Transcript זמן-ושעונים
מדידת הזמן
מהו זמן ואיך מודדים אותו?
לוחות שנה ,סוגי שעונים
עריכה ועיצוב מצגת:
מילכה ברקו גרש 2012
הזמן ,השעון ואנחנו
• שעון הוא מוצר שנמצא בשימוש יום-יומי אצל
מיליארדי אנשים ברחבי העולם.
• אנו משתמשים בו למטרות רבות.
• במקרים רבים הוא מכתיב לנו את קצב
החיים שלנו.
• למרות התפתחות הטכנולוגיה
המאפשרת לאדם "לחסוך בזמן",
אנו מוצאים את עצמנו לא פעם עומדים חסרי
אונים מול הדבר הזה שניקרא :זמן,
והוא חסר לנו כל כך.....
מהו זמן?
• זמן הוא ביטוי פילוסופי-לשוני -מדעי ,המתאר מידת המֶ שֶ ך
או ַּ
הפ ַּער בין שני מצבים או אירועים.
• זמן הוא דבר שאנו לוקחים כמובן מאליו .אם ננסה
להגדירו ,קרוב לוודאי שניכשל.
• קיומן של נקודות הזמן שנוי במחלוקת ,ויש הטוענים כי
מושג תיאורטי זה אינו קיים בפועל ,והוא בחזקת אשליה
תודעתית.
• "זמן מהו? – כל עוד איש איננו שואלני,
הדבר נהיר לי.
אך לו נתבקשתי להסבירו הייתי בא
במבוכה" .
( אוגוסטינוס מהיפו 354-430לספה"נ)
מדידת זמן -ממתי ואיך?
• ניתן להתייחס לשמש כשעון הראשון של בני האדם .שעון שפועל ללא
צורך לכוון אותו ושאינו מתקלקל לעולם.
• כך הפכו היום והלילה לקנה המידה הראשון למדידת זמן ,ובתור
התחלה -זה ממש הספיק לכולם.
• במהלך הזמן למד האדם ַּה ַּקדְ מֹון כי ַּהיְמָ מָ ה ,שכוללת
את היום והלילה ,מורכבת אף היא מחלקים שונים.
הוא הבין כי ניתן לקבוע מהי השעה ביום על פי מצב
השמש בשמיים ,ובלילה – על פי מצב הכוכבים.
• בשעות הבוקר המוקדמות השמש נמצאת ַּב ִּמז ְָרח,
בשעות הצהריים היא נמצאת במרכז השמיים ואילו
בשעות אחר הצהריים היא שוקעת ַּב ַּמעֲ ָרב.
• אותם ַּ
הקדְ מֹונִּים אף הבחינו ,כי בלילה הכוכבים
ְמחְ ִּ
בשמיים נעים ב ַּ
זֹוריּות קבועה .הם הוסיפו וחקרו
ואפילו נשארו ערים כל הלילה כדי להבין מה בדיוק
קורה שם בשמיים.
• ַּמסְ קְ ֵ
נֹותיהֶ ם היו מאוד מעניינות:
• בשמיים ישנה קבוצת כוכבים מיוחדתַּ " ,הדובָה
הגדולה" ,שנעה בכל לילה סביב כוכב זוהר אחד -כוכב
ַּהצָפֹון .במשך יְמָ מָ ה השלימו כוכבי " ַּהדובָה הגדולה"
סיבוב שלם סביב כוכב ַּהצָפֹון ובמשך הלילה -חצי
סיבוב .תנועתם הקבועה של הכוכבים עזרה לקבוע
מהי השעה גם בלילה.
• בני האדם המשיכו להתעניין בטבע והבחינו ,כי גם
בעונות השנה קיימת ַּמחְ ִּ
זֹוריּות.
• הם מצאו שישנם הבדלים בין עונות השנה השונות -
בחורף יורד שלג וגשם ,באביב ובקיץ יש צמיחה .הם
גם הבחינו כי עוברים ִּפ ְר ֵקי ז ְַּמן קבועים יחסית בין עונה
לעונה .לפרק הזמן מקיץ לקיץ קראו :שנה.
12ירחים
• מסקנה נוספת ,אליה הגיעו ַּ
הקדְ מֹונִּים ,הייתה ,כי הירח
משנה את צורתו מדי לילה ,וכי בכל שלושים יום הוא מופיע
במלואו.
• ליחידת הזמן החדשה הם קראו "חודש" או "י ֶַּרח" .על פי
הלוח ִּ
העב ְִּרי ,עליו עוד נספר בהמשך" ,חודש" הוא הזמן
שבין מֹולָד אחד של הירח למֹולָד הבא שלו -וזה קורה כל
29ימים וחצי.
• למען הדיוק 29 :ימים 12 ,שעות 44 ,דקות ו 3 -שניות
צריכות לחלוף על מנת שהירח ישלים את הקפתו סביב
כדור הארץ.
• מכיוון שהשנה הייתה יחידה גדולה מדי ,חישבו
ַּ
הקדְ מֹונִּים וגילו ,כי 12ירחים הם שנה שלמה .בשלב
מאוחר יותר חו ַּלק גם החודש לארבעה חלקים קטנים
יותר -השבועות .בתקופות מאוחרות יותר הבינו
ִּ
רֹונֹומים הראשונים ,כי היְמָ מָ ה היא בעצם הזמן
הָ ַאסְ טְ
ָארץ משלים סיבוב אחד שלם סביב
שעובר עד שֶ ַּכּדּור הָ ֶ
צירו ,וכי החודש הוא הזמן שבו הירח מקיף את ַּכּדּור
ָארץ.
הָ ֶ
הולדתו של לוח שנה
בתחילה נהגו ַּ
הקדְ מֹונִּים לסמן את הימים והחודשים על
מוטות עץ מיוחדים,ובתום 12ירחים ידעו כי חלפה שנה.
שיטת המקלות לא הייתה מספיק מדויקת ,במיוחד לא
עבור החקלאים שרצו לדעת מתי יהיה המועד הטוב
ביותר לזריעה ובאיזו עונה צפויים לרדת גשמים.
