انواع و اقسام ساعت ها

انواع ساعات ابتدائی:

بد نیست بدانیم که در گذشته بشر برای دانستن وقت و ایام، با توجه به تجربه و دانش زمانه، ساعت هائی را اختراع کرده و مورد استفاده قرار داده است که مهم ترین آنها عبارت است از:

ساعت سایه ای:مصریان قدیم ساعتی ساختند که به آن ساعت سایه ای می گفتند. این ساعت به گونه ای بود که سایه قطعه ای چوب عمودی برروی یک قطعه چوب افقی می افتاد و زمان را با ان اندازه می گرفتند.

ساعت آبی: ساعت آبی نیز توسط مصریان اختراع شد. در این نوع ساعت، از جریان یک نواخت آب استفاده می شده، به این ترتیب که داخل ظرف مدرج سوراخ دار را با آب پر می کردند که آب قطره قطره از سوراخ کوچک می چکیده و با توجه به مقدار آب خروجی، زمان تا حدودی معلوم می شده است.

ساعت آفتابی: در ساعت خورشیدی، میله ای عمودی بر سطح افقی نصب می شده است که با اندازه گیری سایه آن میله، زمان معلوم می شده است (در ادامه به این نوع ساعت بیشتر پرداخته شده است).

ساعت آفتابی:

توالی فصل ها و تأثیر آن بر زندگی انسان ها از زمان های دور، دانش تقویم را به نیازی اصلی برای انسان در تمدن های بزرگ تبدیل کرد. موضوع اصلی تقویم سنجش و اندازه گیری زمان بود و در این میان دانستن مدت روز و داشتن زمان آن بسیار مهم می نمود. حضور خورشید در آسمان و تکرار روز و شب اندیشهٔ ساخت نخستین ابزار برای سنجش زمان را در انسان ایجاد کرد و به این ترتیب ساعت های آفتابی به عنوان اولین ساعت ها ساخته شد و با درک بهتر انسان از کارایی کرهٔ آسمانی پیشرفت بیشتری کرد. براساس نوشته های هرودوت قدمت این ساعت ها به ۵۰۰۰ سال قبل برمی گردد و او ساخت این ابزار را به سومری ها و کلدانی ها نسبت می دهد، اقوامی که در منطقهٔ بین النهرین می زیستند.
بر مبنای مدارک موجود نخستین کسی که به محاسبات نظری ساعت های آفتابی توجه کرد و باعث رواج آن ها شد، آنکسیماندر اهل ملطیه در قرن ۶ پیش از میلاد بود. در این دوران بود که ساعت های آفتابی در نقاط مختلف امپراطوری یونان گسترش یافت. خارج از تمدن یونان، در حدود ۳۴۰ سال پیش از میلاد ستاره شناسی کلدانی به نام بروسوس نخستین ساعت آفتابی کروی را طراحی کرد. در این ساعت آفتابی جذاب شاخص درون نیمکره ای واقع بود که علاوه بر نشان دادن زمان بر حسب یک تقسیم بندی ۱۲ ساعتهٔ طول روز، بلندای سایه و نیز فصل ها را مشخص می کرد.

نخستین ساعت های آفتابی که شاید حتی پیش از این اقوام نیز بوده است، تنها گذر خورشید را از نصف النهار ناظر مشخص می کرد که همان ظهر شرعی است. سومری ها این ساعت را گسترش دادند و اولین نمونه ساعت های آفتابی عمودی را ساختند. در این ساعت ها که ساده ترین نوع ساعت های آفتابی است، یک شاخص عمودی سایه ای بر صفحه ای می اندازد که تقسیم بندی آن نشانگر ساعت های روز است.

ساعت آفتابی وسیله ای است که زمان را با استفاده از مکان خورشید در آسمان می سنجد. معمول ترین نوع ساعت آفتابی از میله ای ساخته شده است که روی صفحه ای قرار دارد و ساعت های شبانه روز روی صفحه نشانه گذاری شده اند. وقتی مکان خورشید در آسمان عوض می شود، مکان سایهٔ میله هم روی صفحه جابه جا می شود و ساعت را نشان می دهد.

ساعت های آفتابی در فرهنگ مردم:

در بیشتر شهرهای بزرگ این ساعت ها در میدان اصلی نصب می شد تا مردم ساعت را بدانند. نمونه های بسیاری از اولین ساعت های آفتابی تا امروز وجود دارد که با پیشرفت علم و دانش انسان در زمینهٔ ریاضیات، کامل تر و دقیق تر شده است و امروزه این ساعت ها به عنوان نمادی از تمدن هر سرزمین مورد توجه قرار می گیرند.

