De eerste tijdmeter was de schaduw van een stok die in de grond zat. Maar toen de zon onderging, werkte de zonnewijzer niet. Onze voorouders moesten meer geavanceerde technologieën uitvinden, zoals water en zandlopers.
Er is een mening dat mensen vlak na de zonnewijzer het zand hebben uitgevonden. Maar in feite verschenen ze nog niet zo lang geleden. Hoewel de oude Griekse wetenschapper Archimedes al in de derde eeuw voor Christus voorstelde om de tijd te meten door zand van het ene glazen reservoir in het andere te gieten. Maar toen kwam het niet tot praktische toepassing. Misschien omdat de oude meesters niet wisten hoe ze transparant glas voor kolven moesten maken. Om het te verkrijgen was een temperatuur van meer dan 1500 graden Celsius nodig.
Maar het principe van het gieten van het ene vat naar het andere was ook perfect voor water.
Druppel voor druppel…
In principe kan het werk van een waterklok als volgt worden beschreven: de tijd waarin water van het ene vat naar het andere stroomde, diende als een soort standaard - het prototype van het moderne uur.
De oude Grieken noemden de waterklok klepsydra, wat 'water stelen' betekent. Maar ze hebben dit apparaat niet bedacht. De oudste waterklok die tot ons is gekomen, werd in 1940 ontdekt tijdens opgravingen van de beroemde Karnak-tempel in Egypte. Een omgekeerde albasten koepel met inkepingen die de tijd aangeven, was tot de rand gevuld met water. Het druppelde door een klein gaatje in de bodem naar beneden. De vorm van de klok was zodanig dat deze de druk van de vloeistofkolom afstemde op de uitstroomsnelheid.
In het oude Griekenland was een waterklok een mechanisme van twee kegels die elkaar binnenkwamen. De Grieken gebruikten clepsydra om de tijd te regelen die een spreker nodig had om in de rechtbank of geschil te spreken.
Promotie video:
Een meer perfecte clepsydra werd uitgevonden in de 3e eeuw voor Christus door een monteur uit Alexandrië Ctesibius. Met behulp van een speciaal mechanisme voor de toevoer van water werd de figuur van een jongen in beweging gebracht, die met een stok de tijd op de wijzerplaat liet zien. Deze klok bevond zich in de tempel van Arsinoe en werd lange tijd als de maatstaf voor nauwkeurigheid beschouwd. In het oude Rome werd de eerste waterklok gebouwd in 157 voor Christus door de militaire leider Scipio Nazica.
In Azië verscheen de waterklok echter zelfs eerder dan de Grieken en Egyptenaren. In het oude Babylon werd de waterklok al in 2000 voor Christus gebruikt. Het is waar dat de Babyloniërs in plaats van minuten het gewicht van het water dat uit het vat stroomde, telden. In Perzië dateert het eerste gebruik van een waterklok uit 500 voor Christus. Een halfbolvormig vat met onderaan een klein gaatje dreef in een groot reservoir gevuld met water. Toen het vat vol liep, zonk het. Dit was de tijdseenheid. Hiermee is een aflevering van een oud Perzisch gedicht verbonden, wanneer de heldin een parel in een kom gooit zodat deze het vullen van het vat verstoort en daardoor de tijd stopt.
Gemalen marmer
Waterklokken werden actief gebruikt in Europa tot de 17e eeuw, toen ambachtslieden al hadden geleerd hoe ze slingermechanismen moesten maken. Zowel water- als slingerklokken hadden echter ernstige beperkingen vanwege ontwerpkenmerken. Daarom zijn wetenschappers en uitvinders niet gestopt met het zoeken naar andere manieren om tijd te meten. De auteur van de allereerste zandloper is onbekend. Evenals het exacte tijdstip van hun creatie.
In West-Europa begon de zandloper actief te worden gebruikt in de middeleeuwen. Een van de vroegste bewijzen van hun bestaan is het beroemde fresco van de Italiaanse meester van de 14e-eeuwse Ambrogio Lorenzetti "Allegorie van goed en slecht bestuur in de stad en op het platteland", door hem geschilderd in de Kamer van Negen in het stadhuis van Siena. Het toont een personage met een zandloperfles in zijn rechterhand.
