Шейпак А.А. История науки и техники. Материалы и технологии. Учебное пособие. Часть 2

Подождите немного. Документ загружается.

131

а изделие переходило от одного рабочего к другому на подносах, переме-

щающимся по роликам.

Автоматическая линия для разделки свиных туш и изготовления мяс-

ных консервов была впервые пущена в действие в 60-х годах XIX в. в

Цинцинатти (США). На этой линии не было отходов и бытовала шутка,

что даже предсмертный крик свиньи

улавливали для использования в за-

водском гудке.

Современное массовое производство было создано для производства

автомобилей. Первые автомобили строились также как строили первые па-

ровые машины. Затем в начале прошлого в. перешли к принципу взаимо-

заменяемости частей. Затем Генри Форд ввел сборочную линию. В 1913 г.

он начал с линии по сборке

магнето. Далее он подразделил сборку двига-

телей на 84 операции, сократив число рабочих на 1/3. Затем шасси было

установлено на рельсы и протягивалось через ряд рабочих, осуществляю-

щих последовательную сборку. К концу 1914 г. разработка сборочной ли-

нии была завершена.

Американские промышленники шли в области организации массового

производства впереди всех, хотя Англия и Германия

первенствовали в вы-

пуске штучных высокоточных машин и высококачественных изделий. Тем

не менее в 1853 г. Британская комиссия по стрелковому оружию вынесла

рекомендации по внедрению «американской системы».

Нужно сказать, что в это же время развивалась измерительная техника

и появились новые технологические процессы: электросварка (1886 г.),

термитная сварка (1908 г.). Кислородная резка (кислородно-ацетиленовая

горелка) и другие аналогичные способы вошли в обиход в начале XIX в. В

конце века появились высокоэффективные методы с использованием

плазмы, электромагнитных полей и других источников концентрирован-

ных потоков энергии.

Применение станков и приспособлений с системами автоматического

контроля и автоматического регулирования, а также вычислительных ма-

шин позволили сделать поточные линии совершенными. Однако

появи-

лись другие задачи. До прихода века автоматизации внедрение методов

массового производства приводило к замене квалифицированных рабочих

неквалифицированными как из-за детального разделения труда, так и из-за

создания машин, выполняющих все более сложные работы. Автоматизация

почти не нуждается в чернорабочих. Ей не нужны рабочие, которые все

время выполняют одну

и ту же простую операцию, которая легче всего

поддается автоматизации. Автоматизированное производство нуждается в

целой армии квалифицированных мастеров-инженеров по уходу за маши-

нами, инженеров-электротехников, инженеров-электронщиков. Нужны

также технологи, конструкторы, научные работники и исследователи са-

мой высокой квалификации. Ни одна страна в мире не имеет в настоящее

время достаточного

числа квалифицированных и технически подготовлен-

ных людей для осуществления действительно полной программы автома-

132

тизации. Необходимы коренные реформы системы образования как для

начальной подготовки большого числа высококвалифицированных людей,

так и для непрерывной переподготовки уже работающих для новой и более

квалифицированной работы. В настоящее время в некоторых странах ста-

вится вопрос о всеобщем высшем образовании.

4. ПРИБОРЫ И ИЗМЕРЕНИЯ

4.1. ВВЕДЕНИЕ

Измерение – это сравнение неизвестной величины с известной уста-

новленной единицей меры. Самым сложным в таком процессе является ус-

тановление меры. На начальной стадии развития человек, по всей вероят-

ности, пользовался сравнительными измерениями, определяя величину че-

рез понятия «больше» и «меньше». Затем наступило время количествен-

ных измерений. Достаточно точные измерения требуют

использования из-

мерительных приборов.

