Астрономия в увлекательном изложении и занимательных вопросах

Гномон-солнечные часы

«Берегите время – это ткань, из которой сделана жизнь!»

      Вся жизнь человека связана со временем, поэтому еще в глубокой древности возникла необходимость измерять время. Что такое «время»? Во все времена на этот вопрос отвечали по-разному. Для Платона время – божественная вечность, разделённая небесными телами на дни, месяцы, годы.

Первым временным ритмом, который заметил первобытный человек, это было смена дня и ночи, смена времен года. Постепенно возникла необходимость в измерении небольших промежутков времени – долей суток. Для простых измерений необходим был инструмент и первоначально это был обычный гномон, который одновременно являлся и компасом, потому что полуденная линия тени показывала на север. Самая короткая тень гномона позволяла определить полдень. До и после этого момента тени были длиннее, поэтому по их длине можно было судить о времени суток.

На любой современной обсерватории есть точные часы. На древних обсерваториях также были простейшие часы. Первыми часами были солнечные часы. До XVII века для измерения времени широко использовались солнечные часы. Солнечные часы были разнообразны как по конструкции, так и по размерам. Например, в обсерватории Улугбека действовали солнечные часы высотой около 50 м. Вокруг гномона ставили точки на восход и заход Солнца в дни, когда Солнце всходит в той же точке повторно (весной и осенью). Это были первые календари, которые еще в каменный век довольно точно определяли продолжительность года (360 -365 дней). Самыми распространенными солнечными часами были часы с полярным гномоном.

В часах такого типа гномон располагается параллельно оси вращения Земли и ориентирован в направлении Полярной звезды (созвездия Малой Медведицы), расположенную около Северного полюса. Угол наклона гномона равен широте места расположения солнечных часов, соответственно на полюсах гномон будет располагаться вертикально, а на экваторе горизонтально. Данные солнечные часы часто еще называют парковыми. Их можно расположить на любой ровной поверхности загородного участка или парка, не затененного деревьями или другими строениями. Постепенно они превратились в декоративные украшения. Более двух тысячелетий солнечные часы украшали площади древних и средневековых городов. Солнечные часы устанавливались на фасадах зданий. Сохранились великолепные памятки архитектуры со старинными солнечными часами. Лучше всего, когда фасад здания располагается на Юг. В солнечных часах использовался постоянный периодический процесс вращения Земли.

Но такие часы хорошо работают лишь в солнечную погоду. В пасмурную погоду и ночью солнечные часы бездействуют. Поэтому наряду с солнечными часами в древности использовались часы, которые работали в любую погоду и в любое время суток. Это были песочные и водяные часы, использовавшие жителями еще Вавилона и Египта. Песочные часы на кораблях назывались склянками.

В песочных часах песок пересыпается из одного стеклянного резервуара в другой. До сих пор еще, например, в медицинской практике используются песочные часы, рассчитанные на 10, 15, 20 мин. Когда весь песок перельется вниз, достаточно перевернуть часы, и они снова "пойдут".

Древние измерители времени.

Так же действуют и водяные часы – клепсидры. В клепсидрах вода переливается из одного сосуда в другой. Клепсидры, как и солнечные они были разных размеров и конструкций. Некоторые из них рассчитывались на небольшие промежутки времени – 15-20 мин. Название часов происходит от сочетания двух греческих слов klepto – «красть, скрывать, брать» и «idor» – вода. Их название в переводе с древнегреческого означает «крадущая воду». В примитивном виде водяные часы были известны уже египтянам, у которых сохранились, вероятно, самые старые водяные часы в мире. Эти необычные часы стали причиной возникновения выражения «время истекло». Водяные часы, которыми пользовались на Руси, назывались «гидрологий». Они пришли к нам вместе с христианством и использовались в церковных обрядах. Первый на Земле будильник тоже был водяным. Считается, что его изобрёл древнегреческий философ Платон, чтобы созывать на занятия своих учеников. Прибор состоял из двух сосудов; в верхний наливалась вода, которая понемногу стекала в нижний, вытесняя оттуда воздух. И этот воздух, по задумке хитроумного Платона, по трубке устремлялся к флейте, и та начинала голосить. Достаточно громко, чтобы даже разбудить спящего. Скрытый механизм имел циферблат, показывающий время: периодически изнутри на металлическую решетку со звоном, падал шар. В полдень открывались ворота и выезжали рыцари. Вплоть до 17 века клепсидры широко применялись во всех сферах жизни.

Ньютон проявлял интерес к усовершенствованию конструкции часов. Галилей использовал их, изучая законы падения тел.

Преимущества водяных часов по сравнению с солнечными часами:

– Доведенные до совершенства выверенные конструкции сообщающихся сосудов.

– Удобства в пользовании в любое время суток.

– Определение более точного времени.

Недостатки:

– Древние клепсидры отсчитывали сравнительно большие промежутки времени.

– Римляне не контролировали минуты и секунды.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ:

– Водяные часы широко использовались и культурами Дальнего Востока. Именно водяными часами были первые китайские и индийские часы. На родине чая, в Индии, водяные часы носили красивое название «яла-янтра».

– Выражения, в которых время сравнивают с текущей водой: «сколько воды утекло», «ваше время истекло», «годы текут» и т. д. – это отголоски нашей исторической памяти.

Так как клепсидра могла показать, сколько времени прошло с конкретного момента, то она использовалась только в определенных областях. В суде клепсидры отмеряли время речи ораторов, а городская стража ориентировалась по водяным часам, когда пришел момент смены караула. Так как часы работали самостоятельно вне зависимости от каких-либо астрономических явлений, было удобно пользоваться ими ночью, когда не было возможности определять время по солнечным часам. В настоящее время клепсидра используется как элемент шоу во французской телеигре Форт Боярд. Часы, с подкрашенной синим цветом водой, применяются для измерения времени прохождения испытаний участниками конкурса. После команды о старте испытания, ведущий переворачивает водяные часы, которые и замеряют время, отводимое на выполнение задания.

