石英钟的发明过程是怎样的?
1929-石英钟的发明
在“时间就是金钱”的时代,应时钟表逐渐取代了机械钟表,成为一种广泛使用的计时工具。1929年,世界上第一批石英钟问世。从出现到遍布寻常百姓家,只用了70年的时间。
钟表的出现改变了人们的生活节奏。
几个世纪以来,我们使用一些简单的工具来把握时间。比如根据太阳影子的运动,有人做了“日晷计时仪”;有人利用流速均匀的滴水发明了“水钟”;利用点燃的香,人们可以区分“一炷香”和“二炷香”的时间间隔。但是这些时间概念并不准确。
自14世纪以来,意大利钟楼上出现了由齿轮靠自身重量提供动力的机械钟。但是他们的行走时间并没有外表那么令人印象深刻,每天都会有15分钟的偏差。1583年,意大利科学家伽利略的一个偶然发现,使人们进入了标准计时时代。有一次,伽利略在教堂里偶然注意到大厅里钟摆的变化。他发现钟摆的振动周期很有规律,几乎和钟摆的摆动幅度无关。无论摆动幅度大还是小,其摆动频率都是相等的。根据这个原理,70多年后,荷兰天文学家惠更斯制造了第一个摆钟。他的摆钟足够精确,可以让科学家做物理实验;店铺靠它按时开门关门;工人工资也靠它来计时计算。而它对人类生活的影响远不止于此。时间观念已经开始渗透到每个人的生活中,守时已经成为一种美德。
之后,摆钟和机械钟大量出现,并不断改进,但在精确计时方面,注定要被石英钟和原子钟取代。
早在1880年,法国人皮埃尔·居里和保罗·雅克·居里就发现应时晶体具有压电特性,是制作钟表“心脏”的良好材料。当应时晶体受到压力时,一个非常小的电流和电压通过它的表面,它将扩大并保持这个振幅,振荡频率非常高。用应时制作的振荡器每秒钟可以振荡30000次以上,不受外界温度、湿度和振动的影响,大大提高了计时精度。
1929年,科学家将应时晶体制成的振荡计时器与电子钟结合起来,制成了石英钟。
石英钟的出现在当时引起了轰动。经过测试,一个高精度的应时钟的年误差只有3-5秒。
1942年,英国著名的格林威治天文台也开始使用石英钟作为计时工具。在很多场合,它往往被列为日常测量和检测的频率基本标准。
1970左右,应时钟表开始进入市场,并立即风靡全球。现在市场上很常见,机械表逐渐被人们淘汰。根据日本钟表协会1994年的调查,世界钟表产量为1075万块,其中9.88亿块是纽扣电池驱动的石英表。
随着科学的进步,精密的电子元件不断涌现,石英表也越来越小巧精致。它不仅是一个实用的产品,也是一个装饰品。有时,它们薄如镍币,可以装在纽扣、笔、助听器、眼镜架、头饰等随身物品上;有时,根据人们的需要,它们是多功能手表,可以显示日历,测量体温和存储电话号码。应时的钟表几乎随处可见。它们为人们的生活提供了便利,为人们的生活增添了新的色彩。