Проект для начальной школы "Виды часов"

 

 

 

                                                                  Техника и изобретения

 

Проект на тему:

 

 

ВИДЫ ЧАСОВ

 

 

 

                                                                      

                                                                                                       

                                                                     

                               

                              

 

 

 

                                                                                        

 

 

 

 

Оглавление

Введение……………………………………………………………………..….3

Глава 1. Самостоятельное изучение истории создания и совершенствования часов………………………………………………..……...................................5

1.1.Живые часы…………………………………………………….…..............5

1.2. Первая страница истории. Гномон и ноктурламбиум…………….…….6

1.3.Вторая страница истории. Водяные часы – клепсидра…………..………6

1.4. Третья страница истории. Песочные часы……………………..………...7

1.5. Четвертая страница истории. Огненные часы……………………….…..8

1.6. Пятая страница истории. Механические часы…………………...……...8

1.7. Шестая страница истории. Кварцевые и электронные часы……….......9

1.8. Седьмая страница истории. Атомные часы………………………...……9

Глава 2. Практическая работа. Изготовление огненных, водяных и механических часов…………………………………………………...……………………….10

2.1.Огненные часы…………………………………………………………….10

2.2. Клепсидра…………………………………………………………………10

2.2.1. Первый (неудачный) вариант клепсидры…………………………….10

2.2.2. Второй (удачный) вариант клепсидры………………………………..11

2.3. Механические часы………………………………………………………11

Глава 3. Сравнение огненных, водяных и механических часов по качественным характеристикам……………………………………………............................12

Заключение…………………………………………………………………….13

Список использованных источников и литературы………………..……….14

Приложения………………………………………………………………..…..15

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Эта история произошла примерно шесть тысяч  лет назад.

"И приказал царь своему верному помощнику: "На  следующий день после ночи, когда вещая звезда будет ровно над вершиной средней горы отправить войска в наступление, иначе быть повергнутым их царству  врагом лютым в бою неравном".

Но случилось несчастье, не помогли небеса воеводе, так как все то время не сходили тучи, не видны были звезды вещие и не выполнил воевода наказа повелителя своего и был повержен народ той земли  врагом лютым, а воевода лишен головы своей светлой".

         Услышав эту историю,  я задумался: " А мог бы воевода избежать такой ситуации, сохранить государство от нападения врага, сохранить свою жизнь,  если бы обладал прибором точного измерения времени?   Ведь современные люди достаточно точно измеряю время.

Я поставил перед собой цель – узнать, как люди измеряли время в разные исторические эпохи. С чего началась история современных часов, и чем обусловлено создание конкретного вида часов в каждую историческую эпоху.

Для достижения данной цели я поставил перед собой 3 блока задач:

I. Самостоятельно изучить историю часов. Проанализировав  источники информации узнать:

1. Когда впервые люди задумались об измерении  времени;

2.Как измеряли время в разные исторические эпохи;

3. Что послужило стимулом для смены видов часов в разные исторические эпохи;

4. Обобщить, какие виды часов сегодня известны;

5. Узнать какими часами пользуются современные люди, в чем преимущества этих часов, перед предыдущими;

         Изучив теорию об истории  часов, я решил на практике проверить возможности основных видов часов. Для этого я поставил перед собой следующий  блок задач:

II. Создать основные виды часов в домашних условиях и сравнить их между собой по нескольким критериям.

 6. Создать огненные часы;

 7. Создать водяные часы;

 8. Создать механические часы;

  9. Разработать критерии по которым я буду сравнивать созданные мною часы;

  10.Сравнить  изготовленные часы между собой и доказать актуальность каждого вида часов в свою историческую эпоху;

Когда я все это сделал, мне захотелось обязательно поделиться своими открытиями с одноклассниками и своим младшим братом. И я поставил перед собой еще один заключительный блок задач.

