La primera ciencia del tiempo es la astronomía. Los resultados de las observaciones en los antiguos observatorios se utilizaron para la agricultura y los ritos religiosos. Sin embargo, con el desarrollo de la artesanía, se hizo necesario medir períodos cortos de tiempo. Así, la humanidad llegó a la invención del reloj. El proceso fue largo, lleno del arduo trabajo de las mejores mentes.
La historia de los relojes se remonta a muchos siglos atrás, es el invento más antiguo de la humanidad. Desde un palo clavado en el suelo hasta un cronómetro ultrapreciso: un viaje de cientos de generaciones. Si clasificamos los logros de la civilización humana, en la nominación de "grandes inventos" el reloj ocupará el segundo lugar después de la rueda.
Hubo un tiempo en que un calendario era suficiente para la gente. Pero apareció la artesanía, había una necesidad de fijar la duración de los procesos tecnológicos. Tomó horas, cuyo propósito es medir intervalos de tiempo más cortos que un día. Para ello, el hombre se ha valido de diversos procesos físicos durante siglos. Las construcciones que las implementan también fueron correspondientes.
La historia de los relojes se divide en dosgran periodo. El primero tiene varios milenios, el segundo menos de uno.
1. La historia del reloj, llamada la más simple. En esta categoría se incluyen los aparatos solares, de agua, fuego y arena. El período termina con el estudio de los relojes mecánicos del período del péndulo. Eran campanillas medievales.
2. Una nueva historia de los relojes, que comienza con la invención del péndulo y el volante, que marcó el comienzo del desarrollo de la cronometría oscilatoria clásica. Este período aún no ha terminado.
Reloj de sol
Los más antiguos que nos han llegado. Por tanto, es la historia del reloj de sol la que abre el desfile de grandes inventos en el campo de la cronometría. A pesar de su aparente sencillez, se distinguían por una gran variedad de diseños.
El reloj de sol se basa en el movimiento aparente del Sol a lo largo del día. La cuenta atrás se basa en la sombra proyectada por el eje. Su uso solo es posible en un día soleado. El antiguo Egipto tenía condiciones climáticas favorables para esto. La mayor distribución en las orillas del Nilo recibió un reloj de sol, que tenía la forma de obeliscos. Se instalaron a la entrada de los templos. Un gnomon en forma de obelisco vertical y una escala marcada en el suelo: así era el antiguo reloj de sol. La foto de abajo muestra uno de ellos. Uno de los obeliscos egipcios transportados a Europa ha sobrevivido hasta el día de hoy. Un gnomon de 34 metros de altura se encuentra actualmente en una de las plazas de Roma.
El reloj de sol ordinario tenía un inconveniente importante. Sabían de él, pero lo soportaron durante mucho tiempo. En diferentes estaciones, es decir, en verano e invierno, la duración de la hora no era la misma. Pero en el período en que dominaba el sistema agrario y las relaciones artesanales, no había necesidad de una medición precisa de los tiempos. Por lo tanto, el reloj de sol existió con éxito hasta finales de la Edad Media.
El gnomon fue reemplazado por diseños más progresivos. Los relojes de sol mejorados, en los que se eliminó esta deficiencia, tenían escalas curvas. Además de esta mejora, se utilizaron varias versiones. Entonces, en Europa, los relojes de sol de pared y ventana eran comunes.
En 1431 se produjeron nuevas mejoras. Consistía en orientar la flecha de sombra paralela al eje de la tierra. Tal flecha se llamaba semieje. Ahora la sombra, girando alrededor del semieje, se movía uniformemente, girando 15° por hora. Tal diseño hizo posible producir un reloj de sol lo suficientemente preciso para su época. La foto muestra uno de estos dispositivos conservados en China.
Para una correcta instalación, se comenzó a dotar a la estructura de una brújula. Se hizo posible usar el reloj en todas partes. Era posible hacer incluso modelos portátiles. Desde 1445, el reloj de sol comenzó a construirse en forma de un hemisferio hueco, equipado con una flecha, cuya sombra caía sobre la superficie interior.
