ceasul Galileo. Primul ceas mecanic, ceas cu pendul. Celebrul om de știință olandez Christian Huygens

Omul se confruntă de multă vreme cu problema măsurării timpului. Societatea umană de astăzi nu ar putea exista deloc fără ceasuri - instrumente pentru măsurarea exactă a timpului. Trenurile nu ar putea circula la timp, muncitorii din fabrică nu ar ști când să vină la serviciu și când să plece acasă. Şcolari şi elevi s-au confruntat cu aceeaşi problemă.

În principiu, o persoană a învățat să măsoare perioade de timp suficient de mari cu mult timp în urmă, chiar și în zorii dezvoltării sale. Concepte precum „zi”, „lună”, „an” au apărut chiar și atunci. Primii care au împărțit ziua în perioade de timp au fost probabil egiptenii antici. Erau 40 de nuci pe vremea lor. Și dacă o perioadă de timp dintr-o zi poate fi măsurată într-un mod natural (acesta este timpul dintre două puncte culminante ale Soarelui), atunci sunt necesare instrumente speciale pentru a măsura perioade mai scurte de timp. Acestea sunt ceasurile cu soare, oră și apă. (Deși, nici nu poți determina momentul culmirii Soarelui fără instrumente speciale. Cel mai simplu dispozitiv special este un băț înfipt în pământ. Dar mai multe despre asta altădată.) Toate aceste tipuri de ceasuri au fost inventate în antichitate. ori și au o serie de dezavantaje: fie sunt prea inexacte, fie măsoară intervale de timp prea scurte (de exemplu, clepsidră, mai potrivit ca temporizator).

O importanță deosebită a fost măsurarea exactă a timpului în Evul Mediu, în epoca dezvoltării rapide a navigației. Cunoașterea orei exacte era necesară pentru ca navigatorul navei să determine longitudinea geografică. Prin urmare, a fost necesar un instrument deosebit de precis pentru măsurarea timpului. Pentru funcționarea unui astfel de dispozitiv este nevoie de un anumit standard, un sistem oscilator care oscilează în intervale de timp strict egale. Pendulul a devenit un astfel de sistem oscilator.

Un pendul este un sistem suspendat într-un câmp gravitațional și performant vibratii mecanice. Cel mai simplu pendul este o minge suspendată de o sfoară. Pendulul are o serie de proprietăți interesante. Cel mai important dintre ele este că perioada de oscilație a pendulului depinde numai de lungimea suspensiei și nu depinde de masa sarcinii și de amplitudinea oscilațiilor (adică de mărimea oscilației). Această proprietate a pendulului a fost investigată pentru prima dată de Galileo.

Galileo Galilei

Galileo a fost îndemnat să facă cercetări profunde asupra pendulelor observând vibrațiile unui candelabru din Catedrala din Pisa. Acest candelabru atârna de tavan pe o suspensie de 49 de metri.

Catedrala din Pisa. În centrul imaginii este același candelabru.

Deoarece atunci nu existau instrumente precise pentru măsurarea timpului, în experimentele sale Galileo a folosit bătăile inimii sale ca standard. El a publicat un studiu al oscilațiilor unui pendul și a afirmat că perioada oscilațiilor nu depinde de amplitudinea acestora. De asemenea, s-a constatat că perioadele de oscilație ale pendulilor sunt legate ca rădăcini pătrate din lungimea sa. Aceste studii l-au interesat pe Christian Huygens, care a fost primul care a propus utilizarea unui pendul ca standard pentru reglarea mișcării ceasurilor și a fost primul care a creat un eșantion cu adevărat funcțional de astfel de ceasuri. A încercat să creeze un ceas cu pendul și Galileo însuși, dar a murit înainte de a putea termina această lucrare.

Într-un fel sau altul, dar pentru câteva secole înainte, pendulul a devenit standardul pentru reglarea ceasului. Ceasurile cu pendul create în această perioadă aveau o precizie suficient de mare pentru a fi folosite în navigație și în cercetarea științifică și doar în viața de zi cu zi. Abia la mijlocul secolului al XX-lea a cedat locul unui oscilator cu cuarț, folosit aproape peste tot, deoarece frecvența oscilațiilor sale este mai stabilă. Pentru măsurarea timpului și mai precisă, se folosesc ceasuri atomice cu o frecvență de oscilație și mai stabilă a regulatorului. Ei folosesc un standard de timp de cesiu pentru aceasta.