III. Донести знания до одноклассников

11. Провести опрос среди одноклассников о том, какие  виды часов они знают;

12.Провести презентацию моей работы  в классе.

Объектом исследования являются изготовленные мною огненные, водяные, механические часы.

Предметом исследования являются качественные характеристики часов, изменяющиеся с течением времени.

В работе используются  следующие методы исследования:

- работа с литературой;

- практическая работа по изготовлению трех видов часов;

- сравнительный анализ трех видов часов, по основным качественным характеристикам;

Значимость данной работы заключается в том, что она дала мне возможность научиться добывать знания, работать с информацией. К тому же данная работа является практикоориентированной: свои знания я смог воплотить в жизнь, я сам сделал три вида часов, разработал критерии, по которым я буду сравнивать эти часы, научился анализировать и систематизировать свои знания.

Структура работы. Исследование состоит из введения, 3 (трех) глав, списка используемых источников и литературы, приложений.

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Самостоятельное изучение истории создания и совершенствования часов.

1.1.Живые часы.

Люди начали измерять время сравнительно недавно по отношению ко всей нашей долгой истории. Желание синхронизировать наши действия пришло около 5000-6000 лет назад, когда наши кочевые предки начали заселять земли и строить цивилизации.

         До этого люди разделяли время только на день и ночь, а именно: яркие дни для охоты и работы, а темные ночи для сна. Измеряли время в восходах и заходах солнца.

Уменьшение или, наоборот, увеличение тени, падающей от различных предметов - палок, камней, деревьев помогало человеку,  очень приблизительно ориентироваться по времени.

Звезды также служили людям в качестве гигантских часов, ведь человек давно заметил, что ночью в разное время видны разные звезды.

В современном мире, помимо часов, созданных человеком, люди до сих пор пользуются часами, созданными самой природой. Их называют «живые часы».

Всем известна фраза- «вставать с петухами». Петух! Да, оказывается, петух – это тоже «часы». Он всем показывает, что уже наступило утро. Это живой будильник!

А еще живыми часами весной и летом могут быть поющие птицы.

Если запел соловей, то значит еще ночь, он поет самый первый.

Позже поет жаворонок.

В пять утра – зяблик.

А вот воробей - соня, спит долго, встает только в 6 утра. Как воробьи проснулись – значит,  и нам скоро пора вставать в садик, в школу, на работу. (Приложение 1).

Знали люди и другие живые часы – это растения. 

 У них  нет рта, языка, словами они сказать не могут. Но они «говорят» по-другому. Часы открывают свои лепестки и закрывают их строго в определенное время. Как по команде. И они никогда не путаются!

Например, вьюнок открывается в 9 утра, а закрывается в 8 вечера.

Лютик открывает цветки в 7-8 утра, а  закрывает в 3-4 часа дня.

Одуванчики открываются ровно в 5 утра. (Приложение 2).

Люди внимательно наблюдали за цветами и травами и могли определить, сколько времени.

Сейчас же мы можем измерять время с  высочайшей точностью до миллисекунд в разных частях света, не зависимо от времени суток,  погодных условий и даже находясь далеко от Земли. Как же люди пришли к этому.

Предлагаю полистать страницы истории создания часов.

1.2. Первая страница истории. Гномон и ноктурламбиум.

Гномон и ноктурламбиум или просто солнечные и звездные часы. Древние люди отслеживали движение Солнца  и звезд по небу, а затем стали использовать предметы для измерения изменений.

Приблизительно  3500 тысяч лет назад люди придумали солнечные часы и ноктурламбиум - инструмент, с помощью которого по позиции звёзд можно определить время. 

Самые благоприятные климатические условия для измерения времени с помощью таких часов имел Египет, поэтому более достоверным представляется мнение, что первые солнечные часы — гномон, вертикальный обелиск со шкалой, нанесенной на землю возле него, — появились именно здесь. 

Ноктурлабиум можно использовать только в северном полушарии, так как должна быть видна полярная звезда. Именно она является ориентиров для звездных часов.

