Как работают песочные часы? Зачем нужны песочные часы.

Песочные часы одно из самых древних изобретений человечества , но точная дата, к сожалению, не известна. Однако по данным, которые сохранились, можно сделать вывод, что принцип, использующийся в песочных часах, был известен в Азии задолго до возникновения нашего летоисчисления. Несмотря на то, что в наше время активно развиваются часовые механизмы, песочные часы до сих пор активно используются.

Песочные часы в средние века

Большим прыжков в развитии истории песочных часов стали именно средние века . Одно из самых древних упоминаниях о часах принадлежит к 14 веку, там содержатся советы по приготовлению особого, мелкого песка для использования в песочных часах.

Песочные часы появились в Европе довольно поздно , но, несмотря на это, они быстро вошли в обиход практически каждого человека, этому способствовали низкая цена, простота в использовании, надежность, и самое главное, возможность измерить время не зависимо от времени суток, это выгодно их отличало от солнечных часов.

Самые распространенные часы имели один существенный недостаток — это сравнительно небольшой интервал, час или полчаса. Редкостью были часы, которые могли измерить 3 часа, и совсем единицы были рассчитаны на относительно большое время работы песочных часов . Это были огромные, громоздкие конструкции, которые могли отсчитывать интервалы по 12 часов.

Производство песочных часов

Самое главное значение для точности хода песочных часов имело качество песка , он должен быть просеян через многочисленные сита, тщательно высушен и отожжен. Стеклянные колбы для изготовления часов производились уже по известной технологии. В место, где стыковались колбы, вставлялась пластина, которая должна была регулировать скорость пересыпания. Что бы скрепить две колбы, место их стыка плотно обматывалось ниткой и дополнительно покрывалось смолой.

Для точности хода также имели значение форма колб и качество их поверхности. При очень длительной эксплуатации песочных часов точность их ухудшалась. Это было связано с тем, что внутренняя часть колбы постепенно царапалась песком, а также большую роль имело то, что песок измельчался в более мелкие фракции.

Песочные часы — фото

Представляем вам фото различных форм песочных часов.

Значение песочных часов

Песочные часы это символ, напоминающие нам об умеренности , о том, что время скоротечно, и не нужно чтобы отведенное время сокращалось излишествами. Два сосуда олицетворяют цикличность, смену жизни и смерти, хаоса и порядка.

Конечно, уйти от классической формы песочных часов далеко не получится , ведь две, соединенные между собой, колбы и оправа и есть основа таких часов. Но можно менять саму форму колб и поддерживающей их рамы на какую угодно. Например, отличным подарком в бизнес кругах, являются песочные часы колбы которых являются логотипом компании. Также есть возможность экспериментировать с материалами: цветные стекла, камни различных пород, дерево, металлы (возможно даже драгоценные), могут сделать песочные часы уникальными в своем роде.

Самые большие в мире песочные часы имеют высоту 11,9 метров , и их цикл составляет 1 год, это величайшее устройство для измерения времени. Эти часы в июле 2008 году можно было увидеть в Москве, на Красной площади. Самые маленькие часики высотой всего 2,5 см, создали их в Германии, в Гамбурге, песок из верхней колбы этих часов высыпается всего за 5 секунд.

Даже учитывая то, что песочные часы имеют недостатки и не самые точные, их использовали даже после изобретения механических часов, в 20 веке их использовали на телефонных станциях и в залах суда.

В настоящее время песочные часы играют больше декоративную роль , в качестве элементов дизайна интерьера. Так же это древнее изобретение используется во время проведения некоторых медицинских процедур.

Песочные часы - одни из самых древних и самых простых приспособлений для измерения времени. Колба и песок внутри, перетекающий из одной камеры в другую под силой тяжести песка - это и есть тот параметр, который отсчитывает ускользающие секунды. Период времени, который способны засечь часы, напрямую зависит от величины колбы и ширины отверстия, сквозь которое просыпается песок. Именно поэтому чаще всего встречаются часы, отсчитывающие промежуток времени в 1, 2, 5 и 30 минут: это оптимальное время для колбы малых размеров. Существуют и песочные часы, отсчитывающие временной промежуток, равный 365 дням (1 году). Вес их вместе с песком составляет около 40 тонн, а диаметр колбы такой, что внутри запросто размещается BMW. Такие песочные часы установлены в качестве украшения Кремлёвской площади и Болгарской Площади Победы.

