石英钟的发明(1929年)-精确把握每分每秒

时间:2023-12-11 01:39:02

在“时间就是金钱”的年代,石英钟逐渐取代了机械钟表,成为人们广泛应用的计时工具。1929年,世界上第一批石英钟问世。没想到,从它的诞生到后来遍布寻常百姓家,其间只花了70年的时间。

石英钟的发明(1929年)-精确把握每分每秒

老式的机械石英钟。

很早以前,人们对时间的把握,用的都是一些简单的工具,如:根据太阳影子的移动,有人制成了“日晷计时仪”;利用流速均匀的滴水,有人发明了“水钟”;通过点燃的香火,人们分出了“一炷香”、“两炷香”等时间间距。只不过,这些时间概念都不是精确的。

从14世纪起,意大利的钟楼上开始出现以自重为动力的齿轮制成的机械钟。但它们的走时并不像外表那样令人叹服,每天大约有15分钟的偏差。1583年,意大利科学家伽利略的一个不经意发现,使人们从此进入了标准的计时时代。

那次,伽利略在教堂偶尔注意到大厅的钟摆变化。他发现,钟摆的振动周期很有规律——它和钟摆的摆动幅度几乎无关,即无论摆动幅度是大还是小,它的摆动频率都是相等的。70多年后,根据这一原理,荷兰物理学家、数学家、天文学家惠更斯(1629—1695)做成了第一座摆钟。惠更斯摆钟非常精确,以至于科学家拿它来做物理实验,商店靠它正点开门和打烊,工人的工资也要靠它按小时计算。但惠更斯带来的影响远不止这些,尤其是时间观念开始渗透到每个人的生活中,守时成为一种美德。

石英钟的发明(1929年)-精确把握每分每秒

石英晶体矿石。

石英钟的发明(1929年)-精确把握每分每秒

世界上第一只石英手表。

之后,虽然摆钟、机械钟大量出现,并不断被改进,但它们在精确计时方面,注定要被石英钟和原子钟所代替。

而早在1880年,法国人皮埃尔·居里和保罗·居里就发现石英晶体具有正反压电效应——这正是制造钟表“心脏”的良好材料。每当石英晶体受压,便有极小的电流和电压通过它的表面。它会扩大并保持这种振幅,且振荡的频率非常高。据说以石英晶体制成的振荡器,每秒可振荡3万多次,且不受外界温度、湿度对振动的影响,因而大大提高了计时的精确度。

1929年,科学家以石英晶体制成的振荡计时器和电子钟组合,制成了石英钟。

石英钟刚一问世,便引起巨大轰动。经过测试,一只高精度的石英钟,每年误差仅为3—5秒。

石英钟的发明(1929年)-精确把握每分每秒

日本精工公司制作的石英电子手表。

石英钟的发明(1929年)-精确把握每分每秒

方向盘石英钟。

1942年,英国著名的格林尼治天文台也开始采用石英钟作为计时工具。在许多场合,石英钟还经常被列为频率的基本标准,用于日常测量与检测。

1970年前后,石英钟表开始进入市场。由于石英表和传统机械表相比,具有精度高、重量轻、价格低、易维护、寿命长等特点,一时间风靡全球。如今,它已经非常普及,机械式手表因此渐渐被人们淘汰。

随着科学的进步,精密的电子元件不断涌现,石英表也开始变得小巧精致。现在,它既是实用品,也是装饰品:有时,它们薄得像五分硬币,可以装在纽扣、钢笔、助听器、眼镜架、头饰等随身用品上;有时,视人们需要,它们又是多功能的手表,可以显示日历、测量体温、存贮电话号码。

请记住:石英钟每天计时误差,不超过十万分之一秒哦!(王慧华)

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