Zegar astronomiczny: opis, cechy konstrukcyjne. Słynny zegar astronomiczny

Termin "zegar astronomiczny" w różnych katalogach ma niejednoznaczne znaczenie. Współczesne encyklopedie i źródła naukowe kategorycznie stwierdzają, że jest to precyzyjny instrument stosowany w astronomicznych obserwacjach i do przechowywania czasu (i dalej - dopuszczalny) błąd absolutny w milisekundach). "Słownik Brockhausa i Efrona" prowadzi i druga interpretacja.

Jakie godziny należy uznać za astronomiczne?

Zgodnie z definicją tej publikacji zegar astronomiczny można uznać za urządzenie spełniające funkcje nie tylko dokładnego chronometru, ale także "mechanicznego" planetarium, które demonstruje ruch dużych ciał niebieskich Układu Słonecznego, fazę księżycową rzutowaną na gwiaździste niebo. Najbardziej złożone zegarki tej klasy są w stanie odzwierciedlić ponad sto różnych zmiennych, które są bezpośrednio związane z astronomią, a najlepsze przykłady to nie tylko dzieła sztuki inżynieryjnej, ale także największe arcydzieła kultury światowej.

Artefakt Antikythera

Wychowany z dna morskiego w pobliżu wyspy Antikythera (Grecja) w 1902 roku, fragmenty starożytnego mechanizmu zszokowały archeologów i badaczy. Wiek części znacznie uszkodzonych przez czas (brązowe koła zębate, tarcze i ręce) oszacowano na 2200 lat. Przed tym odkryciem najśmielsze założenia dotyczące wynalazku i stworzenia przekładni zębatych zostały przypisane do 800 roku.

Przez ponad sto lat fragmenty zostały starannie przestudiowane, odszyfrowane cudownie ocalałe inskrypcje. Dopiero zastosowanie nowoczesnych metod badawczych (tomografii komputerowej, wielomianowego mapowania tekstur) pozwoliło nam stworzyć model mechanizmu anty-kiterowego i zdefiniować jego funkcjonalność. Urządzenie zidentyfikowano nie tylko jako zegar astronomiczny, demonstrujący aktualną pozycję Słońca, Księżyca i pięciu planet znanych w tym czasie na tle konstelacji zodiaku, ale także jako pierwszy analogowy komputer w historii ludzkości zdolny do określenia ich miejsca w sferze niebieskiej w dowolnym czasie w przeszłości i przyszłości , aby wykonywać operacje arytmetyczne. Badania nad artefaktem trwają nadal i być może czekamy na nowe odkrycia.

Stworzenie Giovanni Dondi

W źródłach historycznych pojawiają się dość wczesne odniesienia do zegarmistrzów i ich produktów, ale minione stulecia nie pozostawiły żadnych nazw ani żadnych szczegółów. Zobacz J. Dondi - jest to pierwsze tego typu urządzenie, którego istnienie zostało udokumentowane.

Niestety mechanizm włoskiego zegarmistrza nie został zachowany. Został spalony wraz z klasztorem św. Justusa, gdzie był przechowywany do 1809 roku. Historycy mają tylko dokładny opis sporządzony przez samego Włocha.

J. Donnie (1318-1387) stworzył swoje dzieło przez ponad 15 lat. Zegar astronomiczny (Astrarium) został zainstalowany na placu w Padwie w 1364 roku. Zastosowane rozwiązania techniczne były co najmniej o sto lat wyprzedzające ich czas. Aby zrekompensować drgania Księżyca (drobne oscylacje wahadła), master używał kół zębatych o nierównej odległości kątowej między zębami. Tarcze mogą być używane do określenia rocznych dat toczących się świąt katolickich.

Słynny zegar astronomiczny

Wiele planetariów mechanicznych stało się ozdobą i integralną częścią miast Europy Zachodniej. Wśród nich są zegarki w katedrach w Strasburgu (Francja) i Lund (Szwecja), na rynku w Ołomuńcu (Czechy), a także słynne dzwonki Feichtingera (Austria, Linz). Zegar astronomiczny Katedra Świętego Piotra (Beauvais, Francja) są uważane za największe na świecie (1868). Przy wysokości 12 m, szerokości - 6 mi głębokości około 3 metrów produkt zawiera ponad 90 tysięcy części.

I jeden z najstarszych na świecie jest znany zegar wieżowy Lyon, pierwsza wzmianka, która odnosi się do roku 1379. Na ich trzech tarczach można znaleźć dane o czasie i kalendarzu, lokalizację ciał niebieskich nad francuskim miastem i święta kościelne do 2019 r.

W 1562 roku zegar został zniszczony, ale pod koniec XVII wieku został przywrócony przez Guillaume Nurrisson. Przy odnawianiu dodano jeszcze jeden poziom. Od południa do godz. 15.00 każda godzina pieczenia jest ogłaszana przez płacz koguta, a pod melodyjnym dzwonkiem automatyczna figura odtwarza sceny Zwiastowania.

Zegar astronomiczny w Pradze

Stare Miasto Orloj - kuranty, które otrzymały własną nazwę i stały się prawdziwym symbolem stolicy Republiki Czeskiej. Dekorują wieżę ratusza od 1410 roku. Autorem projektu zegarków jest astronom i matematyk Jan Shindel. Według jego szkiców mistrz z Kadani Mikulas stworzył najstarszą część Orloju - zegar i mechanizmy astronomiczne.

