Lịch sử đồng hồ cổ qua các giai đoạn

Đồng hồ cổ là dụng cụ quen thuộc gắn liền với cuộc sống: Đồng gồ đeo tay, đồng hồ để bàn, đồng hồ treo tường, đồng hồ tháp chuông, đồng hồ bến tàu, bến xe, nhà ga …..

Ngày nay, có đồng hồ điện thoại di động, đồng hồ vô tuyến, đồng hò radio ….

Có bao giờ bạn đặt cho mình những câu hỏi:

  • Đồng hồ có từ bao giờ?
  • Ai phát minh ra đồng hồ?
  • Để có những đồng hồ tiện dụng như ngày nay, đồng hồ đã trải qua những giai đoạn lịch sử nào?

Mời anh em cùng Nhàkho.vn tìm hiểu lịch sử đồng hồ cổ qua bài viết dưới đây.

I. Khái niệm đồng hồ cổ:

“Đồng hồ” là thiết bị để đobáo thời gian.

1. Đo thời gian

– Phương pháp cổ xưa đo thời gian bằng các vật liệu tiêu hao hoặc vật chuyển động ổn định theo thời gian: Nến chaý theo thời gian, nước chảy theo thời gian, bóng mặt trời theo thời gian ….

– Phương pháp đo thời gian chính xác nhất cho đến nay là hệ thống đếm dao động điều hoà. Tức là dao động lặp đi lặp lại với chu kỳ không đổi.

  • Đồng hồ cơ đếm chu kỳ của con lắc hoặc balance (sẽ nói ở phần sau).
  • Đồng hồ điện cổ xưa đếm chu kỳ dòng điện (Bản chất dòng điện là dao động điều hoà với tấn số 50Hz ở Việt Nam, một số quốc gia dùng tần số 60Hz).
  • Đồng hồ điện tử ngày nay QUARTZ dùng tinh thể thạch anh .
  • Đồng hồ nguyên tử đếm rung động của các electron trong nguyên tử khi chúng phát ra sóng vi ba. Cho đến nay, đây là loại đồng hồ có tính chính xác cao nhất, gần như Tuyệt đối.
  • Trong đồng hồ cơ trước năm 1657 có hệ thống các bánh xe và balance nhưng đó không phải là hệ dao động điều hoà. Kết quả là sai số lên đến hàng giờ mỗi ngày.

2. Báo thời gian

  • Bộ báo thời gian là các thiết bị Nghe nhìn để báo khoảng thời gian đã trôi qua.
  • Thiêt bị phổ biến ở nước ta như tiếng chuông nhà thờ, tiếng kẻng, tiếng trống canh, mặt số đồng hồ.
  • Ngày nay, có đồng hồ LED 7 bóng điện tử, đồng hồ vô tuyến, đồng hồ điện thoại…

II. Đồng hồ cổ qua các thời kỳ lịch sử

Trong bài viết này Nhàkho.vn xin phép tổng hợp một số đồng hồ cổ qua các thời kỳ. Chi tiết về sự phát triển và nguyên lý của từng loại nếu có nhiều anh chị em quan tâm, NhàKho.vn xin phép đi chi tiết từng loại ở loạt bài viết sau này.

1. Đồng hồ mặt trời:

a. Khái niệm và nguyên lý:

  • Mặt trời trên bầu trời di chuyển liên tục hàng ngày, phản ánh sự quay của Trái đất . Bóng đổ bởi các vật thể đứng yên di chuyển tương ứng, vì vậy vị trí của chúng có thể được sử dụng để chỉ ra thời gian trong ngày.
  • Người xưa vận dụng vị trí của bóng tạo ra dưới ánh nắng để chỉ ra thời gian trong ngày.
Một đồng hồ mặt trời đơn giản
  • Đồng hồ mặt trời đơn giản nhất bao gồm một tấm phẳng (mặt số ) và một kim để tạo ra bóng trên mặt số.

b. Lịch sử:

  • Theo các tài liệu nghiên cứu và khảo cổ,  đồng hồ mặt trời xuất hiện vào khoảng năm 1500 trước công nguyên) và được sử dụng bởi người Ai Cập cổ đại và Babylon.
  • Theo tìm hiểu của NhàKho.vn về bộ Kinh thánh Cựu ước, khoảng năm thứ 700 trước công nguyên Kinh thánh Cựu ước đã nhắc đến đồng hồ mặt trời được các nhà tiên tri đã ghi nhận, cụ thể:

+ Sách Ê-sai (Isaiah), chương 38 – câu số 8:

“Behold, I will bring the shadow on the sundial, which has gone down with the sun on the sundial of Ahaz, ten degrees backward.” So the sun returned ten degrees on the dial by which it had gone down.