Buscar alternativas
A pesar de que los relojes de sol eran convenientes y precisos, tenían serios defectos objetivos. Dependían completamente del clima y su funcionamiento se limitaba a una partedía entre el amanecer y el atardecer. En busca de una alternativa, los científicos buscaron otras formas de medir los intervalos de tiempo. Se requería que no estuvieran asociados con la observación del movimiento de estrellas y planetas.
La búsqueda condujo a la creación de estándares de tiempo artificiales. Por ejemplo, era el intervalo requerido para que una cantidad específica de sustancia fluyera o se quemara.
Los relojes más simples creados sobre esta base han recorrido un largo camino en el desarrollo y la mejora de los diseños, allanando así el camino para la creación no solo de relojes mecánicos, sino también de dispositivos de automatización.
Clepsidra
El nombre "clepsidra" se ha quedado atrás del reloj de agua, por lo que existe la idea errónea de que se inventó por primera vez en Grecia. En realidad no fue así. La clepsidra más antigua y muy primitiva se encontró en el templo de Amón en Febe y se conserva en el museo de El Cairo.
Al crear un reloj de agua, es necesario garantizar una disminución uniforme del nivel del agua en el recipiente cuando fluye a través del orificio calibrado inferior. Esto se logró dándole al recipiente la forma de un cono, estrechándose más cerca del fondo. Recién en la Edad Media se obtuvo una regularidad que describía la velocidad de salida del fluido en función de su nivel y de la forma del recipiente. Antes de esto, la forma del recipiente para el reloj de agua se seleccionó empíricamente. Por ejemplo, la clepsidra egipcia, discutida anteriormente, dio una disminución uniforme en el nivel. Incluso con algún error.
Dado que la clepsidra no dependía de la hora del día ni del clima, cumplía con los requisitos demediciones de tiempo. Además, la necesidad de una mayor mejora del dispositivo, la adición de varias funciones, proporcionó espacio para que los diseñadores volaran su imaginación. Así, las clepsidras de origen árabe eran obras de arte combinadas con una alta funcionalidad. Estaban equipados con mecanismos hidráulicos y neumáticos adicionales: un temporizador audible, un sistema de iluminación nocturna.
No se han conservado muchos nombres de los creadores del reloj de agua en la historia. Se fabricaron no solo en Europa, sino también en China e India. Hemos recibido información sobre un mecánico griego llamado Ctesibio de Alejandría, que vivió 150 años antes de la nueva era. En clepsidra, Ctesibio utilizó engranajes, cuyo desarrollo teórico fue llevado a cabo por Aristóteles.
Vigilancia contra incendios
Este grupo apareció a principios del siglo XIII. Los primeros relojes de fuego eran velas delgadas de hasta 1 metro de altura con marcas aplicadas. A veces, ciertas divisiones estaban equipadas con alfileres de metal que, al caer sobre un soporte de metal cuando la cera se quemaba a su alrededor, emitían un sonido distinto. Dichos dispositivos sirvieron como prototipo del despertador.
Con la llegada del vidrio transparente, los relojes de fuego se transforman en lámparas icono. Se aplicó una escala en la pared, según la cual, a medida que se quemaba el aceite, se determinaba el tiempo.
Los dispositivos de este tipo más difundidos se encuentran en China. Junto con las lámparas de iconos, otro tipo de reloj de fuego era común en este país: los relojes de mecha. Puedes decirque era una rama sin salida.
Reloj de arena
Cuando nacieron, no se sabe exactamente. Lo único que se puede decir con certeza es que no pudieron aparecer antes de la invención del vidrio.
Reloj de arena son dos frascos de vidrio transparente. A través del cuello de conexión, el contenido se vierte desde el matraz superior al inferior. Y en nuestro tiempo, todavía puedes encontrarte con el reloj de arena. La foto muestra uno de los modelos, antiguo estilizado.
