Такие разные часы

13

Управление образования администрации Алнашского района

МБОУ Старо-Шудьинская основная общеобразовательная школа

Проектно - исследовательская работа

«Такие разные часы».

Выполнил:

ученик 6 класса Иванов Иван

Руководитель:

Салякудинова Гульфинур Зиннатовна,

учитель математики и физики

д. Старая Шудья

2014 г.

Содержание

1. Введение ____________________ 3

2. Такие разные часы

   1. Солнечные часы ________________ 4-5

   2. Огненные часы ________________ 6

   3. Водяные часы ________________ 7-8

   4. Песочные часы _________________ 9

   5. Механические часы _________________ 10-11

3. Заключение _________________ 12

4. Литература __________________ 13

I Введение.

На стене висит тарелка, 
По тарелке ходит стрелка. 
Стрелка та не для красы - 
Время скажут вам...

Часы — это прибор, который измеряет и показывает время. Казалось бы, что может быть проще. Однако часы очень важны для нас. Мы живём в современном мире, где каждая минута на счету. Даже мы – дети часто смотрим на часы. Они бывают разные: настенные, наручные, электронные, кварцевые, механические. Наш день начинается со звона будильника. Мы идём в школу и стараемся не опоздать, потому что в 8 часов 30 минут звенит звонок на первый урок. Потом мы смотрим на часы – ждём окончания урока, начало обеда, начало любимой передачи, много ещё чего-то и ложимся спать, когда на часах 22 часа.

Таким образом, часы играют очень важную роль в нашей жизни. Учёные считают, что в мире нет больше ни одного такого изобретения, которое прошло такой длинный, удивительно многообразный и интересный путь в своём развитии. А вы никогда не задумывались, как выглядели самые первые часы? Меня заинтересовал вопрос: если сейчас, в настоящее время, можно увидеть огромное разнообразие часов, то, как люди определяли время раньше?

Цель работы:

- изучить и систематизировать историческую информацию о способах измерения времени;

- из подручных материалов самостоятельно изготовить модели разных часов.

Задачи:

- выяснить, как люди в древности определяли время;

- узнать какие виды часов известны;

-анализировать какие недостатки были у этих часов;

- изготовить самостоятельно солнечные, огненные, песочные и водяные часы.

Методы исследования: сбор информации, анализ, изучение литературы, сравнение, систематизация.

II. Такие разные часы.

II.1. Солнечные часы.

Древние люди определяли время, смотря на солнце, а также наблюдая за его движением по небу в течение дня. Когда солнце находилось в самой высокой точке небосклона, значит, в это время был полдень, то есть середина дня. Когда солнце находилось ближе к горизонту, значит, это было либо утро, (солнце всходило), либо вечер (закат). Так появились первые и самые старинные часы –солнечные часы. Впервые, солнечные часы стали использоваться около 5,5 тысяч лет назад, в 3 500 году до нашей эры. Солнечные часы - простейший прибор для отсчета времени, их принято называть древним греческим именем — Гномон. Гно́мон (в переводе с греческого «указатель») - древнейший астрономический инструмент, вертикальный предмет (колонна, шест). В зависимости от того, где находилась тень от гномона, и определялось время по шкале (рис.1). Высота обелиска солнечных египетских часов поражает строителей даже сегодня. Египтянам удалось построить часы, которые простояли до наших дней, и высота обелиска которых составляла 34 метра.

Рис.1 Рис.2

Затем солнечные часы стали более совершенны, уменьшились в размерах, получили штриховую шкалу (рис.2). Были известны даже карманные солнечные часы. Многие из первых часов прослужили долго и верно человеку, но появлялись новые, более удобные модели. У солнечных часов было два главных недостатка. Первый: когда тень падала на плоскую поверхность, то утром и вечером она двигалась быстро, а в полуденные часы медленно. Поэтому египтяне делили измерительную линию на неравные сегменты, оставляя на концах длинные, а в середине — короткие. Второй недостаток был более чем очевиден: время определялось только при наличии Солнца, то есть днём и под открытым небом. Попытки измерения ночного времени привели к созданию огненных часов.

