plik

Z E G A R S £ O N E C Z N Y

Czas mierzy³ cieñ rzucany

przez przedmiot oœwietlony s³oñ-
cem. Pocz¹tkowo zegarem by³ wy-
soki s³up. Rano cieñ s³upa by³ d³u¿-
szy, w po³udnie krótszy, wieczorem
znowu stopniowo siê wyd³u¿a³,
spe³niaj¹c w ten sposób rolê zega-
rowej wskazówki.

Potem Egipcjanie wynaleŸli

zegary z tarcz¹ pionow¹, na któ-
rej wskaŸnikiem by³a nie d³ugoœæ,
a kierunek rzucanego cienia. Ze-
gar taki powoli udoskonalano.
Wspó³czeœnie wygl¹da jak na fo-
tografii

Skaphe by³ innym rodzajem

babiloñskiego zegara s³onecznego.
W kamieniu pracowicie wydr¹¿ono
czaszê otwart¹ z jednej strony,
z naniesion¹ podzia³k¹ godzinow¹,
na któr¹ pada³ cieñ poziomego gno-

mona. Takie rozwi¹zanie odprowa-
dzi³o do efektu równomiernego
wskazywania czasu w ci¹gu ca³ego
roku. Mo¿na by³o pos³ugiwaæ siê
nim tylko na otwartych, s³onecz-
nych przestrzeniach. Oczywiœcie
noc¹, w dni pochmurne i s³otne nie
dzia³a³. ¯eby nie wychodziæ z do-
mu, a mimo to wiedzieæ jaki jest
czas, wymyœlono...

O K I E N N E
Z E G A R Y S £ O N E C Z N E

Ich siatkê godzinow¹ stano-

wi³a czêœæ przeszklenia okna. Wy-
konywano j¹ technik¹ witra¿u, ma-
lowania na szkle lub zwyczajnie na-
lepiano na okno papierowe tarcze.
Zegary okienne u¿yteczne by³y
tak¿e wewn¹trz
pomieszczenia.

W rejo-

nach o ma³ym
nas³onecznieniu
albo podczas
zimnej pory roku
takie zegary by³y
ma³o u¿yteczne
i zawodne. Zegar
nie dawa³ cienia,
a s³oñca nie by³o
widaæ zza chmur.
Jeœli przeciwnika
nie mo¿na poko-
naæ, trzeba siê
do niego przy³¹-
czyæ. Doprowa-
dzi³o to do zro-
bienia zegara
wodnego.

Z E G A R Y W O D N E

Przyjê³y siê w staro¿ytnej

Grecji. U¿ywano ich do mierzenia
czasu trwania nocnych s³u¿b war-
towniczych. Platon zbudowa³ zegar,
w którym woda p³yn¹ca szybkim
strumieniem powodowa³a wzrost
ciœnienia powietrza i uruchamia³a
gwizdek, dzia³aj¹cy jako budzik.
Istnia³ te¿ automat wyrzucaj¹cy ka-
myki, które spadaj¹c na metalow¹
p³ytkê, wybija³y godziny. P³ywak
zaœ obraca³ tarcz¹ zegarow¹,
umieszczon¹ w górnej czêœci urz¹-
dzenia.

Zegar wodny nie dzia³a³ jed-

nak wszêdzie. W Europie Œrodko-
wej w czasie ostrych zim by³o Ÿle.
Nie doœæ, ¿e zimo, to nie wiadomo
która godzina, bo budzik zamarz³.
Tu znów myœl ludzka okaza³a siê
genialna. Jak nie woda, to mo¿e
ogieñ?

Z E G A R Y O G N I O W E

to np. œwiece, mniej wiêcej

metrowej d³ugoœci. Dawa³y œwiat³o
i mo¿e trochê ciep³a. Wbijano w nie
metalowe æwieki lub kuleczki. Po
stopieniu kolejnej partii wosku ciê-
¿arki spada³y na metalow¹ pod-
stawkê, stukiem oznajmiaj¹c
up³yw czasu. W ci¹gu nocy spala-
no trzy takie œwiece. Nadal szukano
zegara d³u¿ej dzia³aj¹cego i daj¹ce-
go wiêcej œwiat³a. To chyba jasne?