Los artesanos medievales en la fabricación de instrumentos decoraban el reloj de arena con una decoración exquisita. Se utilizaron no solo para medir períodos de tiempo, sino también como decoración de interiores. En las casas de muchos nobles y dignatarios se podían ver lujosos relojes de arena. La foto muestra uno de estos modelos.
El reloj de arena llegó a Europa bastante tarde, al final de la Edad Media, pero su distribución fue rápida. Debido a su simplicidad, la capacidad de usar en cualquier momento, rápidamente se hicieron muy populares.
Una de las deficiencias del reloj de arena es la cantidad de tiempo bastante corta que se mide sin darle la vuelta. Los casetes compuestos por ellos no echaron raíces. La distribución de dichos modelos se vio ralentizada por su baja precisión, así como por el desgaste durante la operación a largo plazo. Ocurrió de la siguiente manera. El orificio calibrado en el diafragma entre los matraces se desgastó, aumentando de diámetro, las partículas de arena, por el contrario, se trituraron y disminuyeron de tamaño. El caudal aumentóel tiempo estaba disminuyendo.
Relojes mecánicos: requisitos previos para el surgimiento de
La necesidad de una medición más precisa de los períodos de tiempo con el desarrollo de la producción y las relaciones sociales ha aumentado constantemente. Las mejores mentes han estado trabajando para resolver este problema.
La invención del reloj mecánico es un hito que tuvo lugar en la Edad Media, ya que es el dispositivo más complejo creado en esos años. A su vez, esto sirvió como impulso para un mayor desarrollo de la ciencia y la tecnología.
La invención de los relojes y su mejora requerían equipos tecnológicos más avanzados, precisos y de alto rendimiento, nuevos métodos de cálculo y diseño. Este fue el comienzo de una nueva era.
La creación de relojes mecánicos se hizo posible con la invención del escape del huso. Este dispositivo convirtió el movimiento de traslación de un peso que colgaba de una cuerda en un movimiento oscilatorio hacia adelante y hacia atrás de una rueda de horas. La continuidad se ve claramente aquí: después de todo, los modelos complejos de clepsidra ya tenían un dial, un tren de engranajes y una batalla. Todo lo que se necesitaba era cambiar la fuerza motriz: reemplazar el chorro de agua con un peso pesado que fuera más fácil de manejar, y agregar un descensor y un controlador de velocidad.
Los mecanismos de los relojes de torre se crearon sobre esta base. Los carillones accionados por husillo han estado en uso desde alrededor de 1340 y se han convertido en el orgullo de muchas ciudades y catedrales.
El auge de la cronometría oscilatoria clásica
La historia de los relojes ha conservado para la posteridad los nombres de científicos e inventores quehizo posible su creación. La base teórica fue el descubrimiento realizado por Galileo Galilei, quien expresó las leyes que describen las oscilaciones del péndulo. También es el autor de la idea de los relojes mecánicos de péndulo.
La idea de Galileo fue realizada en 1658 por el talentoso holandés Christian Huygens. También es el autor de la invención del regulador de equilibrio, que hizo posible crear un reloj de bolsillo y luego un reloj de pulsera. En 1674, Huygens desarrolló un regulador mejorado colocando un resorte helicoidal en forma de cabello en el volante.
Otro invento histórico pertenece a un relojero de Nuremberg llamado Peter Henlein. Inventó el resorte real y en 1500 creó un reloj de bolsillo basado en él.
Paralelamente, hubo cambios en la apariencia. Al principio, una flecha fue suficiente. Pero a medida que los relojes se volvieron muy precisos, requirieron una indicación correspondiente. En 1680, se añadió un minutero y la esfera tomó la forma que nos resulta familiar. En el siglo XVIII se empezó a instalar una de segunda mano. Primero lateral, y luego pasó a ser central.
En el siglo XVII, la creación de relojes pasó a la categoría de arte. Cajas exquisitamente decoradas, esferas esm altadas, que en ese momento estaban cubiertas de vidrio, todo esto convertía los movimientos en un artículo de lujo.