Een ander bewijs van het gebruik van de zandloper in Europa is een vermelding in een Franse kroniek uit 1339. De schrijver beschrijft het proces van het bereiden van fijn zand uit gezeefd zwart marmerpoeder, gekookt in wijn en gedroogd in de zon. Korrels van gewoon zand zijn te hoekig en kunnen niet gelijkmatig door de hals tussen de glazen kolven worden gegoten. Bovendien verslechteren ze door gebruik en worden ze verschillend in grootte, wat de uniformiteit van het gieten beïnvloedt. Het zand van de zeestranden, hoewel het er vrij uniform uitziet, is volkomen ongeschikt voor horloges. Historische gegevens geven aan dat in de 14e eeuw, naast zand van marmer, lood- of zinkstof, kwartszand en gebroken eierschalen werden gebruikt voor zandlopers.
Een andere factor die de nauwkeurigheid van de "slag" beïnvloedde, was de gladheid van het glas van de kolven. Maar zelfs met speciaal zand en perfecte kolven bij de hand, kon de meester er niet zeker van zijn dat 10 gram van dezelfde substantie met dezelfde snelheid werd gegoten. Daarom, door "zand" in de kolf te gieten, controleerde de meester de tijd van het gieten met een referentiewaarde. En pas nadat hij zich had verzekerd van de "nauwkeurigheid van de slag", verzegelde hij de kolf.
Uitvinders uit het verleden hebben meer dan eens geprobeerd de zandloper te verbeteren. Bijvoorbeeld door veermechanismen te gebruiken om te keren of kwik te gebruiken in plaats van zand. En modern onderzoek heeft aangetoond dat glazen microsferen met een diameter van 40-160 micron het beste zand zijn. Geschilderd in verschillende kleuren, geven deze korrels het horloge een interessante uitstraling en vloeien bijna zonder wrijving.
Voor zaken en plezier
De zandloper dankt zijn populariteit aan zeelieden. Omdat de schepen op verschillende breedtegraden voeren, was de zonnewijzer aan boord nutteloos. En die met water waren niet geschikt vanwege condensatie en bevriezing van water. Maar de zandloper miste deze tekortkomingen.
Al in de 14e eeuw zijn er in de scheepslogboeken gegevens over het gebruik van zandlopers. Bovendien is er een versie dat het de zeilers waren die dit horloge hebben uitgevonden. De eerste zeezandloper bestond immers uit twee flessen, waarvan de kelen door een buis waren verbonden.
Later, aan de kust, begonnen glasblazers speciale kolven uit te blazen, die samen werden getrokken met een metalen diafragma met een gat. Door de grootte van het gat te veranderen, was het mogelijk om de snelheid van het storten van zand te regelen. Voor stevigheid werd de verbinding tussen de kolven afgedicht met hars of was, ook dit gaf dichtheid en het zand vocht niet. Omdat ze een constant vochtgehalte van het zand hadden, waren ze nauwkeuriger dan hun vroege tegenhangers.
Op lange reizen was de zandloper een even belangrijk hulpmiddel als het kompas. Ze werden gebruikt tot in de 19e eeuw. Toen de snelheid van het schip bekend was, hielp de tijd gemeten met een zandloper de zeelieden om de breedtegraad te bepalen waarop ze zich bevonden. Bovendien werden de wachttijden gemeten met een zandloper.
Marine horloges met zand schoten goed op het land. Typisch is het interval waarvoor zand van de ene kolf naar de andere wordt gegoten, van een minuut tot een uur. Maar er zijn ook "langere" uren. In Boedapest werd bijvoorbeeld een acht meter hoge zandloper “Wheel of Time” gebouwd. Elk jaar op 31 december draait het "Wheel of Time" om en verwisselt het de zandkamers. Een andere zandreus van 8,6 meter hoog staat in het zandmuseum in de Japanse stad Nima. Het interval van deze uren is ook 12 maanden.
En in juli 2008 werd op het Rode Plein in Moskou een reclamecampagne georganiseerd in de vorm van een zandloper van 11,6 meter hoog en met een gewicht van 40 ton. In plaats van zand was de bovenste kolf gevuld met ballen en daarin - een nieuwe auto. Toen het "zand" naar beneden stroomde, konden kijkers het gepresenteerde model zien.
Tegenwoordig wordt de zandloper vaker alleen als souvenir gebruikt. In het Australische parlement bepalen ze in sommige gevallen echter nog steeds de duur van de toespraken. Hoewel misschien wel de meest bekende zandloper van vandaag het virtuele pictogram van het Microsoft Windows-besturingssysteem is, wat aangeeft dat het systeem bezig is. Dit is hoe oude artefacten in een andere realiteit naar ons terugkeren.
Alexey MARTOV