גם לא עבור ַּהמְ ָל ִּכים ,שהיו זקוקים ללוח מדויק יותר
כדי שיוכלו לדעת באיזו עונה כדאי לצאת למלחמות
והאם כבר הגיע זמן ְג ִּביית ַּה ִּמ ִּסים,
ובטח שלא עבור כוהֲ נֵי ַּהדָ ת שרצו לחגוג את החגים
פְר ֵ
שי ז ְַּמן קבועים.
והמועדים בְהֶ ְ
הולדתו של לוח שנה
אז מה עושים? ממציאים ְכ ִּלי מְ ִּדידָ ה חדש
ְח ֵ
שבעזרתו ניתן ל ַּ
שב את הזמן במדויק...
וכך נולד לו לוח השנה.
primstavהוא מקל לוח שנה עתיק נורווגי.
במקלות אלה היו חקוקות תמונות אשר סימלו את
החגים הדתיים השונים .המקל הכי קדום שנותר הוא
משנת 1457ומוצג ב Norsk Folkemuseum
מקלות לוח שנה מלא
מקלות לוח שנה מגולפים מלפני מאות שנים יכולים
לספק את ההוכחה שהאינדיאנים בצפון אמריקה
ִּפתְ חּו לוח שנה מלא ,המבוסס על תצפיות
אסטרונומיות שיטתיות.
לוח שנה מקל
בין 550לפנה"ס לבין 500לספירה
המוזיאון הלאומי של האינדיאנים |
ג'ורג' גוסטב Heyeהמרכז | ניו יורק
לוח שנה מקל -משמורת האינדיאנים בלקפיט,
מסמן ימים חודשים ושנים .שימוש בצללים,
מציין את השעה והעונה ,בעוד הנוצה מצביעה
על כיוון הרוח .מבוסס על ימים בין ירח מלא.
לוחות שנה קדומים
• עמים רבים ,במקומות שונים בעולם ,ניסו ל ַּ
ְפ ֵת ַּח לעצמם לוחות שנה,
ְמחְ ִּ
כשהמשותף לכולם הוא חלוקת הזמן בהתאם ל ַּ
זֹוריּות השמש ,הירח או
שניהם יחד.
• לוח שנה משוכלל ומדויק במיוחד ניתן למצוא אצל ְבנֵי ַּהמָ אי ָה שחיו בעבר
בְמֶ קְ ִּסיקֹו .הלוח ַּהאצטְ ִּקי שילב שלוש שיטות שונות לקביעת התאריך.
ַאר ֵכיאֹולֹו ִּגים שחקרו את תרבות ַּהמָ אי ָה מצביעים על כך ,שאחת
הָ ְ
ֵמ ַּה ִּפ ָ
יר ִּמידֹות המפורסמות של בני ַּהמָ אי ָה בנויה מ 365-מדרגות אבן
ושימשה למעשה כלוח שנה.
לוח השנה של תרבות המאיה
לוח שנה שמשי של בני המאיה
הלוח מבוסס על שנה בת 365
ימים ,מחולקת ל 18 -חודשים
בני 20יום בחודש לערך.
תרבות המאיה החלה להתפתח עוד לפני שנת
2000לפני הספירה .בסיסיהם היו בתים ,מקדשים
ופירמידות .בגוואטאמלה ,למשל ,נמצאו 300בתי
פולחן מאותם ימים.ממלכת המאיה האחרונה נפלה
בשנת .1697
• גם למצרים ַּ
הקדְ מֹונִּים ,שהצטיינו בַָאסְ טְ רֹונֹומְ י ָה ,היה לוח
שנה משלהםַּ .ה ִּמ ְצ ִּרים הבחינו בכך שֶ נְ ַּהר ַּהנִּילּוס גֹואֶ ה
יריּוס מופיע בשמיים .על סמך
בזמן קבוע ,לאחר שכוכב ִּס ְ
עובדה זו ,החלו ַּה ִּמצ ְִּרים ליצור לוחות שנה משלהם.
• לוחות שנה מצריים -בערך בשנת 1550לפנה"ס.
הטכניקה שפיתחו איפשרה להם מדידת שנה בת 365
ימים.
• לוח השנה ַּה ִּמצ ְִּרי ִּהתְ ַּב ֵסס על תנועת השמש והכוכבים
והיה בשימוש במשך דורות רבים.
• הרומאים שבאו אחריהם כבר גילו שקיים רבע יום
נוסף במחזור השנתי ולכן תיקן יוליוס קיסר הוספת יום
מדי ארבע שנים בחודש פברואר (מה שמכונה "הלוח
היוליאני") .ורק במאה ה 15-התאפשרה מדידה עוד
יותר מדויקת שבאה לתקן 20דקות שנוספות לאותו
רבע יום .ומכאן התיקון של האפיפיור גרגוריוס (שעל
שמו "הלוח הגריגוריאני") להוסיף כל מאה שנה עוד יום
בחודש פברואר.
האפיפיור גרגוריוס ה13-
הלוח הנוצרי
• הלוח ַּהנֹוצ ְִּרי מבוסס על שנת השמש ,כלומר על הזמן
שבו מקיף כדור הארץ את השמש ,בערך 365ימים.
למען הדיוק 365:ימים 5 ,שעות 48 ,דקות ו 46 -שניות.
• ַּהנֹוצ ְִּרים החלו לספור את השנים מיום הולדתו של
ש ַּ
י ֶשּוע ( ַּהמָ ִּ
יח על פי הדת ַּהנֹוצ ְִּרית) ,ומציינים את
תחילתה של שנה חדשה בְ 1-בי ָנּוָאר.
שמְ ִּ
• מכיוון שהשנה ַּה ִּ
שית ארוכה בכמה שעות מ365-
הימים שמסומנים בלוח ,הוחלט שבכל 4שנים יוסיפו
יום אחד לשנה ,והשנה המְ עוב ֶֶרת תהיה בעצם בת
366ימים .את היום הנוסף מוסיפים תמיד לחודש
פֶ בְרּוָאר.
הלוח המוסלמי
• ַּהמוסְ ל ִּ
ְמים ,מְ ַּבסְ ִּסים את לוח השנה
.
בלבד
הירח
תנועת
על
שלהם
לוח שנה מוסלמי
שנת הירח מבוססת על החודש – על משך הזמן שבו
הירח מקיף את כדור הארץ (בערך 29.5ימים).