Zegar kagankowy (lampka

oliwna ze szklan¹ bañk¹) by³ naj-
prostszym w u¿yciu rodzajem zega-
ra ogniowego. W miarê wypalania

siê oleju, opada³ jego po-
ziom, wskazuj¹c czas na
naniesionej podzia³ce. Po-
myœlano: przecie¿ olej mo¿-
na zast¹piæ piaskiem, któ-
rego nie bêdzie ubywaæ.

Z E G A R P I A S K O W Y ,
C Z Y L I K L E P S Y D R A

Konstrukcja znana

by³a ju¿ na 1500 lat p.n.e.
Wype³niano j¹ mia³em z
czarnego marmuru, kilka-
krotnie wygotowanego
w winie, wysuszonego na
s³oñcu. Dodawano zmielo-
ne skorupy jaj oraz pro-
szek o³owiany lub cynko-
wy. Wszystko to kilkakrot-
nie bardzo dok³adnie prze-

d z i e j e p r z e d m i o t u

Kogut był pierwszym budzikiem. Piał taki, najpierw tak zwane

„pierwsze kury”, jeszcze na długo przed wschodem słońca.

Potem po raz drugi głośniej, oznaczało to, że będzie świt. Ko-

guty dostosowywały się do słońca. I właśnie Słońce było

pierwszym wskaźnikiem dzielącym dobę na dzień i noc. Do tej

pory używamy wyrażeń określających czas słoneczny, takich

jak: w południe, wieczorem, o zmierzchu czy o świcie. Gdy

trzeba było dokładniej określać czas, ludzie wzięli się do wy-

myślania zegara. I wymyślili...

ODY

TECHNIK

/2005

Zegar słoneczny pionowy na
ścianie jednego z budynków
na warszawskiej Starówce

Rysunek prostej
klepsydry półgo-
dzinnej

LICZYDŁO CZASU

A d a m Ł o w i c k i

TEKST

ATWY

!
!

siewano. Klepsydra zbudowana
jest z dwóch szklanych pojemników
w kszta³cie gruszek stykaj¹cych siê
szyjkami. Piasek powoli i równo-
miernie, przez ma³y otwór, przesy-
puje siê z góry na dó³. Produkowa-
no zegary kwadransowe, pó³go-
dzinne i godzinne. Praktycznie u¿y-
wane by³y w szko³ach i salach s¹-
dowych. Wynalazcy stracili wiele
cennego czasu, poszukuj¹c metody
mechanicznego odwracania klepsy-
dry po przesypaniu siê piachu, ale
nikomu siê to nie uda³o. Próbowano
te¿ ³¹czyæ klepsydry w baterie
i prawie dosz³o do tego, ¿e piach
sypa³ siê przez dwanaœcie godzin.
Poniewa¿ nie uda³o siê ni¹ mierzyæ
czasu przez ca³¹ dobê, porzucono
wiêc myœl o pe³nej jej u¿ytecznoœci.
Wspó³czeœnie klepsydra sta³a siê
symbolem up³ywaj¹cego czasu.
Wytwarza siê je jako gad¿ety s³u¿¹-
ce na przyk³ad do mierzenia czasu
gotowania jajek na miêkko ( ).

Wynalezienie tokarki zaowo-

cowa³o mo¿liwoœci¹ konstruowania
pierwszych zegarów mechanicz-
nych z br¹zu. Teraz do dzie³a przy-
st¹pili mistrzowie - zegarmistrze.

Z E G A R Y M E C H A N I C Z N E

Od wieków sk³adaj¹ siê

z tych samych podstawowych ele-
mentów: napêd ciê¿arkowy lub
sprê¿yna, przek³adnia, urz¹dzenie,
które zatrzymuje ruch kó³ w regu-
larnych odcinkach czasu, czyli wy-
chwyt, regulator wychwytu i oczy-
wiœcie tarcza zegarowa. Z czasem
powsta³o kilka rodzajów wychwy-
tów, kolejno ulepszanych, ale zasa-
da ich dzia³ania pozosta³a ta sama.
Budowê niektórych zegarów bardzo
komplikowa³y dodatkowe urz¹dze-
nia wybijaj¹ce pe³ne godziny, kwa-
dranse czy te¿ pokazuj¹ce ruch pla-
net. Na pocz¹tku jednak powsta³:

Z E G A R C I Ê ¯ A R K O W Y

Jego zalet¹ by³a prostota

konstrukcji i sta³oœæ dzia³ania si³y
napêdowej. Napêdzany jest grawi-
tacyjnie przez ciê¿arek wisz¹cy na
linie konopnej. PóŸniej stosowano
³añcuch lub stalow¹ linkê ( ). Na-
krêcanie zegara polega³o na nawi-
niêciu liny na ko³o napêdowe, co
czyni³o siê za pomoc¹ korby lub ci¹-
gniêcia ³añcuszka biegn¹cego przez
ko³o napêdowe i zwisaj¹cego z dru-

giej strony. Zapadka
nie dopuszcza³a do co-
fania siê ko³a pod wp³y-
wem ciê¿aru obci¹¿ni-
ka. Huœtaj¹ce siê waha-
d³o ko³ysze kotwic¹ tak,
¿e jej zaczepy na prze-
mian zahaczaj¹ o zêby
ko³a wychwytu. Ka¿de
wahniêcie uwalnia na
krótki czas ko³o wy-
chwytowe i umo¿liwia
jego obrót o jeden z¹b.
Poruszaj¹ce siê zêby
ko³a popychaj¹ kotwicê
i utrzymuj¹ ci¹g³oœæ ru-
chu wahad³a. Ma ono
zawsze sta³¹ czêstotli-
woœæ wahañ, zale¿n¹
wy³¹cznie od jego d³ugo-
œci. Jest dusz¹ zegara.
Fascynuj¹ce s¹ przek³ad-
nie, poruszaj¹ce siê we
wnêtrzu mechanizmu. Pocz¹tkowo
zegary mia³y jedn¹ wskazówkê, po-
tem oczywiœcie pojawi³a siê potrze-
ba precyzyjniejszego okreœlania cza-
su. Zaczêto u¿ywaæ dwóch wskazó-
wek. Sprê¿one ze sob¹ ko³a zêbate
gwarantuj¹, ¿e wskazówka minuto-
wa wykonuje 12 obrotów dooko³a
tarczy zegarowej, podczas gdy
wskazówka godzinowa okr¹¿a tar-
czê jeden raz. Pozosta³e przek³adnie
kontroluj¹ szybkoœæ obrotu ko³a na-
ci¹gowego przez sprzê¿enie z me-
chanizmem wychwytowym. Waha-
d³o z mo¿liwoœci¹ regulowania jego
d³ugoœci zapewnia dok³adnoœæ od-
mierzonego czasu ( , ).

Trudno by³o taki zegar zabie-

raæ ze sob¹ w podró¿. Nadesz³a jed-
nak potrzeba posiadania zegarka
przenoœnego, towarzysz¹cego w³a-
œcicielowi w ka¿dej chwili. Wy-
obraŸmy sobie, jak¿e ostro¿ny w ru-
chach musia³by byæ cz³owiek, no-
sz¹cy kieszonkowy zegarek z waha-
d³em. To by³o niemo¿liwe i dopiero
skonstruowanie wychwytu kotwico-
wego mog³o zaspokoiæ tê potrzebê
( ).

Z E G A R E K K I E S Z O N K O W Y
W K S Z T A £ C I E C E B U L I

Wychwyt kotwicowy, dŸwi-

gniowy, stosowany jest w me-
chanizmach zegarków rêcznych,
w których nie jest mo¿liwe u¿ycie
wahad³a. Zegarek napêdza sprê¿y-
na poruszaj¹ca ko³o naci¹gowe. Ro-
lê wahad³a spe³nia natomiast sprê-
¿yna w³osowa nazywana tak¿e w³o-
sem. Zapewnia ona drgania ba-
lansu, powoduj¹c, ¿e wychwyt
dŸwigniowy ko³ysze siê w jedn¹
i drug¹ stronê, a jego zaczepy zaha-
czaj¹ o ko³o wychwytu. Ten wynala-
zek pozwoli³ na konstruowanie
wszelkich ma³ych kieszonkowych
zegarków przenoœnych.

