Начиная со второй половины 20-го века, наручные часы стали дешеветь и стали более точными. Это было связано с изобретением кварцевых часов, работающих на батарейках. Кварц - самая распространенная альтернатива механическим часам.
Кварцевые часы могут быть как удивительно дешевыми, так и невероятно дорогими. Что между ними общего – так это удивительная точность хронометража. Чтобы понять, почему часы кварц настолько точны, мы должны понимать, что именно заставляет их «тикать», в буквальном смысле.
Кварцевые часы: с чего все начиналось
Возможно, вы никогда не слышали о «кварцевом кризисе», но если вы были часовщиком или ценителем часов в 1970-х годах, то обязательно были бы в курсе. Начиная с тех пор, как в начале 16-го века были изобретены первые карманные часы, часовая индустрия видела много достижений, но самым главным прорывом в этой индустрии стало создание кварцевых часов.
Первые кварцевые часы были созданы в 1927 году в лаборатории Белла - Bell Telephone Laboratories. В 20-м веке таинственная лаборатория Белла была местом, где рождались самые невероятные изобретения в мире, и кварцевые часы, несомненно, изменили мир. Прошли годы, прежде чем кварцевые механизмы стали настолько маленькими, чтобы поместиться в часах, но когда это все же случилось, это стало новым шагом на пути прогресса. Так началась кварцевая революция (а от революции выигрывают одни люди и много проигрывают другие).
Этот переломный момент произошел аккурат на Рождество 1969 года. Японская часовая компания Seiko выпустила лимитированные часы Astron, которые стоили столько же, сколько и автомобиль. Да, поначалу часы имели невероятную стоимость, и потребовалось бы всего несколько лет, чтобы кварцевые часы стали распространены по всему миру. Некогда популярные часовые мастера Швейцарии были в панике.
Противостояние: аналоговые часы против электронных
Долгое время часы были исключительно аналоговыми. Это был привычный круглый циферблат с делениями часами и минутами и стрелкой. Кварцевая революция в часовом деле совпала как раз с тем моментом, когда стали набирать популярность электронные часы, они имели электронные световые дисплеи. Первые электронные часы были выпущены в 1972 году и были созданы американской компанией Hamilton Watch Co.
Хотя первые электронные часы были американскими, именно японцы взяли на вооружение саму концепцию, усовершенствовали ее и сделали дешевле. Этот процесс возглавила компания Seiko и вскоре стала одним из крупнейших часовых брендов в мире. Новаторская компания решила работать как с кварцевыми аналоговыми часами, так и электронными часы, и продолжала доминировать на рынке.
Принцип работы часов для чайников
Чтобы понять, почему же создание кварцевых часов стало революцией, нужно понять, как работают кварцевые часы, и для этого сначала нужно понять, как в целом работают часы.
В первых часах, чтобы отслеживать секунды, а затем подсчитывать минуты и часы, использовались качающиеся маятники и шестерни. Впервые использовать маятники для отсчета времени придумал Галилео Галилей, этот человек во многом стал известен благодаря тому, что защищал идею гелиоцентризма, что привело к тому, что его приговорили к домашнему аресту на всю оставшуюся жизнь.
Маятники действительно удобны в том, что касается отсчета времени, но их не поносишь на запястье. В механических часах появился спусковой механизм и осцилляторы. Эти две составляющих работают вместе, как маятник, отслеживая течение времени с помощью возвратно-поступательных движений. На протяжении веков это было наиболее точным способом сохранения времени. Затем были обнаружены кварцевые колебания.
Почему кварцевые часы точнее механических?
Теперь вы знаете основы работы кварцевых часов, но почему же кварцевые часы более точные, чем механические? Есть множество факторов, но главный секрет, на котором мы сосредоточимся, кроется в основах физики.
Чтобы в механических часах продолжались колебания, электричество должно пройти ??через множество ее частей, чтобы включить шестерни, спуск и осциллятор. Эту необходимую энергию можно дать, если заводить часы вручную, а если кварцевые часы с автоподзаводом, то часы «подзаряжаются» при носке.
Эти движущиеся части создают трение и потребляют энергию, а это означает, что независимо от того, как регулярно вы заводите часы, часть энергии теряется. В кварцевых часах меньше движущиеся частей и энергию они получают от батарейки, поэтому энергия, необходимая для поддержания колебаний кристалла, не теряется.
Пару слов о колебаниях - естественная частота кварца также является гораздо более надежным средством отсчитывания времени, чем механизмы механических часов, независимо от того, насколько искусно они выполнены. Даже самые великие часовщики в Швейцарии не имеют безграничных возможностей в том, что касается нюансов работы этого сложного механизма, с физикой ничего не поделаешь.
Малейшая ошибка может повлиять на точность часов. Кристалл кварца всегда будет колебаться с той же частотой, независимо от того, насколько качественно спроектированы часы в целом.
Наконец, на точность хронометража влияют природные силы вселенной; в частности, гравитация. Механические части часов, как и все остальное в этом мире, находятся под действием силы тяжести. Часовщики пытались обмануть гравитацию на протяжении веков, и нашли множество решений этой проблемы, включая невероятно крутой дизайн турбийона.
В современных механических конструкциях часов влияние гравитации минимизировано, но для кварцевых часов такой проблемы не существовало в принципе. Кристалл кварца будет колебаться, несмотря ни на что.
Вот почему кварцевые часы предпочтительны для повседневного ношения.
Насколько точнее кварцевые часы?
Как и наручные механические часы, кварцевые часы могут значительно отличаться по качеству. Несмотря на это, средняя точность стандартных кварцевых часов будет больше или сопоставима с точностью лучших механических часов в мире.
Несмотря на все эти разговоры о точности, важно понимать, что мы говорим о паре секунд в день. Типичные кварцевые часы опаздывают или спешат на одну секунду в день, а лучшие механические часы - в среднем на три секунды. Лучшие кварцевые часы на рынке в среднем могут иметь погрешность в 0,02 секунды в день.
Эти временные потери настолько малы, что вы обычно замечаете их только после продолжительного отрезка времени - нескольких недель или более. Когда людям нужны более точные измерения времени, чем могут дать стандартные кварцевые часы, к примеру, при проведении научных измерений, они используют атомные часы.
Ну, а для нас, простых смертных, отлично подойдут и обычные кварцевые часы, с такими часами никаких проблем с пунктуальностью не возникнет.