• בשנה המוסלמית 12חודשים .לוח השנה המוסלמי ,הבנוי
לפי הירח מכיל רק 354ימים ,ולפיכך זזים החודשים
המוסלמים לאורך כל עונות השנה.
• בלוח זה ,היום הראשון בכל חודש נקבע רק כשרואים
את הירח בשמיים ,ולכן התאריך של תחילת החודש
אינו מדויק .כתוצאה מכך ,החגים ַּה ִּאיסל ִּ
ְמיים לא חלים
אף פעם בתאריך קבוע.
לוח השנה העברי
• הלוח ִּ
העב ְִּרי שלנו ,שהוא הלוח
הרשמי של מְ ִּדינַּת יִּשְ ָר ֵאל,
הוא לוח עתיק מאוד והיה בשימוש
כבר בתקופת התנ"ך.
• הלוח ִּ
העב ְִּרי אושר סופית על ידי ַּה ַּסנְהֶ דְ ִּרין בערך
בשנת 359לספירה .הלוח ,שמשתמש הן בירח והן
בשמש ,מחולק ל 12-חודשים ,שנקבעים על פי תנועת
הירח ,ומחזור שנה שנקבע בהתאם לתנועת כדור
הארץ סביב השמש.
זמנים ומועדים יהודיים
ראש חודש :מולד הירח
• מכיוון שאורכה של שנת ַּה ְל ָבנָה הוא 354יום ואורכה
של שנת השמש הוא 365יום ,נוצר פער של כ 11-יום
בין ספירה אחת לשנייה .חז"ל הבינו ,כי אם לא יתקנו
את ַּה ַּפ ַּער בימים -לוח השנה פשוט "יתקלקל" ...ויום
אחד פשוט נגלה שחודש ניסן ברח לנו לקיץ ולא נוכל
לחגוג את החגים בזמן .אז מה עושים? מְ ַּעב ְִּרים את
השנה.
שנה מעוברת
•
•
•
•
מכיוון ששנת הירח אינה תואמת את עונות השנה ,קבעו חז"ל כי יש להאריך
אותה מדי כמה שנים ולהשוות את אורכה לאורכה של שנת השמש.
נקבע כי מוסיפים לשנת הירח חודש נוסף -אדר ב .הוספת החודש מכּונה
"עיבּור" ,ושנה הכוללת 13חודשים מכּונה "שנה מעּוברת".
כיום מופיעה שנה מְ עוב ֶֶרת בערך כל ארבע שנים.
כך יוצא שחג הפסח חל תמיד בעונת האביב ,וכל שאר החגים חלים גם הם
בעונות השנה המתאימות.
לוח השנה לפי שמות המזלות :פסיפס מן המאה השישית
לספירת הנוצרים על רצפת בית הכנסת בבית אלפא.
• כשגָלו ישראל מארצם חיבר הלל הבבלי ,חכם
מחכמי הגמרא ,לוח מולד שבעזרתו אפשר
לקבוע את תאריכי הופעת הלבנה בכל חודש עד
ביאת גואל.
• הבסיס של הלוח הוא ההפרש בין מולד למולד –
אורכו של החודש 29 :ימים 12 ,שעות ועוד
793/1080של שעה ( 44דקות ו 3.33-שניות).
מספר זה מדויק להפליא ,ועד היום תמהים אנשי
המדע מהיכן שאבו חכמי ישראל את המידע הזה,
שהוא עד חמש ספרות אחרי הנקודה העשרונית!
רק בעשרות השנים האחרונות ,כאשר חלליות
נחתו על הירח ,ניתן היה למדוד את המולד בכלים
מדויקים ביותר ,ואכן N.A.S.A. ,סוכנות החלל
האמריקנית פרסמה על כך מאמר.
ראש השנה שלנו :בניסן או בתשרי?
• בתקופת התנ"ך ,החלו את השנה החדשה
בחודש נִּיסָ ן ,עם בוא האביב ותחילת עונת הפריחה.
• ישנם חוקרים הטוענים שמדובר כאן יותר בחלוקה
לשתי מחציות " -ימות החמה" ו"ימות הגשמים" .כמו כן
ש"ראש השנה" בניסן היה יותר עניין פולחני; ואילו
"ראש השנה" בתשרי ("חג יהוה""/חג הסוכות") ,היה
יותר חגם של החקלאים שהתפללו לגשם.
• כיום ,למרות שניסן הוא החודש הראשון ,חוגגים את
"ראש השנה" בתחילת חודש תשרי .מדובר בחג חדש
יחסית שהתגבש לקראת סוף ימי הבית השני.
"ראש השנה"
• כבר לפני למעלה מ 3000-שנה ידעו ַּ
הקדְ מֹונִּים כי ה-
21בְיּונִּי הוא היום הארוך ביותר בשנה ,ולכן יש שקבעו
שיום זה ייקרא "ראש השנה" -היום שפותח שנה
חדשה .אם ייצא לכם לבקר פעם בְַאנְ ְג ִּליָה ...כדאי שלא
ַאר ֵכיאֹולֹו ִּגי ובו
תְ ַּפסְ פְ סּו את ַּהסְ טֹונ ְַּהנְג' .זהו שָ ִּריד ְ
אבנים ענקיות שֶ סְ דּורֹות במעגל .במרכזו של המעגל
הוצב לוח אבן ,שהיה מּו ָצל תמיד בשעת הזריחה.
הַּ סְ טֹונְהַּ נְג' באנגליה -רק ביום הארוך
ביותר של השנה היו קרני השמש
הראשונות נופלות עליו באופן ישיר וכך
ידעו כולם כי החלה שנה חדשה.
לוח גזר
בחפירות ארכיאולוגיות שנערכו בתל גזר
בשנים ,1905-1902נתגלה לוח חרס קטן ,מידותיו :
7.2X11.1ס"מ ,מהמאה ה 9-לפנה"ס ובו שמותיהם של
שמונה חודשים .הלוח הזה ,הניצב כיום במוזיאון
הארכיאולוגי באיסטנבול ,כולל בעיקר פעולות חקלאיות.
קושי מיוחד יצרה העובדה שמצוינים בו רק שמונה חודשים.
