Lịch sử các loại đồng hồ lâu đời nhất thế giới
1. Đồng hồ mặt trời
Đồng hồ mặt trời có nhiều loại, nhiều hình dạng. Thứ đơn giản nhất là một cây gậy cắm thẳng đứng với tên gọi là “cột chỉ giờ “ (gnomon). Loại cột này có thứ nhỏ, có thứ lớn như chiếc Kim Cléopatre (Cleopatra’s Needle) hiện nay còn dựng tại công viên , thành phố New York. Dụng cụ sơ sài dùng để đo thời gian đã thành hình hơn 4,000 năm về trước và người ta gọi nó là “đồng hồ mặt trời” (sundial). Nhà thiên văn miền Chaldée tên là Berossus đã mô tả đồng hồ mặt trời vào thế kỷ thứ 3 trước Tây Lịch.
 |
| Một trong những phát minh cổ xưa nhất về đồng hồ |
Do sự tình cờ, người thời cổ xưa đã nhận xét rằng bóng của một thân cây bị cụt ngọn biến đổi khi mặt trời di chuyển trên bầu trời. Tương tự, khi cắm một cây gậy thẳng đứng trên mặt đất, bóng cây gậy cũng di chuyển và chiều dài của bóng này thay đổi trong ngày. Khi bóng của cây gậy ngắn, người thời cổ xưa biết rằng đây là lúc gần trưa còn khi bóng dài, họ biết rằng ngày bắt đầu hay sắp hết. Bằng cách dùng các hòn đá, người thời cổ xưa đã đánh dấu vị trí của bóng mát này.
Tuy nhiên, loại đồng hồ mặt trời này có khá nhiều khuyết điểm như suốt một năm và ở cùng một giờ trong ngày, bóng của cột thay đổi cả về chiều dài lẫn về phương hướng. Mặc dù người ta đã thay đổi cây gậy bằng những “đồng hồ bóng mát” (obélisque) chôn chặt dưới đất, tất cả khuyết điểm trên vẫn còn tồn tại.
Bạn có nghe đến Nhật quỹ chưa? Đây là một trong các loại đồng hồ mặ trời được sử dụng để hạn chế các khuyết điểm trên. Thiết kế gồm có một miếng gỗ vuông nằm ngang và một miếng gỗ cắt chéo đóng thẳng góc với mặt nằm ngang. Miếng gỗ chéo có cạnh chéo song song với trục của quả đất, nghĩa là hướng về ngôi sao Bắc Đẩu.
Cách dùng các nhật quỹ rất đơn giản: khi đặt nhật quỹ ở ngoài nắng, nếu bóng của nhật quỹ sát với cạnh số 9 thì lúc bấy giờ là 9 giờ. Nhật quỹ không phải là dụng cụ đo giờ chính xác và chỉ xử dụng được vào ngày có nắng. Nhật quỹ cần được chế tạo thích hợp với từng địa phương. Có kẻ đã ăn trộm một chiếc nhật quỹ tại Ai Cập và mang về đặt tại Hy Lạp. Tại nơi này, nhật quỹ đó đã chỉ sai giờ khiến cho kẻ ăn trộm phải thắc mắc.
Loại nhật quỹ cổ nhất còn sót lại tại Ai Cập được làm từ thế kỷ 15 trước Tây Lịch. Người Ai Cập cũng như người Hy Lạp rất ưa thích loại đồng hồ mặt trời này. Tới thế kỷ 19, các tay thợ sửa đồng hồ còn dùng các nhật quỹ thích hợp để lấy giờ.
Riêng người La Mã trong các buổi hùng biện thường sử dụng các cột chỉ giờ để kiểm soát thời gian, họ vẫn chưa quan tâm nhiều đến Nhật quỹ.
2. Đồng hồ nước
Đồng hồ nước (clepsydres) căn cứ vào mực nước trong một chiếc bình trong suốt được sử dụng để xác định thời gian ngay cả ngày mưa hay ban đêm được người Ai Cập phát minh ra.
Dồng hồ nước đơn giản nhất gồm một bình hình trụ có chia độ nối với một ống nhỏ. Một bình chứa nước có chỗ thoát bớt, giữ cho nước chảy vào ống nhỏ với một lưu lượng nhất định. Sau khi bình hình trụ đã đầy, nước tự động chảy ra ngoài qua một ống hình chữ U nhờ nguyên tắc bình thông đáy. Người ta căn cứ vào mực nước dâng lên trong bình hình trụ để biết thời gian. Thí dụ mực nước lên tới vạch thứ 7 thì vào lúc đó, đồng hồ nước chỉ 7 giờ.
Qua thời gian các đồng hồ nước được cải tiến dần dần: một chiếc phao nổi trên mặt nước mang thanh gỗ có gắn một kim chỉ thị và kim này di chuyển trước một bảng có ghi thời giờ. Về sau trục của phao nổi lại được mắc vào một bánh xe răng cưa làm chuyển động kim chỉ thị trước một mặt có chia độ.
