¿Qué pasó con las herramientas de cronometraje de las personas?
Durante miles de años, el ser humano ha utilizado diversos dispositivos para saber la hora y dar la hora. El sistema de hora sexagesimal actualmente en uso se remonta a Sumeria, alrededor del año 2000 a.C. El antiguo Egipto dividía el día en dos partes, cada parte se dividía en 12 horas y utilizaba un gran obelisco para seguir el movimiento del sol. También inventaron el reloj de agua. La diócesis de Amón-Re fue probablemente el primer lugar donde se utilizaron relojes de agua, y más tarde también fuera de Egipto los antiguos griegos utilizaron a menudo un tipo de reloj de agua llamado clepsidra; Casi al mismo tiempo, se cree que la dinastía Shang utilizó relojes con fugas: las clepsidras pueden haber sido introducidas desde Mesopotamia ya en el año 2000 a.C. Otros relojes antiguos incluyen relojes de vela, utilizados en China, Japón, Gran Bretaña e Irak; relojes de sol, ampliamente utilizados en la India y algunas partes de Europa, y un reloj de arena, que funciona como un reloj de agua.
Las primeras herramientas de cronometraje dependían de la sombra del sol para decir la hora, por lo que eran inútiles en días nublados o de noche; y si la "aguja" no coincidía con el eje de la Tierra, estas herramientas de cronometraje lo tenían. recalibrarse según los cambios estacionales.
El primer reloj con escape apareció en China en el siglo VIII. En 165438+siglo XX, los ingenieros musulmanes inventaron el reloj impulsado por pesas. A principios del siglo XIV, Europa inventó el reloj mecánico. Hasta el siglo XX, los relojes mecánicos eran el dispositivo estándar para medir el tiempo. En el siglo XX se inventaron los osciladores sensibles al tiempo y luego los relojes atómicos. El oscilador de tiempo se utilizó originalmente sólo en laboratorios, pero luego se utilizó en relojes porque era fácil de producir y preciso. Los relojes atómicos son más precisos que todos los dispositivos de cronometraje, por lo que pueden usarse para calibrar otros relojes. Y se utiliza para calcular el tiempo atómico y el tiempo universal coordinado.
Herramientas antiguas de cronometraje
Muchas civilizaciones antiguas determinaban la hora, las fechas y las estaciones mediante la observación de cuerpos celestes, generalmente el sol y la luna. El sistema de tiempo sexagesimal comúnmente utilizado en la sociedad occidental actual se remonta a Mesopotamia y al antiguo Egipto, hace unos cuatro mil años, se desarrollaron sistemas similares en Mesoamérica;
Los primeros calendarios probablemente fueron creados por cazadores-recolectores a finales de la Edad del Hielo. Usaron herramientas como ramas y huesos para registrar las fases de la luna y las estaciones. Stonehenge existe en todo el mundo, especialmente en la Europa prehistórica, como Stonehenge en Inglaterra. Se cree que Stonehenge predice los equinoccios o solsticios (también conocido como segundo solsticio; solsticios) y así sucesivamente. Esas civilizaciones megalíticas no dejaron registros históricos; por lo tanto, los humanos modernos saben poco sobre sus calendarios o métodos de cronometraje.
3500 a.C. a 500 a.C.
El Reloj de la Sombra del Sol fue el primer dispositivo que pudo medir el tiempo[9]. Se sabe que el reloj de sombra más antiguo proviene de Egipto y está hecho de esquisto verde. El obelisco construido en el antiguo Egipto alrededor del 3500 a. C. es también uno de los primeros relojes de sombra solar.
El reloj solar egipcio dividía el día en diez partes, más cuatro "horas vespertinas": dos por la mañana y dos por la tarde. Existe una especie de reloj de sombra que consta de un poste largo y un travesaño superior. Hay cinco marcas desiguales en el poste largo, sobre las cuales se proyecta la sombra del travesaño. La barra transversal apunta al este por la mañana y al oeste al mediodía. El obelisco funcionaba de manera similar: se proyectaba una sombra sobre las marcas que lo rodeaban para que los egipcios pudieran saber la hora. El obelisco podría indicar la mañana o la tarde, el solsticio de verano o el solsticio de invierno.
El reloj de agua más antiguo conocido fue encontrado en la tumba del faraón Amenhotep I (1525-1504 a.C.), lo que demuestra que los relojes de agua se utilizaron por primera vez en el antiguo Egipto. Por otro lado, se cree que el reloj de arena también fue inventado por los antiguos egipcios. Además, a partir del año 600 a. C., Egipto comenzó a utilizar una plomada llamada mekte para medir la noche. La plomada de esta herramienta es consistente con la plomada de Gou Chenyi (Polaris), formando un anillo de meridiano norte y sur. Cuando una estrella específica cruza esta línea, indica la hora exacta.
500 a. C. al 1 a. C.