אך מאחר וארבע פעמים במקום הכינוי "ירח" (חודש) ,מופיע
הכינוי "ירחו" ,מקובל על רבים לראות כאן הכפלה ,כל'
שמדובר בשני חודשים וכך מגיעים למספר הדרוש .12 -
שנת הקוף
• אגדה סינית עתיקה מספרת ,כי הלוח ַּה ִּסינִּי הומצא כבר
בשנת ִּ 2637לפְ נֵי ַּהסְ ִּפ ָ
ירה ,שזה בהחלט לפני הרבה מאוד
זמן .הלוח ַּה ִּסינִּי העתיק דומה ללוח הָ ִּע ְב ִּרי מכיוון שגם הוא
מתבסס על מחזורי השמש והירח .אולם ,חלוקת השנים
היא מיוחדת וציורית מאוד.
• תחילת החודש אצל ִּ
הסינִּים נקבעת על פי היום הראשון
שבו הירח "שחור" .כלומר היום בו לא רואים כלל ירח
בשמיים .הלוח ִּ
הסינִּי העתיק משמש לקביעת מועדים של
חגים ואירועים מסורתיים כמו פֶ סְ ִּטי ָב ִּלים ,אולם ,בחיי
היומיום משתמשים גם ִּ
הסינִּים ,כמו רוב העולם ,בלוח
ַּהנֹוצ ְִּרי.
פְרים את השנים ב ֵ
• ַּה ִּסינִּים לא מְ ַּמסְ ִּ
ְסדֶ ר עֹולֶה .לכל
שנה בלוח ִּ
הסינִּי יש שם מיוחד ,כמו "שנת ַּהּדְ ָרקֹון",
השנים
"שנת העכבר"" ,שנת הקוף" ועוד.
חוזרות על עצמן ַּב ַּמחְ זֹור של 60שנה.
• כל שנה במשך שנתיים רצופות נושאת שם שקשור
לאחד מחמשת היסודות :מים ,עץ ,אש,אדמה ,מתכת
לפי הסדר הזה.
מכשירים לקביעת הזמן
• לאורך ההיסטוריה הזמן נמדד על פי תנועת כדור
הארץ יחסית לשמש ולכוכבים.
• מימי קדם ניסה האדם לבנות מכשירים למדידת הזמן.
האדם היה סקרן לעקוב אחר החוקיות המיוחדת של
הטבע .האדם התבונן בחילופי היום והלילה ,ובעונות השנה
וחש צורך למדוד את אורכן של תופעות אלה כדי ללמוד על
מחזוריותם.
• האדם החל בניסיונותיו לבנות "שעונים"" .שעונים" אלה היו
פשוטים ובלתי מדויקים .לא היו להן מחוגים ולא ספרות,
הם לא תקתקו וגם לא השמיעו צליל.
מדידת זמנים
• למרות שעדיין לא הצלחנו לעצור את זמן ,לאורך ההיסטוריה מצאנו
דרך לעשותו מוחשי יותר ולקבוע זמנים על ידי מדידתם בעזרת השעה
אם כך בואו נגלה יחד כיצד נולד השעון הראשון...
והשעון.
• לא ידוע בוודאות מי היה ממציא או ממציאי השעון .ככל הנראה,
במצריים כבר היו שעוני שמש לפני כ 5500-שנה.
שעון שמש
• שעון השמש -הוא האמצעי הקדום ביותר הידוע לנו
ששימש למדידת הזמן ,ואולי גם המכשיר המדעי
הראשון.
• הרעיון לבניית שעון השמש "נולד" ,כנראה ,אחרי
שהאדם הבחין ְב ֵצל גופו המשנה זווית במשך היום
ובבוא החשיכה -הצל נעלם ,והוא חוזר בשעת האור.
משהצליח האדם להבין שהתופעה נובעת בהשפעת
השמש ,הוא בנה את שעון השמש.
• 2500 -2000לפנה"ס:
הבבלים והמצרים בונים אובליסקים = עמודים
מונומנטאליים גבוהים בעלי ארבע פאות .הצל שמבנים אלו
מטילים מְ ַּ
ש ֵמש כשעון שמש ,ומאפשר לתושבים לחלק את
היום לשניים בציינם את הצהריים בעת שהצל הוא הקצר
ביותר .מדידת אורכי הצללים לאורך כל השנה מאפשרת
להם להגדיר גם את היום הקצר ביותר והיום הארוך ביותר
בשנה באשר אורכי הצללים הם קצרים וארוכים ביותר
בהתאם .חלוקות משנה שנעשו בזמנים מאוחרים יותר,
הגדירו את השעות.
שעון שמש -המשך
• מד הזמן המוקדם ביותר שנמצא -היה שעון שמש
שנוצר במצריים במאה ה 8 -לפני הספירה .
• שעון השמש היה מוט התקוע באדמה שצילו נופל על
קיר או אבן זקופה שעליה מסומנות יחידות זמן.
את המסלול שתיאר הצל חילקו מראש לסקאלה קבועה
6יחידות זמן -למן הזריחה ועד לשקיעת השמש נעהצל על גבי הלוח המסומן ליחידות ,דבר שאיפשר
הערכת זמן של היום.
אנימציה המדגימה כיצד פועל שעון שמש
הדברים פעלו כשורה במשך היום כל עוד זרחה השמש ,אך
נעשו בלתי יעילים בלילה ,בהעדר האור והשמש .האדם
נאלץ לחפש אמצעי עזר אחרים ל ַּ
ְמד -הזמן כדי למדוד את
הזמן בשעות החשכה ובהעדר השמש.
• בשנת 1500לפני הספירה נעשה שימוש בשעון שמש
מתקדם יותר -השעון חולק ליחידות זמן קטנות יותר -
לשעות 12 -במספר.
במאה השלישית לפני הספירה המציאו הבבלים את שעון
השמש העגול.
•
היוונים שיכללו את שעוני השמש ובנו שעונים מורכבים
ומדוייקים יותר -את בסיס שעון השמש חילקו ל 24 -
יחידות 24 -שעות של היממה.
•
אחריהם ,הרומאים יצרו כבר שעוני שמש ניידים -היו
אלה שעוני כיס מתקפלים.
