Zegar

Urządzenie do odmierzania czasu, które w trakcie rozwoju przybierało różne formy, kształty i sposoby działania.

Zegara słonecznego używano w cywilizacjach starożytnego Wschodu już około 3000 roku p.n.e.

W III wieku p.n.e. kapłan babiloński Berossos skonstruował udoskonalony zegar słoneczny w postaci półkolistej czaszy, z której obrzeża wystawał poziomy gnomon.

Stosowany w nowoczesnych zegarach słonecznych, ukośny gnomon wycelowany w kierunku Gwiazdy Polarnej, wprowadził w pierwszej połowie XIII wieku n.e. Marokańczyk Al.-Marrakuski.
Najdawniejsze informacje o używaniu w Egipcie zegara wodnego pochodzą z XVI wieku p.n.e.

Żyjący w latach 427 - 347 p.n.e. Platon, w chwilach, kiedy nie zajmował się filozofią, skonstruował ponoć zegar wodny z budzikiem w formie gwizdka.
W III wieku p.n.e. Ktesibios z Aleksandrii skonstruował udoskonalony zegar wodny, w którym - dzięki pomysłowemu układowi trzech naczyń, oraz zastosowaniu samoczynnego regulatora przepływu wody - uzyskał stałą, równomierną prędkość jej przepływu.

Te wymyślne zegary wodne konstruowano na Bliskim Wschodzie jeszcze we wczesnym średniowieczu. Rozpowszechniły się one w krajach arabskich, a w VI wieku n.e. dotarły do Chin, gdzie zastosowano do ich napędu koło wodne.
Około 724 roku, chiński wynalazca i astronom Liang Ling - Can wyposażył je w wychwyt, stwarzając w ten sposób właściwie zegar mechaniczny.
Zegary mechaniczne napędzane ciężarkami narodziły się w Europie w XIII wieku.

W XIV wieku wprowadzono do nich chiński wychwyt - powstało wtedy wiele zegarów wieżowych - pierwszym zegarem zamontowanym na wieży był zegar zamontowany w roku 1336 w Mediolanie.
W XV wieku wynaleziono kuranty. W tym samym wieku powstał zegar sprężynowy. 
Za wynalazcę przenośnego zegara w roku 1510 uważa się Niemca Petera Henleina z Norymbergi (tzw. "norymberskie jajo").

W 1674 roku Holender Christiaan Huygens wprowadził spiralę stalową (tzw. włos) do balansu, w 1704 roku Szwajcarzy N. F. Duiller i P. J. Deaufe - łożyska kamienne (szafiry), a w 1715 roku Anglik George Graham - wychwyt kotwicowy.
W 1790 roku w Genewie pojawiły się pierwsze zegarki naręczne. W 1842 roku Szwajcar Adrian Philippe wynalazł remontuar, czyli urządzenie pozwalające nakręcać zegarek bez kluczyka.
Pierwszy użyteczny zegar wahadłowy skonstruował w 1657 roku Christiaan Huygens.
W 1929 roku Amerykanin Warren A. Marrison wynalazł zegar kwarcowy.
W 1949 roku w USA pojawił się pierwszy model zegara elektronicznego.

Ciekawostki:
  Najdroższym zegarkiem, ozdobionym brylantami o wadze prawie 120 karatów, jest dzieło jubilerskie: Graff Diamonds Hallucination kosztujący 55 milionów dolarów.
  Zegarek mechaniczny Patek Philippe zbudowany z okazji 175 rocznicy firmy kosztuje jeszcze więcej. Można go kupić w internecie za... bagatela: 201 milionów złotych.

ZEGAR SŁONECZNY

Pierwszym zegarem słonecznym był zapewne pręt wbity w ziemię. Z czasem powstały znacznie dokładniejsze zegary uwzględniające zróżnicowanie pozornego ruchu Słońca zależnie od pory roku. Zegara słonecznego używano w cywilizacjach starożytnego Wschodu zapewne już około 3000 roku p.n.e.
Najdawniejszy zachowany zegar słoneczny pochodzi z Egiptu z XV wieku p.n.e. W tym czasie rolę publicznych zegarów słonecznych zapewne spełniały również w Egipcie obeliski. W III wieku p.n.e. kapłan babiloński Berossos skonstruował ulepszony zegar słoneczny w postaci półkolistej czaszy, z której obrzeża wystawał poziomy gnomon. W udoskonalonej postaci tego zegara słonecznego (będącej być może dziełem Arystarcha z Samos) usunięto większą część owej czaszy, pozostawiając tylko ten jej fragment, po którym wędruje cień gnomonu.