Из далеких времен пришли такие стандартные меры длины, как анг-

лийские дюйм, ярд, миля и русские вершок, сажень и верста. До Великой

французской революции в Европе применялись различные способы изме-

рения. Каждый порт, город, правительства различных стран имели свои

собственные способы измерений. На главных торговых площадях городов

хранились стандартные образцы единиц измерения в виде железных, брон-

зовых стержней. В германском городе Бремен, например, за основу бра-

лось расстояние между пальцами скульптуры легендарного Роланда. Такое

положение чрезвычайно осложняло торговлю, путешествие и обмен. Рево-

люционное правительство Франции в конце XVIII в. решило перейти на

новую, научную систему, наиболее подходящую с

точки зрения экономи-

ки. Для выполнения этой задачи оно поручило группе ученых разработать

новую метрическую систему мер. Во Франции после реставрации Бурбо-

нов новая система была отвергнута и стала она применяться только после

принятия ее во многих других странах. В качестве основной меры длины

был выбран метр, который по первоначальному замыслу

, должен был рав-

няться одной десятимиллионной части расстояния от Северного полюса до

экватора по парижскому меридиану. Впоследствии было обнаружено не-

соответствие между изготовленным образцом метра и его определением.

Исправлять ошибку не стали, так как система была уже принята во многих

странах. В 1889 г. за основную единицу приняли расстояние между штри-

хами на эталоне.

Массу тела определяют путем «взвешивания», поэтому часто эти два

понятия путают. Словно для того, чтобы увеличить путаницу, массу и вес

133

измеряют в единицах одинакового наименования, например в килограм-

мах. Эталон килограмма есть масса металлического цилиндра, равная мас-

се литра воды при 4°С (температура, соответствующая ее наибольшей

плотности); 1 английский фунт равен 453 г.

Основная единица времени – секунда, которая равна 1/86 400 части

средних солнечных суток . Солнечными сутками называется время между

последовательными прохождениями Солнца через

данный меридиан. Их

продолжительность несколько меняется в зависимости от времени года.

Средними солнечными сутками считают среднее арифметическое из всех

суток за год. Сутки делятся на 24 часа по 60 минут каждый. Минута под-

разделена на 60 секунд. Интересно отметить, что миллион секунд состав-

ляет всего 12 дней, а миллиард секунд – 32 года. Поверхность Земли раз-

делена

на 24 пояса. Каждый пояс охватывает 15 градусов долготы. Так на-

зываемое «поясное время» отличается от времени соседнего пояса на один

час. В повседневной жизни за начало суток принимают полночь. В России

действует декретное время, введенное в СССР в 1930 г. для экономии

электроэнергии на освещение. Оно опережает поясное время на один час.

С 2 апреля 1981 г. на летний период время стало сдвигаться еще на один

час вперед, а в октябре - возвращается на один час назад.

В 1875 г. была созвана международная конференция по введению мер

и весов, чтобы положить конец хаосу в международной торговле. На кон-

ференции присутствовали представители тридцати стран. В результате ра-

боты

конференции было создано Международное бюро мер и весов, нахо-

дящееся вблизи Парижа, и метрическая система была признана основной

международной системой. В бюро хранятся эталоны стандартных мер, а

каждая страна получила их копии.

В 1960 г. XI Генеральная конференция по мерам и весам ввела Меж-

дународную систему единиц (международное сокращенное наименование

<SI>, русское <СИ

>). Эта система устанавливает в качестве основных

семь основных величин вместе с соответствующими единицами: длина

(метр, м), масса (килограмм, кг), время (секунда, с ), сила тока (ампер, А ),

термодинамическая температура (кельвин, К ), количество вещества (моль,

моль), сила света (кандела, кд). После принятия Международной системы

единиц величины метра и секунды были переопределены на

основе физи-

ческих процессов. Единицы Международной системы, а также десятичные

и кратные от них являются обязательными в большинстве стран мира, од-

нако наряду с ними в некоторых странах применяют традиционные нацио-

нальные системы измерений.