Christian Huygens

Din punct de vedere matematic, legea oscilației pendulului este următoarea:

In aceasta formula: L- lungimea suspensiei, g- accelerarea gravitației, T- perioada de oscilaţie a pendulului. După cum vedem, perioada T nu depinde de masa sarcinii și nici de amplitudinea oscilațiilor. Depinde doar de lungimea suspensiei și, de asemenea, de valoarea accelerației în cădere liberă. Adică, de exemplu, pe Lună, perioada de oscilație a pendulului va fi diferită.

Și acum, așa cum am promis, dau răspunsul la problema publicată. Pentru a măsura volumul unei camere, trebuie să măsurați lungimea, lățimea și înălțimea acesteia, apoi să le înmulțiți. Aceasta înseamnă că este nevoie de un anumit standard de lungime. Care? Nu avem o linie! Luăm pantoful de șiret și îl legănăm ca pe un pendul. Cu un cronometru, măsurăm timpul mai multor oscilații, de exemplu, zece și împărțind-l la numărul de oscilații, obținem timpul pentru o oscilație, adică perioada T. Și, dacă se cunoaște perioada de oscilație a pendulului, atunci din formula deja cunoscută de tine nu costă nimic să calculezi lungimea suspensiei, adică dantelă. Cunoscând lungimea dantelei, folosind-o ca riglă, putem calcula cu ușurință lungimea, lățimea și înălțimea camerei. Iată o soluție la o problemă aparent dificilă!

Multumesc pentru atentie!!!

Dar acasă, în biroul său, care a devenit primul laborator fizic de pe planeta noastră, Galileo a reușit să încetinească căderea. A devenit accesibil ochiului și studiul atent și fără grabă.

Pentru aceasta Galileo a construit o jgheab lungă (doisprezece coți) înclinată. Din interior l-a tapițat cu piele netedă. Și a coborât bile lustruite de fier, bronz și os de-a lungul ei.

A făcut, de exemplu.

Un fir era atașat de minge, care era în jgheab. L-a aruncat peste bloc și a atârnat o greutate de celălalt capăt, care putea să cadă sau să se ridice vertical. Greutatea a fost trasă în jos de propria greutate și în sus, prin fir, de o minge dintr-un jgheab înclinat. Drept urmare, mingea și greutatea s-au mișcat așa cum a dorit experimentatorul - în sus sau în jos, rapid sau încet, în funcție de panta jgheabului, greutatea mingii și greutatea greutății. Mingea și greutatea s-ar putea astfel mișca sub influența gravitației. Și asta a fost toamna. Adevărat, nu gratuit, încetinit artificial.

Mai întâi, Galileo a găsit legea stării de echilibru a acestui sistem: greutatea greutății, înmulțită cu înălțimea capătului ridicat al jgheabului înclinat, trebuie să fie egală cu greutatea mingii, înmulțită cu lungimea jgheabului. . Așa a apărut condiția de echilibru pentru sistem - legea galileană a planului înclinat.

Nu s-a spus încă nimic despre cădere și secretele ei.

Imobilitatea nu este greu de studiat: este constantă în timp. Trec secundele, minutele, orele, nimic nu se schimbă.

Cântare și rigle - asta este tot ce aveți nevoie pentru măsurători *.

* (De aceea, din cele mai vechi timpuri, a început să se dezvolte statica - un domeniu al fizicii care se ocupă de tot felul de imobilitate: greutăți echilibrate, blocuri, pârghii. Toate aceste lucruri sunt necesare, este important și util să le înțelegem, nu degeaba celebrul grec Arhimede le-a dedicat mult timp. Chiar și în imobilitate, a observat multe de care au nevoie inventatorii „mașinilor posibile”. Cu toate acestea, pentru a fi pretențios, aceasta nu era încă fizică reală. Era doar o pregătire pentru aceasta. Fizica autentică a început cu studiul mișcărilor.)

Atunci Galileo a început să studieze mișcarea bilelor. Chiar în această zi a fost ziua de naștere a fizicii (din păcate, data calendaristică nu este cunoscută). Pentru că atunci procesul care variază în timp a fost supus primului studiu de laborator. S-au folosit nu numai rigle, ci și ceasuri. Galileo a învățat să măsoare durata evenimentelor, adică să efectueze operația principală inerentă oricărui experiment fizic.