Dekoracja rzeźbiarska została przeprowadzona w pracowniach architekta P. Parléř. A jeśli nie weźmiesz pod uwagę obowiązkowych prac konserwatorskich, goście stolicy Czech widzą dzwonki prawie nietknięte. Wyjątkiem jest wskaźnik faz księżycowych, wyposażony w 1597, liczby Śmierci i dwunastu apostołów (1659).

Oryginalna tarcza kalendarza, wykonana pod koniec XV wieku przez mistrza Jana Rougeta, nie została zachowana. Autorem aktualnej wersji jest praski archiwista K. Y. Erben. Mechanizm został zamontowany w 1866 roku. Dekoracja tarczy jest dziś kolejną kopią oryginalnego dzieła artysty J. Manesa.

Orloj to nie tylko zegar astronomiczny. W Pradze wiąże się z tym wiele legend, z których jedna twierdzi, że nic nie zagraża mieszkańcom Republiki Czeskiej, dopóki poruszają się strzały Orloj.

Od wieży do kieszeni

Z biegiem czasu funkcje astronomiczne stały się popularne w chronometrach osobistych - w urządzeniach podłogowych, stołowych, a nawet przenośnych.

Wyjątkowe zegary astronomiczne, stworzone przez wynalazcę Uralu z krainy pań, E. G. Kuznetsova (Rzepinsky'ego) ponad 250 lat temu, można dziś zobaczyć w Muzeum Historyczno-Technicznym "Dom Cherepanow" (N. Tagil). Płyta czołowa, oprócz tarczy wskazującej godziny i minuty, zawiera sloty, które demonstrują fazy księżyca i położenie słońca. Mechanizm kalendarza, oprócz zwykłych danych (dzień, miesiąc, rok), pokazuje świętych - nazwa świętego odpowiadającego konkretnemu dniu jest wyświetlana w osobnym oknie. Zegar gra sześć kompozycji muzycznych. Część teatralna przedstawia sklep kowalski.

Inni pomysłowi rosyjscy mechanicy i wynalazcy również podziwiają i projektują - I. P. Kulibina, L. S. Nechaev.

Materia życia

Dane Jens Olsen poświęcił swoje życie swojemu zegarkowi. Od dzieciństwa marzył o byciu zegarmistrzem, a po obejrzeniu zegara astronomicznego w Strasburgu w 1897 r. Postanowił stworzyć równie wyrafinowany mechanizm. Na obliczeniach i sporządzeniu rysunków mistrz trwał około 30 lat. Dopiero w 1943 roku przydzielono mu niezbędne pieniądze. Realizacja projektu zajęła kolejne 12 lat, a Olsen niestety nie widział zegarka w metalu i szkle. Zmarł w 1945 r., A dzieło kontynuował jego uczeń O. Mortensen.

Zegarek Jensa Olsena w momencie uruchomienia w grudniu 1955 r. W gminie Kopenhaga został uznany za najbardziej złożone urządzenie mechaniczne na świecie (15448 części).

Oprócz zwykłych funkcji zegar Olsena pokazuje ruch wszystkich znanych planet (poza Plutonem), precesję osi Ziemi (obrót na 25753) i gwiaździste niebo nad Danią, wykazując jednocześnie zadziwiającą dokładność (błąd 0,4 sekundy na 300 lat).

Opiekunowie czasu

Nie zapomnij o jeszcze jednej funkcji chronometrów gwiazdowych - przechowywaniu dokładnego czasu. Do XX wieku zadanie to przypisano dokładnemu zegarowi astronomicznemu z drugim wahadłem. Aby zapewnić jednolitość wibracji, staraliśmy się stworzyć idealne warunki:

• stała temperatura;
• zmniejszone ciśnienie powietrza;
• eliminacja lub kompensacja nawet niewielkich zewnętrznych efektów mechanicznych.

Wysoka dokładność została zademonstrowana przez instrumenty Krótkiego z dwoma wahadłami i granicą dobowej zmiany skoku do 0,003 sekundy. Wartość ta została zredukowana przez polecenie z lat 50. ubiegłego wieku do radzieckiego naukowca i inżyniera, F. M. Fedczenki, poprzez poprawę kompensacji termicznej wahadła i opracowanie nowego projektu zawieszenia.

Istota wynalazku polega na tym, że swobodny wahadło jest połączone z mechanizmem zegarowym tarczy tylko obwodem elektrycznym, co umożliwia umieszczenie uszczelnionego cylindra z wahadłem w idealnych warunkach (głęboka piwnica lub termostatowany pokój), a także chronometru - bezpośrednio na miejscu obserwacji. Elektroniczno-mechaniczny zegar astronomiczny Fedczen zakończył ewolucję urządzeń wahadłowych.

Standardy atomowe

Zegarki kwarcowe nie są dostępne jako próbka czasu odniesienia. Chociaż dokładność ich postępu wynosi kilka tysięcznych sekundy na dzień, kryształ kwarcowy ulega starzeniu, a błąd postępuje.

Zegar atomowy opiera się na wykorzystaniu poziomów energii kwantowej atomów (cząsteczek) jako źródła częstotliwości rezonansowej. Przejścia układu "jądra atomowego - elektrony" z poziomu na poziom tworzą pozór obwodu oscylacyjnego. Od 1967 r. Czas trwania przejścia 9192631770 między poziomami stanu podstawowego stabilnego izotopu cezu 133 jest przyjmowany w ciągu jednej sekundy.

Dzisiejsze zegar atomowy - To całkowicie autonomiczne urządzenie. Trwają prace nad miniaturyzacją. Pierwsza partia zegarków atomowych została już wydana w USA.