В нашем городе установлены большие солнечные часы рядом со станцией Пермь-2. А в городе Очер пермского края установлен памятник  солнечным часам. (Приложение 3).

Оказывается, что наше деление суток на двадцать четыре часа основывается на представлениях древних египтян, поскольку именно они первые, кто делили ночь на двенадцать временных промежутков, каждый из которых начинался с восходом одной из двенадцати звезд. Кстати, на столько же промежутков делили египтяне и день.

1.3.Вторая страница истории. Водяные часы – клепсидра.

Солнечные часы были простым и надежным указателем времени, но страдали некоторыми серьезными недостатками: их работа зависела от погоды и была ограничена временем между восходом и заходом Солнца.

Водяные часы заняли после солнечных второе место по количеству и были самыми важными в этой группе простейших часов.

В 1400 году до нашей эры, были изобретены первые водяные часы. Водяные часы были сделаны из двух емкостей. Вода перетекала из более высокой емкости в более низку по трубе, которая соединяла эти емкости. Емкости были промаркированы, по этим маркировкам и можно было определить время. Много сотен лет водяные часы верно служили людям, а вот название они получили обидное: «клепсидры» - в переводе с греческого: «воровка воды» (от греческого klepto – «брать» и udor – «вода». В античной Греции водяные часы применяли для регламентации времени, предоставляемого ораторам во время судебных процессов. Именно отсюда происхождение известных выражений: «В вашей речи слишком много воды» и «Ваше время истекло».

Считается, что родиной водяных часов также является Египет.  Там сохранились, по всей вероятности, самые старые водяные часы в мире. Они были обнаружены в 1940 г. в храме Амона в восточных Фебах, а сейчас хранятся в музее Каира. (Приложение 4). 

То, что клепсидра не зависела от света Солнца, сделало из водяных часов прибор, пригодный для непрерывного измерения времени и днем, и ночью. Возле таких часов неотлучно дежурил смотритель. Как только вода из одного сосуда перетекал в другой, смотритель должен был доливать воду, чтобы продолжить непрерывное измерение времени.

Поистине легендарной фигурой среди мастеров по изготовлению «клепсидр» считается известный греческий механик Ктесибий Александрийский, живший примерно за 150 лет до н.э. (Приложение 5).

Кстати, первый будильник тоже был водяным. Считается, что его изобрел древнегреческий философ Платон, чтобы созывать на занятия своих учеников. Прибор состоял из двух сосудов. В верхний наливалась вода, которая понемногу стекала в нижний , вытесняя оттуда воздух. А последний, по задумке хитроумного Платона, по трубке устремлялся к флейте, и та начинала голосить. Достаточно громко, чтобы даже разбудить спящего.

Роль водяных часов бывала различной. С их помощью измерялась продолжительность ночных дозоров, а в конце средних веков они были в монастырях незаменимы для определения времени богослужений, трапез, а также для сложных астрономических наблюдений. История сохранила рассказы о многих замечательных клепсидрах.

1.4. Третья страница истории. Песочные часы.

Около 2000 лет назад изобрели первые песочные часы. Точной информации о том, кто и когда изобрел песочные часы, нет. Песочные часы появились одновременно в арабских государствах и на юге Европы.

Это были 2 сообщающихся сосуда, в которых песок сыпался из одной части в другую.  Принцип действия песочных часов очень похож на работу водяных часов.

Несмотря на то, что песочные часы появились в Европе столь поздно, они быстро распространились. Этому способствовали их простота, надежность, низкая цена и не в последнюю очередь возможность измерять с их помощью время в любой момент дня и ночи. Их недостатком был сравнительно короткий интервал времени, который можно было измерить, не переворачивая прибора. Обычные часы были рассчитаны на полчаса или час, реже - на 3 часа, и лишь в совершенно редких случаях строили огромные песочные часы на 12 часов хода.

