Три иллюстрации: почему кварцевые часы идут так точно. Часть 2
Три иллюстрации: почему кварцевые часы идут так точно. Часть 2 Иллюстрация 3. Но кварцевые часы не появились мгновенно В 1927 году Уоррен Марисон и Дж. У. Хортон из Bell Labs создали первые кварцевые часы. Это была огромная установка на вакуумных лампах: кварцевый кристалл давал стабильную частоту, а схемы деления и мотор отсчитывали время. Измерял время отлично, но поместить это на запястье было невозможно. Десятилетия развивались интегральные схемы, технологии обработки кристаллов и низкопотребляющая электроника, и кварцевый отсчёт времени перешёл из лаборатории на запястье. 25 декабря 1969 года Seiko представила Quartz Astron 35SQ — первые серийные кварцевые наручные часы в мире. Тогда они стоили 450 тысяч иен, почти как обычный автомобиль, выпуск был небольшим. Но важнее цена: высокоточный отсчёт времени впервые стал потребительским товаром. Позже Seiko открыла патенты, и кварцевые часы быстро распространились. В 1970-х кварцевые часы захватили рынок по простой причине: точные, недорогие, стабильные, не нужно заводить пружину каждый день. Механические часы не исчезли, но их смысл изменился: сейчас ценят их механизм, мастерство, историю и эстетику. А кварцевые часы решают задачу простого точного отсчёта времени. Кварцевые кристаллы есть не только в часах. Они стоят в телефонах, компьютерах, роутерах и множестве электроники. Везде нужен временной ориентир: когда брать данные, когда процессор выполняет операцию, когда синхронизировать сигналы связи. Кварцевый кристалл — это стабильная линейка времени для электроники. Но для спутниковой навигации такой точности мало: в GPS используются атомные часы. Расстояние по радиосигналу рассчитывают по времени, и даже крошечная погрешность во времени превращается в заметную ошибку определения местоположения. Эволюция точности отсчёта времени: механические колебания, кварцевые колебания, атомные переходы — каждый следующий этап стабильнее предыдущего. Итак, почему кварцевые часы точные? Не благодаря сверхсложным шестерёнкам, а маленькому кристаллу, который вибрирует 32768 раз в секунду. Электронная схема делит эту частоту 15 раз и получает импульс раз в секунду. Шаговый двигатель получает импульс и двигает шестерёнки со стрелками. Вы видите прыжок секундной стрелки раз в секунду, а за эту секунду внутри корпуса произошло 32768 вибраций, 15 стадий деления и один запуск двигателя. Кварцевые часы точные не потому, что медленно идут. Наоборот, внутри всё вибрирует с огромной скоростью, и эту быструю вибрацию точно переводят в привычную нам секунду. #Китай #кварцевыечасы #наука #технологии