друг от друга разработали другой колебательный механизм, который основан на колебаниях подпружиненного тела. В состав балансирного механизма входят: Балансирное колесо; Спираль; Вилка; Градусник — рычаг регулировки точности; Храповик.
   Точность хода регулируется градусником— рычагом, который выводит из работы некоторую часть спирали. Баланс чувствителен к колебаниям температуры, поэтому колесо и спираль делают из сплавов с небольшим коэффициентом температурного расширения. Второй вариант, более старый — делать колесо из двух разных металлов, чтобы оно изгибалось при нагреве (биметаллический баланс). Для повышения точности хода баланс снабжался винтами, которые позволяют точно сбалансировать колесо. Появление станков-автоматов избавило часовщиков от балансировки, винты на балансе стали чисто декоративным элементом.
    Балансирный механизм применяется преимущественно в переносных часах, так как, в отличие от маятниковых, может эксплуатироваться в разных положениях. Однако из-за чувствительности к колебаниям температуры, а также из-за меньшей долговечности в башенных и некоторых видах напольных и настенных часов всё равно применяется маятник.
    Дополнительные механизмы, встраиваемые в часы: Кукушка, бой; Репетир (при нажатии на кнопку отбивает время звуком); Календарь; Фазы Луны (с астрономическими функциями); Уравнение времени (астрономическая функция в часах, учитывающая разницу между средним местным временем, которое показывают обычные часы, и реальным солнечным временем); Люнет (вокруг циферблата поворотное кольцо с делениями для засечения времени); Автоподзавод (в часах устанавливается эксцентрик, который вращается при движении руки и заводит пружину); Турбийон (в первых карманных часах для точности хода - компенсации притяжения Земли, изобрёл Бреге в 1801г, сейчас в нем нет необходимости); Индикатор запаса хода (показывает, на сколько ещё часов или дней хватает завода пружины), Индикация дат религиозных праздников.

Кварцевые часы

Разновидность электронно-механических часов. Принцип действия основан на сегнетоэлектрическом эффекте, свойстве кристаллов кварца, например, деформироваться под воздействием внешнего электрического поля, а также поляризоваться (создавать заряд) при механической деформации. При этом кристалл кварца обладая маленькими размерами может в значительно большей мере стабильно генерировать колебания имеющие высокую временную и температурную стабильность. Состоят из: источника энергии (Элемента питания), электронного генератора, счетчика делителя, и выходного каскада усилителя нагруженного на катушку синхронного электромотора который в свою очередь приводит в движение стрелки часов через редукторы (систему зубчатых колес).
    Качественные бытовые кварцевые часы имеют точность ±15 секунд/месяц (в специально спроектированных хронометрах до 0,3 секунд/месяц). Таким образом, выставлять их надо дважды в год, при переходе с зимнего времени на летнее и наоборот. Однако, кристалл кварца подвержен старению, и со временем часы начинают, как правило, спешить.
    Кварцевые часы были выпущены на рынок в 1971г. В 1978г американская компания «Хьюлетт Паккард» впервые выпустила кварцевые часы с микрокалькулятором. На нем можно было совершать математические операции с шестизначными цифрами. Его клавиши нажимали шариковой ручкой. Размер этих часов составлял несколько квадратных сантиметров.
    В 90х годах на рынке были представлены оригинальные часы — гибрид автоподзавода и кварцевых часов. Япония представила модель «Кинетик» компании Seiko, а Швейцария — модель «Автокварц» компании Tissot. Особенность данных часов была в том, что в них стояла не батарейка, а аккумулятор, который подзаряжался устройством автоподзавода, обычно стоящее на механических часах.