שעון מים שוקע
"שעון מים שוקע" הומצא בסין .לזמן שעבר מהרגע שהניחו את הכוסית על המים ועד
שהתמלאה מים ושקעה לגמרי קראו "שעה".
שעון מים – "קלפסידרה"
• שעון מים ,הקרוי "קלפסידרה" שימש
במצריים במאה ה 15 -לפני הספירה.
• קלפסידרה הינה כד מים שבתחתיתו חור ,שדרכו
מטפטפים המים ובצידו הפנימי מסומנות שנתות.
• בכל בוקר עם הזריחה ,ממלאים את המיכל.
לפי מספר השנתות הנחשפות כתוצאה מירידת המים,
אפשר לדעת כמה זמן עבר .צורתו של הכלי הייתה
דמוית חרוט ,כדי להבטיח שפני המים שבו ירדו בקצב
אחיד (מהירות הנזילה תלויה בגובה המים בכלי ולפיכך
קצב הנזילה משתנה בהדרגה עם התרוקנות המיכל).
שעון המים – שיפורים
• במאה ה 4 -לפני הספירה פיתחו היוונים את שעון המים.
שעון המים היה מורכב מכלי גדול עליו היו מסומנים קווים -
שנתות -יחידות זמן -ובתחתיתו ניקבו חור קטן.
• את הכלי מלאו במים שטפטפו החוצה דרך החור
שבתחתית .הזמן שבו ירדו המים לגובה של קו אחד לקו
שמתחתיו ,נקבע כיחידת זמן מסוים וכך ניתן היה להעריך
מה השעה.
• במאה ה 3 -לפני הספירה הפך שעון המים למשוכלל יותר
כשחובר אליו מנגנון שהניע מחוג על פני לוח השעות,
בעזרת ממסרת וגלגלי שיניים.
• היה זה למעשה הבסיס לשעון המכאני העתידי.
Clepsydra
שעון האש
• באירופה ובארץ ישראל מדדו את הזמן בעזרת מנורת שמן
ומדדו את הזמן בהתאם לכמות השמן הכלה.
• באנגליה מדדו את הזמן בעזרת נרות -
בנר נקבעו חריצים במרחקים שווים,
בכל פעם שהנר התקצר בקו אחד -
עברה יחידת זמן אחד.
• הסינים המציאו את שיטת שריפת חבל עשוי קשרים
וספירת משך הזמן הדרוש לאש להתקדם מקשר אחד לבא
אחריו נתנה את הזמן המשוער.
שעון החול
• שיטה נוספת הייתה המצאת שעון החול
שהופיע במאה הראשונה לספירה.
• שעון החול בנוי משני אגסי זכוכית ,שווים בגודלם,
המחוברים זה מעל זה בצוואר זכוכית דק.
• את אגס הזכוכית העליון מילאו בחול.
• דרך צוואר הזכוכית נשפך החול אל האגס התחתון.
• משך הזמן שבו עובר החול מאגס לאגס ,נקבע בחישוב
מדויק.
• עוד היום נעשה שימוש בשעון החול -באנגליה ,למשל,
משתמשים בו למדידת משך הנאומים שהנו מוגבל לכל
נואם.
השעון המכאני
• השעון המכאני הומצא בסוף המאה ה 13 -לספירה.
• השעון הופעל על ידי משקולת שהניעה מערכת גלגלי שיניים שסובבו
את המחוגים על פני לוח היחידות המחולק ל 12 -יחידות שוות
(=שעה).
• בתחילה היה מנגנון השעון המכאני כבד ומסורבל -שעון שנבנה עבור
ארמון המלכות בפריס ,הופעל על ידי משקולת בת 227קילוגרם.
מבנה שעון מכאני
משקולת
• מנגנוני השעון המכאני שוכללו כאשר החל השימוש
בקפיצים כמקור כוח.
בקפיץ מסוג זה נעשה שימוש באיטליה בסביבות ,1450
היו אלה שעוני המטוטלת הראשונים.
בשעונים המכאניים הראשונים היה רק מחוג אחד -מחוג
שהצביע על השעות.
הרעיון למדוד את הזמן גם בדקות ושניות אמנם היה קיים
כבר אז במאה ה 15 -לספירה ,אולם רק בעקבות המצאת
שעון המטוטלת הוא בוצע.
שיפורים אחרים שהגבירו את דיוק השעונים היו קפיץ
דקיק סלילני שהומצא בסביבות השנה 1660על-ידי רוברט
הוק ,עבור גלגל האיזון ,מנוף לויסות פעימות השעון
שהומצא על-ידי הממציא הבריטי תומאס מאדג' ב ,1765 -
ומחוג נוסף למדידת הדקות.
שעון מטוטלת
• בסוף המאה ה 16 -גילה גלילאו גלילי
את קצב תנודתה הקבוע של המטוטלת.
• תגלית זו נוצלה לבניית שעונים מכאניים מדויקים יותר.
• את המטוטלת הניע עוגן בעל שני זיזים העוצר ומשחרר,
לסירוגין ,את המטוטלת .בכל תנודה של המטוטלת נע
מנגנון השעון בתנועה קצובה וקבוע.
• מהלך זה איפשר למחוגים המחוברים למערכת גלגלי
השיניים לנוע באופן קבוע ולהציג על לוח השעון,
בעזרת שעות ודקות ,שעה מדויקת יחסית.
מבנה שעון מטוטלת
במאה ה 17 -הוסיפו לשעונים כיסוי זכוכית
והחל ייצור שעוני הקיר בעלי המטוטלת.
שעון קפיץ
• בשנת 1500המציא מסגר גרמני את הקפיץ הסלילי.
המצאה זו הפכה לשימושית ,במאה ה ,17 -בהנעת
מנגנון השעון.
• פיתוח זה הביא בעקבותיו את שעון הקפיץ הנייד.
בשעון זה גלגל השיניים היה מחובר לקפיץ .כשהקפיץ
היה מתוח הוא סובב את גלגל השניים לכיוון אחד עד
שהוא נעצר ואז הגלגל היה מסתובב לכיוון ההפוך תוך
מתיחת הקפיץ וחוזר חלילה.
•
בראשית המאה ה 18 -החל השימוש באבנים יקרות
בצירי מנגנון השעון והדבר הפחית במידה ניכרת את
החיכוך והבלאי של מנגנון השעון המכאני.