Bản dịch tiếng Việt:
 “Kìa, Ta sẽ lấy đi cái bóng trên đồng hồ mặt trời, cái đã chiếu trên đồng hồ của Ahaz lùi lại 10 độ”. Vì vậy mặt trời lùi lại 10 độ trên mặt số mà nó đã chiếu xuống.

+ Sách Các Vua quyển thứ 2 (2 Kings) chương 20, câu 11:
So Isaiah the prophet cried out to the Lord, and He brought the shadow ten degrees backward, by which it had gone down on the sundial of Ahaz.

Bản dịch tiếng Việt:

Vì vậy, tiên tri Isaiah đã cầu Chúa, và Ngài đã đưa bóng tối lùi mười độ, qua đó, nó đã lui xuống trên đồng hồ mặt trời của Ahaz.

(Trích nguyên văn Kinh thánh Cựu ước bản tiếng Anh – International)

  • Như vậy, có thể thấy đồng hồ mặt trời đã được sử dụng trong cộng đồng Thiên Chúa giáo từ thời Cựu ước  và đã được nguồn tài liệu chính thống ghi lại.
  • Ghi chú:
    • Sách Cựu ước là phần đầu của Kinh Thánh Thiên Chúa giáo, được viết trước công nguyên hay trước khi Chúa Giê-su sinh ra.
    • Tiên tri bản chất là những nhà khoa học thời Cựu ước. Họ nghiên cứu xã hội, tướng số, thiên văn, quan sát trăng sao và vũ trụ để đưa ra những tiên đoán về mùa màng, dịch bệnh, xã hội, chiến tranh, tại họa ….

c. Ưu điểm và nhược điểm:

  • Đơn giản, dễ chế tạo.
  • Chỉ dùng được vào các ngày có nắng.
  • Phải liên tục điều chỉnh mặt số vì các mùa trong năm có ngày dài ngày ngắn khác nhau.
  • Quỹ đạo của Trái đất không hoàn toàn tròn và trục quay của nó không vuông góc với quỹ đạo của nó (Góc nghiêng 23.5 độ) . Do vậy góc nghiêng của kim và hướng đón bóng của măt số cũng phải thay đổi theo mùa và ngày trong năm.
  • Khó thống nhất được múi giờ do cùng 1 đồng hồ trong cùng thời điểm nhưng đặt ở các Kinh độ khác nhau sẽ có cách chỉ sai lệch khác nhau.

2. Đồng hồ nến:

a. Khái niệm và nguyên lý:

Cơ chế của đồng hồ dùng nến.

Đồng hồ nến là loại đồng hồ dùng những cây nến đốt. Dựa vào chiều dài cây nến đã đốt cháy để đo thời gian.

b. Lịch sử:

  • Không chắc đồng hồ nến có từ bao giờ, theo tham khảo một số tài liệu của Trung Quốc có nhắc đến loại đồng hồ này từ khoảng thế kỳ thứ 6.

    Đồng hồ nến của Đức
  • Đồng hồ nến cũng được sử dụng rộng rãi ở Anh Quốc và Nhật Bản cho đến thế kỷ thứ 10.

c. Ưu nhược điểm:

– Ưu điểm:

  • Giá thành không cao, có thể dùng thắp sáng và xem giờ vào ban đêm hoặc những ngày không nắng mà đồng hồ mặt trời không hoạt động được.

– Nhược điểm :

  • Tiêu tốn nhiên liệu.
  • Tốc độ cháy phụ thuộc nhiều vào gió và chất lượng nến.