Zegary słoneczne były szeroko rozpowszechnione do czasu pojawienia się zegarów mechanicznych. Później często stosowano zegary słoneczne jako elementy dekoracyjne budowli monumentalnych czy parków. Rolę tę spełniają po dziś dzień.
Nowoczesny zegar słoneczny z ukośnym gnomonem wycelowanym w kierunku Gwiazdy Polarnej, jest wynalazkiem arabskim. Dokonał go Marokańczyk Al-Marrakusi w I połowie XIII wieku.
Najstarszy zegar słoneczny w Polsce, pochodzący z XIV wieku znajduje się na kościele w Stróżyskach.

ZEGAR WODNY

Zegar wodny stanowił postęp w porównaniu z zegarem słonecznym, ponieważ nie był uzależniony od pory doby ani od pogody. Najdawniejsze świadectwo użycia zegara wodnego pochodzi z Egiptu z XVI wieku p.n.e., a najstarszy zachowany zegar również z Egiptu z około 1400 roku p.n.e.
Najdawniejszą postacią zegara wodnego był zapewne dzban z otworem w dnie. Wypłynięcie z dzbana odmierzonej ilości wody oznaczało, że upłynął określony czas. Zegary działające na tej zasadzie (tzw. klepsydry) szeroko stosowano w starożytności np. w Grecji używano ich do ograniczania czasu przemówień podczas procesów. Jednak w prostej postaci zegar wodny był niedoskonały (min. z uwagi na zmienną prędkość wyciekania wody), a zakres jego stosowania był ograniczony.

W III wieku p.n.e. Ktesibios z Aleksandrii skonstruował udoskonalony zegar w którym dzięki pomysłowemu układowi trzech naczyń, oraz zastosowaniu samoczynnego regulatora przepływu wody uzyskał stałą, równomierną prędkość jej przepływu. W zegarze wodnym Ktesibiosa woda wlewała się do naczynia, w którym znajdował się pływak, podnoszący się wraz z jej poziomem. Umieszczona na pływaku figurka wskazywała na obracającym się bębnie odpowiednią dla danego dnia godzinę (Ktesibios musiał pokonać dodatkową trudność, ponieważ w jego czasach używano tzw. godzin nierównych, dzieląc dla każdego dnia i nocy okres pomiędzy wschodem a zachodem słońca na 12 części).
Ktesibios wyposażył ponadto swój zegar w rozmaitą dźwiękową i wizualną sygnalizację - budzik - upływu godzin, uruchamianą za pomocą skomplikowanego mechanizmu złożonego między innymi z kół zębatych.
W czasach rzymskich znalazł licznych naśladowców. Po upadku cesarstwa rzymskiego nadal konstruowano takie wymyślne zegary na Bliskim Wschodzie. Najwybitniejszy z nich, znany z opisów, powstał około 500 roku w Gazie. Podobne zegary wodne rozpowszechnione były w średniowieczu w krajach islamu.

Około VI wieku zaczęto budować takie zegary w Chinach, gdzie zastosowano do ich napędu koła wodne. Około 724 roku Liang Ling-can wyposażył zegar wodny w wychwyt - urządzenie pozwalające na dokładne wyregulowanie szybkości zegara i napędzanie go stosunkowo niewielką ilością energii. Wychwyt stał się następnie istotnym elementem zegarów mechanicznych. Chińczycy skonstruowali wiele dużych i dokładnych zegarów tego typu z których najwspanialszy był zegar Su Sunga zbudowany w Kaifengu w 1090 roku (miał on postać wieży wysokości 10 metrów).
Na tej samej zasadzie co zegary wodne funkcjonowały zegary piaskowe. W XIX wieku stosowano szeroko małe zegary piaskowe, w postaci połączonych ze sobą dwóch naczyń, do odmierzania czasu podczas gotowania jajek.

Wielkie skomplikowane zegary wodne były już w zasadzie zegarami mechanicznymi z napędem wodnym. Odnosi się to zwłaszcza do wyposażonych w wychwyt średniowiecznych zegarów chińskich. Jednakże prawdziwy zegar narodził się w średniowiecznej Europie.

