Механические часы

В Европе, на протяжении большего времени Средневековья (примерно 500 - 1500 года нашей эры), технический прогресс практически бездействовал. Несомненно, виды и формы солнечных часов развивались и совершенствовались, но прогресс относительно достижений древних египтян, был очень незначительным. На протяжении этого времени, простые солнечные часы, которые, как правило, располагались выше дверных проемов, использовались для того, чтобы определить полдень и четыре «периода» солнечного дня. к началу десятого века, уже использовались даже карманные солнечные часы, причем существовало несколько их модификаций. Одна их моделей, создание которой датируется именно этим временем, могла не только определять время, но, даже, учитывать поправку в зависимости времени года, и, соответственно, в зависимости от высоты солнца. Позже, в начале 14-го века, стали появляться на башнях некоторых больших итальянских городов и большие механические часы. На сегодняшний день отсутствуют какие-либо свидетельства моделей подобных часов, которые приводились в действие с помощью маятника. Маятниковые механизмы были распространены в течение более чем 300 лет, за это время форма маятника несколько раз изменялась. У таких часов имелся один общий, очень важный недостаток – период колебания маятника очень сильно зависел от движущей силы и трения в двигателе. Так же, как и в водяных часах, маятниковые часы было очень трудно контролировать и настраивать.

Прогресс в развитии часов наметился после изобретения Питером Энлеином (Peter Henlein), немецким слесарем из Нюрнберга, силового механизма. Это изобретение датируется 1500 – 1510 годами. Замена тяжелых весов двигателя позволила создать меньшие по размеру, более портативные часы. Несмотря на то, что эти часы стали более медленными из-за главной движущей силы, они стали популярны среди высшего сословия благодаря тому, что их можно было поместить на полку или стол и уже их не нужно было вешать на стену. Эти часы стали первыми портативными часами. Однако, в этих часах была только часовая стрелка, минутная же стрелка появилась только после 1670 года, к тому же, эти часы не были защищены стеклом. Стекло на циферблате не появлялось вплоть до 17-го века. Однако, изобретения Питером Энлеином (Peter Henlein) послужили достаточно мощным толчком к развитию часового дела.

Точные механические часы

В 1656 год, Кристиан Хуидженс (Christian Huygens), голландский ученый, сделал первые маятниковые часы, регулируемые механизмом с "естественным" периодом колебания. Несмотря на то, что Галилео Галилей, которому иногда приписывают изобретение маятника, изучил его движение уже 1582 году, проект Галилео, который касался создания часов, так и не был построен при его жизни. Маятниковые часы Кристиана Хуидженса (Christian Huygens), отклонялись всего лишь меньше чем на минуту в день. Создание подобных часов было действительно революционным, так как впервые была достигнута такая точность. Его поздние изобретение позволили уменьшить отклонение, снизив «ошибку во времени» до менее, чем десяти секунд в день. Приблизительно в 1675 году Кристиан Хуидженс (Christian Huygens) наконец-то нашел баланс между колесиками и комплектом пружин, именно такое сочетание колесиков и пружин все еще можно встретить в сегодняшних наручных часах. Благодаря подобному усовершенствованию, часы в 17-ом веке могли отсчитывать время 10 минут в день. И в Лондоне в 1671 году Уильям Клементе (William Clement) начал строить часы с новым "якорем" или регулятором хода. Это было существенным усовершенствованием конструкции часов, так как уже меньше часы зависели от движения маятника. В 18721 году, Джордж Грэхэм (George Graham) улучшил точность маятниковых часов до 1 секунды в день, компенсируя замену маятника их длинной (из-за температурных изменений). Джон Харрисон (John Harrison), плотник и самоучка, «очистил» методы компенсации Джорджа Грэхэма (George Graham) и добавил свои, новые методы, помогающие сократить трение. К 1761 году, он уже построил морской хронометр с регулятором хода и колесами. Именно этот хронометр выиграл, как бы сегодня сказали, тендер, Британского правительства, за который его изобретатель получил 1714 монет (если перевести в нынешний эквивалент, то сумма вознаграждения составила более двух миллионов долларов). Этот хронометр предлагалось использовать для определения долготы с погрешностью всего лишь в пол градуса. Хронометр мог показывать время на борту плывущего судна с погрешностью приблизительно в одну пятую секунды день, практически так же, как и маятниковые часы могли сделать это на земле, но в десять раз лучше.

В течение следующих столетий, Зигмунд Рифлер (Siegmund Riefler's) почти избавился от маятника в часах, тем самым, часы смогли достигнуть точности в одну сотую секунды в день, тем самым они стали стандартом во многих астрономических обсерваториях. В 1921 году были продемонстрированы одни из наиболее известных часов – часы В. Х. Схортта (W. H. Shortt). Часы В. Х. Схортта (W. H. Shortt) очень быстро, практически сразу же, вытеснили часы Зигмунда Рифлера (Siegmund Riefler's) и стали использоваться в качестве высшего хронометриста во многих обсерваториях. Эти часы состояли из двух маятников, – один из которых был ведомым устройством, а другой – ведущим. По ведущему маятнику толкалось ведомое устройство, тем самым мягкие толчки должны были поддержать его движение, тем самым, двигая стрелки часов.