מבנה שעון קפיץ
שעון קוקייה
• שעון קוקייה הוא שעון קיר בעל מטוטלת,
הבנוי כבית קטן או שובך; מתוך דלת
הנמצאת בחלקו העליון מגיחה ,מדי שעה
או מדי חצי שעה ,בובה דמוית ציפור,
המשמיעה צפצוף הדומה לקול הקוקייה.
• כשהשעון מצביע על תחילת שעה ,הוא משמיע
צפצופים כמספר השעה ,וכשהשעון מצביע
על חצי שעה ,הוא משמיע צפצוף יחיד.
• שעון הקוקייה הומצא בשנת 1738על ידי השען
הגרמני פרנץ קטרר .מאז המצאתם נפוצו שעוני
הקוקייה מהיער השחור (שם התגורר הממציא)
בעולם כולו.
• השעונים ,בנוסף לפעולתם למדידת הזמן ,הפכו לחפצי
נוי המקשטים את הבית ,ולשם כך הושקע מאמץ
בעיצוב חיצוניותם.
• שעון הקוקייה הקלאסי מופעל על ידי מנגנון מכני,
המקבל את האנרגיה הדרושה להפעלתו מקפיצים
לא
הנמתחים בפרקי זמן קצובים.
כל שעוני הקוקייה משולבים עם מטוטלת ,ובתקופה
המודרנית נוצרו גם שעוני קוקייה המופעלים על ידי
אנרגיה חשמלית.
• באזור היער השחור יש שעוני קוקייה גדולים
שהוקדשו להם מבנים ייחודיים.
השעון הנמתח
• בשנת 1924הופיע השעון הנמתח .שעון זה דורש מתיחה
יומית של הקפיץ הראשי של השעון.
• את השעון ניתן למתוח באופן ממוקד על ידי סיבוב כפתור
המתיחה הנמצא על היקף השעון.
אנרגיה קפיצית מומרת לאנרגית תנועה .
• לאחר מכן היו שעונים נמתחים אוטומטיים ,שהקפיץ
הראשי שלהם נמתח עם תנועות פרק כף ידו של העונד את
השעון.
• אנרגית תנועה ( תנועות יד אקראיות ) מומרת לאנרגיה
קפיצית המומרת לאנרגית תנועה.
שעונים מעוררים
• השעונים המעוררים המכאניים (המשמיעים צלצול)
הומצאו במאה ה 15 -לספירה .הם אינם דומים כלל
לשעונים המעוררים של ימינו -הם היו גדולים מאוד
ולא ניתן היה להציבם ליד המיטה .הם גם צלצלו
פעמיים ביום -אם כוון השעון לשעה שבע בבוקר -הוא
גם צלצל בשבע בערב.
• השעון המעורר הראשון שהומצא והדומה לשעונים של
ימינו הומצא באמריקה -אולם גם הוא ידע לצלצל רק
בשעה ארבע לפנות בוקר -שעה בה היה חייב
הממציא האמריקני לקום ולצאת לעבודה.
• בשנת 1876הומצא השעון המעורר שהיה גם קטן וגם ידע
לצלצל בכל שעה שכוון אליה.
• בשנת 1956הציגה החברה האמריקנית "ג'נרל אלקטריק"
את שעון המעורר עם מנגנון "הנודניק" ,הממשיך לצלצל
בכל כמה דקות עד שמכבים אותו.
שעון יד
• שעון היד הומצא לראשונה בשנת .1890
• בתחילה ענדו אותה רק הנשים -הגברים השתמשו
בשעוני כיס.
• בימי מלחמת העולם הראשונה ,נעשה השעון מקובל
כולם.
• במאות שלפני ייצור החלקים על ידי מכונות ,היה צורך
בעבודת אומנות כדי לייצר שעונים ושעוני יד מדויקים,
בעלי תוחלת חיים ארוכה.
לצורך זה הוקם "איגוד יצרני השעונים בפריס" בשנת
,1544שפיקח על כל יצרני השעונים.
על
תפקידו של שעון היד בימינו
• אם בעבר תפקידו של שעון היד הסתפק אך ורק בלעדכן
את העונדים אותו מה השעה ,הרי שכיום השעון טומן
בחובו פונקציות שונות ומגוונות כמו :טיימר ,מצפן,
מחשבון ואף משמש לא פעם כתכשיט.
שעונים עמידים למים
• בשנת 1926פותחו שעונים עמידים במים.
• שעון עמיד למים מיועד גם לשחיינים ולשייטים שתחום
עיסוקם הוא המים ,אך גם לכלל האוכלוסייה לשימוש
במקלחת היומיומית ,בעת הדחת כלים ועוד.
• מיוצרים במגוון עיצובים יוקרתיים ופשוטים.
• רוב השעונים מתפקדים היטב ופועלים בצורה טובה
ומרבית עד לשלושים מטרים עומק .בד"כ בגב השעון
מצוינת עמידותו של השעון למים ,ואף מצוין העומק
האופטימאלי אליו ניתן להגיע בעת רחצה ,צלילה או כל
פעילות ימית אחרת.
השעון החשמלי
• השעון החשמלי האלקטרוני פותח במאה ה .20 -השעון מופעל על ידי
מגנט חשמלי השומר על תנועה מתמדת של מנגנון השעון ומסדיר את
קצב פעולתו.
• לאחר מכן הומצא השעון האוטומטי המופעל על ידי סוללה זעירה
שמוכנסת לתוכו ומעבירה אליו פעימות קצובות להצגת השעה,
במחוגים או במצב דיגיטלי -סיפרתי.
השעון הדיגיטאלי
• השעון הדיגיטלי ,בו השעה מצוינת בספרות,
גרם כמעט לדחיקתם של המחוגים.
• שעונים אלה פועלים על סוללות.
• המצאה זו הנה חדשה יחסית.
• שעון היד הראשון עם תצוגה דיגיטלית הוצג
לראשונה בשנת ,1972בארצות הברית.
• שעונים אלה מספקים מידע רב,
בנוסף על המידע הקשור בזמן.