3. Đồng hồ hương (Nhang)

  • Tương tự đồng hồ nến nhưng ở đây vật liệu cháy được thay bằng que hương.
  • Đồng hồ hương xuất hiện ở Trung Quốc khoảng thế kỷ thứ 6, phổ biển và thịnh hành vào thời nhà Tống (960-1279) và lan sang các nước Đông Á như Nhật Bản, Hàn Quốc.
  • Tuy đồng hồ hương được phát hiện sớm nhất và sử dụng phổ biến tại Trung Quốc nhưng có nhiều nguồn tài liệu cho rằng đồng hồ hương du nhập từ Ấn Độ vào Trung Quốc qua các tập tục tôn giáo. Tuy nhiên chưa được kiểm chứng.
Đồng hồ nến cổ đại của Trung Quốc có cơ chế “Đổ chuông”
  • Thời Trung Quốc cổ đại người ta biết phối hợp cac quả nặng buộc vào đầu dây, đầu còn lại gắn vào thân que hương ở các mốc thời gian. Khi cháy đến sợi dây, quả nặng rơi xuống một thau đồng lớn phía dưới phát ra tiếng kêu “Bong” để đánh dấu một khoảng thời gian.
  • Như vậy chiếc đồng hồ xưa cũng có khả năng điểm chuông. Oách ngang tầm với loại đồng hồ 2 lỗ ngày nay

– Ưu điểm:

  • Đồng hồ hương có thể cháy được lâu hơn đồng hồ nến (Có những loại được thiết kế ra hoạt động được cả tháng).

4. Đồng hồ cát:

Hình ảnh một đồng hồ cát

Đồng hồ cát là một thiết bị dùng để đo thời gian có cấu tạo gồm hai bóng thủy tinh phía trong đựng một lượng cát min nhất định. Hai bóng được kết nối theo chiều dọc bởi một cổ hẹp cho phép cát chảy qua.

– Lịch sử phát triển:

  • Đồng hồ cát đầu tiên được tìm thấy vào thế kỷ thứ 8, được chế tạo bởi một tu sĩ người phục vụ trong nhà thờ Chartres thuộc nước Pháp tên là Liutprand nhưng phải đến thế kỷ 14, đồng hồ cát mới được phổ biến rộng rãi.
  • Về sử dụng, đồng hồ cát được sử dụng rộng rãi nơi toà án, nhà thờ, trường học, tàu biển …. như một thiết bị đếm thời gian (Giờ nghỉ, giờ giảng, thời gian họp, thời gian phát biểu ….).

– Ưu điểm:

  • Đơn giản, gọn nhẹ, có thể tái sử dụng, không tiêu tốn nhiên liệu.
  • Sau 1500, đồng hồ cát không còn phổ biến như trước đây do sự phát triển và tính tiện dụng của đồng hồ cơ học.

5. Đồng hồ nước:

Đồng hồ nước là đồng hồ thời gian được đo bằng dòng chảy của chất lỏng qua các bể chứa.

  • Đồng hồ nước là dụng cụ đo thời gian lâu đời nhất. Chúng được phát minh ở Ai Cập cổ đại vào khoảng thế kỷ 16 trước Công nguyên. Các khu vực khác trên thế giới, bao gồm Ấn Độ và Trung Quốc , cũng có bằng chứng sớm về đồng hồ nước. Tuy nhiên, một số tác giả cho rằng đồng hồ nước xuất hiện ở Trung Quốc sớm nhất là khoảng năm 4000 trước Công nguyên.
    – Đọc đến đây anh em đừng SỢ ĐỒNG HỒ TÀU nữa nhé, người Trung Quốc xưa có nền văn minh tiên tiến, hầu hết các đồng hồ cổ đại đều có sự tham gia phát triển của họ.
  • Đồng hồ nước loại đơn giản nhất là loại gồm 1 thau đồng chứa nước và 1 bát đồng có đục lỗ thủng ở đáy. Người ta thả bát vào trong thau, nước sẽ qua lỗ thủng đi vào bát.
    – Đến khi bát đầy nước sẽ chìm để đánh dấu một khoảng thời gian trôi qua. Người ta nhấc bát lên làm lại thao tác thả bát vào chậu nước để tiếp tục đo thời gian.
  • Ở Ba Tư vào những năn 328 đồng hồ nước được sử dụng tại nơi công cộng rất hiệu quả phục vụ cho nông nghiệp và báo giờ.
    – Đồng hồ công cộng của Ba Tư được đặt trên các chòi cao có cửa sổ. Người ta cử ra 2 người già có uy tín làm người quản lý đồng hồ (Gọi là MirAab) thay nhau quản lý ngày và đêm.
    – Khi cái bát đầy nước, nó sẽ chìm vào chậu, và người quản lý sẽ lấy bát ra, đổ hết nước và đặt lại vào chậu, đồng thời đặt một viên đá lên cửa sổ để báo giờ cho cộng đồng.
    – Những người khác nhìn lên cửa sổ đếm số viên đá để biết bao nhiêu giờ trong ngày đã trôi qua