Legenda despre ceasul de laborator al lui Galileo este instructivă. Pe atunci era imposibil să cumperi un cronometru din magazin. Nici măcar nu au inventat încă umblatoarele. Galileo, în schimb, a ieșit din situație într-un mod cu totul special. A numărat timpul cu bătăile pulsului, apoi, după cum asigură vechii biografi, a făcut un ceas de laborator bun din componente neașteptate: o găleată, cântare și un pahar de cristal. În fundul găleții a făcut o gaură prin care curgea un jet uniform de apă. De la soare, am observat câte uncii de apă curgeau într-o oră și apoi am calculat greutatea apei care curge într-un minut și o secundă.

Și iată experiența. Omul de știință coboară mingea în jgheab și înlocuiește imediat un pahar sub jet. Când mingea ajunge într-un punct prestabilit, împinge rapid paharul. Cu cât mingea s-a rostogolit mai mult, cu atât curgea mai multă apă. Rămâne de pus pe cântar – iar timpul se măsoară. De ce nu un cronometru!

„Secundele mele sunt ude”, a spus Galileo, „dar pot fi cântărite”.

Observând rigoarea elementară, merită remarcat, totuși, că acest ceas nu este atât de simplu pe cât ar părea. Este puțin probabil ca Galileo să țină cont de scăderea presiunii (și deci a vitezei) jetului de apă cu o scădere a nivelului de apă din găleată. Acest lucru poate fi neglijat numai dacă găleata este foarte lată și pârâul este îngust. Poate că așa a fost.

Desen de Leonardo da Vinci înfățișând mecanismul de ceas

Și așa s-a dovedit: fiecare mișcare a candelabrului pendul a avut aceeași durată. Mai târziu, Galileo a stabilit: această durată, sau, după cum spun fizicienii, perioada de oscilație, nu depinde deloc de masivitatea pendulului, ci doar de lungimea acestuia. Cu cât este mai scurtă, cu atât durează mai puțin timp fiecare oscilație.

Abia la sfârșitul vieții sale la Vila Arcetri (lângă Florența), condamnat de Inchiziție pentru recunoașterea învățăturilor lui Copernic și aproape trimis pe rug, Galileo a reușit să înceapă să creeze orele pe care le conceput de mult. Un prieten apropiat al omului de știință Viviani își amintește: „Într-una din zilele anului 1641, când eram la Vila Arcetri, Galileo mi-a împărtășit gândurile sale despre posibilitatea de a atașa un pendul la un ceas”.

Dar bătrânul om de știință (avea deja 78 de ani), a orbit și și-a pierdut puterea, nu a putut să termine munca pe care o începuse. I-a cerut fiului său Vincenzo să o facă. În curând Galileo a murit. Vincenzo a îndeplinit cererea tatălui său, a făcut un model de ceas, dar soarta ei s-a dovedit a fi tristă.

Marele om de știință italian Galileo Galilei

Mecanismul ceasului cu pendul Galileo

Fiul omului de știință Vincenzo Galilei arată modelul ceasului cu pendul al tatălui său

Vincenzo nu a supraviețuit mult timp strălucitului său tată. Înainte de moartea sa, într-o criză de boală mintală gravă, a distrus ceasul și timp de mulți ani nimeni nu a știut nimic despre el.

Primatul pierdut

Nici omul de știință olandez Christian Huygens nu știa despre ceasul lui Galileo. În 1658 (la 16 ani după moartea lui Galileo) a fost publicată la Haga cartea sa mică sub titlul scurt „Orele”. În ea, Huygens a scris despre ceasul cu pendul pe care l-a inventat. Și de îndată ce această mică carte a fost publicată, a apărut o senzație neplăcută.

Viviani (numele său a fost deja menționat) a declarat că primatul în inventarea ceasului cu pendul nu îi aparține deloc lui Huygens, ci lui Galileo, care a fost cu mulți ani înaintea olandezului.

Ceas cu pendul de Christian Huygens cu o cursă de ax

Huygens era om cinstitși nu a negat primatul lui Galileo. Când un om de știință francez i-a trimis un desen al unui ceas galilean, el a scris înapoi: „Mi-ai făcut o mare plăcere să trimiți desenul unui ceas început de Galileo. Vad ca au pendul, dar nu se foloseste la fel ca al meu.

Huygens a dat asigurări că a creat ceasul cu pendul complet independent, „ghidat doar de propria sa minte și nimic altceva”, iar în ceea ce privește dispozitivul sunt foarte diferite de ceasul lui Galileo. Nu poate fi mândru decât de faptul că, în urma marelui Galileo, a ajuns la aceeași idee.