Огромная масса - не единственная причина того, что песочные часы не отсчитывают большие временные промежутки. Дело в том, что добиться равномерного пересыпания песка крайне сложно. Со временем песок истирается, превращаясь в пыль, скорость его просачивания сквозь отверстие увеличивается, и часы начинают «спешить». Вся эволюция песочных часов построена на выборе правильного песка для часов, который бы и жил долго, и пересыпался равномерно.

Какой песок выбирают для песочных часов?

Песок для песочных часов должен обладать некоторыми свойствами: он должен иметь примерно равный диаметр, быть сыпучим, а песчинки не должны царапаться друг о друга. Именно поэтому обычный речной песок не прижился: его достаточно быстро заменили отожжённым тонкозернистым песком, который просеивался через несколько сит, что и обеспечивало примерно равный диаметр песчинок. Перед укладкой в колбу важно было полностью избавить песок от влаги, иначе его сыпучесть будет нарушена.

Ещё один популярный вариант - свинцовый песок, который изготавливался из цинковой и свинцовой пыли: такой песок меньше всего царапал внутреннюю поверхность колбы, нарушая гладкость её стенок.

Кроме свинцового и жженого песка применялся истертый мрамор, измельчённая яичная скорлупа, оксид олова и даже ртуть (благо, она не прижилась). Популярным наполнителем песочных часов стал кварц - камень, обладающий многими целебными свойствами.

Изобретатель Стефан Фарфлер внёс весомую лепту в совершенствование механизма песочных часов: он создал пружину, которая автоматически переворачивает колбы часов, меняя их местами и начиная ход времени заново. Таким образом, появилась возможность измерять большие временные промежутки, не увеличивая массу часов и диаметр их колбы.

А вот использование в песочных часах воды вместо песка положило начало созданию водяных часов (так называемой клепсидры). Но это уже совсем другая история.

Измерять время люди начали очень давно. Для этого использовались вода и солнечный свет, позднее энергия песчинок, механическая сила пружин, а в наши дни чаще всего колебания пьезокристаллов.

Когда-то одним из основных приспособлений измерения времени были песочные часы. Достоверно известно, что принцип их построения знали в Азии намного раньше до начала нашего летоисчисления. Однако в античном мире, несмотря на упоминания о бутылочных часах и попытке изготовить стекло, песочные часы не были сконструированы. В Европе же они появились в Средние века.

Документально подтвержден тот факт, что в XIV веке для производства песочных часов использовался песок из мрамора, свинцовой или цинковой пыли, кварцевый, а также из яичной скорлупы. Чем более гладким было стекло, тем выше была точность хода. Также она зависела от самого песка и от формы сосудов. Наличие диафрагмы позволяло регулировать количество и, соответственно, скорость пересыпания песчинок. Правда в те времена мастерам так и не удалось добиться точности и долговечности песочных часов из-за механического разрушения зерен.

Временной интервал, на который рассчитываются часы, обычно составлял от пары секунд до одного часа, реже несколько часов. Однако есть и исключения, которые находятся в Будапеште (Венгрия) и Ниме (Япония). Эти песочные часы достигают в высоту нескольких метров, а их цикл составляет один год.

Долгое время на кораблях использовались 30-ти секундные песочные часы, которые применяли для измерения скорости и получасовые - времени вахты. Также тридцатиминутные хронометры применялись на судебных заседаниях, а тридцатисекундные - в медицине.

В истории песочных часов известно множество попыток их усовершенствовать, например, с помощью пружинных механизмов для переворачивания, или заменяя песчинки ртутью. Вот только все эти нововведения не прижились, и современные часы такие же, как и несколько веков назад.

Сегодня мало кто использует песочные часы для измерения времени, а вот в качестве символа с ними сталкиваются очень многие. Так с пользователями операционной системы Microsoft Windows это происходит при каждом сеансе, просто указатель мыши превращается в переворачивающиеся песочные часы, показывая занятость системы.

Песочные часы - хранитель времени на нашей планете! Это один из старейших часовых механизмов. Он был придуман и воплощен в реальность даже раньше, чем началось наше летоисчисление. Только никто так и не сможет узнать, кем был тот гениальный человек, представивший ход всего времени в виде песочных часов. Истории доподлинно неизвестно, кто смог облачить такое неудержимое понятие в стеклянную колбу, наполненную кварцевыми кристаллами.

Вхождение часов в историю

Европа в Средние века активно пользовалась этим гениальным устройством для определения своего времени. Известно, что средневековые европейские монахи не представляли своей жизни без часов. Также моряки нуждались в том, чтобы понимать течение времени.