В средние века появились песочные часы с прикрепленным к ним  циферблатом. Возле таких часов неотлучно дежурил смотритель. Каждый час, как только песок из одного сосуда перетекал в другой, смотритель должен был переворачивать часы и вручную переводить стрелки на циферблате.
         Песочные часы никогда не достигали точности солнечных. Кроме того, при длительном пользовании ими их точность изменялась, поскольку зерна песка постепенно дробились на более мелкие, а отверстие в середине диафрагмы, наоборот, постепенно истиралось и увеличивалось, так что скорость прохождения песка через них становилась большей.

1.5. Четвертая страница истории. Огненные часы.

В начале VIII  века появились первые огненные - свечные часы.  Родиной этих часов считается Китай.

Это очень простые часы в виде длинной тонкой свечи с нанесенной по всей длине шкалой. Они сравнительно точно показывали время, а в ночные часы еще и освещали жилище. Свечи, применявшиеся для этой цели, были длиной около метра.

Их также могли использоваться и в качестве будильника. Тогда на определенных местах свечи подвешивались металлические шарики, и при сгорании свечи они падали в фарфоровую вазу, издавая громкий звон.

1.6. Пятая страница истории. Механические часы.

 Первые упоминания о механических часах относятся к концу VI века. Скорее всего, это были водяные часы, в которые было встроено механическое устройство для приведения в действие дополнительных функций, например механизма боя.

Настоящие механические часы появились в XIII веке в Европе. Они еще не были достаточно надежными, поэтому приходилось постоянно проверять время по солнечным часам. Их часовой механизм работал, используя энергию опускающегося груза, в качестве которого долгое время применялись каменные гири. Чтобы запустить такие часы, приходилось поднимать очень тяжелую гирю на значительную высоту.

Механические часы работают за счет специальных механизмов, которые приводит в движение пружина. Для этого необходима постоянная подзаводка таких часов.

Сегодня известны следующие виды механических часов: карманные, наручные, настенные, башенные, напольные. С маятником , с кукушкой и много других разновидностей.

 

 

1.7. Шестая страница истории. Кварцевые и электронные часы.

Дальнейшее совершенствование приборов для измерения времени происходило лавинообразно. Развитие электроники и радиотехники подготовило почву для появления кварцевых часов. В этих часах двигателем служит специальный электронный блок, который питается от батарейки.

От классических механических кварцевые модели отличаются поразительной точностью.

История электронных часов, то есть устройств, показывающих время не при помощи стрелок, а использующих световые электронные табло и дисплеи началась не так уж и давно – в средине  XX века.

Фактически, кварцевые часы и электронные – это мини-компьютер. В них очень легко добавляются дополнительные функции: секундомер, указатель фаз Луны, календарь, будильник, радио, барометр и прочие.

 

1.8. Седьмая страница истории. Атомные часы.

Итак, атомные часы, один из точнейших типов часов. Стабильность атомных часов является наилучшей среди всех существующих типов часов, что является залогом высочайшей точности. Колебания атомов не зависят от температуры воздуха, вибраций, влажности и многих других внешних факторов.

В современном мире, когда без навигации просто не обойтись, атомные часы стали незаменимыми помощниками. Они способны определить местоположение космического корабля, спутника, баллистической ракеты, самолета, подводной лодки, автомобиля автоматически по спутниковой связи.

Таким образом, последние 50 лет атомные часы считаются самыми точными. Они уже давно используются службами точного времени, а также временные сигналы транслируются некоторыми радиостанциями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                Глава 2. Практическая работа. Изготовление огненных, водяных и механических часов.

Итак, подробно изучив всю историю часов, я пришел к выводу, что наиболее значимыми в совершенствовании часов  были водяные и огненные часы. И я решил, начиная с этого этапа самостоятельно сделать несколько видов часов, а именно клепсидру, огненные и механические часы (вариант современных часов) и сравнить их точность и удобство в использовании.