Водяные часы производят и сегодня: Американская компания Bedol разработала часы Water-Powered

В попытках изобрести экологические чистые способы для получения энергии компания США – Bedol скоро запустит в массовое производство часы, которые работают на водной основе. Для их работы достаточно всего нескольких капель соленой воды, вливаемой в специальное отверстие. Точность их хода гарантирована в течение 10 лет. «Water-powered Clock Charcoal» работают на основе внутренней энергии с помощью заряженной воды. Механизм работает следующим образом: в момент взбалтывания воды, находящейся в часах, ее молекулы приходят во взаимодействие, тем самым ионизируются, после чего становятся источником небольшого ИСТОЧНИКА тока. Благодаря этому процессу обеспечивается питание электронного механизма на короткое время. Разработчики мотивировали свое изобретение положительным влиянием на окружающую среду.  Суть проста – в мире производится и уничтожается огромное количество батарей, что приносит ущерб среде обитания. В странах Европейского союза и Америке усиливается и приобретает популярность движение по защите экологии. По этой причине, производители считают, что их продукт со значком «Eco-Friendly», будет иметь ошеломительный успех у сознательных граждан.

Древние наблюдатели разных стран использовали также огненные часы: в них фитиль сгорал за определённое время.

Китайские фитильные часы

В качестве так называемых "огненных" часов использовались свечи, на которые равномерно наносились метки. Расстояние между метками служило единицей времени. Они удовлетворительно показывали время, а ночью еще и освещали жилища.

Часы свеча

Свечи, применявшиеся для этой цели, были длинной около метра. Отсюда происходит и обычай измерять длину ночи количеством сгоревших за ночь свечей. Обычно за ночь выгорали три таких 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 о том, сколько времени прошло. Особенно популярны часы-свеча были в церквях и монастырях. Для сигнализации времени на палочки наносились участки, издающие другой запах при горении. Подобные часы используются и сейчас, например, при проведении чайных церемоний. Огненные часы имели большое распространение в древности с применением масла. В глиняную лампу наливалось такое количество масла, чтобы его хватало на определенное время горения светильника. Например, рудокопы в свои лампы наливали столько масла, которое хватало бы на 10 часов. Когда масло было на исходе, они знали, что рабочий день кончается, и поднимались наверх.

Механические часы

Водяные часы использовались в разных странах и их старались сделать более удобными и более точными. До нас дошла информация о греческом механике по имени Ктесибий Александрийский, жившем за 150 лет до новой эры. В клепсидрах Ктесибий использовал зубчатые передачи, теоретические разработки которых были выполнены еще Аристотелем. Это привело к созданию механических часов. История создания первых механических часов датируется 725 годом нашей эры и связана с Китаем. Но ещё во II-м веке до нашей эры в Древней Греции был создан механизм, который позволял отслеживать положения небесных тел. Этот механизм состоял из 30 шестеренок, помещенных в корпус, на лицевой и тыльной сторонах его размещались циферблаты со стрелками. Этот древнейший механический календарь можно назвать прототипом первых механических часов. Механические часы появились практически одновременно и независимо друг от друга в разных странах и устанавливались на башнях. Первые башенные часы в Европе появились в XIV веке. Английское слово clock, латинское – clocca и ряд сходных слов в других европейских языках, первоначально имели значение не «часы», а «колокол» (весьма сходно и по звучанию в русском языке: колокол – clocca – clock). Это объясняется тем, что первые башенные часы не имели ни циферблата, ни стрелок. Они не показывали время, а производили сигналы боем в колокол. Поэтому первые такие часы находились на монастырских башнях и сообщали монахам о наступлении времени работ или молитвы. Наглядным свидетельством существования в XIV веке традиции, берущей начало от монастырских часов, являются башенные часы в Англии и Франции – с боем, но без циферблата. Первые механические часы с циферблатом и стрелкой (пока одной) появились в Европе в XV веке. Вращалась в них не стрелка, а циферблат. Циферблат был разделен по традиции на 6, 12 и 24 деления. Единственная стрелка располагалась вертикально.

Башенные часы, изобретенные и построенные в XIV – XV веках, назывались астрономическими часами. Такие часы были построены в Норидже, Страсбурге, Париже, Праге. Башенные астрономические часы являлись гордостью города. Кафедральный собор, находящийся во французском городе Страсбурге один из самых старых в Европе. Башенные часы на нем появились в 1354 году. Высота часов достигает 12 метров, а диаметр годового календарного колеса – 3 метра. Каждый полдень, вместо стандартного звона, часы показывали целый спектакль: под кукареканье петуха выходили караульные и молились три волхва. Часы показывали не только время, но текущий год. Они отображали даты основных церковных праздников в предстоящем году. Перед часами была сооружена астролябия, которая показывала движение Луны, Солнца и звезд. В определенное время на специальных гонгах исполнялся торжественный гимн. Часы неоднократно впоследствии реконструировались. После Великой Французской революции (1789 – 1794) перед ними появился большой глобус, демонстрирующий расположение более 5 000 звезд Галактики в небе над городом. Часы Биг Бен считаются самыми большими в мире четырехсторонними часами с боем. (Биг-Бен – название 13-тонного колокола, который звонит внутри). Часовая башня Биг Бен была возведена в 1288 году в Вестминстере в Лондоне, но были запущены в действие через год после постройки самой башни.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.