Čo sú vlastne hodiny?
Hodiny sú nástroj na meranie času. Poznáme veľa druhov hodín: presýpacie, slnečné, náramkové, vodné, kolieskové, astronomické, vreckové, kyvadlové, hracie...
Hitom posledných rokov sa nesporne stali digitálne hodinky. Digitálne hodinky prešli búrlivým a rýchlym vývojom, aby sa v súčasnej dobe ustálili na najvýhodnejšom type s tekutými kryštálmi.
Ešte pred nedávnou dobou boli najpresnejšími prístrojmi na meranie času chronmetre
na princípe kyvadla alebo zotrvačníka. Presnosť ich chodu však závisí na mnoho okolnostiach-na
teplote, tlaku a vlhkosti vzduchu i napr. na stálosti gravitácie. I najpresnejšie
kyvadlové hodiny merajú s chybou asi 2,5ms za deň. A tak neostalo nič iné, len vyvinúť
presnejšie meradlá času. Vznikli tak kremenné hodiny, čo sú hodiny s oscilátorom,
riadeným kryštálovým výbrusom. Pri ideálnych podmienkach majú presnosť +,- 2ms
za mesiac. Modernejšie atómové hodiny sú riadené atómovým oscilátorom. Sú skonštruované
rovnako ako kremíkové hodinky, ale zrýchľovanie kmytov kremenného oscilátoru zavineného
starnutím kryštálu je v nich kompenzované (odstránené) pomocou čpavkového
oscilátoru, ktorý nahradzuje kryštály.
Ako sa kedysi určoval čas
Po celé stáročia merali ľudia čas hlavne podľa pohybu slnka alebo veľkými,mechanickými kyvadlovými hodinami. Základom merania času bolo poznanie, že dĺžka tieňa, ktorý vrha predmet ožiarený slnkom, sa v priebehu dňa mení. Dlhý ranný tieň sa behom dopoludnia skracuje, v poludní je najkratší, aby sa do večera opäť predĺžil. Už obyčajne zvislo do zeme zapichnutá tyč može slúžiť ako približný ukazovateľ času. Prvé dokonalejšie časomery mali podobu ihlanovytých stĺpou, okolo ktorých boli vyznačené sústerdné kruhy umožňujúce presnejšie odčítanie dĺžky tieňa, a tým aj času. Nazývali sa gnomóny. Určovanie času nebolo príliš presné, pretože dĺžka tieňa vrhaného gnomónu je v rovnakú hodinu každého dňa vlastne trochu iná, a tým sa mení výška slnka nad obzorom. Túto nepresnosť odstránily až slnečné hodiny, v ktorých bol zvyslý gnomón nahradený tyčou postavenou rovnobežnou s naklonenou osou. Slnečné hodiny mohly byť umiestnené buď zvyslo alebo vodorovne.
Už oddávna sa človek pokúšal nájsť presné určovadlo času. Už starí Egypťania určovali čas podľa nádoby, ktorá bola naplnená vodou a postupne odkvapkávala otvorom na dne. Samozrejme poznali aj iné spôsoby. K jedným zo zaujímavých spôsobov patrí aj ten, ako Egypťania zisťovali čas Nílskych záplav a to tak, že sa nad obzorom objavila hviezda Sírius.
Prvé zariadenie pre meranie času boli slnečné hodiny. Skladali sa z tyče zabodnutej v zemi tak, aby vrhala tieň na stupnicu s vyznačenými hodinami. Pohyb slnka na oblohe sa premietal na plochu stupnice ako pohyb tieňa vrhaného tyčou. Poloha tieňu na stupnici udávala čas. Hlavnou nevýhodou slnečných hodín bolo, že neukazovali čas v noci a aj vo dne, keď bolo zamračené.
Tento problém bol nakoniec vyriešený okolo roku 1500 pred n. l., vynálezom klepsydry – vodných hodín. Najjednoduchšou verziou klepsydry bola nádoba so stupnicou vyznačenou na jej boku a s malou dierkou na dne. Voda, ktorá bola naliata do nádoby, postupne odkvapkávala dierou na dne. Výška hladiny na kalibrovanej stupnici udávala, koľko času už ubehlo od okamihu naplnenia nádoby.
Klepsydra bola neskoršie zdokonalená tým, že voda z jednej nádoby odkvapkávala do druhej nádoby opatrenej plavákom, ukazujúci na stupnici ubehnutý čas.