II. 2. Огненные часы

Огненные часы измеряли время по количеству масла сгоревшего в лампе, или воска в свече.(рис.3). Огненные часы получили огромное распространение. Даже единицей измерения времени стала свеча. На вопрос: - «Который час?» слышался ответ: - «Две свечи»; что соответствовало примерно трем часам ночи, поскольку вся ночь делилась на три свечи. Такие часы были дешевы и удобны, но неточны.

В китайских храмах зажигали особые ароматические палочки, горевшие медленно и ровно. На нитях к ним подвешивали грузы. Через определённый промежуток времени сгорала одна из нитей и груз падал в металлическую чашу, стоявшую внизу. Звук удара отсчитывал время (рис 4).

Рис.3 Рис.4

Именно в эти годы был впервые изобретен будильник. Естественно, он был огненным. Недостатком таких часов была нерентабельность их применения в дневное время суток, а кроме того, точность их показаний была низка из-за различной скорости выгорания масла и воска у разных ламп и свечей. После огненных часов появились водяные.

II. 3. Водяные часы

На смену солнечным и огненным часам 2500 лет назад пришли водяные часы. Они были более точны и совершенны. Эти часы надежно работали и днем и ночью. Устройство их было простым: сосуд с отверстием в днище и делением на стенках, по которым можно следить за падением уровня воды. Сосуд изготавливался, как правило, из металла, глины или стекла, наполнялся водой, которая медленно, по капле, вытекала, понижая уровень воды, а деления на сосуде определяли который час (рис.5).

Водяные часы быстро стали популярны. Их использовали как в домашнем быту, так и в войсках, правительственных учреждениях, школах. Они были на ипподромах, стадионах и судебных учреждениях.

а) б)

Рис. 5

Попав в Грецию, водяные часы, получили звучное имя — КЛЕПСИДРА. Оно означало «похитительница воды» или «берущая воду». В клепсидре вода капала в сосуд через узкое отверстие. Поскольку это происходило равномерно, то и сосуд наполнялся равномерно. Капли времени поднимали уровень воды и отметины на сосуде говорили о прошедших часах. Именно клепсидре мы обязаны появлению выражения - «течение времени».

Клепсидры конструировали многие известные изобретатели, в том числе и Архимед. Другой гений, Леонардо да Винчи, в более поздние века предложил первый будильник, и он тоже был изготовлен на основе водяных часов. В определённый момент вода из клепсидры перетекала в другой сосуд и механизм переворачивал постель со спящим сеньором.

Деление дня на часы, минуты и секунды Жители древнего Египта и Вавилона решили разделить световой день, длившийся от заката до восхода солнца на двенадцать частей, которые впоследствии были названы часами. Также, они разделили ночь, которая длилась от заката до рассвета, также на двенадцать часов. Однако, основная проблема заключалась в том, что длина дня и ночи в течение года изменялась, была разной. Водяные часы, которые уже были изобретены к тому времени, должны были отрегулировать эту особенность. Впоследствии, весь день был разделен на 24 равные части, то есть на 24 часа, поэтому можно было определить более точное время. Почему же день и ночь были разделены на 12 частей? Дело в том, что двенадцать – это то число, которое обозначает количество лунных циклов в году, вообще-то, число двенадцать достаточно много значило во многих культурах. Час разделен на 60 минут, а каждая минута разделена на 60 секунд. Идея поделить час и минуту на 60 равных частей, пришла к нам из шумерской культуры, которая во многом основана на числе 60. подобная шестидесятизначная система возникла приблизительно 4 тысячи лет назад.

II. 4. Песочные часы

Практически сразу же за водяными часами появились и песочные, которые, кстати, не отличаются от сегодняшних песочных часов.

Песочные часы состоят из двух сообщающихся сосудов закрепленных в деревянной оправе. Работа песочных часов основана на пересыпании точно откалиброванного речного песка из одного сосуда в другой через узкое отверстие, в одну песчинку в одинаковые промежутки времени, принцип работы идентичен водяным часам, но из сосуда в сосуд бежит не вода, а песок (рис.6).