2.1.Огненные часы.

Для изготовления я купил в магазине несколько одинаковых свечей.

Дома я зажег оду из свечей и каждые 30 минут делал пометки на других свечах на уровне оставшейся части горевшей свечи. Таким образом, у меня есть несколько свечей, по которым я могу измерять короткие  промежутки времени по 10 минут, а также складывая их могу определить и более длительные интервалы времени 1-2-3 часа и более.

2.2. Клепсидра.

2.2.1. Первый (неудачный) вариант клепсидры.

Для изготовления клепсидры мне потребовалось значительно  больше времени и материалов.

Для начала я изучил по книгам и при помощи интернета как изготавливали первую клепсидру, принцип ее работы и проанализировав весь  материал я вместе с папой приступил к изготовлению водяных часов.

Для изготовления водяных часов мы взяли 2 одинаковые по объему пластиковые бутылки.  Крышки этих бутылок мы склеили между собой. Затем, с помощью нагретого на огне шила, мы сделали 2 одинаковых  отверстия в склеенных крышках.

В  обе бутылки  в отверстия мы вставили 2 трубочки для коктейля так, чтобы в каждой из бутылок находился длинный конец трубочки, а короткий, конец трубочки немного выставлялся из пробки противоположной бутылки.

В одну бутылку мы налили воду, закрутили крышку с вставленными трубочками, сверху закрутили пустую бутылку.

Для того, чтобы сделанные нами часы были устойчивыми ко дну каждой из бутылок мы приклеили СD диски.

Далее мы установили бутылки таким образом, чтобы бутылка с водой была сверху.  Вода из наполненной бутылки стала переливаться в пустую бутылку. Вода из бутылки вытекла очень быстро, буквально за 30 секунд. Таким образом, мы пришли к выводу, что для отсчета длительных промежутков времени (минут, часов) данная конструкция не подходит, поскольку вода перетекает очень быстро и мы не можем отмерять часовые промежутки.

Для того, чтобы решить данную задачу мы заглушили длинные концы трубочек и сделали в них маленькие отверстия с помощью  иглы. Таким образом, нам удалось замедлить скорость перетекания воды, и мы смогли отмерять часовые промежутки времени.

Но и такой вариант водяных часов нас не устроил, поскольку так мы не смогли отмерять короткие промежутки временим, поскольку за несколько минут  воды перетекало очень мало и мы не смогли сделать точные замеры (коротких) 10 минутных интервалов времени. Для определения таких промежутков времени нам пришлось бы делать новую клепсидру.

2.2.2. Второй (удачный) вариант клепсидры.

Предыдущий вариант клепсидры нам показался неудобным в использовании, и мы решили усовершенствовать механизм  клепсидры.

Для этого мы взяли 2 пластиковые бутылки, установили их на изготовленной нами деревянной конструкции таким образом, чтобы между бутылками расположенными друг над другом было расстояние около 10 – 15 сантиметров. Через отверстия в крышках мы соединили бутылки, используя медицинскую капельницу с регулятором скорости перетекания жидкости. Изменяя скорость перетекания воды, при помощи регулятора капельницы, мы смогли добиться того, чтобы по одним и тем же рискам на бутылке мы могли измерять различные промежутки времени от минут до часов и даже суток.

Такой вид клепсидры оказался очень удобным, поскольку, не меняя  механизм, мы могли измерять различные промежутки времени, лишь передвигая положение регулятора капельницы.

При желании, изменив объем бутылок можно измерять недели, месяцы и даже годы.

2.3. Механические часы.

Для изготовления этих часов мы с родителями через имнтернет-магазин заказали набор-конструктор «Мои первые часы».

Данный вид часов был легкий в изготовлении, и часы показывали достаточно точное время, с точностью до минут.

