зм, який своїм зовнішнім виглядом нагадував якір. Він служить сполучною ланкою між маятником (балансиром) і спусковим колесом. У 1675 році Гюйленс запропонував як регулятора коливань крутильний маятник - балансир зі спіраллю. Система Гюйленса дотепер застосовується в наручних годинниках і настільних механічних годинниках. Балансир - колесо, до якого кріпиться тонка спіральна пружина (волосок). Повертаючись, балансир качає анкер. Палети анкера з синтетичного рубіна почергово входять між зубами спускового колеса. За один період гойдання балансира колесо повертається на ширину одного зуба. При цьому воно підштовхує скобу анкера і той, повертаючись, підкручує балансир.
У середині 17 століття з'явилася хвилинна і секундна стрілка, що відразу позначилося на точності ходу годинника. Причина цьому матеріал маятника (спіралі), яка, розширюючись і скорочуючись при підвищенні, або зниженні температури коливається з різною частотою. Це призводить до помилок у розрахунку часу. Тому вчені винайшли особливий матеріал, стійкий до перепадів температури - інвар (сплав заліза і нікелю). З його використанням похибка за добу не перевищує і півсекунди.
У тридцятих роках 19 століття були представлені перші спроби створити компактні годинник, однак вони з'явилися лише через сторіччя. Першими винайшли електромеханічні годинник. Електричний струм проходив по контактам, керуючи маятником і рухаючи стрілки. З появою компактних батарейок світ побачив електричні наручні годинники, які у своїй будові мали балансир, а їх електричний ланцюг замикали механічними контактами, більш вдосконаленими моделями були годинник на напівпровідникових та інтегральних схемах. Трохи пізніше з'явилися електромеханічні годинник з кварцовими осцилляторами в якості коливальних систем, похибка яких була менше двох секунд на добу!
Ще одним кроком уперед стали повністю електронний годинник. Основними складовими є електронна схема, цифрові індикатори на рідких кристалах. Це мініатюрні спеціалізовані електронні обчислювальні пристрої (генератор, подільники, формувачі, помножувачі електронних коливань).
Окремо хочеться сказати про астрономічний годинник, які використовуються при спостереженні за небесними світилами і зберігання часу. Їх похибка становить лише 0,000000001 секунд на добу. Ще меншою похибкою володіють молекулярні годинник, в основі яких покладено здатність деяких молекул поглинати електромагнітні коливання строго певної частоти (наприклад, атоми цезію 1с за 10000 років). Але понад точністю можуть похвалитися квантові годинник, де використовуються електромагнітні коливання водневого квантового генератора і складають похибка в 1с за 100000 років.
. 2 Маятник Фуко
Цікаво розглянути дві найбільші яскравих різновиди маятників, які окремо увійшли в історію, носять імена своїх відкривачів і природно знамениті саме тим, що володіють дивовижними властивостями.
3 січня 1851 січня Жан Бернар Леон Фуко провів успішний досвід з маятником, згодом отримав його ім'я. Для досвіду був обраний Паризький Пантеон, тому що в ньому можна було зміцнити нитку маятника довжиною 67 метрів. На кінці нитки із сталевого дроту був укріплений чавунний куля вагою 28 кілограм. Перед пуском куля відводився убік і прив'язувався тонкої мотузкою, що оперізує кулю по екватору. Під маятником був зроблений круглий поміст, по краю якого насипаний валик піску. Одне повне коливання маятника тривало 16 сек, і при кожному розмаху прикріплене під кулею маятника вістря прокреслюють нову рису на піску, наочно показуючи обертання під ним помосту, а, отже, і всієї Землі.
В основі досвіду лежить властивість маятника зберігати площину коливань незалежно від обертання опори, до якої маятник підвішений. Спостерігач, що обертається разом із Землею, бачить поступове зміни напрямку хитань маятника щодо навколишніх земних предметів.
При практичному здійсненні досвіду з маятником Фуко важливо усунути причини, що порушують його вільне хитання. Для цього його і роблять дуже довгим, з важким і симетричним вантажем на кінці. Маятник повинен мати однакову можливість гойдатися у всіх напрямках, бути добре захищеним від вітру. Зміцнюють маятник або на карданном шарнірі, або на горизонтальному шарикоподшипнике, поворачивающемся разом з площиною хитання маятника. Велике значення для результатів досвіду має пуск маятника без бокового поштовху. На першій публічної демонстрації досвіду Фуко в Пантеоні саме для цього маятник і прив'язали мотузкою. Коли маятник після прив'язування прийшов у стан повного спокою, мотузку перепалили і він прийшов в рух.
Так як маятник в Пантеоні здійснював одне повне коливання за 16,4 с, незабаром стало видно, що площина хитання маятника повертається за годинниковою стрілкою щодо статі. Пр...
