İçerik
- Analog Saatin İçinde Neler Var?
- Sarkaçlı Saatler: İlk Modern Saat
- Analog Saat İçine Bir Bakış
- Yay Tahrikli Analog Saatler
- Akülü Kuvars Saatler
- Atomik Saatler Üzerine Son Not
Saatler, bilgileri nasıl gösterdiklerine bağlı olarak iki geniş kategoriye ayrılabilir.
Analog, aka mekanik, saatler geçerli saati göstermek için hareketli eller kullanır. Dijital Öte yandan, saatler, saati genellikle bir LCD ekran veya başka bir elektronik ekran aracılığıyla bir dizi sayı halinde gösterir.
(Analog göstergeli elektronik bir saate sahip olmak teknik olarak mümkündür, ancak çok nadirdir - biz kullanacağız analog ve mekanik eş olarak.)
Analog Saatin İçinde Neler Var?
Her saat üç temel bölüme ihtiyaç duyar:
En temel ifadeyle, saat kullanan bir cihazdır. enerji için Görüntüle Zaman, bir zaman tutma mekanizması.
Çok basit bir analog saat - kum dolu bir kum saati düşünün. Onun enerji kaynak yerçekimi çekme, onun Görüntüle her iki yarıda da tutulan kum miktarı ve zaman tutma mekanizma, kumun iki yarı arasındaki dar açıklıktan aktığı nispeten sabit orandır.
Daha karmaşık analog saatlerde, üç temel parça dişliler, makaralar ve diğer mekanik sistemler aracılığıyla birbirine bağlanır.
Modern saatlerde, mekanik parçalar, kablolar ve elektrik akımları ile değiştirilebilir. Şimdiye kadar yapabileceğimizden daha fazla olası yapılandırma var, o yüzden belirli bir saat türüne yakından bakalım.
Sarkaçlı Saatler: İlk Modern Saat
Sarkaç saatler muhtemelen ilk modern saatler.
Bir sarkaç, hatırlayacağınız gibi, sabit bir noktadan asılan ve ileri geri sallanmasına izin verilen bir ağırlıktır - bir çift kulaklığı sarkarak basit bir tane yapabilirsiniz.
17. yüzyılın başında, İtalyan bilim adamı Galileo Galilei’nin fizik deneyleri, sarkaçların bu eşsiz özelliğini keşfetmesine yol açtı: her zaman tam bir dönüşü tamamlamak için aynı süreyi kullanın.
Bu, hava direnci ve diğer faktörler, bir sarkacın durdurulana kadar, her bir salınımla ne kadar hareket ettiğini yavaşça azalttığı durumlarda bile geçerlidir.
Sarkaçların bir saat mekanizması içinde zaman tutma potansiyeli olduğunu hemen anladı, ancak 1656 yılına kadar Galileo’nun çalışmalarından ilham alan Hollandalı bilim adamı Christiaan Huygens’in çalışma sarkaçlı bir saat tasarlaması değildi.
Huygens, tasarımını uygulama becerisine sahip değildi, bu yüzden profesyonel saatçi Salomon Coster'i kurması için işe aldı.
Analog Saat İçine Bir Bakış
Sarkaçlı saatlerin, yukarıda kullandığımız üç parçalı arızaya (zaman tutma mekanizması, enerji kaynağı ve ekran) göre nasıl çalıştığına bakalım.
Enerji kaynağı: Bir kum saati gibi, ilk sarkaçlı saatler, yerçekimini, makaralardan sarkan bir ağırlık sistemi aracılığıyla enerji üretmek için kullandılar. Bir tuşa basıldığında, saat ağırlık olarak kaldırılır, ağırlıklar kaldırılır ve ağırlıkları yerçekimine karşı yukarı tutarak potansiyel enerji depolanır.
Zaman İşleyiş Mekanizması: Bir sarkaç ve bir bileşen saat maşası Ağırlıklardaki enerjinin serbest bırakılma oranını düzenler. Çıkışta, yalnızca belirli adımlarla veya “keneler” içinde hareket edebilmesini sağlayan çentikli bir tekerlek bulunur.
Sarkacın tamamlanan her salınması, çıkışta bir onay işareti bırakır ve bu da ağırlıkların küçük bir parça düşmesini sağlar.
Görüntüle: Saatin elleri, dişli tertibatı üzerinden mekanizmanın geri kalanına bağlanır.
Kaçma bir kene enerji serbest bıraktığında, dişliler döner ve eller doğru miktarda hareket eder.
Daha sonraki tasarımlarda yaygın olan bir saniyelik sarkaç salınımını varsayarsanız, her kene saniye elini saat yüzünün yaklaşık 1 / 60'ında hareket ettirir.
En basit ifadeyle: enerji yükseltilmiş ağırlıklar kullanılarak depolanır, daha sonra kesin bir oranda serbest bırakılır. zaman tutma sarkaç mekanizması Görüntüle Geçerli saati göstermek için
Yay Tahrikli Analog Saatler
Bir sarkaçın etrafta sürekli hareket eden bir saatte işe yaramayacağına sizin başınıza gelmiş olabilir.
Bunun yerine, mekanik saatler kullanmak mainsprings ve denge tekerlekleri. Yaylı saatler, sarkaçlı saatler yaklaşık 200 yıl öncesine dayanıyor, ancak çok daha az doğru.
Zemberek saklamak için sıkıca sarılmıştır. enerji. Denge tekerleği özel ağırlıklı bir disktir; harekete geçtikten sonra normal bir oranda ileri geri döner ve zaman tutma mekanizması.
Akülü Kuvars Saatler
Günümüzde, en yaygın saatler, bunlar için adlandırılan kuvars saatlerdir. zaman tutma mekanizması.
Kuvars kristalleri piezoelektrik: Eğer içinden bir elektrik akımı geçirirseniz, belirli bir oranda titreşirler. Trende dikkat edin? Neredeyse belirli bir orana sahip herhangi bir işlem zaman işleyiş mekanizması olarak hareket edebilir.
Tipik bir modern pille çalışan saat, bir çıkış gibi hareket eden bir devrede ayarlanan bir kuvars kristalinin içindeki minik bir elektrik akımıdır: kuvarsın titreşimi tarafından belirlenen düzenli aralıklarla pilden az miktarda elektrik bırakır.
Her düzenli elektrik “keneleri” analog elleri hareket ettirmek için bir motora güç verir veya çıkışı dijital bir ekrana kontrol eder.
Atomik Saatler Üzerine Son Not
Bir atom saati görmüş veya duymuş olabilirsiniz.
Neredeyse tamamen dijital oldukları için ayrıntılara girmeyeceğiz, ancak nasıl çalıştıklarının temel ilkeleri yukarıdaki saatlerle aynı. En büyük fark, zaman işleyişidir: sezyum atomlarının radyo dalgaları tarafından “heyecanlandırıldıktan” sonra enerjiyi serbest bırakma hızlarını ölçen bir mekanizma etrafında kurulurlar.
Uluslararası Birimler Sistemi, 1967'de sezyumun özellikleri konusundaki bir saniyelik tanımını standartlaştırdı ve o zamandan beri standart olarak kaldı.