Después de que Platón introdujo el reloj de agua (clepsidra) en la antigua Grecia, el reloj de agua se convirtió en una herramienta de cronometraje ampliamente utilizada en la antigua Grecia. Platón también inventó el despertador basándose en el reloj de agua. Los griegos y los neobabilonios hicieron del registro del tiempo una parte importante de la observación celeste. La clepsidra también se utilizó en las cortes griegas y posteriormente romanas.
Aunque el reloj de agua es mejor que el reloj de sombra, se puede utilizar en interiores, de noche y en días nublados, pero no es preciso; Por ello, los griegos buscaron formas de mejorar sus relojes de agua[18].
Hacia el año 325 a. C., la precisión del reloj de agua había mejorado mucho, aunque todavía no era tan buena como el reloj de sombra solar. El reloj en ese momento tenía una esfera con una manecilla de hora, lo que hacía más fácil leer la hora con precisión. Un problema común con los relojes de agua es la presión del agua: cuando el recipiente se llena de agua, el aumento de la presión del agua hace que el agua fluya más rápido. Los expertos en relojes griegos y romanos comenzaron a resolver este problema en el año 100 a. C. y en los siglos siguientes se realizaron mejoras. Para contrarrestar los efectos del aumento del flujo de agua causado por la alta presión del agua, los contenedores de agua tienen forma cónica, con una parte superior ancha y un fondo estrecho. Entonces, aunque el nivel del agua baje la misma distancia, saldrá más agua cuando el recipiente esté lleno que cuando esté medio lleno. Pero algunas cuestiones aún no se han resuelto, como el efecto de la temperatura. Cuando hace frío, el agua fluye lentamente e incluso puede congelarse.
Aunque los griegos y romanos mejoraron mucho la tecnología de los relojes de agua, continuaron utilizando relojes de sombra. Se dice que Theodo, matemático y astrónomo, inventó el reloj de sol cósmico. Este reloj de sol puede indicar con precisión la hora en cualquier lugar de la Tierra, pero la gente moderna sabe muy poco al respecto. Durante el reinado del emperador Augusto, los romanos construyeron el reloj de sol más grande de la historia: el Solarium Augusti. Su aguja es el obelisco de Heliópolis.
1-1500 d.C.
Reloj de agua
Joseph Needham especuló que el reloj de agua (la clepsidra) pudo haber sido introducido en China desde Mesopotamia posiblemente antes que el. Dinastía Shang en el siglo II a.C., pero no más tarde del siglo I a.C. A partir de la dinastía Han (202 a. C.), el vino Po-cauldron fue reemplazado gradualmente por el vino Po-cauldron, que se caracterizaba por una flecha rota que flotaba en la superficie de la olla, indicando la hora a medida que subía la superficie del agua.
Reloj de Vela
Es imposible verificar la hora y el lugar en que se utilizó por primera vez el reloj de vela. Sin embargo, la primera mención de relojes de velas se encuentra en un poema chino escrito en el año 520. El poema dice que encender velas es una forma de medir el tiempo durante la noche. En Japón todavía se utilizaban relojes de velas similares hasta principios del siglo X.
Zhong Hunan
Además de los relojes de agua, los relojes mecánicos y los relojes de velas, en el Lejano Oriente también se utilizaban relojes de incienso. Las campanas de incienso se utilizaron por primera vez en China alrededor del siglo VI. En Shokura, Japón, todavía se conserva una campana de incienso, pero el texto está en sánscrito en lugar de chino. Debido al uso frecuente del sánscrito en el budismo, Edward Shafir especuló que la campana de incienso se usaba en los rituales budistas y fue inventada por los indios. Los relojes de incienso son similares a los relojes de velas, pero arden uniformemente sin llamas, por lo que son más precisos y seguros que los relojes de velas cuando se usan en interiores.
Reloj de agua con escape
El primer reloj de agua con escape fue construido en Chang'an por un grupo de monjes y matemáticos tántricos, así como por el funcionario gubernamental Liang Lingzan. Este reloj de agua de escape es un instrumento astronómico. Una fila de relojes de escape siguen siendo relojes de agua, por lo que se verán afectados por los cambios de temperatura. En 976, Zhang Sixun resolvió este problema. Reemplazó el agua con mercurio, que permaneció líquido cuando la temperatura bajó a -39 grados centígrados.
Cronómetro
Tabla de imágenes de transporte acuático
En el primer año de Yuanyou (1086), cuando Su Song inspeccionó la esfera armilar de la Oficina Taishi, determinó para combinar la esfera armilar, el elefante y el cronómetro se combinan en uno solo. Su Song visitó a Han Gonglian, Ministro de Asuntos Civiles, y obtuvo el "Esquema del instrumento del Dharma" escrito por Zhang Heng y Zhang Sixun. La construcción comenzó en el tercer año de Yuanyou (1088) y la "plataforma de instrumentos de transporte acuático" se completó en el séptimo año de Yuanyou (1092).