Часто использовались песочные часы, которые вели отсчет времени только полчаса. Длительность пересыпания песка из верхней части колбы в нижнюю могла быть и около часа. Несмотря на свою точность, (а часы славились именно этим), такое изобретение в будущем перестало быть популярным у людей. Хотя изобретатели очень старались и в попытках совершенствования песочных часов дошли даже до того, что смогли предоставить обществу огромную стеклянную колбу способную вести отсчет времени - 12 часов.

Как устроено "песочное" время

Для получения более точных данных о времени в производстве этого устройства использовалось только прозрачнейшее стекло. Внутри колбы делали идеально гладкими, чтобы ничто не смогло помешать песку, беспрепятственно осыпаться в нижнюю емкость. Горлышко, соединявшее две части песочных часов, снабжалось специальной регулирующей диафрагмой. Через ее отверстие крупинки равномерно и беспрепятственно переходили из верхней части в нижнюю.

Время - песок

Для более точного хода часов его главный элемент - песок - подвергали тщательной подготовке:

• Красноватая цветовая гамма содержимого часов получалась посредством жжения обычного песка и переработки его через множество самых тонких ситечек. Такие сита даже не давали шанса плохо отшлифованной и не растертой песчинке "проскочить" в общую массу.
• Пески светлой гаммы получали из обычной яичной скорлупы. Скорлупа сначала тщательно выбиралась. После неоднократной просушки и промывания ее подвергали поджариванию. Затем наступала пора измельчения - для будущего песка. Кусочки скорлупы несколько раз перемалывались и подвергались прохождению сквозь уже знакомые нам сита мелких фракций.
• Свинцовая пыль и пыль из цинка также использовались в для таких часов.
• Известны случаи измельчения мрамора в тонкую пыль, для наполнения песочных видов часов. В зависимости от цвета мрамора получалось черное или белое содержимое колбы.

Несмотря на то что время песочные часы показывали наиболее надежнее, чем другие виды, их тоже приходилось менять. Стеклянные, идеально гладкие внутри изделия спустя некоторый период покрывались микроцарапинами. И, естественно, от этого начинала страдать точность хода часов. Наиболее предпочтительным для пользователей этого устройства являлось наличие часов со свинцовым наполнителем. Он, благодаря своей равномерной зернистости, меньше портил внутренности колбы, от этого часы дольше служили.

В наши дни часы, наполненные сыпучим содержимым, чаще всего используют как украшение для интерьера. А за дорогими старинными моделями, задекорированными драгоценными элементами, ведут охоту любители антикварных вещей.

Кстати, есть некоторые места, где использование этого изобретения не прекращалось даже в 20 веке. Такие изделия отсчитывали время в залах суда. Правда, имели они автоматизированный опрокидывающий механизм. Также телефонные станции широко использовали песочные часы. Из-за их короткого цикла часы отлично справлялись с указыванием времени в коротких переговорах по телефону.

Песочные часы. Прошлое, Настоящее и Будущее.

Как всё начиналось.

До изобретения механических часов, часы использовали движение Солнца или простые измерительные приборы для учёта рабочего времени. Солнечные может быть самый древний прибор по определению времени, они до сих пор используются во многих парковых зонах как популярный аксессуар, привлекающий к себе внимание, но вызывая лишь визуальный интерес, ни о каком практическом применении речи не идёт. Стоунхендж, гигантский памятник, построенный из вертикальных камней на равнине Солсбери в Уилтшире в Англии, возможно, использовался в качестве солнечных часов и в качестве календаря. Солнечные часы имеют очевидные недостатки, они не могут использоваться в помещении, в ночное время и пасмурные дни.

Другие простые измерительные устройства также использовались для определения промежутков времени. Можно выделить четыре основных типа таких устройств, которые можно использовать в помещении и вне зависимости от погоды и времени суток. Часы свеча – это свеча с линиями, нанесёнными прямо на её теле, обычно отмечали длительность в один час. По количеству сгоревших отметок определяли пройденное время. Но часы свечи имели недостатки, определение времени было довольно условным потом у что, различный состав воска, фитиль, а так же сквозняки и другие факторы сильно влияли на процесс горения свечи. Часы масляная лампа – использовались в 18 веке, это был усовершенствованный вариант часов свеча. Суть заключалась в том, что на резервуаре с керосином была шкала, и в процессе его выгорания вёлся учёт времени. Такой вид часов был более устойчив к влиянию окружающей среды и материалов. Водяные часы также использовались для контроля времени, вода капала из одного резервуара в другой, на котором были нанесены отметки с промежутками времени. Или просто вода из резервуара капала на землю(если воду не экономили), резервуар как и во всех предыдущих вариантах имел шкалу. Водяные часы также известны как клепсидра.