Пример по древесине

В одном из курсов физики, изданном в США, приведен следующий пример,

иллюстрирующий значение систем измерения. Предположим, что вы работае-

те на лесном складе, расположенном близ порта на восточном побережье

134

США, и вам приходится получать и отправлять различные сорта материалов,

которые надо измерять и оценивать.

В США лесоматериалы измеряются в так называемых бордсовых ( или

досковых ) футах. Бордсфут имеет в длину один фут, в ширину фут и в толщи-

ну один дюйм. Карандаш, бумага и элементарная арифметика позволят вам

легко посчитать число

бордсфутов почти в любом штабеле пиломатериалов.

И вот однажды вы отправляетесь в штат Виргинию для закупки дорогих

кряжей орехового дерева для экспорта во Францию. Но, когда вы станете под-

считывать бордсфуты, вы столкнетесь с совсем новой системой, потому что

бревна круглые. Произведя расчет и расплатившись за бревна, вы должны пере-

везти их по железной дороге к порту. И тут вы узнаете, что перевозка бревен

рассчитывается в центнерах на милю, а не в бордсфутах. Когда лес прибудет в

порт, его погрузят на пароход. Снова вам надо оплачивать перевозку, но теперь

уже тонну на милю. Учтите еще, что морская миля равняется 6076 фута вме

сто 5280 футов, принятых за меру длины на суше.

Несмотря на все эти досадные перерасчеты, ваш лесоматериал наконец

прибывает во Францию. Здесь с вас требуют оплатить стоянку в доке. В бор-

дсфутах? Вовсе нет, - за площадь, которую вы занимали на пристани. А как вы

полагаете, в чем подсчитывается площадь - в квадратных

футах или в квад-

ратных ярдах? Ни в тех и ни в других - она подсчитывается в квадратных мет-

рах.

Наконец, француз, которому вы продали лес, приходит, чтобы измерить

его, но бордсфуты для него пустой звук. Он измеряет лес в кубических метрах и

расплачивается с вами. В долларах? Нет, во франках.

Естественно, что те, кто привык мыслить научно, захотят знать, поче-

му существует такая путаница в мерах. Почему, например, миля сухопутная

отличается от морской? Почему французы пользуются метрической системой,

а не английской, которая применяется обычно в США? Какая из систем - мет-

рическая или английская - больше удовлетворяет требованиям науки и техники?

4.2. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ

Измерение длины может проводиться непосредственно путем сравне-

ния положений определенных точек объекта с отметками на линейке. Ли-

нейка совмещает функции копии эталона длины, измерительного устрой-

ства и его шкалы.

В 1631 г. Пьер Вернье (Pierre Vernier )изобрел устройство, позволяю-

щее повысить точность измерения длины благодаря введению дополни-

тельной шкалы, расположенной вдоль основной шкалы.

Обычно вспомога-

тельная шкала градуируется в соотношении 9/10 от основной шкалы.

Для достаточно точного измерения толщины малых объектов исполь-

зуют микрометр, принцип действия которого основан на равенстве осевых

перемещений винта при каждом полном повороте. На микрометре также

имеется две шкалы: основная – по оси винта и вспомогательная – по ок-

ружности.

135

С давних времен для измерения больших расстояний используется

колесо, которое катят без скольжения вдоль измеряемого отрезка. Величи-

на расстояния подсчитывается по диаметру колеса и числу его оборотов.

Подобный принцип используют, в частности для определения пробега ав-

томобиля.

В настоящее время для измерения длин применяются приборы, ис-

пользующие различные физические процессы: оптические

, распростране-

ния радиоволн и звуковых колебаний.

4.3. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ И ВЕСА

Простейшим прибором для определения массы и веса являются ры-

чажные весы, известные примерно с пятого тысячелетия до н.э. Они пред-

ставляют собой балку, имеющую опору в своей средней части. На каждом

конце балки имеются чашки. На одной из них помещается объект измере-

ния, а на другую накладываются грузы стандартных

размеров до приведе-

ния системы в равновесие. В 1849 г. француз Жозеф Беранже (Joseph

Beranger) запатентовал усовершенствованные весы подобного типа. Они

имели систему рычагов под чашками. Такое устройство было очень попу-

лярным в течение многих лет в торговле и на кухнях.