Deși Huygens a pierdut campionatul, totuși, meritele sale în ceasornicarie, în știința ceasurilor, sunt enorme. După el a început o nouă pagină în istoria ceasurilor.

Dar care a fost aranjamentul ceasului lui Huygens?

Celebrul om de știință olandez Christian Huygens

Ei, ca și ceasul Bilyantse, aveau o roată de coroană (numai situată diferit, orizontal) și un fus cu paleți. Când pendulul se balansează, axul asociat cu paleții săi fie întârzie, fie eliberează coroana cu un dinte, primind o împingere ca răspuns. Acest lucru nu a permis monetăriei să se oprească. Și rotația roții coroanei a fost transmisă altor roți dințate și săgeți. Ceasul era încă condus de o greutate suspendată pe un lanț.

Eroarea zilnică a ceasului lui Huygens nu a depășit zece secunde, dar s-a dovedit că se putea face și mai bine. Omul de știință englez Robert Hooke a propus o mișcare a ancorei - mai precisă decât una cu fus. Deasupra roții de rulare dintate, Hooke a pus o ancoră, un detaliu asemănător cu o ancoră mică. Legat de pendul, se legăna și el și, lipindu-se de dinții roții de rulare, își regla mișcarea. Și ca răspuns, primind șocuri de la dinți, el însuși a balansat pendulul.

Un nou dispozitiv fizic - inima

Turnul zvelt situat în orașul italian Pisa este binecunoscut de toată lumea din numeroasele picturi și fotografii. Ea este cunoscută nu numai pentru proporțiile și grația ei, ci și pentru nenorocirea care o atârnă. Turnul se abate încet, dar vizibil de la verticală, ca și cum ar fi plecat.

Turnul „înclinat” din Pisa este situat în orașul în care s-a născut și a interpretat multe Cercetare științifică mare om de știință italian contemporan Galileo Galilei. În orașul său natal, Galileo a devenit profesor universitar. Un profesor de matematică, deși era angajat nu numai în matematică, ci și în optică, astronomie și mecanică.

Să ne imaginăm că într-una dintre frumoasele zile de vară din acei ani îndepărtați stăm lângă Turnul înclinat din Pisa, ridicăm capetele și vedem pe galeria superioară... Galileo. Un om de știință care admiră o priveliște frumoasă a orașului? Nu, el, ca un școlar jucăuș, aruncă diverse obiecte jos!

Turnul înclinat din Pisa ajurat a fost un martor involuntar al experimentelor lui Galileo Galilei.

Poate că surpriza noastră va crește și mai mult dacă cineva în acest moment spune că suntem prezenți la unul dintre cele mai importante experimente fizice din istoria științei.

Aristotel, un gânditor cu mintea largă care a trăit în secolul al IV-lea î.Hr., a susținut că un corp ușor cade de la înălțime mai încet decât unul greu. Autoritatea omului de știință a fost atât de mare încât această afirmație a fost considerată absolut adevărată timp de mii de ani. În plus, observațiile noastre zilnice par să confirme adesea gândul lui Aristotel - frunzele ușoare zboară încet și lin de pe copaci din pădurea de toamnă, grindina grea și rapidă ciocănește pe acoperiș...

Dar nu degeaba Galileo a spus odată: „... în științe, mii de autorități nu merită o singură afirmație modestă și adevărată”. Se îndoia de corectitudinea lui Aristotel.

Observarea atentă a balansării lămpilor din catedrală l-a ajutat pe Galileo să stabilească legile mișcării pendulelor.

Cum se vor comporta ambele corpuri - ușoare și grele, dacă sunt legate împreună? După ce și-a pus această întrebare, Galileo a raționat în continuare: un corp ușor ar trebui să încetinească mișcarea unuia greu, dar împreună alcătuiesc un corp și mai greu și, prin urmare, trebuie (după Aristotel) să cadă și mai repede.

Unde este calea de ieșire din acest impas logic? Rămâne doar să presupunem că ambele corpuri trebuie să cadă cu aceeași viteză.

Experimentele sunt afectate vizibil de aer - o frunză uscată a unui copac se scufundă încet pe pământ datorită brizelor blânde ale vântului.

Experimentul trebuie efectuat cu corpuri de greutăți diferite, dar de aproximativ aceeași formă aerodinamică, astfel încât aerul să nu facă propriile „corecții” fenomenului studiat.