ZEGAR MECHANICZNY

Już w XIII wieku zaczęto tu konstruować prymitywne zegary mechaniczne napędzane ciężarkami zawieszonymi na sznurach lub łańcuchach owiniętych wokół wału. Opuszczające się grawitacyjnie, ciężarki owe obracały wał napędowy zegara. Wskazywały czas, wybijając głośno uderzenia w dzwony o określonych porach, natomiast nie miały tarcz ani wskazówek. Najdawniejsza pewna wzmianka o takim zegarze pochodzi z roku 1286. Mniej więcej tylko sto lat mniej, mają zachowane do dzisiaj tego typu mechanizmy w katedrach w Salisbury (1386) i w Rouen (1389).

ZEGAR WIEŻOWY

Pierwszy wieżowy zegar pojawił się w Mediolanie w roku 1335. Miał tylko jedną, godzinową wskazówkę na tarczy 12-godzinnej - wystarczała współczesnym w zupełności. Na wieży kościoła Mariackiego w Krakowie zegar zamontowano w roku 1390.
Najwspanialszy europejski zegar będący jednocześnie zegarem astronomicznym, skonstruował w 1364 roku w Padwie Giovanni Dondi. Jego zegar miał aż siedem tarcz wskazujących godziny oraz położenie planet.
W XV wieku wynaleziono w Europie zegar sprężynowy, a w XVII wieku udoskonalono zegar mechaniczny wyposażając go w wahadło.
Pierwszy taki zegar, na podstawie szkicu Galileusza został wykonany i sprawdzony w roku 1649. Niezależnie od tego, w roku 1656 Christiaan Huygens wpadł na podobny pomysł zastosowania wahadła do mechanizmu zegarowego i opatentował go w roku 1657.

Początkowo tarcza zegara zaopatrzona była w pojedynczą wskazówkę pokazującą godziny. W XV wieku pojawiła się wskazówka minutowa, a około 1550 roku zaczęto eksperymentować ze wskazówką sekundową (znalazła ona powszechne zastosowanie dopiero w zegarach wahadłowych). Liczne ulepszenia w szczegółach konstrukcji zegarów mechanicznych zwiększały ich dokładność - około roku 1673, niezależnie od siebie: Huygens (Holandia), Robert Hooke (Anglia) oraz Thuret i ks. Hautefeuile (Francja) skonstruowali balans (koło zamachowe ze sprężyną zwrotną).

Dzięki tym udoskonaleniom, w XVIII wieku mógł już powstać bardzo precyzyjny chronometr morski. W XIX wieku, niezależnie skonstruowali zegar mechaniczny z napędem elektrycznym K.A Steinheil (1839) i A. Bain (1840).
W 1912 roku zaczęto nadawanie przez radio dokładnych sygnałów czasowych (z Wieży Eiffla w Paryżu). Obecnie termin zegar mechaniczny odnosi się wyłącznie do zegarów z wahadłem lub balansem, wprawianych w drgania mechaniczne za pośrednictwem wychwytu, niezależnie od źródła energii zasilania.
Najstarszy zegar świata znajduje się w katedrze w Strasburgu. Zegar pochodzi z 1547 roku i ma tarczę podzieloną na trzy części. Jedna z nich wskazuje godziny i minuty, druga dzień i miesiąc, natomiast trzecia położenie planet. Punktualnie w południe z zegara wyskakuje kogut, który rozkłada skrzydła i pieje.

Według legendy, w 1581 roku Galileusz, obserwując w katedrze pizańskiej kołysanie się żyrandola, odkrył izochronizm wahadła, tzn. stałość okresu wahań wahadła, zależnego tylko od jego długości. Wahadło okazało się znakomitym regulatorem mało precyzyjnych ówczesnych zegarów mechanicznych.
Pomysł zegara wahadłowego pochodzi od Galileusza. Pod jego kierunkiem pierwszy zegar wahadłowy skonstruował w 1641 roku jego syn Vincenzo.
Pierwszy użyteczny zegar zbudował w latach 1656-1657 Christiaan Huygens z Holandii;
Jednym z wczesnych pionierów zegara wahadłowego był gdański astronom Jan Heweliusz. Używał on wahadła do pomiaru czasu już w 1640 roku, wiadomo też, że w 1660 roku ofiarował królowi Janowi Kazimierzowi zegar wahadłowy własnej konstrukcji. Zegary tego typu znajdują się w użyciu do dziś.
Około 1840 roku do napędu zegarów wahadłowych zastosowano prąd elektryczny. W 1924 roku W. H. Schortt zbudował bardzo dokładny zegar, złożony z dwóch zegarów, głównego i pomocniczego, które wzajemnie kontrolując się wskazują czas z dokładnością rzędu 0,0001 sekundy na dobę.

