Originile ceasului. Temperatura

Originile ceasului. Temperatura

In sistemele antice de  masurare a timpului, ziua si noaptea erau egale, atribuindu-i-se fiecareia cate 12 ore. Metoda era convenabila din moment ce "aparatele" de masura erau cadranele solare utilizate in China, in forma lor primitiva, inca din anul 2600 i.Hr. Deoarece de la sezon la sezon lungimea zilei si noptii variaza, tot asa varia si perioada de timp corespunzatoare unei ore chinezesti. La aparitia orologiilor cu apa, cam 1000 de ani mai tarziu, conflictul intre cele doua forme de masura a devenit evident.

Orologiul cu apa functioneaza prin scurgerea continua, in cantitate constanta, printr-un orificiu, a apei aflate intr-un rezervor. Cantitatea de apa dintr-un alt rezervor este utilizata pentru a actiona un indicator oarecare - cel mai simplu arata nivelul apei din rezervor. Din moment ce curgerea apei este aproape uniforma, indicatorul are o miscare similara pe suprafata gradata a rezervorului, permitand citirea orelor. Dar cum lungimea orelor se schimba de la sezon la sezon, practic pentru fiecare luna era necesar un alt orologiu cu apa.

Anticii au rezolvat problema pe diverse cai, cum ar fi realizarea unei alte suprafete gradate pentru fiecare luna in parte. In felul acesta, indicatiile orologiului cu apa erau aproape in pas cu cele ale cadranului solar, care a ramas in uz paralel cu noua inventie. Mai tarziu, in loc de a modifica orologiile cu apa pentru a le adapta sezoanelor, s-a recurs la construirea unor cadrane solare care sa indice orele de aceeasi lungime pe tot parcursul anului.

In secolul VIII, chinezii au inceput sa modernizeze orologiile cu apa, adaptandu-le clichete primitive. Clichetul este o parghie articulata la un capat si profilata la celalalt, care permite unei roti sa se roteasca numai pana la un anumit punct, in care o blocheaza. Astfel, miscarea continua a fost inlocuita de "tic-tac"-uri discrete.

Pe la inceputul secolului XIV, europenii aveau notiune de clichet, care era folosit pentru a frana caderea unei greutati atasata cu o franghie sau un lant

Originile ceasului

In 1581, Galilei a observat ca un pendul de o anumita lungime pare a oscila pe arcul sau de cerc intr-o perioada constanta de timp. Multi ani mai tarziu, Galilei i-a cerut fiului sau sa faca un ceas care sa foloseasca pendulul ca regulator, dorind astfel sa imbunatateasca precizia ceasurilor ce functionau numai pe baza de greutati.

Dar ceasul respectiv a devenit practic abia in 1656, datorita lui Christiaan Huygens. Un pendul simplu nu are perioade de oscilatie identice. De aceea, pentru a solutiona problema, Huygens a modificat pendulul, realizand astfel prima pendula cunoscuta. Aceasta era de fapt un fel de orologiu in miniatura bun pentru a fi montat in turnuri, cu o precizie suficienta pentru a indica minutele.

Cam in aceeasi perioada, Robert Hooke a facut experimente cu arcuri. Descoperirile lui au condus la realizarea unor ceasuri ce utilizau ca organ de actionare arcul in locul greutatilor, ceasul devenind astfel un aparat portabil. Prin secolul XVIII ceasurile care marcau secundele erau deja la indemana tuturor.

Treptat, ceasurile mecanice au devenit tot mai precise, dar cu anumite limite. Dupa cel de-al doilea razboi mondial, oamenii de stiinta au inceput sa-si concentreze atentia la alte mijloace de masurare a timpului. Ceasurile atomice utilizeaza atomii care vibreaza de milioane de ori pe secunda.Pana si ieftinele ceasuri de mana cu cipuri de baza de siliciu au sute sau mii de vibratii fara eroare pe secunda. Ca urmare, astazi s-a ajuns la masurarea unor intervale de timp incredibil de mici. Chiar si computerul personal utilizeaza un regulator de timp care poate lucra in domeniul cuprins intre 4000 si 20.000 de cicluri pe secunda. Fara o masurare atat de exacta a timpului, computerele n-ar fi capabile sa opereze cu viteza si eficienta dorite

Ceasurile portabile isi au originea in Franta secolului XIX.  Inventia ii apartine ceasornicarului Abraham-Louis Breguet si a fost destinata oamenilor instariti din acele timpuri. Inafara de a arata ora, ceasurile lui Breguet aratau si data, fiind capabile sa masoare totodata si temperatura in grade Celsius.
 
Ceasurile carriage, denumire derivata de la cuvantul de provenienta franceza cu echivalenta in  romana de ceasuri portabile au fost denumite si ceasurile ofiterilor  pentru ca erau carate pe fronturi,  fiind cunoscut ca Napoleon Bonaparte a fost cel care a ordonat tuturor sefilor militari sa poarte mereu cu ei un astfel de ceas pentru ca a fost pe punctul de a pierde o batalie din cauza unui ofiter intarziat.
 