Đồng hồ nước tuy được phát minh sau đồng hồ mặt trời nhưng lại được dùng đồng thời với loại đồng hồ mặt trời. Trên bức tường trong ngôi nhà mồ tại một nghĩa địa của tỉnh Thèbes, Ai Cập, người ta còn tìm thấy chiếc đồng hồ nước của tu sĩ kiêm nhà thiên văn tên là Amenenhet, chết vào khoảng năm 1550 trước Tây Lịch. Nhờ đồng hồ nước, Amenenhet đã nhận xét rằng đêm đông dài 14 giờ, trong khi vào mùa hè, đêm chỉ dài 12 giờ và trong suốt một năm, đêm đã thay đổi nếu kể từ lúc mặt trời lặn tới khi mặt trời mọc.
Vào khoảng năm 250 trước Tây Lịch, Ctésibius người Hy Lạp đã nghĩ ra được một thứ đồng hồ nước rất tài tình vì có bút ghi rõ thời gian. Ở chiếc đồng hồ này, nước chảy vào trong bình hình trụ theo một hình thức thi vị hơn: những giọt nước mắt từ đầu chiếc tượng đã rơi dần dần vào trong bình. Khi nước dâng lên, chiếc phao nổi đưa lên cao một hình người có cầm ở tay một chiếc kim chỉ thị và đầu kim này là cây bút chuyển động trước một khối trụ thẳng đứng. Sau 24 giờ, nước chảy ra, rơi xuống một bánh xe đạp nước (roue à aubes) và bánh xe này làm khối trụ thẳng đứng quay đi một chút.
Như vậy đồng hồ mặt trời cho biết giờ giấc còn đồng hồ nước được dùng để đo các khoảng thời gian đã trôi qua.
Khuyết điểm của loại đồng hồ nước là về mùa lạnh, nước đông đặc. Jules César đã gặp trở ngại này khi dẫn binh lính sang đất Anh. Trong thời gian đồn trú tại nơi này, César đã nhận thấy đêm mùa hè của xứ Anh ngắn hơn tại La Mã và vì kiến thức về thiên văn của viên Tổng Tài này không được uyên thâm nên ông ta không biết rằng đó là do sự khác biệt về vĩ độ.
Vào các thời đại trước, sự chuyển động của đồng hồ nước còn phức tạp nên vào năm 490 khi Vua Théodoric tặng Vua Gondebault xứ Burgondes chiếc đồng hồ, nhà Vua đã phải gửi theo cả người biết điều khiển đồng hồ. Chiếc đồng hồ danh tiếng nhất thời trước là của ông Hoàng Ả Rập Haroum-al-Raschid gửi tặng Hoàng Đế Charlemagne vào năm 809. Chiếc đồng hồ này bằng đồng thau, có 24 quả tròn cũng bằng đồng rơi dần vào trong môt chậu để chỉ giờ.
Còn một loại đồng hồ nước khác chạy rất yên lặng nên được nhiều người dùng và vì vậy, rất được thịnh hành vào thế kỷ 17, thời kỳ của các đồng hồ quả lắc. Loại này gồm một cái trống kim loại hình trụ dẹp, bên trong chia thành các căn vách a, b, c, d. . . và các căn này thông với nhau bằng các lỗ nhỏ. Trọng lực đã làm cho nước chảy từ căn nọ sang căn kia và làm quay dần chiếc trống kim loại. Trục của trống xuống dần và di động trước một bảng chỉ thời giờ. Người ta chỉ cần nhìn xem trục ngang đó nằm ở con số nào để biết mấy giờ.
3. Đồng hồ cát
Đồng hổ cát (sablier) dùng trong các khoảng thời gian ngắn. Nguồn gốc từ xứ Ai Cập, loại đồng hồ này cũng liên quan với đồng hồ nước nhưng xuất hiện về sau. Ngày nay đồng hồ cát còn được dùng để biết thời gian nói chuyện tại máy điện thoại hay dùng đến khi ngâm trứng gà trong nước sôi.
 |
| Đồng hồ cát được xem là dòng đồng hồ đơn giản và dễ sử dụng nhất |
Đồng hồ cát gồm một bình nhỏ, bụng thắt thật hẹp, cát ở phần trên nên chảy dần xuống phần dưới đến khi hết, lúc này người ta đổi đầu đồng hồ. Thời gian cát chảy từ phần trên xuống phần dưới đều bằng nhau. Đồng hồ cát có nhiều loại: có thứ một giờ, có thứ nửa giờ, lại có thứ dùng để đo lường các khoảng thời gian ngắn hơn, chừng 10 phút chẳng hạn và loại này được Hải Quân Anh dùng mãi cho tới năm 1839.
Ngoài ra loại nến chỉ giờ (chandelle horaire) rất được nhiều người dùng trong thời Trung Cổ. Loại nến chỉ giờ này căn cứ vào nguyên tắc thời gian trôi qua tỉ lệ với số nến cháy.
Ngoài 3 loại đồng hồ trên, thì tiền thân của các dòng đồng hồ thông dụng ngày nay chính là đồng hồ dùng lò xo. iWatch24h Blog sẽ bật mí đến các bạn trong các bài viết tiếp theo nhé!
Tham khảo Vietsciences
0 comments:
Post a Comment