El trabajo de mejora y complicación de los instrumentos continuó sin interrupciones. Mayor precisión de carrera. A principios del siglo XVIII, las piedras de rubí y zafiro comenzaron a utilizarse como soportes para el volante y los engranajes. Esto hizo posible reducir la fricción,mejorar la precisión y aumentar la reserva de energía. Han aparecido complicaciones interesantes: un calendario perpetuo, cuerda automática, un indicador de reserva de marcha.
El impulso para el desarrollo de los relojes de péndulo fue la invención del relojero inglés Clement. Alrededor de 1676 desarrolló el escape de ancla. Este dispositivo se adaptaba bien a los relojes de péndulo, que tenían una pequeña amplitud de oscilación.
Cuarzo
La mejora adicional de los instrumentos para medir el tiempo fue como una avalancha. El desarrollo de la ingeniería electrónica y de radio allanó el camino para la aparición de los relojes de cuarzo. Su trabajo se basa en el efecto piezoeléctrico. Fue descubierto en 1880, pero el reloj de cuarzo no se fabricó hasta 1937. Los modelos de cuarzo recién creados diferían de los mecánicos clásicos en una precisión asombrosa. La era de los relojes electrónicos ha comenzado. ¿Qué los hace especiales?
Los relojes de cuarzo tienen un mecanismo que consta de una unidad electrónica y un llamado motor paso a paso. ¿Cómo funciona? El motor, al recibir una señal de la unidad electrónica, mueve las flechas. En lugar de la esfera habitual en un reloj de cuarzo, se puede utilizar una pantalla digital. Los llamamos electrónicos. En Occidente - cuarzo con indicación digital. No cambia la esencia.
En realidad, un reloj de cuarzo es una minicomputadora. Se añaden funciones adicionales muy fácilmente: cronómetro, indicador de fase lunar, calendario, despertador. Al mismo tiempo, el precio de los relojes, a diferencia de los mecánicos, no aumenta tanto. Esto los hace más accesibles.
Los relojes de cuarzo son muy precisos. Su error es de ±15 segundos/mes. Basta con corregir las lecturas del instrumento dos veces al año.
Relojes de pared
La indicación digital y la compacidad son las características distintivas de este tipo de mecanismos. Los relojes electrónicos son ampliamente utilizados como relojes integrados. Se pueden ver en el salpicadero de un coche, en un teléfono móvil, en un microondas y en la televisión.
Como elemento interior, a menudo puede encontrar una versión clásica más popular, es decir, con una indicación de flecha.
El reloj de pared electrónico encaja orgánicamente en el interior al estilo de alta tecnología, tecno moderno. Atraen principalmente con su funcionalidad.
Según el tipo de pantalla, los relojes electrónicos son de cristal líquido y LED. Estos últimos son más funcionales ya que están retroiluminados.
Según el tipo de fuente de alimentación, los relojes electrónicos (de pared y de sobremesa) se dividen en red, alimentados a 220V, y batería. Los dispositivos del segundo tipo son más convenientes, ya que no requieren una toma de corriente cercana.
Reloj de pared de cuco
Los artesanos alemanes los fabrican desde principios del siglo XVIII. Tradicionalmente, los relojes de pared de cuco estaban hechos de madera. Ricamente decoradas con tallas, realizadas en forma de pajarera, eran la decoración de ricas mansiones.
En un momento, los modelos económicos eran populares en la URSS y el espacio postsoviético. Durante muchos años, el reloj de pared de cuco de la marca Mayak fue producido por la plantaen la ciudad rusa de Serdobsk. Pesos en forma de conos de abeto, una casa decorada con tallas sencillas, pieles de papel de un mecanismo de sonido: así los recordaron los representantes de la generación anterior.