История.

Использовались ещё древними греками и римлянами. Первые исторические ссылки на песочные часы появляются в III веке до нашей эры. История так же свидетельствует, что песочные часы использовались в Сенате Древнего Рима, во время выступлений и песочные часы становились всё меньше и меньше, возможно, в качестве показателя качества политических речей. В Европе первые песочные часы появились в восьмом веке. К началу XIV века песочные часы широко используются в Италии и к концу века во всей Европе. Песочные часы имеют тот же принцип что и клепсидра. Две стеклянные колбы соединены узким горлышком, так что песок(с относительно однородным размером зерна) проходит от верхней колбы к нижней. Стеклянные ёмкости заключены в обрамляющий каркас, позволяющий легко переворачивать песочные часы, для того чтобы начать новый отсчёт времени. Песочные часы находят применение повсеместно, в частных домах на кухнях, в церквях для контроля длины проповеди, в лекционных залах университетов, в магазинах ремесленников. Медицинские работники используют миниатюрные песочные часы с длительностью пол или одной минуты, для отсчёта пульса и других медицинских процедур, практика применения таких часов продолжалась вплоть до 19 века.

Материал.

Стекло для песочных часов выполнено из того же материала, что и все другие виды выдувного стекла. Песок является самым сложным компонентом песочных часов. Не все типы песка можно использовать, так как крупинки песка могут быть слишком угловаты и не смогут должным образом протекать через горловину песочных часов. Песок с солнечных пляжей выглядит заманчиво, но совершенно не подходит для часов, так как он слишком угловатый. Мраморная пыль, пыль других скальных пород, мелкие круглые песчинки как у речного песка лучше всего подходят для песочных часов. Что любопытно, в средние века книги для домохозяек содержат рецепты приготовления клея, красок, мыла, а так же песка для песочных часов. Возможно лучший песок, это вовсе не песок, а стеклянные крохотные шарики диаметром 40-160мкм. Кроме того такие стеклянные гранулы можно сделать в различной цветовой гамме, что даёт возможность подобрать песочные часы под интерьер помещения где они будут располагаться.

Дизайн.

Дизайн и концепция обычно являются наиболее сложным этапом в производстве песочных часов. Мастер по производству часов должен одновременно хорошо ориентироваться в мире дизайна, быть художником, хорошо контактировать с общественностью, а так же хорошо знать технологию производства. Люди и компании, заказывающие песочные часы, хотят чтобы они отражали их характер, стиль бизнеса, а так же содержали материалы связанные с их продуктами. После того как разработка дизайна завершена, фактическое производство часов довольно простое.

Песочные часы имеют различные формы и размеры, самые маленькие размером с запонку, а наиболее крупные размером в 1 метр. Песочные могут иметь почти круглые, продолговатые колбы, а могут содержать их не две, а образовывать каскады. Фигура песочные часы очень популярна.

Процесс производства.

После того как с дизайном и выбором материалов всё решено, тело песочных часов выдувается на стеклянно-токарном станке до размера, соответствующего размеру временного интервала песочных часов. Рамка часов предоставляет возможность для фантазии и может быть выполнена в настоящее время из многих материалов. Одно из самых больших заблуждений является то, что существует формула для определения количества песка, находящегося в часах. Количество песка в песочных часах не подлежит анализу или расчёту. Тип зёрен песка, шероховатость стекла, дизайн и форма отверстия накладывают слишком много переменных для определения скорости прохождения песка через горловину песочных часов, так что количество песка не может быть математически рассчитано. Процесс обстоит так, перед тем как загерметизировать верхнюю колбу в неё добавляют песок и пропускают его через горловину песочных часов в количестве соответствующем предписанному интервалу времени. После завершения расчётного периода времени, песок, оставшийся в верхней части колбы высыпают и герметизируют колбу. Заказчик является полноправным участником производства, ведь все его пожелания учитываются и строго выполняются. Конечным результатом является то, что клиенты получают изделия ручной работы, которые соответствуют их требованиям и вызывают исторические и художественные ассоциации. Песочные часы являются эстетическим украшением, а не точными часами.

Будущее и Песочные часы.

Песочные часы, казалось бы, не имеют будущего. На самом деле, красивая форма самой стеклянной колбы, изящно исполненная рамка, цвет песка могут идеально дополнить интерьер, описать какой либо случай из жизни. Конечно может быть массовое производство песчаные часы не получат, но для ценителей времени, прекрасного, коллекционеров такой объект будет всегда желанным.