La plataforma de imágenes del instrumento de transporte acuático es similar a un observatorio, de unos 12 metros de alto, 7 metros de ancho y dividida en tres pisos. La capa superior es una esfera armilar (utilizada para mediciones celestes), la capa intermedia es una esfera armilar (demostración del movimiento del cuerpo celeste) y la capa inferior es Chensi (temporizador automático). Todo el proceso es impulsado por energía hidráulica y puede indicar la hora con precisión. Needham señaló que este era el antepasado directo de los relojes astronómicos europeos. En los primeros años de la vida de Yu Shaosheng, Su Song escribió un libro "Lo esencial de nuevos instrumentos e imágenes", que presenta en detalle las funciones generales, más de 150 piezas y más de 60 ilustraciones de la plataforma de instrumentos de transporte acuático.
Durante el desastre de Jingkang (1127), los soldados Jin saquearon los instrumentos y cámaras transportados por el agua hasta Yanjing (Beijing) y los colocaron en la Plataforma Cuatro Celestiales. En el segundo año de la dinastía Jin (1214), fue abandonado debido a problemas de transporte, pero nadie pudo entender los manuscritos conservados por Xie Su en la dinastía Song del Sur.
Herramientas modernas de cronometraje
Reloj mecánico
El reloj mecánico fue inventado por un grupo de monjes y un funcionario Liang Lingzan. Desde la dinastía Yuan hasta la dinastía Ming, los relojes se deshicieron de la estructura de los instrumentos astronómicos y lograron nuevos avances revolucionarios. Guo Shoujing a principios de la dinastía Yuan y Zhan Xiyuan a principios de la dinastía Ming crearon "Big Lamp Glass" y "Five-Wheel Hourglass".
Al adoptar una estructura mecánica y agregar diales y manecillas para indicar la hora, se demuestra claramente su avance mecánico y la puntualidad eléctrica es más precisa.
En el siglo XIV d.C., los relojes mecánicos se utilizaban ampliamente en los países occidentales. En el siglo XVI, el científico otomano En: Taqi Aldin inventó el despertador mecánico.
Reloj de Péndulo
En 1583, el italiano Galileo Galilei estableció la famosa teoría de la isocronía, que es la base teórica del péndulo. En 1656, el científico holandés Christian Huygens aplicó la teoría de Galileo para diseñar un péndulo. Al año siguiente, bajo su dirección, el joven relojero S. Coster fabricó con éxito el primer reloj de péndulo. En 1675, reemplazó el péndulo original por una espiral, formando así un pequeño reloj con un resorte como fuerza y la espiral como mecanismo de regulación de velocidad. También proporcionó las condiciones para la fabricación de relojes de bolsillo portátiles.
Reloj de Bolsillo
Durante el siglo XVIII se inventaron diversos escapes, sentando las bases para el desarrollo de los relojes de bolsillo. El inglés George Graham perfeccionó el escape I-wheel en 1726; era diferente de la estructura de escape de eje vertical inventada anteriormente, por lo que el movimiento del reloj de bolsillo era relativamente delgado. Además, alrededor de 1757, el inglés Thomas Mudge inventó la estructura de escape de horquilla, que mejoró aún más la precisión de la sincronización de los relojes de bolsillo. Durante este período, hasta el siglo XIX, se produjeron un gran número de fabricantes de relojes, lo que impulsó el desarrollo de los relojes de bolsillo.
Mira
En 1904, el aviador Alberto Santos-Dumont le pidió a su amigo, el relojero francés Louis Cartier, que diseñara un reloj que pudiera usarse en vuelo. De hecho, Patfila ya había inventado el reloj en 1868, pero en aquella época, este tipo de relojes de pulsera para mujer sólo se utilizaban como joyería. Louis Cartier creó el reloj Santos, el primer reloj práctico diseñado para hombre.
Oscilador de cristal
En 1921, Walter G. Cady fabricó el primer oscilador de cristal de cuarzo. En 1927, Warren Marison y JW Horton construyeron el primer reloj de cuarzo en los Laboratorios Bell de Canadá. En las décadas siguientes, los relojes de cuarzo compuestos por tubos de vacío eran voluminosos y sólo podían instalarse en laboratorios.
Del año 65438 al 0969, Seiko produjo el primer reloj de cuarzo del mundo, el Astron. Su precisión y bajos costes de producción hicieron que los relojes de temporada fueran muy populares.
Reloj atómico
Los relojes atómicos son más precisos que todos los dispositivos de cronometraje. Después de decenas de miles de años, solo pasarán unos segundos, por lo que pueden usarse para calibrar otros relojes. El primer reloj atómico se inventó en 1949 y ahora se exhibe en el Instituto Smithsonian. El reloj atómico de cesio de la Oficina Nacional de Estándares (también conocido como EN: Instituto Nacional de Estándares y Tecnología) tiene un error anual de sólo 30 milmillonésimas de segundo.
Datos de referencia
La medición del tiempo: tiempo, frecuencia y relojes atómicos
Cambridge University Press, 2001
Construí una guía que utiliza la historia como guía del grupo de conocimiento histórico. Espero que apoyes más a nuestro grupo en el futuro. Si tienes alguna pregunta histórica, puedes consultarme.
Consulta (aunque nuestro grupo es nuevo, hay muchos expertos)
Además, puedes hacerme preguntas sobre matemáticas, física y astronomía. Gracias.