Вариантом рычажных весов является безмен (steelyard), известный с

эпохи античности. В этом случае

точка подвеса находится не в середине

балки, стандартный груз имеет постоянную величину. Равновесие устанав-

ливается изменением положения точки подвески, а балка предварительно

градуируется.

Роберт Гук, английский физик в 1676 г. установил, что деформация

пружины или упругого материала пропорциональна величине приложен-

ной силы. Этот закон позволил ему создать пружинные весы. Такие весы

измеряют

силу, поэтому на Земле и на Луне они покажут разный числен-

ный результат.

В настоящее время для измерения массы и веса используются различ-

ные методы на основе получения электрического сигнала. В случае изме-

рения очень больших масс, например большегрузного автомобиля, приме-

няют пневматические и гидравлические системы.

4.4. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Первым прибором для измерения давления был ртутный барометр,

изобретенный в 1644 г. учеником великого Галилея Торричелли

(Evangelista Torricelli). Этот прибор представлял собой стеклянную труб-

ку, закрытую с одного конца. Он позволил установить примерную величи-

ну нормального атмосферного давления (760 мм ртутного столба, или 10 м

136

водяного столба, в СИ эта величина равна 100 000 Pa). Опыты Торричелли

были повторены Блезом Паскалем, который как истинный француз кроме

ртути использовал в качестве рабочей жидкости красное вино. Простой ба-

рометр, созданный Торричелли, был существенно модифицирован Робер-

том Гуком в 1665 г., а затем французским мастером Жаном Фортина (Jean

Fortin) в 1797 г., английским адмиралом Робертом

Фитцройем (Robert

Fitzroy) в 1858 г., бывшим капитаном знаменитого корабля Бигль, на кото-

ром Чарльз Дарвин сделал свои знаменитые открытия. Барометр анероид-

ного типа был изобретен в 1844 г. французом Люсьеном Види (Lucien

Vidie). Этот прибор менее точен, чем ртутный, но имеет значительно

меньшие габариты.

U-образная трубка является простейшим, достаточно точным и давно

известным прибором

для измерения давления. Рабочей жидкостью обычно

служат вода или масло. В 1844 г. французский промышленник Евгений

Бурдон (Eugene Bourdon), занимавшийся производством паровых машин,

изобрел механический манометр для измерения давления газа и жидкости.

Основой прибора является трубка Бурдона, имеющая С-образныю форму и

эллипсовидное поперечное сечение. При изменении давления закрытый

конец трубки перемещается, приводя в

движение посредством зубчатой

передачи регистрирующую стрелку.

4.5. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Температура является интенсивным параметром, определенным толь-

ко для состояния термодинамического равновесия. Основой практического

измерения температуры является использование зависимости какого-либо

свойства эталонного (термометрического) тела от температуры. Общеизве-

стное использование в термометрах теплового расширения тела впервые

было осуществлено в 1701 г. немецким физиком Даниелом Габриелом по-

средством спирта, находившимся в небольшом сферическом

объеме, со-

единенным с тонкой вертикальной трубкой, которая была вакуумирована и

закрыта с другого конца. При изменении температуры уровень спирта пе-

ремещался вверх или вниз. В 1714 г. Фаренгейт заменил спирт на ртуть.

Аналогичный термометр в 1742 г. создал шведский астроном Андерс

Цельсий (Anders Celsius).