שעונים קינטיים
• שעונים קינטיים גנבו את רעיון תנועת היד מהשעונים
האוטומטיים ,רק שהשימוש בתנועת היד אינו מתבצע ככדי
להזיז את החוגה ,אלא בכדי לספק אנרגיה חשמלית.
• הרעיון בכללותו הוא לשמר כמות אנרגיה קינטית
(תנועה) הנגרמת ונצברת כתוצאה מתנועת היד ולהמיר
אותה לאנרגיה חשמלית.
• האנרגיה הנצברת נשמרת בקבל שתקופת פריקתו לאחר
הטענה מלאה יכולה להימשך לעיתים עד שישה חודשים
ללא הטענה מחדש .שעונים מסוג זה אף הם אינם דורשים
סוללה.
שעונים סולאריים
• שעונים המופעלים סולארית מכילים
רכיב מזערי הקולט קרני אור.
רכיב זה נמצא מתחת לחוגה וקולט קרני אור (מלאכותיות
וטבעיות).
• הרכיב הופך את קרני האור ( אנרגיית קרינה) לאנרגיה
חשמלית ,ובאמצעותה מפעיל את מנגנון הוויסות של
השעון .האנרגיה הנקלטת מקרני השמש נשמרת בסוללה
קבועה (שאינה ניתנת להחלפה) .השעון משתמש בסוללה
זו כשאין מקור אור זמין.
שעון קוורץ
• גביש הקוורץ ניחן בתכונה מעניינת ,הנקראת
פייזואלקטריות :לחץ מכאני המופעל על גביש
(קריסטל) נקי של חומר גורם להופעת זרם חשמלי
בגביש ,ולהיפך –
מתח חשמלי קבוע גורם לתנועה של הגביש
(מכאן השם :ביוונית – פייאזו פירושו לחץ).
הגביש – קוורץ SiO2שעליו מופעל מתח חשמלי קבוע
גורם למספר פעימות בשנייה.
הפעימות אלו מועברות ע"י מגבירים מכאניים למחוגי
השעון וגורמות לתנועתם.
מבנה שעון קוורץ
פעימות הגביש הן מדויקות מאוד ואם דואגים
לשמירה על טמפרטורה אחידה ,מגיעה השגיאה
במדידת זמן לפי מספר הפעימות לכדי שנייה
אחת במשך כמה אלפי שנים.
שעון אטומי
• יחידת זמן שונה מיחידת האורך והמסה בכך שאי אפשר
להקפיא יחידת זמן ולשמור אותה בתיבה ממוזגת .יש
לבסס את הגדרת הזמן על תופעה מחזורית כלשהי.
• החיפוש אחר הגדרה הוביל לביסוס יחידת הזמן על
תכונותיו של שעון מדויק – השעון האטומי.
• השעון האטומי מבוסס על תנודות טבעיות של מולקולות
ואטומים.
• השעון הראשון נבנה בשנת 1948ע"י המדען האמריקאי
הארולד לאיונס.
• מדידת הזמן היא צורת המדידה הכי מדוייקת הקיימת כיום .
מדידת זמן מדוייקת מאפשרת דברים רבים :מתקשורת
במהירויות גבוהות ,תזמון מנועים מתוחכמים ועד לתיזמון
מדוייק שמקל על מיקום לויינים בחלל ומאפשר לנווט על
הקרקע.
• וכאן נכנסים השעונים האטומיים .שעונים שמידת דיוקם כיום
יכולה להיות בסדר גודל של 10בחזקת ( 15כלומר ,על כל 10
בחזקת 15שניות ,קרוב ל 32-מליון שנה ,תהיה שגיאה של
כשנייה) והיד עוד נטויה.
• למעשה ,הגדרת השנייה עצמה מבוססת על שעונים אטומיים,
או יותר נכון ,על העיקרון הפיסיקלי העומד ביסוד השעון.
שעון אטומי-איך זה עובד?
• במצבים מסוימים ,חומרים קולטים ופולטים אורכי גל
מסוימים מאד בלבד .כלומר ,אם נגרום לחומר מסוים
לקבל אנרגיה ,האנרגיה תוכל להיפלט ממנו אך ורק
בתדרים מסוימים .אם ננסה להעביר פוטונים דרך
חומר כלשהו ,אך ורק פוטונים בתדרים מסוימים מאד
יתקבלו.
• בשנת ,1967הוחלט להגדיר את השנייה על פי התדר
של אחד מסוגי הקרינה הנפלט מאטום הצסיום.133-
השנייה הוגדרה כזמן שבו מתקיימות 9,192,631,770
"זמני מחזור " ,כלומר :תנודות של אותה הקרינה
שנפלטת ,או נבלעת בצסיום. 133-
שעון אטומי
אות השעון שיוצרים מספר שעונים אטומיים מופץ
ברחבי העולם בדרכים שונות ומשמש ,בין היתר,
להפעלת רשתות טלפון ומערכות ניווט לווייניות.
NIST-F1השעון האטומי העיקרי ,ששימש
כסטנדרט הזמן של ארה“ב :
21בנובמבר 2002
• קיימים מספר סוגי שעונים אטומיים ,וחלקם מתבססים
על חומרים שונים ,אך תמיד על אותם עקרונות
בסיסיים.
בתמונה :שעון אטומי מבוסס על תהודה
של צסיום -דגם A5061של חטיבת
המכשור של היולט פקארד ,כיום אג'ילנט.
• באוגוסט 2004הציגו מדעני המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה
בארצות הברית NISTשעון אטומי בגודל שבב .על פי החוקרים,
גודל השעון הוא כמאית מגודלם של שעונים אטומיים אחרים .נטען
גם כי הוא צורך רק 75מיליוואט ,דבר שהופך אותו יעיל לשימוש
במכשירים ניידים המופעלים על ידי סוללות חשמליות.
תעלומת הזמן הגנוב
• ב 16-באפריל ,1983באישון לילה ,נפרץ אולם השעונים במוזיאון
לאמנות האסלאם בירושלים ,ומחצית מאוסף השעונים הנדירים ויקרי-
הערך שהוצגו בו נשדדו.
• את האוסף שהיה שייך לסר דיוויד סולומונס תרמה למוזיאון בתו ,ורה
ברייס סולומונס ,מייסדת מוזיאון האסלאם.
