Věda a technika v pozadí
Sluneční hodiny
Teorie
Sluneční hodiny jsou zařízení pro určování času v závislosti na zdánlivém pohybu Slunce. Sluncem ozařovaný předmět vrhá stín a podle aktuální pozice stínu lze určit čas. Pokud budeme porovnávat čas, který ukazují sluneční hodiny a čas na našich hodinkách (nebo mobilu), tak se tyto časy mohou lišit. Není to tím, že by sluneční hodiny šly špatně. Oboje hodiny ukazují jiný čas, ty sluneční ukazují čas místní a pravý, a ty na mobilu čas sluneční střední a ještě navíc pásmový a popř. letní nebo zimní. Lze ale sestrojit i sluneční hodiny, které ukazují střední sluneční čas nebo přímo pásmový čas.
Historie
První, kdo měřil čas na hodiny, byli asi okolo roku 3500 před n. l. Egypťané a Babylóňané, kteří k tomuto účelu stavěli štíhlé vysoké obelisky. Asi ve třetím tisíciletí před n. l. využili Číňané stínu vrženého tělesem ozářeným Sluncem ke konstrukci gnómonu (z řeckého „ten, který ví“), který se považuje za první časoměrný přístroj. Jeho základem byl svislý jehlancovitý sloup obklopený soustřednými kružnicemi, na nichž se sledovala délka stínu, a podle níž se určoval čas. Čím vyšší obelisk, tím lepší měření času. Měření času bylo velmi nepřesné, protože se délka stínu během roku mění. Anaximenes a Anaximandros postavili v roce 547 před n. l. ve staré Spartě gnómon, který ukazoval všechny hodiny dne.
Z gnómonu jsou odvozeny patrně i sluneční hodiny. Tyč, která ukazuje čas je rovnoběžná se světovou osou. Svírá tedy se svislou stěnou úhel, který odpovídá zeměpisné šířce. Čas se neodhadoval z délky stínu, ale z jeho polohy. Jejich vznik připisujeme starým Egypťanům někdy v době 1500 před n. l., vyráběly se i přenosné sluneční hodiny. V roce 1720 byly sestrojeny hodiny pro sluneční i měsíční svit s dvojím ciferníkem. Sluneční hodiny se používaly velmi dlouho ke korekci hodin kolečkových i kyvadlových.
Sluneční hodiny.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Babyloňané rozdělili den na 12 hodin, pravděpodobně proto, že i Měsíc oběhne Zemi přibližně 12krát do roka. Den však trval od východu do západu Slunce, noc byla podobně dělená na 12 hodin – hodiny tedy nebyly v průběhu roku stejně dlouhé.
Slunečního stínu využívali k měření času i indičtí žebraví mniši – fakírové. Jejich hodiny měly tvar osmihranné hole. Chtěl–li fakír vědět, kolik je hodin, podržel hůl za provázek svisle dolů a zastrčil do dírky v některé hraně kolíček. Ten vrhl dolů na zářezy stín. Každá ze stěn byla označena jinými znaménky a platila pro jiné roční období.
Vodní hodiny se objevily v Egyptě a Babylónii už v době 1500 před n. l, v Číně asi 1200 před n. l. Do Řecka je prý donesl Platon kolem roku 400 před n. l. a odměřovaly jeho žákům čas určený k vyučování. Vodní hodiny se nazývaly klepsydra a jejich název pochází z řečtiny a znamená „zlodějka vody“. Římané pak již od 1. stol. n. l. měřili čas přesýpacími hodinami. Čím jemnější prášek obsahovaly, tím lépe. Dobové předpisy udávají jako nejlepší mramorovou moučku devětkrát převařenou ve víně. Při každém vaření se musí pečlivě sbírat pěna a písek v ní obsažený sušit na slunci. V 9. století zavedl anglický král Alfréd Veliký hodiny svíčkové.
Zhruba ve třináctém století se v Evropě začaly používat mechanické kolečkové hodiny s tzv. krokovým ústrojím. Dalším vývojovým stupněm byly kolečkové hodiny s pevnou hodinovou ručkou a s pohyblivým ciferníkem. Teprve později se začala pohybovat hodinová ručička. Oběhla ciferník jednou za den, později k ní přibyla i minutová ručka (k hodinám ji přidal roku 1577 Jost Bürgi při výrobě hodin pro Tycha Brahe) a ještě později sekundová (v roce 1676). V Německu vznikla další novinka: ručička oběhal ciferník dvakrát za den a ciferník měl na sobě dvanáct hodin.
Kolem roku 1450 byly zkonstruovány první hodiny na péro. Péro v hodinách nahradilo těžké závaží užívané v mechanických hodinách. Tento vynález měl velký význam – učinil hodiny přenosnými. Brzy se takové hodiny staly velmi populární po celé Evropě. Dělaly se ze zlata, stříbra, zdobily se drahokamy. Roku 1657 na základě myšlenek Galilea Galileiho sestrojil Holanďan Christian Huygens kyvadlové hodiny. Hodiny byly natolik přesné, že umožňovaly určit změny tíhového zrychlení v závislosti na zeměpisné šířce. Dalším zdokonalením z roku 1704 jsou ložiska z kamenů, kterými hodiny opatřil Švýcar Nicholes Facio. Tím se značně prodloužila životnost hodin, protože po dlouhou dobu šly přesně. Základní vývoj kolečkových hodin ukončil v roce 1760 Angličan John Harrison, který je zdokonalil natolik, že i na kymácející se lodi šly s dlouhodobou přesností asi 0,2 s za den. Přesný čas na lodi byl nutný k určení zeměpisné šířky a délky. Roku 1790 vyrobila společnost Jaquet–Droz a Leschot ve Švýcarsku první náramkové hodinky.
Hodiny a Horologium Oscilatorium na ukázce muzea Boethaave v Leidenu.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.
Další vývoj časoměrných přístrojů pokračoval až na mikroskopické úrovni: roku 1929 sestrojil W. A. Morrison křemenné hodiny, roku 1946 vypracoval Američan Williard Frank Libby princip atomových hodin a v roce 1955 vyrobili ve Velké Británii L. Essen a J. Parry první cesiové atomové hodiny, jejichž přesnost dosahuje odchylky jedné sekundy za 300 let, zatímco roku 1969 sestrojila Námořní výzkumná laboratoř v USA první čpavkové atomové hodiny, jejichž přesnost dosahuje odchylky jedné sekundy za 1,7 milionu let.
Atomové hodiny.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.