دقت ساعت های آفتابی:

بیشتر ساعت های آفتابی تزئینی برای عرض جغرافیایی ۴۵ درجه طراحی می شوند. اگر بخواهیم چنین ساعت هایی را برای عرض های جغرافیایی دیگر به کار ببریم، باید صفحهٔ ساعت را کج کنیم تا محور ساعت (راستای میلهٔ ساعت) موازی با محور چرخش زمین قرار بگیرد و راستایش (در نیم کرهٔ شمالی) به سمت قطب شمال باشد. ساعت های آفتابی معمولی، زمان ظاهری خورشیدی را نشان می دهند. این زمان با زمانی که از ساعت می خوانیم کمی فرق دارد و در طول سال تا حدود ۱۵ دقیقه جابه جا می شود. این ساعت ها تنها ۴ روز در طول سال با ساعت های مکانیکی مطابقت دارند (۱۶ آوریل، ۱۴ ژوئن، ۲ سپتامبر و ۲۵ دسامبر). این پدیده به این خاطر است که راستای محور چرخش زمین به دور خود کاملاً ثابت نیست و زمین هنگام چرخش به دور خود کمی تاب می خورد. ساعت های آفتابی دقیق همیشه جدول یا نموداری در کنار خود دارند که این اختلاف زمان را در ماه های مختلف سال تصحیح می کند. برخی دیگر از ساعت های آفتابی پیچیده نیز با خمیده کردن خط ساعت ها روی صفحهٔ خود یا با روش های دیگر مستقیماً ساعت درست را نشان می دهند.

ساعت شنی یا ماسه ای: از دو حباب شیشه ای چسبیده به هم تشکیل می شده که میان آن، سوراخ باریکی برای رد شدن شن یا ماسه تعبیه می کردند تا شن ها بتدریج از حباب بالا به حباب پایین جمع شود. بعد ظرف را وارونه می کردند و همان عمل تکرار می شد. با معلوم شدن تعداد دفعات جابجا شده شن ها در حباب ها، حدود تقریبی زمان مشخص می گردید.
نمونه ای از ساعت شنی - کافه لینک
نمونه ای از ساعت شنی – کافه لینک
تاریخچه انواع ساعت
یک ساعت آفتابی در وردی دانشکده مهندسی دانشگاه شریف – کافه لینک

ساعت شمعی: در این نوع ساعت، بدنه شمع مدرج می شد و با سوختن شمع و کوتاه شدن آن زمان را محاسبه می کردند.

انواع جدیدتر ساعت:

با پیشرفت علم و دانش بشری، به تدریج ساعت های دقیق تر مکانیکی، وزنه ای، فنردار، برقی، باطری دار و کامپیوتری جای ساعت های آبی، آفتابی و ماسه ای را گرفتند. مخصوصا از زمان استفاده انسان از فنر جهت راه انداختن چرخ های دندانه دار، که به ساعت شمار و دقیقه و حتی ثانیه شمار متصل هستند، سنجش دقیق زمان برای همه به طور ساده امکان پذیر گردید. در اوایل قرن شانزدهم اولین ساعت مچی آهنی، که نسبتا زمخت بوده، توسط یک نفر آلمانی ساخته شد. بعدها در اواخر قرن هجدهم با استفاده از فنر و چرخ دنده های بسیارکوچک، امکان ساختن ساعت های مچی ظریف به وجود آمد، به طوری که اولین ساعت های مچی شبیه ساعت های امروزی، در کشور سوئیس «از سال های ۱۷۹۰ به بعد» ساخته شد.