Zastosowanie sprężyny jako napędu zegara, pozwoliło na znaczne zmniejszenie jego rozmiarów, wprowadzenie zaś do regulatora balansowego sprężyny spiralnej (włosa) zapewniło funkcjonowanie zegara bez względu na jego położenie. Umożliwiło to zastosowanie zegara sprężynowego jako przenośnego zegarka kieszonkowego.
Zegary sprężynowe pojawiły się w XV wieku. Za pierwszy zegar sprężynowy uważany jest zegar pałacowy zbudowany dla Filipa Dobrego burgundzkiego w latach 1429-1435 przez P. Lamberta z Mons i J. Poutina z Brugii, znajdujący się obecnie w muzeum w Norymberdze.

ZEGAREK KIESZONKOWY

Za wynalazcę "kieszonkowego" zegara sprężynowego uważa się P. Henleina z Norymbergi (1510 rok).
Od początku XVI wieku w Norymberdze wytwarzano zegarki sprężynowe zaopatrzone w jedną wskazówkę. Niektóre z nich z uwagi na kształt nazywano "jajami norymberskimi". Owe wczesne zegary sprężynowe były jednak zbyt duże, aby je nosić w kieszeni (miały rozmiary sporego dzisiejszego budzika), zawieszano je więc na łańcuchu na szyi. Stopniowo wraz z udoskonalaniem konstrukcji rozmiary się zmniejszały.
Z 1630 roku pochodzi wiadomość o zegarze sprężynowym wyposażonym w szkiełko. W 1674 roku Ch. Huygens zastosował w zegarze sprężynowym spiralę stalową do balansu (tzw. włos). Od końca XVII wieku wyposażono zegary sprężynowe w pozytywkę.
W 1704 roku Szwajcarzy zastosowali w konstrukcji zegarów sprężynowych łożyska kamienne (szafiry).
W 1766 roku P. Leroy zbudował zegar sprężynowy, mający wiele cech nowoczesnego zegarka kieszonkowego. W 1790 roku w Genewie pojawiły się pierwsze zegary sprężynowe naręczne. W 1842 roku A. Philippe wynalazł tzw. remontuar, czyli urządzenie pozwalające nakręcać zegary sprężynowe bez kluczyka, za pomocą tzw. główki.
W 1865 roku w Szwajcarii zaczęto masową produkcję tanich zegarów sprężynowych. W 1899 roku Ch. Guillaume wynalazł inwar - stop praktycznie nieczuły na zmiany temperatury, który natychmiast wykorzystano do konstrukcji zegarów sprężynowych, znacznie polepszając ich jakość.
Współczesny zegar sprężynowy poza znaczną dokładnością jest wodoszczelny, odporny na zmiany temperatury, korozję i wstrząsy, niekiedy ma świecące w ciemności oznaczenia na tarczy.
Szczególnym przypadkiem zegara sprężynowego jest tzw. stoper, który można zatrzymać w każdej chwili, używany głównie na zawodach sportowych.

Pierwszy zegar elektromechaniczny na baterie wynaleziono w 1840 roku, pierwszy bateryjny bez mechanizmu zegarowego - w 1906.
Kryształ kwarcu zastosowano do zegarów w 1929 i był to zapewne największy z wynalazków, jakie udoskonaliły mierzenie czasu. Historia ta w skrócie wyglądała tak - we wczesnych latach 20-tych, naukowiec W. G. Cady odkrył, że kryształy kwarcu mogą wibrować ze stałą prędkością po umieszczeniu w polu elektrycznym. Co więcej, Cady stwierdził, że wibracje te mogą być kontrolowane przez przycięcie kwarcu w odpowiedni sposób. Bazując na pracach Cady'ego, Warren Marrison z Laboratoriów Bella zastosował wibrujący kryształ kwarcu do zegara, który był bardziej precyzyjny od wszystkich mechanicznych czasomierzy.
Miniaturowa wersja wibrującego kryształu Marrisona umożliwiła w roku 1967 stworzenie pierwszego kwarcowego zegarka na rękę.