Iar Galileo scapă din Turnul Înclinat din Pisa în același moment o ghiule de tun care cântărește 80 de kilograme și un glonț de muschetă mult mai ușor - cântărind doar 200 de grame. Ambele cadavre au lovit pământul în același timp!

Galileo Galilei. El a combinat armonios talentele unui fizician teoretic și ale unui experimentator.

Galileo a vrut să studieze comportamentul corpurilor atunci când acestea nu se mișcau atât de repede. A făcut o jgheab dreptunghiulară cu pereți bine lustruiți din blocuri lungi de lemn, a așezat-o în unghi și a lăsat în jos bile grele (cu grijă, fără a împinge).

Ceasuri bune încă nu existau, iar Galileo a judecat timpul necesar fiecărui experiment, cântărind cantitatea de apă care curge dintr-un butoi mare printr-un tub subțire.

Cu ajutorul unor astfel de instrumente „științifice”, Galileo a stabilit un model important: distanța parcursă de minge este proporțională cu pătratul timpului, ceea ce a confirmat ideea că s-a maturizat despre posibilitatea ca un corp să se miște cu o accelerație constantă.

Odată ajunse în catedrală, observând cum se balansează lămpi de dimensiuni și lungimi diferite, Galileo a ajuns la concluzia că toate lămpile suspendate pe fire de aceeași lungime au perioada de balansare de la un punct de sus la altul și înălțimea ridicărilor este aceeași. si constanta - indiferent de greutate! Cum să confirmi o concluzie neobișnuită și, după cum sa dovedit mai târziu, absolut corectă? Cu ce ​​să comparăm oscilațiile pendulelor, de unde să obținem standardul de timp? Și Galileo a ajuns la o soluție care pentru multe generații de oameni de știință va servi drept exemplu al strălucirii și inteligenței gândirii fizice: a comparat oscilațiile unui pendul cu frecvența bătăilor propriei inimi!

Aspectul și dispozitivul primului ceas cu pendul inventat de Christian Huygens.

Abia peste trei sute de ani mai târziu, la mijlocul secolului al XX-lea, un alt mare italian, Enrico Fermi, va pune la punct un experiment care amintește de realizările lui Galileo în simplitate și acuratețe. Fermi va determina forța exploziei primului experiment bombă atomică de distanța până la care valul de explozie va purta petale de hârtie din palma lui...

Constanța oscilațiilor lămpilor și pendulelor de aceeași lungime a fost dovedită de Galileo, iar pe baza acestei proprietăți remarcabile a corpurilor oscilante, Christian Huygens a creat în 1657 primul ceas cu pendul cu un curs regulat.

Cu toții cunoaștem bine ceasul confortabil cu cucul „vorbitor” care trăiește în el, care a apărut datorită puterii de observație a lui Galileo, care nu l-a părăsit nici măcar în timpul slujbelor divine din catedrală.

13/05/2002

Evoluția ceasurilor cu pendul a durat mai bine de trei sute de ani. Mii de invenții pe drumul spre perfecțiune. Dar în memoria istorică doar cei care au pus primul și ultimul punct în această mare epopee vor rămâne multă vreme

Evoluția ceasurilor cu pendul a durat mai bine de trei sute de ani. Mii de invenții pe drumul spre perfecțiune. Dar doar cei care au pus primul și ultimul punct în această mare epopee vor rămâne în memoria istorică multă vreme.

ceas TV
Înaintea oricăror programe de știri de la televiziune, vedem un ceas, a cărui mână secundă, cu mare demnitate, numără ultimele momente înainte de începerea transmisiei. Acest cadran este partea vizibilă a aisbergului numit AChF-3, ceasul astronomic al lui Fedchenko. Nu orice dispozitiv poartă numele designerului, nu toate invențiile sunt raportate în enciclopedii.

Ceasul lui Feodosy Mikhailovici Fedchenko a primit această onoare. În orice altă țară, fiecare școlar ar ști despre un inventator de acest nivel. Și aici, în urmă cu 11 ani, un designer remarcabil a murit în liniște și modestie și nimeni nici măcar nu-și amintește de el. De ce? Probabil că la un moment dat era încăpăţânat, nu ştia să linguşească şi să ipocrizie, ceea ce oficialilor din ştiinţă nu le-a plăcut atât de mult.
Fedchenko a ajutat la inventarea celebrului ceas din întâmplare. Unul dintre acele accidente misterioase care împodobesc atât de mult istoria științei.