    Trong các loại đồng hồ cổ đại, đồng hồ nước được biết đến là công cụ đo thời gian có độ chính xác cao nhất và độ tin cậy cao nhất.
  • Sự cải tiến không ngừng trong nhiều thế kỷ đã đưa đồng hồ nước đến những bước tiến mới.
    – Đồng hồ được phối hợp nhịp nhàng cùng các bánh răng, có kim báo giờ.
    – Người xưa cũng tìm ra phương pháp để đồng hồ hoạt động ổn định hơn và lượng nước đề đặn hơn để tăng độ chính xác cho đồng hồ:
    + Nước được cung cấp liên tục vào bể chứa thông qua vòi chảy.
    + BỂ chứa được thiết kế vòi tràn để lượng nước trong bể luôn ổn định tại mọi thời điểm.
Đồng hồ nước với thiết kế bánh răng
  • Rất nhiều những đồng hồ nước được cải tiến, biến thể thành những tháp đồng hồ với các chi tiết cơ khí, hệ thống bánh răng, chuông báo …. đạt đến đỉnh cao của đồng hồ và được phát triển trong hàng chục thế kỷ.
  • Vào thế kỷ 13, thời  kỳ Alexandria nổi lên ở Ai Cập đồng hồ nước đã đạt tới sự hoàn thiện chạy liên tục gần như chính xác với sự phân chia dài ngắn khác nhau của ngày và đêm trong năm , hiển thị cung hoàng đạo, xem quỹ đạo mặt trời và mặt trăng bởi những cải tiến cơ khí và nghiên cứu thiên văn học cho phép cài đặt đồng hồ để cả năm không cần chỉnh lại, cũng không cần cung cấp thêm nước  …..
  • Khi nói về đồng hồ nước không thể bỏ qua thiết kế đồng hồ tháp nước của kỹ sư Ba Tư Al-Jazari được đánh giá là vượt xa những gì đã có trước đó.

NhàKho sẽ có bài viết riêng về loại đồng hồ cổ này trong những chương sau.

6. Đồng hồ cơ học thời sơ khai:

  • Sự phát hiện ra đồng hồ nước kết hợp với sự phát triển mạnh mẽ của ngành thiên văn học, Cơ khí học, động học đã đưa đồng hồ nước có những bước nhảy vọt hoàn toàn mới so với thiết kế ban đầu của nó.
  • Các đài quan sát vũ trụ, những tu viện dòng, Các triều đại và cung điện là những nơi có điều kiện nhất để nghiên cứu phát triển đồng hồ bởi sự am hiểu về khoa học, tài chính và trên hết là sinh hoạt hàng ngày luôn thôi thúc sự tìm kiếm một thiết bị đo thời gian hoàn chỉnh. Đây cũng là cơ hội để những đồng hồ nước nguyên thuỷ được phát triển đến những nấc thang cao hơn.

a. Tại Hi Lạp:

  • Các tài liệu có ghi chép lại vào năm vào năm 1198 trong một vụ hỏa hoạn tại tu viện St Edmundsbury (nay là Bury St Edmunds), các tu sĩ đã ‘chạy đến tháp đồng hồ’ để lấy nước dập cháy.
  • Điều này cho thấy đồng hồ của tu viện có bể nước đủ lớn để dập tắt đám cháy, chứng minh tính quy mô cơ học của đồng hồ.
  • Bên cạnh đó từ khoảng thế kỷ 13 trở đi, thuật ngữ dùng để chỉ đồng hồ trước đó là “horologe” dần được các tài liệu thay thế gọi bằng “Celtic clocca” và “clogan” , cả hai có nghĩa là “chuông”.
  • Điều này chứng tỏ các đồng hồ Hi Lạp giai đoạn này đặc trưng của đồng hồ là “tiếng chuông” minh chứng cho sự cải tiến đáng kể.