Oprócz zegarów œciennych

istniej¹ jeszcze zegary szafkowe,
latarniowe, kominkowe, sto³owe,
wie¿yczkowe, talerzowe, ramowe
szafowe i ogromne publiczne ze-
gary wie¿owe. Nie mo¿na zapo-
mnieæ tak¿e o zegarkach kieszonko-
wych i bi¿uteryjnych zegarkach na-
szyjnikowych czy niezwykle ma³ych
i drogich mechanizmach umieszczo-
nych w pierœcionku ( ).

Nie wszystkim wystarcza³y

zwyk³e, choæby bardzo drogie zega-
ry. Ludzie jak zwykle usi³owali
mniej lub bardziej udanie zadziwiæ
innych. Kiedyœ wypatrzy³em na wy-
stawie zegarmistrza elektryczny ze-
gar, który mia³ rodzaj czerpakowe-

ODY

TECHNIK

/2005

Średniowieczny zegar
jednowskazówkowy

Zegar szafkowy
wiszący

S t r a c o n o w i e l e c e n n e g o c z a s u , p o s z u k u j ą c
m e t o d y m e c h a n i c z n e g o o d w r a c a n i a k l e p s y d r y

Mechanizm regulacji chodu.
Śruba pozwalała skracać lub

wydłużać ramię wahadła.

go ko³a, pobieraj¹cego co szeœæ se-
kund z dolnego magazynku stalow¹
kulê. Kule te uk³ada³y siê dziesi¹t-
kami w jakiejœ rynience, a potem
turla³y do nastêpnej rynienki. Zbêd-
ne spada³y i w koñcu po ich liczbie,
w okreœlonych rynienkach mo¿na
by³o odczytaæ, która jest godzina.
Takich osobliwych, nietypowych ze-
garów w ci¹gu wieków powsta³o
wiele rodzajów.

Z E G A R Y O S O B L I W E

Do nich mo¿emy zaliczyæ

choæby napêdzany si³¹ w³asnego
ci¹¿enia, tak zwany zegar na pile.
Umieszczony w metalowym cylin-
drze mechanizm osadzono na pio-
nowej zêbatej listwie, z któr¹ zazê-
bia³ siê system przek³adni. Zegar
ten zsuwaj¹c siê w dó³ wprawia³
w ruch w³asny mechanizm. Nakrê-
canie polega³o oczywiœcie na pod-
niesieniu mechanizmu w pozycjê
startow¹ u góry pi³y.

Zegary kuliste wskazuj¹

czas za pomoc¹ obrotowego pier-
œcienia na obwodzie kuli. Czasem
by³y to pierœcienie na metalowym
aba¿urze lampki nocnej. Inny oso-
bliwy zegar to taki, który stacza siê
po drewnianej pochylni. Ma kszta³t
walca, a prêdkoœæ staczania mo¿na
regulowaæ œrub¹ wp³ywaj¹c¹ na
zmianê k¹ta nachylenia podstawy.
Jeszcze innym przejawem
zegarmistrzowskiej fantazji by³ sto-
³owy zegar z zamkiem pistoleto-
wym. O okreœlonej godzinie zamek
uruchamia³ siê, a krzesiwo zapala³o
œwieczkê i tak dzia³a³ ten budzik.
Istnia³a tak¿e armata, strzelaj¹ca
na wiwat punktualnie w po³udnie.
Sterowana by³a rodzajem zegara
s³onecznego, z soczewk¹ zapalaj¹-
c¹ lont. Zegary mechaniczne poka-
zuj¹ce ruchom¹ mapê nieba, drogi
wiêkszoœci planet, wschody ksiê¿y-
ca i s³oñca oraz ich zachody, nie sa-

tysfakcjonowa³y ich u¿ytkowników
do koñca, mimo ¿e bardzo niekiedy
cenne i dok³adne. Potrzebny by³
jeszcze precyzyjniejszy pomiar.