Primele două puncte din istoria ceasurilor cu pendul au fost stabilite de doi mari oameni de știință - Galileo Galilei și Christian Huygens, independent unul de celălalt, care au creat un ceas cu pendul, iar descoperirea legilor oscilației pendulului a venit la Galileo tot prin accident. O cărămidă va cădea pe capul cuiva - și nimic, nici măcar o comoție cerebrală nu va avea loc, dar pentru altul, un simplu măr este suficient pentru a trezi un gând adormit în subconștient pentru a descoperi legea gravitației universale. Marile accidente se întâmplă, de regulă, cu mari personalități.

În 1583, în Catedrala din Pisa, un tânăr iscoditor pe nume Galileo Galilei nu asculta atât o predică, cât admira mișcarea candelabrelor. Observațiile lămpilor i s-au părut interesante și, întorcându-se acasă, Galileo, în vârstă de nouăsprezece ani, a realizat o instalație experimentală pentru studiul oscilațiilor pendulelor - bile de plumb montate pe fire subțiri. Propul puls i-a servit drept un cronometru bun.

Deci, experimental, Galileo Galilei a descoperit legile oscilației pendulului, care sunt studiate astăzi în fiecare școală. Dar Galileo la acea vreme era prea tânăr pentru a se gândi să-și pună invenția în practică. Sunt atât de multe lucruri interesante în jur, trebuie să te grăbești. Și abia la sfârșitul vieții, bătrânul, bolnav și orb și-a amintit experiențele din tinerețe. Și i-a dat seama - să atașeze un contor de oscilații la pendul - și obții un ceas precis! Dar forțele lui Galileo nu mai erau aceleași, omul de știință nu putea decât să facă un desen al ceasului, dar fiul său Vincenzo a finalizat lucrarea, care a murit curând, iar crearea ceasurilor cu pendul de către Galileo nu a primit o mare publicitate.

Ulterior, Christian Huygens a trebuit să demonstreze toată viața că el a fost cel care a avut onoarea de a crea primul ceas cu pendul. Cu această ocazie a scris în 1673:
„Unii spun că Galileo a încercat să facă această invenție, dar nu a terminat treaba; aceste persoane mai degrabă reduc gloria lui Galileo decât a mea, deoarece se dovedește că eu, cu mai mult succes decât el, am îndeplinit aceeași sarcină”.

Nu este atât de important care dintre acești doi mari oameni de știință este „primul” în crearea de ceasuri cu pendul. Mult mai semnificativ este faptul că Christian Huygens nu numai că a făcut un alt tip de ceas, ci a creat știința cronometriei. De atunci, a fost pusă ordine în proiectarea ceasurilor. „Calul” (practica) nu mai alerga înaintea „locomotivei” (teoria). Ideile lui Huygens au fost aduse la viață de ceasornicarul parizian Isaac Thuret. Așa au văzut lumina zilei ceasurile cu diferite modele de pendul inventate de Huygens.

Începutul „carierei” unui profesor de fizică
Teodosie Mihailovici Fedchenko, născut în 1911, nu știa nimic despre pasiunile pendulului de acum trei sute de ani. Și nici măcar nu s-a gândit la ceas. „Cariera” sa a început într-o școală rurală săracă. Un simplu profesor de fizică a fost forțat să devină un inventator involuntar. Cum altfel, fără echipament adecvat, să explice copiilor curioși legile fundamentale ale naturii.

Un profesor talentat a proiectat instalații demonstrative complexe și, probabil, școlarii nu au ratat lecțiile sale. Războiul a făcut o adaptare la soarta tânărului inventator, Fedchenko a devenit un mecanic remarcabil al instrumentelor de tanc. Și iată primul clopot al sorții - după încheierea războiului, lui Feodosy Mihailovici i s-a oferit un loc de muncă la Institutul de Măsuri și Instrumente de Măsură Harkov, într-un laborator unde, printre subiectele științifice, s-au consemnat și următoarele: „Căutarea pentru posibilitatea creșterii preciziei ceasurilor cu pendul liber de tip Short.”

Cartea sa de referință a fost „Tratat despre ceasuri” de Christian Huygens. Așa i-a cunoscut F. M. Fedchenko pe celebrii săi predecesori Christian Huygens și Wilhelm X. Short in absentia.