Электронные часы

Настольные часы-будильникЭлектро?нные часы? — часы, в которых для отсчёта времени используются периодические колебания электронного генератора, преобразованные в дискретные сигналы, повторяющиеся через 1 с, 1 мин, 1 ч и т. д.; сигналы выводятся на цифровое табло, показывающее текущее время, а в некоторых моделях также число, месяц, день недели. Основа электронных часов — микросхема; питание — от сети или элементов, в том числе миниатюрных (в наручных электронных часах). Существуют электронные часы, конструктивно объединенные (на базе общей микросхемы) с микрокалькулятором, а также электронные часы-будильник. В часах производится подсчет периодов колебаний от стабильного кварцевого генератора с помощью счетчиков делителей и выводится показания на электронный дисплей Электро-люминисцентно вакуумный, Светодиодный или Жидко-кристалический посредством дешифраторов. Первые электронные часы делались на отдельных лампах затем транзисторах и микросхемах. Затем были сделаны и наручные электронные часы обладающие светодиодным дисплеем, но они могли показывать время очень недолго: слишком прожорливыми оказывались светодиоды, затем использовали свойства жидких кристаллов ориентироваться во внешнем электрическом поле и пропускать свет с одним направлением поляризации. Будучи помещенным между двумя поляризаторами, свет от внешнего источника вовсе поглощался системой поляризатор-жидкий кристал-поляризатор-отражатель при наличии электрического поля становился тёмным и образовывал элемент изображения. В результате этого было значительно снижено энергопотребление, и замена элементов питания происходит намного реже. В современные электронные часы встроен как правило микроконтроллер, и у часов появилось много сервисных функций (будильники, мелодии, календари и т.д.), но микроконтроллер так же продолжает считать периоды колебаний все того же кристалла кварца.
Замечание: Существуют также электронные часы, основанные на принципе подсчёта периодов частоты питающей сети, во многих странах существуют очень жесткие требования к стабильности частоты, но все же при колебании нагрузки частота сети может изменяться, и точность таких часов не может считаться нормальной, хотя для многих людей она является достаточной.
   Различают два вида поправок в электронных часах
1. Поправка показаний, когда часы отстают или уходят вперёд, в некоторых часах вносят поправку в показания часов, точность хода самих часов при этом остаётся прежней;
2. Поправка и показаний и хода, когда с поправкой показаний делается и поправка хода часов, т. е. меняется или тактовая частота задающего генератора или меняется коэффициент деления счётчика-делителя.

    Астрономические часы

 

Достоинство  часов заключается в малости, а главное — в постоянстве хода. Астрономи&ческие часы& не отличаются ни по своему назначению, ни по устройству от обыкновенных часов. От них только требуется чрезвычайно правильный ход, для достижения которого астрономические часы снабжаются приспособлениями, слишком дорогими для применения их к обыкновенным часам. Ход хороших астрономических часов и хронометров должен по возможности не зависеть от изменений температуры, давления, влажности воздуха, случайных толчков, стирания осей механизма, сгущения смазывающего масла, молекулярных изменений в различных частях механизма и т. д. Астрономические часы делятся на два главных типа:

  • «постоянные», в которых движущей силой служит тяжесть гирь, а регулятором колебания маятника
  • «переносные» (хронометры), где движение производится силой упругости развёртывающейся постепенно пружины, а регулируется колебаниями упругой, тонкой спирали, соединённой с т. н. балансом.