N A J D O K £ A D N I E J S Z E
S ¥ Z E G A R Y A T O M O W E

Wykorzystuje siê je do wy-

znaczania czasu uniwersalnego.
W cezowym zegarze atomowym
ogrzewa siê w specjalnym elek-
trycznym piecu próbkê cezu 133.
W wyniku wrzenia jego atomy wy-
parowuj¹. W zale¿noœci od swojego
spinu, czyli kierunku obrotu, atomy
rozdzielaj¹ siê w polu magnetycz-
nym na dwie wi¹zki. Nastêpnie
przechodz¹ przez rezonator mikro-
falowy, w którym wiêkszoœæ zmie-
nia spin na przeciwny. Drugi zes-
taw magnesów odchyla je tak, by
do detektora dotar³y tylko te, które
zmieni³y spin. Komputer wykorzy-
stuje sygna³y z detektora do ustale-
nia sygna³u mikrofalowego na okre-
œlonej czêstotliwoœci. Ca³y zegar
jest umieszczony w komorze pró¿-
niowej. Takiego zegara nie da siê,
niestety, nosiæ na rêce. Czasowi
perfekcjoniœci jednak naciskali i hi-
storia zegara musia³a toczyæ siê da-
lej. Potrzeba niedrogiego i bardzo
precyzyjnego zegara zaowocowa³a
wynalazkiem zegarka kwarcowego.

W Z E G A R K A C H
K W A R C O W Y C H

sam mechanizm przek³adnio-

wy wskazówek poruszany maleñ-
kim silnikiem elektrycznym jest
identyczny, jak w omówionych
wczeœniej zegarkach mechanicz-
nych. Eród³em zasilania jest maleñ-
ka bateria. Regulatorem jest krysz-
ta³ kwarcu, drgaj¹cy i wytwarzaj¹-

cy impulsy elektryczne o okreœlonej
czêstotliwoœci. Uk³ad scalony redu-
kuje tê czêstotliwoœæ do jednego na
sekundê. Niestety, raz na rok lub
dwa lata trzeba wymieniaæ cenn¹
bateryjkê, która dodatkowo po wy-
rzuceniu byle gdzie zatruwa œrodo-
wisko.

Automatyczny zegarek kwar-

cowy nie posiada baterii, któr¹ za-
st¹pi³ asymetryczny stalowy wah-
nik. Ma on kszta³t krêgu z wyciêt¹
czêœci¹. Porusza siê wraz z rêk¹
w³aœciciela zegarka, zamieniaj¹c
dowolny ruch rêki na ruch obroto-
wy w jedn¹ lub drug¹ stronê. Ten,
przez mechaniczn¹ przek³adnie
przenoszony jest do generatora wy-
twarzaj¹cego pr¹d. Dalej wszystko
odbywa siê jak w konwencjonal-
nym zegarku kwarcowym.

Dzisiejsze czasy wymagaj¹

takiej w³aœnie precyzji, zw³aszcza
gdy odkryjemy, ¿e na przyk³ad
tramwaje je¿d¿¹ punktualnie we-
d³ug rozk³adu, telewizja zaczyna
nasz ulubiony program co do se-
kundy, a groŸny dyrektor wzywa
nas do gabinetu na godzinê dzie-
si¹t¹ siedemnaœcie. W ka¿dym ra-
zie mamy du¿¹ satysfakcjê, gdy
nasz rêczny zegarek pokazuje od ty-
godni punktualnie godzinê dwuna-
st¹ wtedy w³aœnie, kiedy s³yszymy
szóste pikniêcie sygna³u kontrolne-
go Urzêdu Kontroli Czasu i Czêsto-
tliwoœci z Krakowa. A potem zaraz
us³yszymy hejna³. !

ODY

TECHNIK

/2005

Mechanizm zegarka kieszon-
kowego napędzanego spręży-
ną.

Całkowicie widoczny mechanizm
współczesnego budzika. Koła wyko-
nano z tworzywa sztucznego w prze-
źroczystej obudowie. Wzór budzika

jest taki, jak robiono go w la-
tach 30. ubiegłego wieku.

Zegarek biżuteryjny mecha-
nizm umieszczony w pier-

ścionku. Szkoda że odpadły wska-
zówki.

d z i e j e p r z e d m i o t u