Песочные и огневые часы

Песок, в отличие от воды, не замерзает, и часы, где течение воды заменено течением песка могут работать зимой. Песочные часы со стрелочным указателем построил около 1360 г. китайский механик Чжаи Сиюань. Эти часы, известные под названием «пятиколесной песочной клепсидры», приводились в действие «турбинкой» на лопатки которой сыпался песок. Система зубчатых колес передавала ее вращение стрелке.

В Западной Европе песочные часы появились около XIII в., и их развитие связано с развитием стеклоделия. Ранние часы представляли собой две отдельные стеклянные луковицы, скрепленные сургучом. Специально приготовленный, иногда из толченного мрамора, «песок» тщательно просеивался и насыпался в сосуд. Перетекание дозы песка из верхней части часов в нижнюю, довольно точно отмеряло определенный отрезок времени. Регулировать часы можно было, изменяя количество засыпанного в них песка. После 1750 г. часы уже изготавливались в виде единого сосуда с сужением посередине, но в них сохранялось отверстие, затыкавшееся пробкой. Наконец, с 1800 г. появились герметические часы с запаянным отверстием. В них песок был надежно отделен от атмосферы и не мог отсыреть.

Еще в XVI в. в основном в церквях использовались рамки с четырьмя песочными часами настроенными на четверть, половину, три четверти часа и час. По их состоянию можно было легко определять время внутри часа. Прибор снабжался циферблатом со стрелкой; когда песок вытекал из последнего верхнего сосуда, служитель переворачивал рамку и переводил стрелку на одно деление.

Песочные часы не боятся качки и поэтому до начала XIX в. широко применялись на море для отсчета времени вахт. При вытекании часовой порции песка вахтенный переворачивал часы и ударял в колокол; отсюда пошло выражение «бить склянки». Корабельные песочные часы считались важным прибором. Когда первый исследователь Камчатки студент Петербургской академии наук Степан Петрович Крашенинников (1711-1755 гг.) прибыл в Охотск, там шло строительство кораблей. Молодой ученый обратился к капитану-командору Витусу Берингу с просьбой о помощи в организации службы измерения колебаний уровня моря. Для этого был нужен наблюдатель и песочные часы. Беринг назначил на должность наблюдателя грамотного солдата, но часов не дал. Крашенинников вышел из положения, вкопав водомерный столб напротив комендатуры, где по морскому обычаю регулярно отбивались склянки. Песочные часы оказались надежным и удобным прибором для измерения небольших отрезков времени и по «живучести» опередили солнечные. Их еще недавно применяли в кабинетах физиотерапии поликлиник для контроля времени проведения процедур. Но они вытесняются электронными таймерами.

Сгорание материала тоже является достаточно равномерным процессом, на основе которого можно измерять время. Огневые часы широко использовались в Китае. Очевидно, их прообразом служили, и сейчас популярные в Юго-восточной Азии, курительные палочки - медленно тлеющие стерженьки, дающие ароматный дым. Основой таких часов служили горючие палочки или шнуры, которые делали из смеси древесной муки со связующими веществами. Часто они имели значительную длину, изготовлялись в виде спиралей и подвешивались над плоской тарелкой, куда падал пепел. По числу оставшихся витков можно было судить о прошедшем времени. Существовали и «огневые будильники». Там тлеющий элемент горизонтально располагался в длинной вазочке. В нужном месте через него перекидывали нитку с грузиками. Огонь, достигнув нитки, пережигал ее, и грузики со звоном падали в подставленное медное блюдце. В Европе в ходу были свечи с делениями, игравшие роль и ночников и измерителей времени. Чтобы использовать их в режиме будильника, в свечу на нужном уровне втыкали булавку с грузиком. Когда воск вокруг булавки расплавлялся, грузик вместе с ней со звоном падал в чашку подсвечника. Для грубого измерения времени ночью служили и масляные лампы со стеклянными сосудами, снабженными шкалой. Время определялось по уровню масла, который уменьшался по мере выгорания.

Интересно, что в огневых часах измерение времени не являлось единственной функцией. Они кроме этого выполняли и другие полезные задачи - ароматизировали воздух, отгоняя комаров и москитов, или создавали уютное ночное освещение.