Рис.6

Простота, надежность, низкая цена и возможность пользоваться в любое время дня и ночи способствовали быстрому распространению песочных часов. Недостатком был сравнительно короткий интервал времени, который можно было измерить, не переворачивая эти часы. Обычно они рассчитывались на работу в течение получаса или часа. Реже встречались устройства, где песок струился в течение 3 часов, и лишь в совершенно исключительных случаях строили огромные песочные часы, рассчитанные на 12 часов хода. Развитие стеклодувного мастерства позволило создать относительно точный прибор. Для длительности работы песочных часов их размер не всегда является определяющим, многое зависит качества песка, внутренней поверхности стеклянной колбы часов и узости прохода между двумя емкостями песочных часов.

II. 5. Механические часы

Механические часы, по своему устройству напоминающие современные, появились в 14 веке.

Это были огромные тяжеловесные механизмы башенных часов, которые приводила в действие гиря, подвешенная на канате к ведущему валу механизма.(рис.7). Регулятором хода этих часов был так называемый шпиндель, представляющий собой коромысло с тяжелыми грузами, установленное на вертикальной оси и приводимое попеременно то в правое, то в левое вращение. Инерция грузов оказывала тормозящее воздействие на часовой механизм, замедляя вращение его колес. Точность хода подобных часов со шпиндельным регулятором была низка, а суточная погрешность превышала 60 минут.

Первые механические часы в России появились в XV веке. Любопытно то, что на часах того времени вместо цифр на циферблат были нанесены буквы... Знаменитые часы на Спасской башне установили в 1624 г.
А в конце XVI века было сделано открытие. Молодой ученый Галилео Галилей, наблюдая за движением самых разных лампад в Пизанском соборе во время богослужения, установил, что ни вес, ни форма лампад, а лишь длина цепей, на которых они подвешены, определяет периоды их колебаний от ветра, врывающегося в окна. Ему и принадлежит идея создания часов с маятником.

Рис. 7

В начале 1950-х гг. появляются первые электрические и электромеханические часы. Работа по усовершенствованию этого вида часов привела к созданию в 1967 году кварцевых, а 1972 – электронных часов.

Кварцевые часы. Кварц – это определенный тип кристалла, который по внешнему виду напоминает стекло. Когда на кварц воздействуют напряжением, электрическим током или давлением, кристаллический кварц вибрирует или колеблется, что очень примечательно, так это то, что частота его колебаний постоянна. Благодаря таким свойствам кварца, эти часы (кварцевые) показывают точное время.

III. Заключение.

Вот такой длинный, удивительно многообразный и интересный путь прошли часы: через огонь и воду, через лучики солнца и речной песок. Мы с детства привыкли выражению, что часы ходят: тик-так, тик-так. Оказывается, часы сравнительно совсем недавно только начали «тикать». Я бы сказал, что каждый исторический вид часов хранит в себе целую эпоху человеческой изобретательности и мудрости.

Таким образом, изучив данный вопрос и проделав ряд опытов, я убедился в том, что время можно определить не только с помощью часов, но и по солнцу, с помощью свечки, по уровню воды в колбе с отверстием, песочными, солнечными и водяными часами.

Из простых материалов я сделал 4 вида часов: солнечные, водяные, огненные и песочные. А песочных изготовил даже два, один на 2 минуты, а другой на 1 минуту. Я считаю, что их можно использовать в быту и на уроках. Например, при проверке скорости чтения. Все часы можно показывать на уроках истории как наглядный пример и использовать на внеклассных мероприятиях.

IV. Литература

1. А. Азимов. Часы, по которым мы живем. От солнечных часов до лунного календаря. - М., 2004.

2. Артемова О. В. Детская энциклопедия. Открытия и изобретения. – М., 2008.

3. Ильяшенко М.П. Большой современный справочник школьника 5 - 11классы. - Донецк, 2004.

4. Ким А. И. Большая детская энциклопедия. – М., 2005.

5. Ожегов С.И. Словарь русского языка. - М., 1988.

6. Савин А. П. и др. Детская энциклопедия Я познаю мир. – М., 1997.

7. С. Михаль "Часы. От гномона до атомных часов"

Интернет сайты: 1.http://clock-history.com/interesting-facts-about-the-hours.html

2. Песочные часы (http://class-fizika.narod.ru/tshpesok.htm)

13