Penultimul punct din istoria ceasurilor cu pendul a fost stabilit de omul de știință englez William X. Short. Adevărat, multă vreme s-a crezut că este imposibil să se creeze un ceas cu un pendul mai precis decât ceasul lui Short. În anii 20 ai secolului XX, s-a decis că evoluția instrumentelor de timp cu pendul a fost finalizată. Fiecare observator nu era considerat suficient de echipat dacă nu avea ceasul astronomic al lui Short, dar trebuiau să plătească pentru ele în aur.

Un exemplar al ceasului lui Short a fost achiziționat de Observatorul Pulkovo. Compania engleză care a instalat cronometrul a interzis chiar să le atingă, altfel și-ar declina orice responsabilitate pentru înființarea mecanismului viclean. În anii 1930, Camera Principală de Greutăți și Măsuri din Leningrad a fost instruită să dezvăluie secretul ceasului lui Short și să înceapă să producă astfel de dispozitive pe cont propriu. Talentatul metrolog I. I. Kvanberg a privit îndelung mecanismul ceasului prin sticla ermetică a cilindrului și a încercat, fără desene, să facă o copie. Copia a fost suficient de bună, dar nu perfectă. Era imposibil să vezi toate subtilitățile englezești prin sticlă. Cu toate acestea, înainte de război, mai multe copii ale ceasurilor lui Kvanberg au fost produse la fabrica Etalon.
Iată un subiect atât de „simplu” - pentru a face ceasuri mai precis decât a făcut-o Short - și i-au încredințat noului venit F. M. Fedchenko, care a venit la Harkov după război institut.

Înapoi la rădăcini
Meșterul din Harkov a stabilit că în 1673, Christian Huygens în Tratatul său despre ceasuri spunea aproape totul despre cum să facă ceasuri cu pendul. Se pare că, pentru ca ceasul să fie precis, este necesar ca centrul de greutate al pendulului în spațiu să descrie nu un arc de cerc, ci o parte a unui cicloid: o curbă de-a lungul căreia un punct se mișcă pe margine. a unei roți care se rostogolește de-a lungul drumului. În acest caz, oscilațiile pendulului vor fi izocrone, independent de amplitudine. Însuși Huygens, care a fundamentat teoretic totul, a încercat să atingă scopul făcând mii de invenții, dar nu s-a apropiat de ideal.

Adepții lui Huygens, inclusiv Short, au obținut acuratețe într-un mod diferit - au izolat pendulul cât mai mult posibil de influente externe, plasând un ceas precis adânc în subsol, într-un vid unde vibrațiile, temperatura și temperatura se modifică minim
Fedchenko, pe de altă parte, a vrut să împlinească visul lui Huygens și să creeze un pendul izocron. Se spune că totul perfect este simplu. Așa că Fedchenko a atârnat pendulul pe trei arcuri - două lungi - pe laterale și unul scurt - la mijloc. N-ar părea nimic deosebit, dar în drum spre descoperire, au fost mii de experimente. S-au încercat arcuri groase și subțiri, lungi și scurte, plate și cu secțiune variabilă. Cinci ani lungi de muncă răbdătoare și minuțioasă, neîncrederea colegilor, pur și simplu au încetat să-i mai acorde atenție și dintr-o dată o pauză norocoasă, datorită unei greșeli elementare în ansamblul suspensiei.

Mai multe șuruburi au fost înșurubate prost, iar suspensia s-a comportat în așa fel încât pendulul a început să facă oscilații izocrone. Experimentele au fost verificate și reverificate, totul a rămas la fel. Suspensia cu trei arcuri a pendulului a rezolvat problema Huygens - când amplitudinea oscilației s-a schimbat, perioada a rămas neschimbată.
Capitala, desigur, a atras un inventator talentat. În 1953, F.M. Fedcenko a fost transferat la Moscova, la laboratorul de instrumente pendulare din vremea Institutului de Cercetare Științifică a Întreaga Uniune pentru Măsurări Fizice, Tehnice și Radio Inginerie, care era în curs de creare.

Desigur, lui Harkov nu i-a plăcut. Fedchenko a fost lovit sub centură - nu au renunțat la o mașinărie importată de înaltă precizie, care a costat mulți bani. Inventatorul a adus la Moscova doar trei exemplare ale primului ceas experimental AChF-1. Pentru a continua lucrarea a fost necesar utilajul, echipamente similare nu au fost vândute în magazinele din țară. Cu comercianții privați, cu dificultate, dar a fost posibil să găsiți mașina potrivită, iar Fedchenko a găsit-o. Dar cum să plătească? numerar în institutie publica nu au dat afară, mai ales o astfel de sumă - unsprezece mii de ruble.