b. Tại Trung Quốc:

  • Năm 725 sau Công nguyên, Yi Xing và Liang Lingzan đã tạo ra chiếc đồng hồ nước có cơ cấu bánh răng cơ khí đến nay còn nhiều tài liệu ghi chép lại.
  • Năm 1088, Su-song (sinh năm 1010, mất 1101) là một người tài vào thời nhà Tống. Ông đã phát triển tiếp dựa trên mô hình đồng hồ của YI-XING để tạo ra đồng hồ thiên văn Khai Phong.
  • Đồng hồ thiên văn Khai phong có những điểm đột phá mới so với đồng hồ trước đó. Các cải tiến đáng kể về vật liệu và cơ cấu vận hành (Thiên văn), trong đó dùng thuỷ ngân thay cho nước. Lý do là đồng hồ thiên văn chạy 4 mùa trong năm nhưng đến mùa đông nước đóng băng. Thay thế bằng thuỷ ngân giửi quyết được vấn đề này, đồng thời mang lại tính chính xác cao hơn cho đồng hồ.
  • Đồng hồ Su-song này cùng với quả cầu thiên văn trên nóc là tác phẩm sớm nhất về đồng hồ thiên văn. Một lần nữa cho thấy “Đồng hồ Tàu” của Trung Quốc mà anh em ta hay nhắc tới cũng là quốc gia có nền tảng sớm về ngành khoa học đồng hồ và là nguồn cảm hứng sớm cho các tác phẩm của ngành công nghiệp đồng hồ sau này tại các quốc gia khác.
Đồng hồ Su-song
  • Ở châu Âu, giữa năm 1280 và 1320 người ta tìm thấy rất nhiều nguồn tài liệu dẫn chứng về chế tác đồng hồ nhưng phần lớn cũng chỉ là các bản phát triển của đồng hồ nước: Nhiều chức năng hơn, chính xác hơn, thời gian hoạt động dài hơn.
  • Đáng kể đến nhất theo tìm hiểu của Nhàkho.vn là bản thảo đồng hồ của Ktesibios, một nhà phát minh người Hi Lạp.
Đồng hồ Hi Lạp của Ktesibios
  • Trong cơ cấu đồng hồ của mình, Ktesibios cho nước chảy vào các guồng xoay và khi nước đầy ngăn của guồng xoay, trọng lượng của khổi nước sẽ kéo guồng xoay xuống một nấc, kích hoạt cơ cấu bánh xe được gắn liền với guồng.
  • Điều này giúp ta hình dung có điểm tương đồng rất sát với những đồng hồ ngày nay: Hệ thống bánh răng quay đều đặn theo chu kỳ gần gũi với dao động điều hoà cưỡng bức ở đồng hồ quả lắc hay lò xo xoắn ốc vậy.

7. Đồng hồ thiên văn:

Đồng hồ thiên văn là phiên bản đồng hồ nước (Như loại của Su-song kể trên) trong đó người ta tích hợp thêm quỹ đạo hiển thị mặt trời, ngày tháng năm, mặt trăng hay thậm chí cả các hành tinh. Ngoài ra, một số bản còn có chức năng báo thuỷ triều, con nước, nhật thực, nguyêt thực.

8. Đồng hồ quả lắc:

Đồng hồ quả lắc là loại đồng hồ sử dụng con lắc đơn dao động điều hoà: Dao động qua lại trong một khoảng thời gian đều nhau gọi là chu kỳ. Chu kỳ dao động của con lắc phụ thuộc vào chiều dài của nó.