بین سال های ۱۸۶۵ تا ۱۸۶۸ بزرگ ترین، حجیم ترین و جسیم ترین ساعت دیواری جهان، در کلیسای سن پیر در فرانسه نصب گردید. ارتفاع ساعت ۱/۱۲ متر عرض آن ۰۹/۶ متر و ضخامتش ۷/۲ متر بوده که از ۹۰۰۰۰ قطعه تشکیل شده است. در مقابل بزرگ ترین ساعت، ظریف ترین ساعت دنیا فقط ۹۸/۰ میلی متر قطر دارد.
یک ساعت آفتابی در وردی دانشکده مهندسی دانشگاه شریف - کافه لینکیک ساعت آفتابی در وردی دانشکده مهندسی دانشگاه شریف - کافه لینک
یک ساعت آفتابی در وردی دانشکده مهندسی دانشگاه شریف – کافه لینک

ساعت هایی با تکنولوژی های جدید:

تکنولوژی امروزی، انسان را قادر ساخته ساعت های بسیار ظریف و دقیق مکانیکی، تمام الکترونیکی، کامپیوتری و حتی اتمی بسازد.
ساعت ستاره‌ای

ساعت ستاره‌ای به اندازه‌گیری و تشخیص و تطبیق زمان در شب به وسیلهٔ ستارگانی شاخص گفته می‌شود. این روش معمولاً به کمک ستاره قطبی به‌عنوان یک نقطهٔ ثابت، با مقایسه و سنجش جابجایی بعضی ستارگان دب اکبر در هر فصل نسبت به زمان متعارف است. کارکرد این ساعت بیشتر با کمک حرکت ستارگان و وسیله قراردادن آنهاست. ساعت ستاره‌ای صرفاً ساعتی شبانه است. این ساعت در زمان‌های گذشته و بیشتر در مکان‌هایی که به ساعت‌های دیگر دسترسی نبوده‌است استفاده می‌شده‌است.
ساعت‌های خورشیدی


ساعت‌های خورشیدی در دوران کهن به‌طور وسیع استفاده می‌شده‌اند.[۵][نیازمند منبع] این گونه از ساعت می‌تواند زمان را برحسب زاویه یا محل قرارگیری سایهٔ یک میله که با زاویهٔ مشخص نسبت به زمین قرار دارد، کار زمان‌سنجی را انجام دهد. این ساعت هم با وسیله قراردادن حرکت روزانهٔ خورشید و هم وسیلهٔ ابتکاری با استقرار شاخص مخصوص و مدرج کردن سایهٔ خورشید است. این ساعت، نقطهٔ مقابل ساعت ستاره‌ای، صرفاً ساعتی روزانه است.

این گونه از ساعت، به‌رغم قدمت آن، از دقت قابل‌قبولی برخوردار است و انواع دقیق آن زمان ظاهری خورشیدی را با خطای حداکثر ۱۵ دقیقه (ناشی از تاب‌خوردن محور گردش زمین به دور خود) معین می‌کند. ساعت‌های آفتابیِ دقیق با یک جدول یا نمودار ارائه می‌شوند که این خطای اندازه‌گیری زمان را در ماه‌های مختلف سال تصحیح می‌کند.

به گفتهٔ هرودوت، نمونه‌های اولیهٔ این گونه ساعت به اقوام سومری و کلدانی بازمی‌گردد و قدمتی حداقل ۵۰۰۰ ساله دارد.[۵]
ساعت‌های آبی

ساعت‌آبی در کنار ساعت‌های آفتابی احتمالاً قدیمی‌ترین ساعت ساخت بشرند. مدل‌های ابتدایی ساعت آبی باقی‌مانده از قرن ۱۶ پیش از میلاد از مصر و بابِل به‌دست آمده.[نیازمند منبع] این گونه معمولاً از دو ظرف تشکیل شده که آب با شدت معین از یکی به دیگری می‌ریزد. کاربردی‌ترین ساعت آبی متعلق به ایران است زیرا نه بر اساس خرافات یا تفریح بلکه برای یک ضرورت اساسی زندگی کشاورزی و تقسیم سهام آب قنات یا آب چشمه‌ها در مناطق کویری ساخته شده‌است. کالیستنس، مورخ یونانی ۳۲۸ پیش از میلاد، که در لشکرکشی اسکندر مقدونی به ایران همراه او بود، نوشته‌است: در اینجا (ایران)، در دهکده‌ها که آب را برحسب نوبت به کشاورزان برای زراعت می‌دهند، یک فرد از میان کشاورزان انتخاب می‌شود تا بر زمان نوبت (و تقسیم زمانی سهام قنات)نظارت داشته باشد.
ساعت شنی