Часовые механизмы первого типа называются в астрономии «часами» в тесном смысле слова или «маятниками». Они находятся на обсерваториях при постоянных астрономических инструментах, укреплены на каменных столбах или в стене; часто помещают часы в подвале обсерватории, чтобы предохранить по возможности от перемен температуры («нормальные» часы - ставится компенсационный маятник). Подвал посещают только для заводки часов, так как даже теплота тела может повлиять на их ход. Показания же часов, то есть «удары» маятника (всегда секундного), сравнивают с другими часами с помощью микрофона, установленного в подвале и соединённого с телефоном (это выражение, хотя и общепринято, но совершенно неверно. Удары «тиканье» производит не маятник (регулятор), а механизм спуска). При надлежащей установке и уходе «постоянные» астрономические часы должны иметь суточный ход не более 0,3 с, а его суточные изменения не должны превосходить одной сотой секунды.
орской хронометр 8МХ, выпущенный на МЧЗ им. Кирова (музей Kymenlaakso Polytechnic, г. Котка, Финляндия)    Часовые механизмы второго типа называются хронометрами. Для компенсации влияний температуры (обыкновенные часы, карманные или стенные, спешат при понижении температуры и отстают при повышении её) в часах с пружиной или хронометрах  ставят é chappement. Различают «столовые», или бокс-хронометры (размеры их примерно 1½—2 децим. диаметром, 1 децим, высотой; одно простое колебание баланса длится ½ секунды), и карманные хронометры (размер общеизвестный; обыкновенно так наз. четыредесятники, то есть полное двойное колебание баланса длится 0,4 секунды, простое колебание — 1/5 секунды). Качества карманных хронометров в среднем чувствительно ниже качеств столовых. Разработанный английским плотником, изобретателем, часовщиком-самоучкой Гаррисоном в 1734 — 1768 годах, хронометр стал неотъемлемой частью оборудования морского судна. Он служил для определения долготы. Долготу можно было вычислить по разнице между местным временем астрономического события (например, восхода или захода Солнца), и временем данного астрономического события на долготе одной из обсерваторий, например Гринвичской. Хронометры служат при определении географических положений мест, при работах переносными астрономическими инструментами, при определении времени и долготы в море и т. д. Столовые хронометры на кораблях помещаются на привесе Кардана. Постоянные часы («маятники») почти исключительно, а хронометры в большинстве случаев регулируются на секунды звёздного времени — т. н. «звёздные» часы и хронометры. Реже употребляются «средние» хронометры (то есть идущие по среднему времени). Выбор обусловлен удобством наблюдений или их обработки для тех или других задач астрономов. За прошедшие 250 лет конструкция хронометра Гаррисона мало изменилась (изменилась технология изготовления и применяемые материалы). В настоящее время такой хронометр выпускается Первым Московским часовым заводом под маркой 8МХ.
   В часах и хронометрах астрономами ценятся ещё определённые, но не резкие и без лишних шумов удары («тиканье»). Как лучших мастеров астрономических часов или хронометров нужно назвать Кессельса, Пиля, Дента, Тиде, Ховю (Howüh), Кноблиха, Фродшэма, Нардэна. Творцы «высшего» часового искусства и часовых механизмов XX века: Пётр Леруа, Гаррисон, Грахам, Дютертр, Арнольд, Берту, Юргенсен.
   Иногда под названием астрономических часов понимают также сложные инструменты, которые, указывая час дня, кроме того, дают течение планет и луны, приливы и отливы, подвижные праздники, различные явления неба, в особенности затмения солнца и луны, високосные года и т.п., посредством особых механических приспособлений. Построение таких часов требует большого механического искусства и немало астрономических познаний; наиболее замечательные часы такого рода были изготовлены в XV-м веке для Страсбургского собора. Мастер Швильге в Страсбурге переделал их заново, и в этом новом виде они до сих пор находятся в соборе. Другие, несколько более простые часы подобного рода находятся в Майнце.
    Однако практическая польза подобных сложных инструментов весьма ограничена и не окупает затраченного на изготовление их громадного труда: для астронома удобнее справиться относительно небесных явлений в эфемеридах.
    На сегодняшний день количество мастеров создающих астрономические часы, исчисляется единицами во всем мире.

   Атомные часы (молекулярные, квантовые часы) — прибор измерения времени, в котором в качестве постоянного периодического процесса используются собственные колебания атомов или молекул. Периоды этих колебаний при помощи электронных схем сравниваются с измеряемым промежутком времени.
    С 1967 года международная система единиц СИ определяет одну секунду как 9 192 631 770 (девять миллиардов сто девяносто два миллиона шестьсот тридцать одна тысяча семьсот семьдесят) периодов электромагнитного излучения, возникающего при переходе между двумя уровнями основного состояния атома изотопа Цезий-133. Согласно этому определению атом цезия является стандартом для измерений времени и частоты. Цезиевые часы считались самыми точными последние 50 лет.
    Стабильность атомных часов, численно составляющая обратную величину от точности, достигает 1014 1015 (точность 10-14 10-15, иногда записывается как 10-9 сек/сут или одна секунда в три миллиона лет), то есть наибольшей величины среди всех существующих типов часов.
    Исследователи из американского Национального института стандартов и технологий под руководством Джима Бергквиста (Jim Bergquist) разработали часы, основанных на одном атоме ртути. При переходах между энергетическими уровнями иона ртути генерируются фотоны видимого диапазона, что даёт точность в 5 раз выше, чем микроволновое излучение цезия-133. Новые часы могут также найти применение в исследованиях зависимости фундаментальных физических постоянных от времени.