Эти термометры были проградуированы на различные шкалы, кото-

рые в

наше время известны как шкалы Фаренгейта и Цельсия (или стогра-

дусная). В стоградусной шкале за 0°С взята температура замерзания воды,

а за 100°С – температура ее кипения. Фаренгейт для уменьшения употреб-

ления на практике отрицательных значений температур принял за 0°F тем-

пературу равновесия смеси соли и льда, а за 100°F –

нормальную среднюю

температуру человеческого тела. Тогда температура замерзания воды ока-

137

залась равной 32°F , а температура ее кипения на 180°F больше, т.е. -

212°F. Напомним, что знаменитый роман Рея Бредбери назван «451 градус

по Фаренгейту». Это значение соответствует температуре воспламенения

бумаги.

В системе СИ за единицу температуры принят кельвин, равный 1/273,

16 термодинамической температуры тройной точки воды. Численно кель-

вин равен одному градусу температуры

по шкале Цельсия.

Медицинский термометр был изобретен английским врачом Клиф-

фордом Алботом (Clifford Allbutt) в 1867 г. Он представлял собой корот-

кую трубку, откалиброванную только в диапазоне от 95°F до 110°F или от

35°С до 45°С. Трубка имела пережатие сразу над сферическим пузырьком

со ртутью.

Самые распространенные методы измерения температуры в настоя

щее время основаны на преобразовании изменения температуры в измене-

ние электрического сигнала.

4.6. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ

Первым в истории измерителем времени стало Солнце, вторым - те-

чение воды (или песка), третьим - равномерное сгорание особого топлива.

Возникнув в глубокой древности, солнечные, водяные и огневые часы до-

жили до нашего времени. Задачи, которые в древности стояли перед созда-

телями часов, сильно отличались от современных. От измерителей време-

ни не

требовалось особой точности, зато они должны были делить дни и

ночи на одинаковое количество часов разной длины в зависимости от

времени года. И поскольку практически все приборы для измерения вре-

мени были основаны на достаточно равномерных явлениях, древним "ча-

совщикам" для этого приходилось идти на различные хитрости.

4.6.1.

СОЛНЕЧНЫЕ ЧАСЫ

Самые древние солнечные часы найдены в Египте. Интересно, что в

ранних солнечных часах Египта использовалась тень не столба или стерж-

ня, а края широкой пластины. При этом измерялась только высота Солнца,

а его движение вдоль горизонта не учитывалась.

С развитием астрономии было понято сложное движение Солнца: су-

точное вместе с

небом вокруг оси мира и годовое вдоль зодиака. Стало

ясно, что тень будет показывать одинаковые отрезки времени вне зависи-

мости от высоты Солнца, если стержень направить параллельно оси мира.

Но в Египте, Месопотамии, Греции и Риме день и ночь, начало и конец ко-

торых отмечали восходы и заходы Солнца, делили вне

зависимости от их

длины на 12 часов, или, более грубо, по времени смены караулов, на 4

"стражи" по 3 часа каждая. Поэтому на шкалах требовалось отмечать не-

138

равные часы, привязанные к определенным частям года. Для крупных сол-

нечных часов, которые устанавливались в городах, удобнее были верти-

кальные гномоны-обелиски. Конец тени такого обелиска описывал на го-

ризонтальной площадке подножья симметричные кривые линии, завися-

щие от времени года. Ряд этих линий наносили на подножье, поперек про-

водили другие линии

, соответствующие часам. Таким образом, человек,

глядящий на тень, мог узнать и час, и примерно месяц года. Но плоская

шкала занимала много места и не могла вместить тени, которую гномон

отбрасывает при низком Солнце. Поэтому в часах более скромных разме-

ров шкалы располагались на вогнутых поверхностях. Римский архитектор

I в. до н

.э. Витрувий в книге "Об архитектуре" перечисляет больше 30 ти-

пов водяных и солнечных часов и сообщает некоторые имена их создате-

лей: Евдокса Книдского, Аристарха Самосского и Аполлония Пергамско-

го. По описаниям архитектора трудно составить представление о конст-

рукции тех или иных часов, но с ними удалось отождествить многие из

найденных

археологами остатков древних измерителей времени.