  • Chúng ta thường biết đến đồng hồ Pháp, đồng hồ Đức nhưng ít ai để ý rằng đồng hồ quả lắc vĩ đại xuyên suốt 400 năm lịch sử được phát minh bởi nhà khoa học nhà khoa học và nhà phát minh người Hà Lan, Christiaan Huygens vào năm 1656. Cảm hứng sáng tác của ông bắt nguồn từ nhà khoa học đại tài người Ý Galileo (Ga-Li-Lê), con người mà ít nhiều chúng ta biết đến với cái tên “Tôi chết thì trái đất vẫn quay”.
  • Vào khoảng 1602, Galileo đã phát hiện ra tính chất quan trọng làm cho con lắc dao động khi quan sát đèn treo ở nhà thờ. Galileo đã có ý tưởng cho một chiếc đồng hồ quả lắc vào năm 1637, được con trai ông chế tạo một phần vào năm 1649, nhưng ông mất trước khi hoàn thành nó.
  • Đồng hồ quả lắc ra đời như một bước nhảy vọt của Khoa học đồng hồ vì đã góp phần tăng độ chính so với các thế hệ đồng hồ trước đó (15 phút mỗi ngày) thành 15 giây mỗi ngày ở đồng hồ quả lắc.
Đồng hồ quả lắc đầu tiên, được phát minh bởi Christiaan Huygens vào năm 1656
Đồng hồ quả lắc với mặt số được phát minh bởi Christiaan Huygens vào năm 1656
  • Bản chất của đồng hồ quả lắc là dao động điều hoà cưỡng bức.
    – Lực cưỡng bức sinh ra từ Mô-men xoay các quả nặng treo vào đầu sợi dây vắt trên một bu-ly gắn liền với hệ bánh răng.
    – Lực cưỡng bức cũng có thể sinh ra bởi lực đàn hổi của dây cót (Dây thiều) khi bị vặn xoắn.
  • Cơ cấu mang tính đột phá ở đồng hồ quả lắc chính là hệ “Mỏ neo” mà ta hay gọi là “Ngựa đồng hồ” có chức năng cung cấp ngoại lực tuần hoàn lên con lắc để bù lại lực tiêu hao do ma sát, sức cản … đồng thời điều tiết vòng xoay (Nhanh/Chậm) của hệ bánh răng gắn liền với kim đồng hồ.
Ngựa đồng hồ
  • Do đặc điểm tính chính xác cao nên đồng hồ quả lắc phát triển mạnh mẽ như vũ bão và được dùng trong hầu hết các công xưởng, nhà máy, trường học, nhà ga …. như một chuẩn mực về những cỗ máy đo thời gian.
  • Khi ngành khoa học đồng hồ đã tìm ra nguyên lý, một ngành công nghiệp mới có tên Công nghiệp đồng hồ ra đời và là cuộc cạnh tranh khốc liệt giữa nền công nghiệp của các quốc gia.
  • Tất nhiên, phần lợi thế sẽ nghiêng về các quốc gia có nền công nghiệp luyện kim, cơ khí và cơ khí chính xác.
    Pháp, Đức, Hà Lan, Italia là một trong các ví dụ điển hình về lợi thế dẫn đầu này.
Đồng hồ Japy song tiện m318 - Pháp
Một đồng hồ Quả lắc sản xuất khoảng năm 1920 có xuất xứ Pháp
  • Còn rất nhiều những dẫn chứng, xu thế, phát minh, phân loại đồng hồ thuộc loại này. Nhàkho.Vn sẽ tổng hợp ở loạt bài viết khác.
  • Đồng hồ quả lắc còn thịnh hành và sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới và là tiêu chuẩn thế giới về thời gian chính xác trong 270 năm cho đến những giai đoạn 1927 khi Đồng hồ thạch anh ra đời và và được sử dụng làm tiêu chuẩn thời gian trong Thế chiến 2.
  • Một biến thể khác của đồng hồ quả lắc là đồng hồ con lắc xoắn, được biết đến ở Việt Nam với cái tên đồng hồ Úp ly. Cơ cấu chủ đạo là lò xo xoắn thẳng đứng. Con lắc không lắc qua lại mà xoay đồng trục với lò xo xoắn.
Đồng hồ úp ly có bán tại Nhàkho
Sợi tóc thẳng đứng trong đồng hồ úp ly
  • Do đặc tính xủa lò xo xoắn cũng như cơ cấu đặc biệt của khối ngựa và quả lắc, đồng hồ tóc xoắn này tiêu tốn cực ít năng lượng nên mỗi lần lên cót, loại này có thể chạy được đến 400 ngày.
  • Mỗi chu kỳ dao động của con lắc đơn (Đồng hò quả lắc) là khoảng 0.5 đến 1s, trong khi đồng hồ úp lý mỗi dao động kéo dài 12 đến 15s.
  • Nhà sản xuất nổi tiếng loại đồng hồ này là Kundo, Atmos đã đưa ra sản phẩm có chu kỳ lên đến 60s, do đó đồng hồ mỗi lần lên cót chạy được đến 1000 ngày, cũng gọi là đồng hồ vĩnh cửu.
  • Đồng hồ quả lắc như đã trao đổi phía trên. Tính chính xác cao nhưng cũng phát sinh nhiều nhựợc điểm của nó.
  • Nếu anh em nào chơi đồng hồ rồi đều không lạ gì cái cảm giác lần đầu tiên tự mình treo đồng hồ. Bực mình, hụt hẫng, thất vọng, Nóng mặt với “Thằng bán cho mình cái đồng hồ không chạy”.
  • Nghiêng trái nghiêng phải đến phát bực mình để tìm ra vị trí cân bằng của con lắc mà ta vẫn hay gọi là “Cân ngựa” Bởi trên thực tế con lắc đồng hồ hoạt động phụ thuộc rất nhiều vào trọng lực tác dụng lên nó.
  • Công thức chu kỳ dao động điều hoà: trong đó T là chu kỳ, g là gia tốc trọng trường, L là chiều dài tay lắc.
  • Góc nghiêng cực đại của quả lắc vừa đúng ở điểm “Ngựa” cung cấp lực cưỡng bức tuần hoàn, đồng hồ sẽ chạỵ. Lệch khỏi vị trí này, nó lắc vài phát rồi ngất lịm.
  • Bài toán đặt ra là trên tàu thuyền, trên các phương tiện giao thông công cộng như tàu hoả, xe bus bản chất nơi đặt đồng hồ liên tục di chuyển và rung lắc, vậy giờ được xem bằng cách nào?
    Hay người viễn khách muốn mang theo chiêc đồng hồ để xem giờ dọc đường, làm thế nào để nó vẫn chạy?