 

Будильник

Будильник — часы, в заданный момент времени подающие звуковой и/или световой сигнал. Русское название «будильник» указывает на основное назначение таких часов — побудку хозяина утром. Также будильник может применяться как «напоминатель» или таймер.
    Механический будильник построил американец Леви Хатчинс в 1787 году. Устройство звонило только в 4:00. Будильник, который можно настроить на любое нужное время, запатентовал в 1847 году француз Антуан Радье. Фирма Westclox предложила в 1908 будильник «Биг-Бен». В нём роль колокола играл весь корпус часов, из-за чего звук будильника был очень громким.
 Механический будильник - помимо обычного часового механизма, в механическом будильнике есть механизм звонка, который приводится в действие отдельной пружиной и действует по принципу заводной игрушки. Этот механизм имеет два независимых блокиратора:
  1. На ось часового колеса установлен диск с прорезью, связанный с дополнительной («звонковой») стрелкой. Когда часовая стрелка совпадает со звонковой, выступ на часовом колесе попадает в прорезь, и блокиратор отпускает механизм звонка.
     
  2. Второй блокиратор связан с кнопкой и позволяет отключить звонок в любой момент.

Электромеханические будильники используют похожий принцип.
Электронный будильник - смог решить такие проблемы механического:

  • Усовершенствована процедура побудки:
    • при нажатии на кнопку сверху будильника включается режим «дай поспать». Хозяину даётся около 10 минут покоя, после этого будильник снова звонит. Полностью будильник отключается маленькой кнопкой, на которую нажать автоматически не получится;
    • музыка вместо звонка (либо проигрывается записанная в память будильника мелодия, либо включается радиоприёмник или плеер);
    • постепенно повышающаяся громкость звонка.
  • Время звонка устанавливается с высокой точностью — до одной минуты.
  • Во многих часах можно установить одновременно два или больше будильника.
  • Механический будильник может зазвонить максимум через 12 часов после установки. Для электронного будильника этот интервал увеличен до 24 часов.

Будильник есть практически во всех электронных часах. Функцию будильника часто включают в плееры, телевизоры, радиоприёмники, мобильные телефоны и т. д.

Механический будильник

Будильник-радиоприёмник с цифровой настройкой

 

