Журнал «Юный техник» - Юный техник, 1956 № 03

Возьмите картонную трубку диаметром около сантиметра и длиной с пол метра, прибейте ее прочно к столбу во дворе, предварительно направив на какую-либо яркую звезду. Заметьте время, а назавтра придите и посмотрите в такое же время на эту звезду. Вы вновь увидите ее на том же месте.

Примерно так же поступают ученые-астрономы. За «облюбованной» звездой они наблюдают через специальные зрительные грубы. В тот момент, когда звезда «проходит» через избранную точку, они пускают часы. Назавтра в то же самое время астроном вновь засекает прохождение звезды и высчитывает, насколько ушли или отстали его часы. Так поверяют астрономы время по «ходу» колоссальных часов, на которых живем мы с вами — по вращению Земли.

— Позвольте, — скажете вы, — а как быть в промежутках между наблюдениями, то есть днем? А вдруг подряд несколько ночей небо будет закрыто тучами? Значит, мало только получить точное время, надо его еще к сохранить от наблюдения до наблюдения.

Современная наука и техника предъявляют к точности определения времени чрезвычайно высокие требования. Штурман корабля дальнего плавания или геодезист, составляющий географическую карту, уже не удовлетворяется часами главного кондуктора скорого поезда — их часы-хронометр должны быть намного точнее.

От чего же зависит точность хода часов? Почему домашние ходики иной раз отстают на пять-десять минут в сутки, а хронометр за это время допустит ошибку лишь в десятую долю секунды?

На фотографии — большой пассажный инструмент Пулковской обсерватории. С его помощью наблюдают моменты прохождения светил через меридиан.

* * *

Изошутка Ю. Черепанова

МАЯТНИК-НЕЖЕНКА

Важнейшая деталь часового механизма — это маятник. Он обладает чрезвычайно интересным свойством: как бы он ни качался — сильно или слабо, — число колебаний в минуту, или, как говорят, собственная частота маятника, останется неизменным. С помощью системы шестеренок движение маятника передается часовым стрелкам, каждое его качание передвигает стрелки на определенную часть окружности циферблата.

Часы идут. Но правилен ли их ход?

Посмотрите на маятник ходиков. Видите небольшой жестяной кружок? Если мы передвинем его вниз, то расстояние от него до места, в котором подвешен маятник, станет больше. Мы этим как бы удлиним сам маятник. Прислушайтесь, как идут теперь часы. Маятник стал качаться реже, часы пошли медленней. Если сдвинуть кружок вверх, то маятник, наоборот, зачастит, а часы «побегут». Значит, частота колебания маятника зависит от его длины. Это чрезвычайно важно. Ведь мы двигали кружок рукой, и этим изменяли ход часов.

А может ли маятник «сам по себе» стать длинней? Конечно, может. Ведь он металлический, а металл при изменении температуры сжимается или расширяется. Стало быть, если мы отрегулировали часы при какой-то температуре, а потом она изменилась, то изменилась и длина маятника: часы пошли неточно. Это первый враг точного времени. Есть у него и другие враги. Как и всякое тело, движущееся в воздухе, маятник испытывает его сопротивление. Но при изменениях атмосферного давления плотность воздуха изменяется и маятник испытывает разное сопротивление. Поэтому отрегулированный при определенном давлении воздуха маятник будет качаться иначе при другом давлении, и часы опять-таки пойдут неточно. Это второй враг точного времени. Есть у него и другие, не менее опасные и коварные враги: изменение влажности воздуха, трение в частях механизма, толчки и т. д.

Как же сохранить точное время?

При изменении длины маятника меняется и частота его колебаний (справа). Частота не зависит от амплитуды колебаний (слева).

ХРАНИТЕЛИ ВРЕМЕНИ

Зная врагов точного времени, ученые и конструкторы нашли и средства борьбы с ними. Привело ли это к «полной победе» — увидим позднее.

В самых точных часах, по которым проверяют время между астрономическими наблюдениями, сделали маятник из специального сплава — инвара. Длина такого маятника, а следовательно и частота, с которой он колеблется, почти не зависит от температуры. Чтобы на ход этих часов не влияло атмосферное давление, их помещают в цилиндр, из которого затем откачивают воздух. А для устранения малейших толчков часы опускают глубоко под землю в специальные бетонированные подвалы. Никто не имеет права туда входить, так как на ход часов может повлиять даже тепло человеческого тела!