Минусом этих часов является то, что, не имея готового набора внутренних механизмов, самостоятельно изготовить их не возможно.  К тому же данный конструктор дорогостоящий и в продаже в нашем городе его нет, нам удалось купить его только в Москве. (Приложение 6).

 

Глава 3. Сравнение огненных, водяных и механических часов по качественным характеристикам.

         Для сравнения изготовленных мною часов, я разработал таблицу с критериями, по которым я буду сравнивать часы, и  сравнил изготовленные мною часы по этим критериям. (Приложение 7).

Проанализировав содержание таблицы, я пришел к выводу, что по доступности материалов и простоте в изготовлении выигрывают огненные часы, затем водяные и на третьем месте механические часы. Т.е. учитывая особенности прошлых веков, наука была не развита, сложных материалов не было, соответственно часы изготавливались из доступных материалов и более простым способом. А в современном мире часы более совершенны, их изготовление требует больших знаний, и детали для их изготовления производятся на заводах по сложным технологиям.

По следующим характеристикам, таким как: длительность, точность измеряемого времени, удобство в использовании, а именно размер, обслуживание, транспортабельность и независимость работы часов от присутствия человека, часы прошлых эпох проигрывают. Чем более древними часы являются, тем больше они проигрывают по перечисленным выше характеристикам.

Исходя их этого, можно сделать вывод, что для каждой исторической эпохи характерен свой вид часов в зависимости от доступности материалов, необходимости людей в точности и длительности измерения времени. Таким образом, каждый вид часов соответствует своей исторической эпохе.

По мере роста потребностей человечества в точности и длительности измерения времени, в связи с увеличением темпа  жизни и мобильностью людей, часы непрерывно совершенствовались. В современном мире мы пользуемся механическими часами. Это связано с высоким  темпом жизни, развитием новейших технологий, техногенностью современного мира. В современных условиях мы не можем позволить себе постоянно пользоваться ни огненными, ни водяными часами, поскольку они не отвечают требованиям современного мира.

 

 

 

 

 

 

 

                                               Заключение

Моя работа подошла к концу. В результате выполнения работы:

1. Я узнал, какие виды часов характерны для различных исторических эпох.

2. Создал три вида часов в домашних условиях.

3. Выявил актуальность этих видов часов в свою историческую эпоху.

4. На основе полученных знаний создал презентацию и рассказал одноклассникам.

Я считаю свою работу значимой, потому что она дала мне возможность научиться добывать знания самостоятельно из различных источников информации. К тому же данная работа является практикоориентированной: свои знания я смог воплотить в жизнь, я сам сделал три вида часов, разработал критерии, по которым я буду сравнивать актуальность часов в эпоху их существования, научился анализировать и систематизировать свои знания. Кроме того, я рассказал одноклассникам об истории часов, поскольку данная тема для них была неизвестной.

Список использованных источников и литературы

1.     Завельский Ф.С., «Время и его измерение», издательство «Наука», 1977год

2.     Пипуныров В. H., «История часов с древнейших времен до наших дней», издательство «Наука», 1982год

3.     https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F_%D1%87%D0%B0%D1%81%D0%BE%D0%B2

4.     http://rodnaya-tropinka.ru/istoriya-chasov/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения

Приложение 1.

 

 

 

 

Петух                                               Соловей                                                         Жаворонок

 

 

 

 

 

Зяблик                                                                             Воробей             

Приложение 2.

 

     

 

 

 

  Вьюнок                                                                      Лютик

 

 

 

 

 

Одуванчик

Приложение 3.

 

 

 

 

               

    Г. Пермь, солнечные часы                                                          г. Очер, солнечные часы                     

Приложение 4.

 

 

 

 

 

Древняя клепсидра, хранится в музее Каира.

Приложение 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                      Ктесибий Александрийский

               

Приложение 6.

 

 

 

 

 

 

                      Часы, которые я изготовил

 Приложение 7.

 

        

 

 

 

 

Скачано с www.znanio.ru