Fedchenko disperat, dându-și seama că fără echipament de precizie, el, parcă fără mâini, a plecat într-o adevărată aventură. S-a adresat direct la managerul Băncii de Stat și a găsit cuvinte atât de convingătoare despre semnificația invenției sale încât o persoană inteligentă și curajoasă, un profesionist în domeniul său, crezând pe maestru, i-a dat suma necesară în numerar, cerând pur și simplu o chitanță. ca document. Acesta este un exemplu de „evident, dar incredibil”.

Timp de câteva decenii, mecanismul ceasului astronomic al lui Fedchenko a fost îmbunătățit până la apariția celebrului model - „ACHF-3”, care a adus faimă atât autorului, cât și țării. Ceasuri de înaltă precizie au fost demonstrate la Expoziția Mondială de la Montreal, premiate cu medalii de VDNKh; descrierile ceasurilor sunt incluse în enciclopedii și în diverse publicații serioase despre cronometrie.

Strălucirea și tragedia invenției lui Fedcenko
F. M. Fedchenko - a creat ceasuri cu pendul electronic-mecanice de înaltă precizie într-un moment în care începuseră deja să apară dispozitive cu cuarț, cu timp molecular și atomic. Aceste sisteme nu pot fi comparate. Fiecare își îndeplinește sarcinile specifice și este indispensabil în domeniul său. Dar, din păcate, nu toată lumea înțelege acest lucru. Theodosius Mihailovici Fedchenko nu a fost niciodată lipsit de atenția oamenilor de știință și a colegilor săi. Dar oficialii, de care depind adesea atât soarta inventatorului însuși, cât și invențiile sale, nu știu întotdeauna ce fac.

Gosstandart-ul URSS l-a tratat rece pe celebrul designer. În 1973, VNIIFTRI s-a oferit să plătească inventatorului o recompensă demnă pentru mai mult de douăzeci și cinci de ani de muncă la crearea ceasurilor astronomice interne, care a adus țării un beneficiu economic uriaș și independență față de importul de mișcări de ceas de precizie. Gosstandart a considerat posibil să reducă recompensa propusă de 9 ori, referindu-se la faptul că „precizia ceasului AChF-3 este mai mică decât ceasul atomic actual”. Desigur, mai jos. Dar există un singur ceas atomic pentru întreaga țară, ei sunt deserviți de o întreagă echipă de angajați, acesta este standardul de timp și frecvență de stat, iar ceasul lui Fedchenko are un scop complet diferit - este cronometraj. Până acum, ceasurile Fedchenko sunt echipate cu multe centre de televiziune, aeroporturi, porturi spațiale, observatoare.

Se gândește cineva să compare viteza unei biciclete și a unei rachete spațiale. Și la Gosstandart au comparat ceasul cu pendul al lui Fedchenko, care dă o eroare de o secundă în 15 ani, cu ceasurile atomice, care greșesc în aceeași secundă în trei sute de mii de ani. Puteți evalua doar un sistem dintr-o clasă similară. De exemplu, ceasul lui Fedchenko, în comparație cu cel al lui Short, este mult mai ieftin, mai economic, mai fiabil, mai convenabil de utilizat și mult mai precis. Să nu acordăm atenție funcționarilor miopi și lipsiți de scrupule de toate gradele. Principalul lucru, să ne amintim, și vom fi mândri că compatriotul nostru Feodosia Mikhailovich Fedchenko a pus ultimul punct în dezvoltarea ceasurilor cu pendul. Ascultă cât de mândru sună - de la Galileo și Huygens la Fedchenko!

Stăpânul, desigur, își cunoștea valoarea și știa că vor exista critici răutăcioși care vor încerca să slăbească semnificația invenției sale. Pentru a nu uita de munca din întreaga sa viață, Fedchenko însuși a venit la Muzeul Politehnic în 1970 cu o propunere de a accepta și de a expune cadou ceasuri cu designul său. Astăzi, în sala mică a Muzeului din Moscova, puteți vedea multe capodopere ale artei ceasornicului, inclusiv ceasuri - inventatorul cu majusculă - Feodosy Mikhailovich Fedchenko