Desde muito cedo que o Homem teve a necessidade de contar o tempo, primeiro a sequência do dia e da noite , depois a das fases da Lua , talvez a das marés e, mais tarde, a sequência das estações do ano. Terão decorrido 6.000 anos para o Homem se aperceber da passagem das horas . Estas eram contadas com o auxílio da sombra de uma vara , de um obelisco, isto é, de um relógio de sol rudimentar que acabou por evoluir para os que , embora antigos, hoje conhecemos e que mostramos de seguida. Seguiu-se o relógio de água constituído por um vaso cheio com água que se ia escoando devido a um pequeno orifício. Nas paredes do vaso estavam marcados traços indicadores do nível da água e correspondentes á passagem das horas. Este aparelho chamava-se clépsidra e difundiu-se por toda a Europa até ao sec XVI, sendo o mais exacto medidor do tempo na ausência de sol. A clépsidra mais antiga que foi encontrada em KarmaK data do reinado de Amenhotep III. Na China ,o astrónomo Y Hang inventou a clépsidra que mostrava a passagem do tempo através de um ponteiro embora a primasia do invento seja atribuída a Arquimedes. A medição do tempo neste aparelho era feita por intermédio de uma boia que elevava consigo uma barra dentada e esta, por sua vez, movia um ponteiro indicador das horas. Também eram usados as ampulhetas de fina areia e os relógios de fogo, estes sob diversas formas, como velas marcadas que se iam consumindo, ou cordas com nós que iam ardendo. Foram os povos do antigo Egipto e Mesopotâmia que dividiram o dia em 24 horas tendo construído os primeiros obliscos (gnomons) que colocados em locais estratégicos projectavam no terreno uma sombra móvel ao longo do dia, criando desta forma uma espécie de quadrante onde eram lidas as horas. Os relógios mecânicos de pesos surgem só no século XIV, aperfeiçoados depois no sec. XVI com a utilização do pêndulo de Galileu. Do sec XVII ao sec XIX introduziram-se mais melhorias nos mecanismos anteriores por forma a obter maior precisão. O relógio de bolso, como o que a seguir se mostra ,surge no séc XVIII , para no princípio do sec XX aparecer o de pulso e no final do século os de quartzo e os atómicos.Mas voltemos um pouco atrás :a medição mecânica do tempo teve origem nos conventos onde havia necessidade de regular o tempo de oração com o de trabalho. Os primeiros relógios mecânicos não mostravam as horas num quadrante ,limitando-se a tocar uma sineta a espaços regulares. Eram máquinas movidas por pesos e situavam-se na cela do monge guardião do relógio. Quando este monge ouvia a sineta tocar, dirigia-se ao sino da torre e fazia neste os toques para as diferentes orações diárias. Mais tarde, ao fazerem-se relógios maiores, estes foram montados nas torres fazendo soar os sinos, dispensando assim o monge guardião do tempo.Estes mecanismos chegaram a ser movidos por pesos de várias dezenas de quilos , o que obrigava a um enorme esforço físico para os elevar diariamente. Até se chegar ao relógio que mostrava as horas com um ponteiro num quadrante, muito teve que evoluir o relógio de soar. Damos como exemplo o sistema de escape que interrompe regularmente a queda dos pesos , como um interruptor que alternadamente trava e solta a força da máquina. Todavia,se a roda de escape girasse livremente , o peso desceria todo de uma só vez desenrolando toda a "corda" e os ponteiros girariam também muito rapidamente. Foi por isso inventado um regulador constante que cadencia o movimento da roda de escape. Esse regulador é a âncora que ligada a um pêndulo vai libertando, a espaços de tempo precisos, uma roda de escape dentada que, por sua vez, movimenta toda uma engrenagem de rodas dentadas e diferenciais ligados ao ponteiro das horas e ao dos minutos. A aplicação do pêndulo fez reduzir um erro diário de 15 minutos para10 segundos. Mais tarde o mecanismo de pesos foi substituído por uma cinta de aço que tinha a mesma função mas que permitia a redução do tamanho das máquinas , até que se chegou ao relógio de bolso, onde não há pêndulo, ou melhor, há um balanceiro que o substitui e que provoca o conhecido tic-tac.. No relógio de quartzo criado ,em 1928, por dois americanos e que se atrasava apenas um segundo a cada dez anos o seu funcionamento pode ser assim resumido: uma pilha fornece energia eléctrica a um circuito electrónico. Este circuito faz com que um cristal de quartzo, talhado de forma precisa, vibre 32.768 vezes por segundo . O circuito detecta esta vibração e transforma-a numa corrente eléctrica alternada de 1 hertz. ( equivale ao balanceiro mecânico)Esta corrente alimenta um pequeno motor e as rodas dentadas que estão ligadas aos ponteiros. Nas novas versões os ponteiros foram substituídos por algarismos de cristais líquidos. Criado como dissemos , em 1928 , só teve uso generalizado a partir de 1970. No que respeita ao relógio atómico o seu funcionamente é parecido ao anterior utilizando a frequência de oscilação da energia de um átomo. Como um pêndulo de relógio ,o átomo pode ser estimulado externamente por micro-ondas e ondas electromagnéticas, utilizando-se normalmente um isótopo do átomo de um elemento chamado Césio -133. Este tipo de átomo oscila 9.192.631.770 vezes por segundo. Desta forma , o Sistema Internacional de Unidades de Pesos e Medidas equiparou um segundo a 9.192.631.770 ciclos de radiação entre dois niveis de energia de um átomo de Césio133. Claro que alguns relógios atómicos podem usar como oscilação os átomos de Hidrogénio ou os de Rubídio. Considerado como o supra sumo da precisão mesmo assim atrasa um segundo a cada 65.ooo anos , ou seja atrasa 0,0000153 do segundo por ano. O primeiro relógio atómico foi construído nos Estados Unidos em 1949. Portugal também possui um relógio deste tipo no Observatório Nacional da Ajuda , em Lisboa, cuja variação ou êrro permitido é de 0,000.000.001 segundo por dia ou seja um bilionésimo de segundo por cada 24 horas.
( Relógio Atómico digital trabalhando com átomo de césio )
2 comentários:
Olá meu Caro Professor
Mais uma vez nos delicia com as suas explicações tão minuciosas !
Parabéns pelo facto
Mário de Portugal
Grata por essa contribuição maravilhosa ao conhecimento!!!
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