• בקיץ 2006הוחזרו לפתע 39מתוך 102השעונים שנשדדו ,ותוך
שנתיים ,הגיעה המשטרה לכל הכספות שבהן החזיק השודד שנפטר
שעונים נוספים.
פריטים מהאוסף
מימין :שעון לשמונה
ימים בלא דריכה
אנגליה 1790 ,בקירוב
זהב ואמייל
צילום :אבשלום אביטל
אקדח נוי עם שעון וציפור
מזמרת ,האחים רושה,
שוויץ ,תחילת המאה ה,19-
זהב ואמייל
שעון תמונה נעה
שווייץ 1800 ,בקירוב
זהב ואמייל
צילום :אבשלום אביטל
הצל כמודד זמנים במקרא
• מלכים ב' פרק כ' פסוקים 8-11
• ח ו ַּי ֹּאמֶ ר חִּ זְקִּ יָהּו ,אֶ ל-י ְשַּ עְ י ָהּו ,מָ ה אֹות ,כִּי-י ְִּרפָ א י ְהו ָה לִּי; ו ְעָ לִּיתִּ י בַּיֹום הַּ שְ לִּישִּ י ,בֵית י ְהו ָה .ט ו ַּי ֹּאמֶ ר י ְשַּ עְ י ָהּו,
זֶה-לְָך הָ אֹות מֵ אֵ ת י ְהו ָה ,כִּי י ַּעֲ שֶ ה י ְהו ָה ,אֶ ת-הַּ ּדָ בָר אֲ שֶ ר ּדִּ בֵר :הָ לְַּך הַּ צֵל עֶ שֶ ר מַּ עֲ לֹות ,אִּ ם-י ָשּוב עֶ שֶ ר
מַּ עֲ לֹות .י ו ַּי ֹּאמֶ ר ,י ְחִּ זְקִּ יָהּו ,נָקֵ ל ַּלצֵלִּ ,לנְטֹות עֶ שֶ ר מַּ עֲ לֹות; ֹלא כִּי ,י ָשּוב הַּ ֵצל אֲ ח ַֹּּרנִּית עֶ שֶ ר מַּ עֲ לֹות .יא וַּיִּקְ ָרא
י ְשַּ עְ י ָהּו הַּ נָבִּיא ,אֶ ל-י ְהו ָה; וַּיָשֶ ב אֶ ת-הַּ צֵל ,בַּמַּ עֲ לֹות אֲ שֶ ר י ְָרדָ ה בְמַּ עֲ לֹות ָאחָ ז אֲ ח ַֹּּרנִּית--עֶ שֶ ר מַּ עֲ לֹות{ .פ}
• ישעיהו פרק ל"ח ,פסוקים 4-8
• ד וַּי ְהִּ יּ ,דְ בַּר-י ְהו ָה ,אֶ ל-י ְשַּ עְ י ָהּו ,לֵאמ ֹּר .ה הָ לֹוְך ו ְָאמַּ ְרתָ אֶ ל-חִּ זְקִּ יָהּו ,כ ֹּהָ-אמַּ ר י ְהו ָה אֱ ֹלהֵ י ּדָ ו ִּד ָאבִּיָך ,שָ מַּ עְ תִּ י
אֶ ת-תְ פִּ לָתֶ ָךָ ,ראִּ יתִּ י אֶ תּ-דִּ מְ עָ תֶ ָך; הִּ נְנִּי יֹוסִּ ף עַּ ל-י ָמֶ יָך ,חֲ מֵ ש עֶ שְ ֵרה שָ נָה .ו ּומִּ כַּף מֶ לְֶך-אַּ שּור אַּ צִּילְָך ,ו ְאֵ ת
הָ עִּ יר הַּ ז ֹּאת; וְגַּנֹותִּ י ,עַּ ל-הָ עִּ יר הַּ ז ֹּאת .ז וְזֶה-לְָך הָ אֹות ,מֵ אֵ ת י ְהו ָה ,אֲ שֶ ר י ַּעֲ שֶ ה י ְהו ָה ,אֶ ת-הַּ ּדָ בָר הַּ זֶה אֲ שֶ ר
ּדִּ בֵר .ח הִּ נְנִּי מֵ שִּ יב אֶ ת-צֵל הַּ מַּ עֲ לֹות אֲ שֶ ר י ְָרדָ ה בְמַּ עֲ לֹות ָאחָ ז ַּבשֶ מֶ ש ,אֲ ח ַֹּּרנִּית--עֶ שֶ ר מַּ עֲ לֹות; ו ַּתָ שָ ב הַּ שֶ מֶ ש
עֶ שֶ ר מַּ עֲ לֹות ,בַּמַּ עֲ לֹות אֲ שֶ ר י ָָרדָ ה{ .ס}
מקורות
שעון
ילֵדִּ ים
• http://ilschool.org/WebPages/6e21a927-cb9d-48d7-bd4f-c86bbe0e9b60.ca45cc857515-4d1c-8b09-e585b4040eea.aspx
• http://web.macam98.ac.il/~livne/aler/a1b.htm
• http://lib.cet.ac.il/pages/item.asp?item=10825&kwd=4687
• http://web.macam98.ac.il/~livne/hadarbenmaor/d221.htm
http://www.marom-time.co.il/default1.asp?PageID=61
• http://www.ethnoantiques.com/wordpress/?p=1153
• http://www.nrg.co.il/online/55/ART1/787/670.html
• http://www.daat.ac.il/daat/shabat/luach/mavo-2.htm
• http://www.hofesh.org.il/articles/chagim/rosh_hashana-goren/rosh_hashana.html
• http://www.deot.co.il/%D7%A9%D7%95%D7%A0%D7%95%D7%AA/Entry_26/%D7
%A9%D7%A2%D7%95%D7%A0%D7%99%D7%9D___%D7%90%D7%99%D7%9A_%D
7%94%D7%9D_%D7%A2%D7%95%D7%91%D7%93%D7%99%D7%9D.html
• http://translate.google.co.il/translate?hl=iw&langpair=en%7Ciw&u=http://www.wir
ed.com/wiredscience/2010/02/what-is-time/
המצגת מוקדשת לכולם באהבה:
ממילכה ברקו גרש 2012
בית חנניה מדינת ישראל