Ceasurile portabile frantuzesti aveau forma patrata, carcasa metalica, iar fiecare fata era incadrata cu geamuri. In partea superioara aveau un maner pentru a putea fi transportate cu usurinta.
 Printre aceste tipuri de ceasuri s-au remarcat  ceasurile portabile create de initiatorul lor,  Breguet.  Partea de jos era rotunda la fel ca cea de sus, iar in loc de maner ceasul avea lanturi fabricate din argint. Firma care producea aceste ceasuri, fondata de Breguet, a fabricat aceste ceasuri in perioada 1812 - 1830. In timp ceasornicarul a modificat modelul standard de ceas portabil si a eliminat coarda ce trebuia trasa pentru ca ceasul sa functioneze. In locul acesteia, noile modele erau prevazute cu un piston care trebuia impins si ceasul se intorcea singur, neexistand astfel posibilitatea de a se opri. De asemenea, noile modele au fost construite astfel incat sa fie ceva mai mici decat primele. Datorita portabilitatii si calitatii deosebite, ceasurile Breguet sunt la mare cautare si astazi.
 

In paralel cu productia ceasurilor Breguet Paul Garnier, un alt producator din industria ceasornicariei, a promovat o productie  pe scara ceva mai larga a ceasurilor portabile. Acesta a reusit sa creeze ceasuri cu un aspect diferit ce aveau cadrane colorate sau desenate intr-un mod placut. Cei mai cunoscuti producatori de ceasuri portabile de dupa 1850 au fost Drocourt, Jacot si Leroy.
 Dintre acestia, Henry Jacot a realizat ceasurile care astazi sunt cele mai cautate de colectionari. Inafara de calitatea exceptionala, ceasurile fabricate de el au cateva caracteristici exclusive. Cadranul alb era decorat cu un fin inel care abia se observa, iar in partea din spate fiecare ceas are desenat un papagal.
 Francezii au fost primii producatori ai ceasurilor portabile, realizate cu precizie si cu o eleganta  si ceasornicarii englezi si elvetieni au incercat sa le imite, insa niciodata nu au atins parca maiestria creatorilor francezi.
 Desi popularitatea ceasurilor portabile franceze a scazut dupa ce au fost lansate pe piata ceasurile de mana, in zilele noastre ele raman printre cele mai cautate de colectionari. Sunt precise, elegante si desi adesea costa destul de mult, ceasurile portabile frantuzesti raman unice, de o calitate inegalabila si o frumusete speciala.

Temperatura

Temperatura este proprietatea fizica a unui sistem, prin care se constata daca este mai cald sau mai rece. Astfel, materialul cu o temperatura mai ridicata este mai cald, iar cel cu o temperatura joasa mai rece. Ea indica viteza cu care atomii ce alcatuiesc o substanța se mișca, in cazul incalzirii viteza lor crescand. Oamenii de știința afirma ca la o temperatura extrem de scazuta, numita zero absolut, atomii sau moleculele și-ar inceta mișcarea complet. Temperatura impreuna cu lumina face parte din factorii ecologici.

Determinare temperaturii aerului

In practica determinarii temperaturii se folosesc termometre cu citire simpla sau cu inscriere grafica. Cel mai frecvent dintre termometrele cu citire simpla se foloseste termometrul obisnuit cu alcool sau mercur.

Principiul lui de functionare este simplu: sub influenta temperaturii mediului, lichidul din termometru se dilata (sau se contracta) iar pe scara gradata , de obicei in grade Celsius, se noteaza efectul pe care il citim direct, ca temperatura.

Daca coloana cu lichid a termometrului este de mercur, citirea se face la punctual cel mai inalt al meniscului (care este convex). Citirea se poate face correct numai daca ochiul este la acelasi nivel cu meniscul. In afara de termometrul obisnuit la care temperatura se citeste la un moment dat, mai sunt termometre speciale, care indica temperatura maxima sau minima dintr-un interval de timp.

La fabricarea termometrului minim, in capilar se introduce un cursor metalic care este deplasat de coloana de lichid ce isi schimba volumul in functie de temperatura mediului. Cursorul ramane la nivelul minim atins de coloana de lichid, si astfel se afla care a fost temperatura minima la un anumit interval de timp. In capilarul termometrului minim se pune, de obicei alcool, fiindca alcoolul ingheata la 70 C.

Pentru determinare temperaturii maxime se foloseste termometrul maxim, in capilarul caruia se afla mercur. In termometrele bazate pe fenomenul de dilatare pot fi folosite nu numai lichide, ci si metale.  Pe acest principiu se bazeaza termografele, aparate care permit inregistrarea continua a temperaturii aerului pe un anumit interval de timp (de obicei de 24 de ore sau de o saptamana). Pe o diagrama a aparatului se indica toate valorile de temperature ale aerului atinse in intervalul respectiv.

Termograful are la baza o placa bimetalica, in care cele doua benzi de metal trebuie sa aiba coeficientul de dilatare la caldura diferit. Unul din capetele placii este fixat astfel incat, variatiile dilatarii placii bimetalice se manifesta numai la capatul liber, aceste miscari fiind transmise, printr-un sistem de parghii, la o penita care inregistreaza miscarile pe diagrama unui cilindru rotator care face o tura completa in 24 de ore sau intr-o saptamana.

Actualmente exista termometre cu termistori care redau temperatura aerului mult mai rapid decat termometrele clasice sus-numite; acestea din urma au la baza proprietatile semiconductorilor ; respectiv rezistenta lor electrica scade sau creste in functie de temperatura aerului.