Солнечные часы имеют большой недостаток - неспособность пока-

зывать время ночью и даже днем в облачную погоду, зато они имеют по

сравнению с другими часами важное преимущество - непосредственная

связь со светилом, определяющим время суток. Поэтому они не потеряли

практического значения даже в эпоху массового распространения точных

механических

часов, которые требуют проверки. Стационарные средневе-

ковые солнечные часы стран ислама и Европы мало отличались от антич-

ных. Правда, в эпоху возрождения, когда стала цениться ученость, в

моду вошли сложные комбинации шкал и гномонов, служившие для укра-

шения. Например, в начале XVI в. в университетском парке Оксфорда был

установлен измеритель времени,

который мог служить наглядным пособи-

ем по устройству разнообразных солнечных часов. С XIV в., когда стали

распространяться механические башенные часы, в Европе постепенно от-

казались от деления дня и ночи на равные отрезки времени. Это упростило

шкалы солнечных часов, и ими стали часто украшать фасады зданий.

Чтобы настенные часы могли показывать утреннее

и вечернее время ле-

том, их иногда делали двойными с циферблатами на сторонах выступаю-

щей из стены призмы. В Москве вертикальные солнечные часы можно ви-

деть на стене здания Российского гуманитарного университета на Ни-

кольской улице, а в парке музея Коломенское есть горизонтальные сол-

нечные часы, к сожалению, без циферблата

и гномона.

Наиболее грандиозные солнечные часы были сооружены в 1734 г. в

городе Джайпуре магараджей (правителем области) и астрономом Савай-

Джай Сингхом (1686-1743 гг.). Их гномоном служила треугольная камен-

ная стена с высотой вертикального катета 27 м и гипотенузой длиной 45 м.

Шкалы располагались на широких дугах, по которым тень гномона двига-

лась со скоростью

4 м в час. Однако Солнце на небе выглядит не точкой,

а кругом с угловым диаметром около половины градуса, поэтому из-за

139

большого расстояния между гномоном и шкалой, край тени был нечет-

ким.

Большим разнообразием отличались портативные солнечные часы. В

раннем средневековье применялись в основном высотные, не требовавшие

ориентации по странам света. В Индии были распространены часы в виде

граненого посоха. На гранях посоха наносились часовые деления, соответ-

ствующие двум месяцам года, равноудаленным

от солнцестояния. Гномо-

ном служила игла, которая вставлялась в отверстия, сделанные выше де-

лений. Для измерения времени посох вертикально подвешивали на шну-

ре и поворачивали иглой в сторону Солнца, тогда тень иглы показывала

высоту светила.

В Европе подобные часы оформлялись в виде небольших цилиндров,

с рядом вертикальных шкал. Гномоном служил

флажок, укрепленный на

поворотном навершии. Его устанавливали над нужной часовой линией и

поворачивали часы так, чтобы его тень была вертикальной. Естественно,

шкалы таких часов были "привязаны" к определенной широте местности.

XVI в. в Германии были распространены универсальные высотные сол-

нечные часы в виде "кораблика". Время в них отмечал шарик, помещен-

ный

на нити отвеса, когда инструмент наводили на Солнце так, чтобы тень

"носа" точно покрывала "корму". Регулировка по широте производилась

наклоном "мачты" и передвижением по ней планки, на которой закрепля-

лась нить отвеса. Основной недостаток высотных часов - трудность опре-

деления по ним времени вблизи полудня, когда Солнце крайне медленно

меняет высоту.

В этом смысле часы с гномоном значительно удобнее, но

их необходимо устанавливать по странам света. Правда, когда их пред-

полагается долго использовать на одном месте, можно найти время и для

определения направления меридиана.