Ďalšou alternatívou slnečných hodín boli hodiny presýpacie. Zrnká piesku prepadávajúce z jednej banky do druhej cez úzke hrdlo, ukazovalo ubehnutý čas. Väčšinou sa používali hodinové alebo polhodinové presýpacie hodiny.
Iným nástrojom na určovanie hodín bola sviečka so zárezmi. Pri horení ubúdalo zo sviečky a aj so zárezov a podľa toho sa určovalo koľko ubehlo hodín.
Prvé mechanické hodiny sa objavili okolo roku 1275, ale presný dátum a autor sú neznámi. Závažie visiace na povraze roztáčalo koleso a tým dávalo do pohybu celý mechanizmus. Každú hodiny udrel mechanizmus do zvonu a tým ohlásil hodinu. Okolo roku 1330 boli v Taliansku vytvorené hodiny, ktoré príslušným počtom úderov oznamovali každú hodinu. Prvé hodiny poháňané pružinou boli zhotovené okolo roku 1475. Princíp tohoto pohonu umožnil vznik hodín, ktoré sa dali prenášať. Táto možnosť bola u predchádzajúceho typu hodín nemysliteľná. Až v 15. storočí sa objavila u hodín aj minútová ručička.
I v súčasnej dobe sa používajú mechanické hodiny, ale popularita elektrických a elektronických hodín neustále rastie. U mnohých elektrických hodín sú ručičky poháňané motorom, ktorého pohyby sú riadené privádzaním striedavého prúdu. Elektrický prúd privádzaný do motoru pretečie hodiny 50 až 60 krát tam a zase späť. Aj niektoré digitálne hodiny sú riadené týmto spôsobom, samozrejme s tým rozdielom, že čas je zobrazovaný svietiacimi číslicami na displeji. Kryštálové hodinky môžu mať dennú odchýlku 1/30s. Atómové hodiny mnohonásobne prekonávajú i túto pomerne vysokú presnosť. Využívajú kmity niektorých atómov, napríklad cézia a môžu ukazovať čas s odchýlkou približne 1000 rokov počas svojho chodu.
DIGITÁLNE HODINKY
Digitálne hodiny vznikli na základe kremenných hodín. Kremenné hodiny sa vyznačujú niekoľkými črtami.V roku 1929 W.A.Marrison vyrobil kryštalové hodiny. Kryštál kremíku má piezoelektrické vlastnosti,čo znamená, že po prevzatí elektrického náboja sa rozkmitá určitou frekvenciou a pôsobí ako kyvadlo. Táto vibrácia poháňa elektromotor, ktorý pohybuje hodinovými ručičkami. Kryštalové hodiny sú veľmi presné. Tento typ hodín sa však začal používať prvýkrát v 2. svetovej vojne a to len na astronomické časové štandardy. do bežného života prenikli kryštálom riadené hodiny až okolo roku 1970, a to buď v klasickej podobe s ručičkami, alebo tzv. digitálne, tj. s displejom s tekutých kryštálov. Presnosť týchto hodín je radovo 2 ms za mesiac.
MECHANICKÉ HODINY
Prvé náramkové hodiny vyrobila firma Jaqeut-Draz a Leschot zo Švajčiarska roku 1795. Hodiny nemajú kyvadlo, namiesto neho sa regulujú pomocou jemnej tzv. vlasovej špirály, ktorá sa v pravidelných časových intervaloch navýja a odvýja a tak riadi pohyb ozubených koliesok. Hlavné pero udržiava hodinky v chode.To musíme pravidelne raz za niekoľko dní ručne naťahovať.Náramkové hodiny sa skladajú z : ciferníka, korunky na naťahovanie, ručičiek a hlavného pera.Roku 1956 vynašla firma Hamilton Watch z USA prvé elektrické náramkové hodiny napájané bateriami. Roku 1922 vynašiel J. Harwood automatické náramkové hodinky, ktoré sa naťahovali pri pohybe ruky pri chôdzi.
POUŽITÉ ZDROJE
http://szsms.host.sk/fyzika/hodiny2.php 7. apríl. 03
http://www.gjar-po.sk/chronometer/ 7. apríl. 03 http://www.gphmi.sk/pages/jednotky/sekunda.html#zac 12. apríl 03
http://www.gk2-po.sk/heureka/ucastnici/mvs/hodiny/digital.htm 12. apríl 03
AUTOR: Kamila Karahutová