9. Đồng hồ tóc xoắn ốc:

Bài toán yếu điểm trên đồng hồ quả lắc đã được giải quyết vào năm 1675, Huygens và Robert Hooke đã phát minh ra lò xo cân bằng xoắn ốc , hay dây tóc, được thiết kế để kiểm soát tốc độ dao động của bánh xe cân bằnh, ta quen gọi là đồng hồ balance.

Balance xoắn ốc
balance máy đồng hồ đeo tay
  • Ở hệ thống này, lực phục hồi để đưa balance về vị trí cân bằng không phải là trọng lực nữa mà là lực đàn hồi của lò xo. Lực này sinh ra khi lò xo bị biến dạng (Xoắn lại) bởi lực cưỡng bức tác động vào balance. Hiểu ngắn gọn:
    – Lực ổ cót làm balance lệch khỏi vị trí cân bằng đồng thời làm lò xo xoắn lại.
    – Ngay sau đó lực kéo của lò xo đưa nó lại vị trí cũ. Tiếp tục lực từ ổ cót lại một lần nữa đẩy balance …. Cứ tuần hoàn như vậy cho đến khi nào hết cót.
  • Balance ra đời đã giúp ngành công nghiệp đồng hồ bước sang trang mới: Chế tạo đồng hồ để bàn, đồng hồ báo thức, đồng hồ đeo tay, đồng hồ quả quýt.
  • Đây cũng là lý do tại sao những bác mới chơi Nhàkho hay tư vấn chơi đồng hồ balance bởi tính ổn định của nó. Đặt đâu cũng chạy, điều mà đồng hồ quả lắc khó làm được.

10. Đồng hồ cơ điện:

  • Đồng hồ cơ điện bắt đầu xuất hiện năm 1815 khác với loại đồng hồ QUARTZ chạy pin ngày nay mà Nhàkho sẽ trình bày ở phần sau.
  • Đồng hồ cơ điện có cấu tạo hệ thống bánh răng gần tương đồng với đồng hồ quả lắc,  chỉ khác cơ cấu tính dao động và cơ cấu cung cấp năng lượng.
Đồng hồ điện của Mỹ
Đồng hồ điện tự lên giây của Thuỵ Sĩ nhưng vẫn dùng balance để điều khiển dao động
Đồng hồ Cơ điện của Pháp dùng cơ chế Xung điện cho quả lắc và tự lên cót.
  • Phần cung cấp năng lượng cho hệ thống là một động cơ điện (Hiểu như mô-tơ giúp cuốn cót vào ổ cót, hay vận hành các bánh xe thay thế cho ổ cót).
  • Con lắc được điều khiển bằng xung điện hoặc một động cơ điện với nam châm vĩnh cửu và khung dây (Chỗ này liên quan đến động cơ điện nguyên thuỷ bào gồm phần Cảm và phần Ứng, sẽ trình baỳ sau).
  • Đồng hồ này có tính chính xác hơn so với những đồng hồ cơ học thuần tuý.
  • Lý do là bản thân dòng điện AC mà ta đang dùng hàng ngày là dòng dao động điều hoà với tần số 50Hz(Ở một số quốc gia dùng dòng 60Hz). Dựa vào đặc tính này, các Xung điện sinh ra cũng biến thiên tuần hoàn theo thời gian (50-60 lần mỗi giây).
  • Vấn đề còn lại là kết hợp Xung điện để kích thích hệ thống bánh răng quay theo thời gian chuẩn.

11. Đồng hồ tinh thể thạch anh:

  • Đồng hồ tinh thể thạch anh được biết đến với tên QUARTZ là loại phổ biến nhất hiện nay: Từ loại đồng hồ CHINA giá vài ba chục ngàn, cho đến những chiếc đeo tay giá đến vài chục ngàn đô đều chung công nghệ này.
  • Nguyên lý: Một đồng hồ thạch anh sử dụng bộ dao động điện tử  được quy định bởi tinh thể để thạch anh để đóng/ ngắt mạch dao động.
Bộ cộng hưởng tinh thể thạch anh
  • Cục Tiêu chuẩn Quốc gia (nay là NIST ) dùng đồng hồ thạch anh làm tiêu chuẩn đo lường thời gian từ những năm 1929 cho đến1960
Máy đồng hồ SEIKO dùng tinh thể thạch anh
  • Seiko sản xuất chiếc đồng hồ đeo tay thạch anh đầu tiên trên thế giới.

– Ưu điểm: Những ưu điểm vượt trội của đồng hồ thạch anh khiến nó có những bước nhảy vọt thị trường.

  • Độ chính xác cao
  • Giá thành rẻ (Cỡ 10 đến 15 ngàn là mua được bộ máy đồng hồ điện tử).
  • Chi phí sản xuất thấp
  • Dễ lăp đặt, nhỏ gọn.

12. Đồng hồ nguyên tử:

  • Đồng hồ nguyên tử là loại đồng hồ có độ chính xác cao nhất tính cho đến thời điểm hiện tại, hoạt động dựa trên tần số dao động của electron trong môi trường vi sóng, hoặc sử dùng tần số dao động của quang phổ điện từ của nguyên tử
  • Kể từ những năm 2010, đồng hồ nguyên tử là đồng hồ chính xác nhất trong sự tồn tại. Chúng chính xác hơn đáng kể so với đồng hồ thạch anh vì chúng có thể chính xác trong vòng vài giây trong hàng nghìn tỷ năm.

III. LỜI NGỎ

  • Những đồng hồ cơ học đã hoàn thành sứ mệnh lịch sử trong suốt nhiều thế kỳ, dần lui về thành đồ sưu tầm và dành cho những anh chị em đam mê cơ học hay những anh em muốn tìm về tiếng chuông ngân nga êm đềm của ký ức.
Ảnh bên trong cỗ máy đồng hồ đặt tại sân bay Baltimore Washington
  • Trên đây Nhàkho điểm qua những mốc đáng kể của ngành công nghiệp đồng hồ. Còn rất nhiều ý tưởng và nội dung mong muốn được chia sẻ cùng cộng đồng. Kính mong tiếp tục nhận được những ý kiến đóng góp của anh chị em và các bác để xây dựng một sân chơi có chiều sâu. Hoặc ít ra khi chúng ta bỏ mớ tiền ra mua về chiếc đồng hồ cổ, chúng ta biết mình đang mua gì, được gì.

Kính chúc anh chị em ngày mới Sức khoẻ và Thành công!
TRÂN TRỌNG – BQT Nhàkho.vn

Lịch sử đồng hồ cổ qua các giai đoạn
4.3 (85%) 4 votes

Bình luận trên Facebook