המצאת השעון

שעונים מאפשרים לנו למדוד את הזמן. למשל, בעזרת שעון אפשר לדעת מתי בית ספר נגמר להיום, או מתי אמא חוזרת מהעבודה.

בעבר, אנשים לא ידעו את הזמן בדיוק רב כמו היום, אבל הם עדיין היו צריכים למצוא דרך למדוד אותו.

כיצד הם עשו זאת?

במהלך ההיסטוריה, בני האדם המציאו סוגים שונים של שעונים עם האמצעים שהיו זמינים להם בכל תקופה.

בואו נלך אחורה בזמן ונדמיין כיצד כל סוג של שעון עזר לאופה המקומי למדוד את הזמן כדי להכין לחם!

השעונים הקדומים הראשונים ככל הנראה הומצאו במצרים. ה'שעונים' האלה השתמשו בתנועת השמש בשמיים כדי למדוד מהו הזמן במהלך היום, מהזריחה ועד השקיעה. שעוני השמש היו קיימים במצרים לפני 3500 שנה.

בשביל למדוד את הזמן היו בוחנים את אורך הצל ששעון השמש היה מטיל על הקרקע. כשהשמש הייתה זזה בשמיים הצל היה מתארך או מתקצר. [אתם יכולים להעמיד פנים שאתם שעון שמש בעצמכם! צאו החוצה לשמש בצהרי היום, והסתכלו על הצל שלכם. הוא מאוד קטן וברובו מתחת לרגליכם. חזרו הבייתה וצאו בשנית אחרי כמה שעות, וראו כיצד הצל שלכם כעת מאוד ארוך, אולי אפילו גבוה יותר מכם!]

אחנטן האופה המצרי שם את הבצק שלו בתנור ויוצא לשעון השמש בחצר. הוא מניח אבן קטנה בקצה הצל של שעון השמש ונכנס פנימה. כשהצל יזוז 10 סנטימטרים הרחק ממקומה של האבן, הלחם יהיה מוכן!

שעוני השמש לא היו מאוד שימושיים בימים מעוננים או בלילה, ועל כן הומצאו שעוני המים מעט מאוחר יותר, במצרים, סין ובעוד מקומות בעולם.

שעון המים מודד פרקי זמן (משך זמן קבוע שוב ושוב). כיצד? היו ממלאים קערה עם חור קטן והזמן שלוקח לכל המים לנזול החוצה הוא פחות או יותר קבוע [נסו ותראו. קישור לסרטון פה - לא תרגמתי את הטקטס מאנגלית כי גם ככה יהיה טקסט מסודר יותר עם הסרט]. שעוני המים השתכללו עם השנים, וממציאים הוסיפו להם חלקים מכניים שזזים וצפים, פותחים וסוגרים תאים שונים בשעון ומזיזים חלקים אחרים.

אולימפיה האופה היווניה שמה את הבצק שלה בתנור ולוקחת קערה שהיא שעון מים וממלאת אותה במים. היא מתיישבת ומחכה שהמים יתרוקנו, ואז ממלאת במים שוב. אחרי שהיא תעשה את זה שש פעמים, הלחם יהיה מוכן!

שעון המים נעשה יותר ויותר משוכלל ושימושי, אבל הוא עדיין לא היה מדויק מספיק. בסופו של דבר, במאה ה-14 באירופה, הומצא השעון המכני האמיתי. השעון המכני כבר לא השתמש במים בשביל להזיז את החלקים השונים, אלא בגלגלי שיניים ובמשקולות.

ואז, ב-1656 נכנס השכלול הבא בשעון - שימוש במטוטלת במקום במשקולות. [קחו איזשהו חפץ שקשור לחוט ותנו לו להתנדנד בעדינות - הרי לכם מטוטלת!]. המטוטלת שיפרה באופן משמעותי את רמת הדיוק של השעונים.

אחר כך, ב-1675 כריסטיאן הוגינס ורוברט הוק המציאו את הקפיץ הסיבובי וסוף סוף ניתן היה לבנות שעוני כיס. השעונים האלו לא היו מאוד מדויקים, ואנשים היו צריכים כל הזמן לכוון אותם על סמך שעון מטוטלת מדויק יותר, למשל שעון שהיה מוצג על גבי בניין העירייה.

לקאת'ברט האופה הבריטי יש חיים הרבה יותר קלים מאשר לאופים הקודמים... הוא מציץ בשעון שלו ושם את הבצק בתנור. הוא יצטרך להוציא את הלחם כאשר המחוג יסתובב 45 דקות קדימה.

ב-1840 השעון החשמלי הראשון נבנה בידי השען הסקוטי אלכסנדר ביין, וב-1927 שעון הקוורץ הראשון נבנה בידי השענים הקנדים וורן מוריסון וג'יי הורטון. זה קצת מסובך להסביר כיצד זה עובד, אבל בקצרה מדובר במתנד (אביזר שמתנדנד הלוך ושוב) שהוא חשמלי אשר מחליף את התנודות של המטוטלת, והשעון סופר את מספר התנודות כדי למדוד את הזמן שעובר.

וזהו זה! אנחנו עדיין עונדים שעוני קוורץ היום.

לילדים וילדות סקרנים במיוחד

למעשה, היום השעונים המדויקים ביותר הם שעונים אטומיים. אלו שעונים שמשתמשים בתכונות מיוחדות של אטומים, ויברציות פנימיות של יסודות מסוימים, כדי למדוד את הזמן ברמת דיוק מדהימה. נאס"א וארגונים חשובים אחרים משתמשים בסוג כזה של שעונים, וכל שעוני הקוורץ מכוונים על פי השעונים האטומים. העקרון הפיזיקלי מאחורי השעון האטוני הוגדר כבר ב-1879 על ידי הלורד קלווין, אבל בפועל רק בשנת 1955 בנו את השעון האטומי הראשון.

עובדות מעניינות

יש עוד כמה סוגים של שעונים שהומצאו לאורך ההיסטוריה
שעון נר - הזמן שלוקח לנר להישרף עד סופו מודד את הזמן.
שעון כוכבים - שבו משתמשים בתנועה של כוכבים בשמיים בלילה כדי למדוד את הזמן החולף.
שעון חול - העיקרון של שעון חול דומה לשעון מים אלא שיש שימוש בחול במקום במים. כיום עדיין יש שימוש בשעוני חול, למשל במטבח כשרוצים להכין ביצה קשה.
מדוע יש 60 דקות בשעה ו-60 שניות בדקה? 60 הוא המספר הקטן ביותר שניתן לחלק אותו ב-1, 2, 3, 4, 5 ו-6 ועל כן הוא מספר מאוד שימושי בשביל למדוד זמן.
קוורץ הוא המינרל השני הנפוץ ביותר ביבשה.