El clásico reloj de pared de cuco es una rareza en estos días. Esto se debe al alto precio de los modelos de calidad. Si no tiene en cuenta las artesanías de cuarzo de los artesanos asiáticos hechos de plástico, cucos fabulosos cucos solo en las casas de los verdaderos conocedores de relojes exóticos. Mecanismo complejo y preciso, fuelles de cuero, tallado exquisito en el cuerpo: todo esto requiere una gran cantidad de mano de obra altamente calificada. Solo los fabricantes de mayor reputación pueden producir tales modelos.
Reloj despertador
Estos son los "caminantes" más comunes en el interior.
La alarma es la primera característica adicional que se implementó en el reloj. Patentado en 1847 por el francés Antoine Redier.
En un reloj despertador mecánico de escritorio clásico, el sonido se produce martillando placas de metal. Los modelos electrónicos son más melódicos.
Por ejecución, los despertadores se dividen en pequeños y grandes, de sobremesa y de viaje.
Los despertadores de mesa se fabrican con motores independientes para el mecanismo de relojería y la señal. Comienzan por separado.
Con la llegada de los relojes de cuarzo, la popularidad de los despertadores mecánicos ha disminuido. Hay varias razones para esto. El reloj de mesa-despertador con movimiento de cuarzo tiene una serie de dispositivos mecánicos clásicos frente aventajas: son más precisos, no requieren bobinado diario, son fáciles de combinar con el diseño de la habitación. Además, son ligeros, no tienen tanto miedo a los golpes y caídas.
Los despertadores mecánicos de muñeca se conocen comúnmente como "señales". Pocas empresas producen tales modelos. Entonces, los coleccionistas conocen un modelo llamado "grillo presidencial"
"Cricket" (según el inglés cricket): bajo este nombre, la empresa suiza Vulcain producía relojes con función de alarma. Son conocidos por haber sido propiedad de los presidentes estadounidenses: Dwight Eisenhower, Harry Truman, Richard Nixon y Lyndon Johnson.
Historia de los relojes para niños
El tiempo es una categoría filosófica compleja y al mismo tiempo una cantidad física que necesita ser medida. El hombre vive en el tiempo. Ya desde el jardín de infancia, el programa de educación y crianza prevé el desarrollo de habilidades de orientación temporal en los niños.
Puedes enseñarle a un niño a usar un reloj tan pronto como domine la cuenta. Los diseños ayudarán con esto. Puedes combinar un reloj de cartón con la rutina diaria colocando todo esto para mayor claridad en un papel de dibujo. Puedes organizar clases con elementos del juego, usando rompecabezas con imágenes para esto.
La historia de los relojes para niños de 6-7 años se estudia en clases temáticas. El material debe ser presentado de tal manera que despierte interés en el tema. A los niños se les presenta de forma accesible la historia de los relojes, sus tipos en el pasado y el presente. Luego se consolidan los conocimientos adquiridos. Para hacer esto, demuestre el principio de funcionamiento del reloj más simple:solar, agua y fuego. Estas actividades despiertan el interés de los niños por la investigación, desarrollan la imaginación creativa y la curiosidad. Cultivan el respeto por el tiempo.
En la escuela, en los grados 5-7, se estudia la historia de la invención de los relojes. Se basa en los conocimientos adquiridos por el niño en las lecciones de astronomía, historia, geografía, física. De esta forma, se consolida el material adquirido. Los relojes, su invención y mejora se consideran parte de la historia de la cultura material, cuyos logros están destinados a satisfacer las necesidades de la sociedad. El tema de la lección se puede formular de la siguiente manera: "Inventos que cambiaron la historia de la humanidad".
En la escuela secundaria, es recomendable continuar el estudio de los relojes como un accesorio en términos de moda y estética interior. Es importante familiarizar a los niños con la etiqueta del reloj, hablar sobre los principios básicos para elegir relojes de interior. Una de las clases se puede dedicar a la gestión del tiempo.
La historia de la invención de los relojes muestra claramente la continuidad de las generaciones, su estudio es un medio eficaz para dar forma a la visión del mundo de una persona joven.