KALENDARIUM:

- 3000 p.n.e. - Chińczycy potrafią konstruować zarówno zegary słoneczne jak i wodne. Wkrótce umiejętność tę posiedli również starożytni Egipcjanie.
- Około 630 roku p.n.e. - w Asyrii budowano pierwsze publiczne zegary wodne.
- Około 390 - 380 p.n.e. - Platon konstruuje zegar wodny z budzikiem.
- III wiek p.n.e. - Ktesibios z Aleksandrii udoskonala wynalazek Platona, dodając do niego dodatkowe funkcje - m.in. ruchome figury,
- 724 rok - Liang Lingzan zbudował w Chinach pierwszy na świecie zegar mechaniczny napędzany wodą.
- X wiek n.e. - Gerbert z Aurillac (wybitny matematyk który został papieżem) skonstruował pierwszy zegar mechaniczny.
- 1335 rok - w Mediolanie zbudowano pierwszy zegar wieżowy. Później takie zegary pojawiły się w Padwie, Londynie, Wrocławiu i Paryżu.
- 1389 rok - w Gdańsku, na wieży kościoła Mariackiego ufundowano zegar, który nie miał tarczy, a jedynie wybijał godziny. Prawie sto lat później (rok 1470) w tym samym kościele Hans Dueringer wybudował zegar astronomiczny wysoki aż na 14 metrów. Mechanizm popsuł się w 1554 roku i uruchomiono go ponownie dopiero w 1990 roku.
- Połowa XV wieku - pojawia się napęd sprężynowy. Jednym z zastosowań takiego napędu, jest projekt da Vinci samochodu napędzanego właśnie sprężyną.
- 1510 rok - w Norymberdze Peter Henlein zbudował pierwszy na świecie przyrząd, który nazwać można było zegarkiem kieszonkowym. Inni palmę pierwszeństwa przyznają Francuzowi Julienowi Couldrayowi, który swój zegarek zbudował w 1518 roku.
- Około 1600 roku - pojawiła się wskazówka minutowa. Powstały również pierwsze zegary z mechanizmami grającymi.
- 1657 rok - holenderski astronom Christiaan Huygens zbudował mechanizm wahadłowy.
- Około roku 1680 - po raz pierwszy zastosowano wskazówkę sekundową.

- 1704 rok - Nicolas Fatio de Duillier oraz Pierre de Baufre opatentowali zastosowanie w mechanizmie zegara kamieni zegarkowych - podobno wykorzystali w tym celu perły.
- 1735 rok - w Szwajcarii powstała pierwsza w świecie manufaktura zegarmistrzowska założona przez J. Blancpain'a.
- 1756 rok - zbudowano pierwszy zegarek kieszonkowy z automatycznym naciągiem. Później dołożono do niego dewizkę - specjalny łańcuszek, który zapobiegał zgubieniu cennego przedmiotu.
- 1761rok - John Harrison zbudował pierwszy chronometr okrętowy, przydatny przy obliczaniu pozycji statku, dzięki czemu żeglowanie stało się bardziej precyzyjne.
- Około 1810 roku - skonstruowano pierwszy zegarek, który został oprawiony w bransoletę - nosiły go wówczas wyłącznie kobiety.
- 1839 rok - Antoni Patek (z pochodzenia Polak) założył w Genewie wspólnie z Franciszkiem Czapek najsłynniejszą na świecie manufakturę zegarków - dziś Patek Philippe.
- 1927 rok - Warren Marrison skonstruował zegar kwarcowy.
- 1949 rok - zbudowano zegar atomowy.
- 2002 rok - w Tokio na NTT DoCoMo Yoyogi Bulding, uruchomiono ogromny zegar o średnicy 15 metrów. 8 lat później (11 sierpnia 2010) w Mekce, 40 metrów nad ziemią uruchomiono zegar, którego każda z czterech tarcz ma średnicę 43 metrów!
- 2011 rok - skonstruowany został zegar pulsarowy - najdokładniejszy zegar na świecie, który został zainstalowany w Gdańsku, w kościele pw. św. Katarzyny Aleksandryjskiej.

W Polsce, zegar na Pałacu Kultury ma cztery tarcze, z których każda ma zaledwie średnicę 6 metrów. Większy jest zegar na Elektrowni Opole - 8 metrów średnicy.