Из жизни носимых часов

1500
После изобретения в 1470 году плоской пружины, заменившей гири, мастер Питер Хенлейн из немецкого города Нюрнберга изготовил первые носимые часы. Их корпус, имевший только одну, часовую, стрелку, был выполнен из позолоченной латуни и имел форму яйца. Первые «Нюрнбергские яйца» были диаметром 100—125 мм, толщиной 75 мм и носили их в руке или на шее
1515—1540
В этот период была решена одна из основных проблем ранних механических часов — изменение силы тяги заводной пружины. Сделано это было пражским мастером Джакобом с помощью специального барабана переменного диаметра
1630
Циферблат карманных часов был впервые накрыт стеклом. Подход к их оформлению стал более изощренным. Корпуса стали изготавливать в виде животных и других реальных объектов, а для украшения циферблата применяли эмаль
1670
Появление анкерного спуска, позволившего использовать маятники с малой амплитудой качания
1675
Изобретение спиральной пружины-балансира. С этого момента крутильный маятник в носимых часах полностью заменил обычный. Точность хода носимых часов, особенно после внедрения горизонтального анкерного спуска, кардинально повысилась, поэтому в механизм пришлось добавить еще одну, минутную, стрелку
1680
Изобретение секундного механизма и появление секундной стрелки
1704
Первое применение в часах рубиновых и сапфировых опор для балансира и шестеренок существенно уменьшило трение и повысило точность и запас хода
1715
Изобретение Д. Грэхамом апериодического анкерного механизма
1761—1762
Изготовление Д. Харрисоном первого морского хронометра, позволившего с высокой точностью определять местонахождение судна во время плавания
1783
Начало работы А. Бреге над часами «Королева Мария Антуанетта». Часы имели автоподзавод, минутный репетир, вечный календарь, независимый секундомер, «уравнение времени», термометр и индикатор запаса хода. Задняя крышка, выполненная из горного хрусталя, давала возможность увидеть работу механизма.
1795
Изобретение А. Бреге турбийона, считающегося величайшим достижением в часовой промышленности и наиболее сложным устройством. Вращая с помощью него колебательную систему часов, удается компенсировать влияние гравитации на точность хода
1799
Изготовление А. Бреге часов «Tact», получивших известность как «часы для слепых». Их владелец мог узнавать время, прикоснувшись к открытому циферблату
1801
Получение Бреге патента на изобретение турбийона и изготовление с ним первых часов
1830
Представление компанией Брегет (Breguet) часов, в которых корректировка времени и завод осуществлялись одной заводной головкой
1844
Представление А. Николем хронометра с функциями старта, остановки и сброса. Разработки над ним велись до 1862 года
1850-е
Заключение главной часовой пружины в барабан, что привело к отказу от специального механизма выравнивания ее тяги и сделало часы намного более компактными
1853
Начало массового производства серийных, то есть однотипных, часов
1880
Фирма Girard-Perregaux первой начала массовое производство наручных часов для армии
1914
Представление компанией Eterna первых наручных часов с функцией будильника
1923
Начало производства наручных часов с автоподзаводом
1926
Представление фирмой Rolex модели водонепроницаемых часов «Oyster»
1929
Презентация компанией Jaeger-LeCoultre самого тонкого часового механизм. Его размеры — 14x4,8x3,4мм, вес — 1 г
1935
Презентация компанией Ulysse Nardin карманного сплит-хронографа, способного измерять время с точностью до 1/10 секунды
1956
Представление фирмой «Ролекс» своей первой модели «Президент» — с индикатором дня недели и даты. Первые часы этой серии были подарены президенту Эйзенхауэру
1961
Первый в истории полет Ю. Гагарина в космос с часами «Штурманские» 1-го Московского часового завода
1964
Появление первого в мире кварцевого стрелочного хронографа Seiko
1969
Первое в истории пребывание астронавтов с часами Omega Speedmaster на Луне
1972
Появление первых в мире кварцевых электронных часов на жидких кристаллах фирмы Ebauches SA
1979
Представление компанией Vacheron Constantin модели «Kallista» — самых дорогих часов в мире. Стоимость этих часов, украшенных бриллиантами общим весом 130 карат, составила порядка 9 миллионов долларов
1986
Представление компанией Audemars Piguet первых часов с турбийоном и автоподзаводом
1988
Появление первых автоматических кварцевых часов без батарейки, заряжающихся от движения руки, фирма Le Phare Jean d`Eve
1991
Создание часов «Mega 1» фирмы Junghans, способных принимать радиосигнал синхронизации c атомными часами
1994
Включение хронографа FORTIS Official Cosmonauts Chronograph в состав штатного снаряжения, пригодного для выхода в открытый космос, Российским Центром подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина
1999
Начало производства фирмой OMEGA часов с Co-Axial спуском, придуманным Д. Дэниэлсом, и балансом без традиционного регулятора хода. Сочетание этих нововведений существенно повысило точность механических часов
2000
Презентация фирмой Tissot многофункционального кварцевого хронографа T-Touch с сенсорным сапфировым стеклом, а также двойной индикацией времени, барометром, альтиметром (высотомер), секундомером, аналоговым компасом, будильником и термометром 

 Часы в цифрах

  В 2002 году было произведено 1 млрд. 240 млн. часовых механизмов. Из них около 60% изготовлено в Японии. Швейцарцы экспортировали только 28 млн. часов. Правда, учитывая разницу в цене, швейцарские фирмы по выручке существенно опережают японские — 8 млрд. долларов против 1, 7 млрд.
   Большинство выпущенных часов — кварцевые со стрелками. Доля чисто электронных часов с жидкокристаллическим индикатором времени невелика — около 10%. Чисто механических часов было произведено всего 18 млн. Из них: в Швейцарии — 2,9 млн., в Японии — 3 млн., в СНГ — 6,2 млн. Крупнейшим в мире покупателем часов являются США. На их долю приходится 15% швейцарского экспорта, 25% — японского и 26% — гонконгского. Россия в 2002 году потребила около 50 млн. часов, произвела 7 млн. и заняла 14-е место среди импортеров швейцарских часов
По данным журнала «Мои часы»