Позже переносные солнечные часы стали снабжать компасом, кото-

рый позволял быстро устанавливать их в нужном положении. Такие часы

применялись до середины XIX в. для проверки механических, хотя они и

показывали истинное солнечное время. Наибольшее отставание истинного

Солнца от среднего в течение года составляет 14 мин. 2 сек., а наибольшее

опережение - 16 мин. 24 сек., но поскольку длины соседних суток отлича-

ются ненамного, это не вызывало особых затруднений. Для любителей

выпускались солнечные часы с

полуденной пушкой. Над игрушечной пу-

шечкой помещалось увеличительное стекло, которое выставлялось так,

чтобы в полдень собранные им солнечные лучи достигали запального от-

верстия. Порох загорался, и пушка стреляла, естественно, холостым за-

рядом, оповещая дом, что настал истинный полдень и пора проверять ча-

сы. С появлением телеграфных сигналов точного времени (в Англии

1852 г., а в России с 1863 г.) часы стало возможно проверять в почтовых

отделениях, а с появлением радио и телефонных "говорящих часов", эра

солнечных закончилась.

140

4.6.2. ВОДЯНЫЕ ЧАСЫ

Религия древнего Египта требовала выполнения ночных ритуалов с

точным соблюдением времени их исполнения. Время ночью определялось

по звездам, но для этого применялись и водяные часы. Самые древние из

известных египетских водяных часов относятся к эпохе фараона Аменхо-

тепа III (1415-1380 гг. до н.э). Они были сделаны в виде сосуда с расши-

ряющимися стенками и небольшим отверстием, из которого понемногу

вытекала вода. О времени можно было судить по ее уровню. Чтобы отме-

рять часы разной длины, на внутренних стенках сосуда наносили несколь-

ко шкал, обычно в виде ряда точек. Египтяне той эпохи делили ночь и

день на 12 часов, и в каждом месяце пользовались

отдельной шкалой,

вблизи которой ставилось его название. Шкал было 12, хотя хватило бы

шести, поскольку длины дней находящихся на одном расстоянии от солн-

цестояний практически одинаковы. Известен и другой тип часов, в кото-

ром мерная чаша не опорожнялась, а наполнялась. В этом случае вода в

нее поступала из поставленного выше сосуда

в виде павиана (так египтяне

изображали бога мудрости Тота). Коническая форма чаши часов с выте-

кающей водой способствовала равномерному изменению уровня: при его

понижении падает давление воды, и она вытекает медленнее, но это ком-

пенсируется уменьшением площади ее поверхности. Трудно сказать, бы-

ла ли эта форма выбрана для достижения равномерности "хода

" часов.

Может быть, сосуд сделали таким, чтобы было легче рассматривать на-

рисованные на его внутренних стенках шкалы.

Измерение равных часов (в Греции их называли равноденственны-

ми) требовалось не только астрономам; ими определяли длину речей в

суде. Это было необходимо, чтобы выступавшие со стороны обвинения и

защиты находились в равных условиях.

В сохранившихся речах греческих

ораторов, например, Демосфена, встречаются просьбы "остановить воду",

очевидно, обращенные к служителю суда. Часы останавливали на время

чтения текста закона или опроса свидетеля. Такие часы называли "клеп-

сидрой" (по-гречески "крадущей воду"). Это был сосуд с отверстиями в

ручке и на днище, в который заливалось определенное количество воды

Для "остановки воды", очевидно, затыкали отверстие в ручке. Небольшие

водяные часы использовались и в медицине для измерения пульса. Задачи

по измерению времени содействовали развитию технической мысли.

Сохранилось описание водяного будильника, изобретение которого

приписывается философу Платону (427-347 гг. до н.э.). "Будильник Пла-

тона" состоял из трех сосудов. Из верхнего (клепсидры) вода

поступала

в средний, в котором находился перепускной сифон. Приемная трубка си-

фона заканчивалась около дна, а спускная входила в третий пустой закры-

тый сосуд. Он в свою очередь был соединен воздушной трубкой с флей-

той. Действовал будильник так: когда вода в среднем сосуде покрывала

сифон, он включался. Вода быстро переливалась в

закрытый сосуд, вытес-

няла из него воздух, и флейта начинала звучать. Для регулирования вре-