اولین نمونه‌های ساعت شنی در یک نقاشی از ۱۳۳۸ پس از میلاد دیده شده. این ساعت که معمولاً برای اندازه‌گیری مدت‌زمان‌های کوتاه استفاده می‌شده، از دو حباب شیشه‌ای تشکیل شده که با سوراخ کوچکی به یکدیگر متصل‌اند. شنِ ریز به علت نیروی جاذبه به حباب پایینی می‌ریزد. وقتی تمام شن به پایین ریخت مجموعه را برعکس می‌کنند تا فرایند تکرار شود.
ساعت‌های مکانیکی

ساعتهای مکانیکی معمولاً نشان دهنده زمان با استفاده از زاویه‌ها هستند. این نوع ساعت‌ها پرکاربردترین نوع ساعت در میان مردم می‌باشد. رایج‌ترین آن‌ها ساعت‌هایی هستند که به صورت مدور درجه‌بندی شده‌است. این ساعت‌ها به ۱۲ قسمت تقسیم شده‌اند که هر کدام نشان‌دهندهٔ یک ساعت (عقربه ساعت شمار آن را نمایش می‌دهد) است. همچنین این ساعت‌ها به ۶۰ قسمت تقسیم شده‌اند که هر کدام هم می‌توانند دقیقه و هم ثانیه را نمایش دهند (با استفاده از عقربه‌های ثانیه شمار و دقیقه شمار).
ساعت دیجیتال

ساعتهای دیجیتال به نوعی از ساعت‌ها می‌گویند که زمان را با استفاده از ال‌سی‌دی، LED یا چراغ نشان می‌دهند. این ساعت‌ها به دو صورت ۱۲ ساعته و ۲۴ ساعته هستند. این ساعت‌ها با استفاده از مدارهای الکتریکی می‌توانند زمان را محاسبه و اعلام کنند. در ساعت‌های جدیدتر ساعت‌ها خود می‌توانند با استفاده از اینترنت ساعت خود را تنظیم کنند.
ساعت باینری


ساعت باینری زمان را طبق اصول باینری نشان می‌دهد. ساعت، دقیقه و ثانیه در دو ستون با چهار سطر نشان داده می‌شود. مطابق شکل، سطر اول رقم ۱، سطر دوم ۲، سطر سوم ۴، و سطر آخر رقم ۸ است. ستون سمت چپ رقم دهگان و ستون سمت راست رقم یکان را نشان می‌دهد که با جمع ارقام هر ستون و جمع‌بندی آن‌ها با هم، عدد ساعت، دقیقه و ثانیه به‌دست می‌آید.
ساعت اتمی

ساعت اتمی گونه‌ای از ساعت است که فرکانس تشدید (رزونانس) استاندارد اتمی را به عنوان عنصر نگهداری زمان به کار می‌گیرد. این ساعت‌ها دقیق‌ترین ساعت و استاندارد فرکانسی بسامد شناخته شده‌اند و به عنوان استانداردهای اولیه برای سرویس جهانی پخش زمان (Time Distribution Service)، برای کنترل فرکانس پخش برنامه‌های تلویزیونی و سامانه‌های موقعیت‌یاب جهانی (GPS) به کار می‌روند.
ساعت اتمی که در رصد خانه نیروی دریایی ایالات متحده آمریکا به کار رفته‌است.

ساعت‌های اتمی از پرتوافشانی (رادیو اکتیویته) استفاده نمی‌کنند، بلکه از نشانک‌های دقیق ریزموج استفاده می‌کنند. نشانک‌های مذکور هنگامی تولید می‌شوند که الکترون‌ها در اتم‌ها سطح انرژی خود را دگرگون می‌کنند و نور منتشر می‌شود.
انواع ساعت بر اساس اندازه و شکل

ساعت‌ها در اَشکال و اندازه‌های مختلفی وجود دارند که برای کاربردهای گوناگون ساخته شده‌اند. بعضی از انواع مختلفِ ساعت‌ها در زیر آورده شده‌است:

    ساعت جیبی: نوعی ساعت همراه است که آن را در جیب می‌گذارند و معمولاً زنجیری کوچک دارد که به لباس شخص متصل می‌شود.
    ساعت مچی: نوعی دیگر از ساعت همراه است که توسط دو یا یک بند به دور مچ بسته می‌شود.
    ساعت دیواری: نوعی ساعت است که به دیوار نصب می‌کنند.
    ساعت ایستاده: نوع دیگری از انواع ساعت‌ها است که به صورت ایستاده و در گوشه‌ای، معمولاً کنار دیوار، می‌گذارند. این ساعت غالباً با استفاده از آونگ زمان را اعلام می‌کند.