Comment est née la notion du temps, et comment l'homme est-t'il parvenu à le mesurer?
 
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 Les Horloges

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Nicolas
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MessageSujet: Les Horloges   Jeu 18 Fév - 14:37

Les horloges



Les hommes ont inventés les horloges parce qu’ils ont senti le besoin de mesurer le temps.
Les horloges les plus simples mais également les plus imprécise sont les cadrans solaires, ce sont des systèmes qui ont besoin, pour fonctionner, du soleil et de la lumière du jour.
A cette époque, il y avait un autre moyen simple pour mesurer le temps nommé le clepsydre (horloge à eau).
Le clepsydre restait le moyen le plus efficace de mesurer le temps car il était capable de donner l’heure la nuit. Les sabliers ont succédés les clepsydres car ils étaient plus précis et plus fiable.
Divers procédés se sont ensuite succédés comme la mèche à nœud, la lampe à huile ou bougies à taquets, cependant la précision de ces objets restaient très médiocre.
Les premières horloges mécaniques apparaissent au XIVe siècle. Au début, elles sonnent les cloches, n'ont pas de cadran et, lorsqu'elles en seront dotées au XVe siècle, il n'y aura qu'une aiguille, celle des heures.
Ces premières horloges consistent schématiquement en un poids moteur qui entraîne un train d'engrenages, lequel fait accessoirement tourner l’aiguille. Le tout ne constitue une horloge que si l'on sait réguler la chute du poids. C'est l'apparition de l'échappement qui va transformer ce simple assemblage d'engrenages en véritable horloge. L'échappement permet alternativement de libérer puis de bloquer la chute du poids, grâce à un mécanisme oscillant.
Dans ces premières horloges, ce mécanisme est un foliot, tige aux extrémités de laquelle sont accrochés deux masses, qui peut osciller horizontalement autour d'un axe vertical la supportant en son milieu. Les masses lui permettent de stopper la chute du poids. Solidaires de l'axe d'oscillation, deux palettes viennent alternativement bloquer la roue de rencontre qu'entraîne le poids moteur.
Ce mécanisme très ingénieux est aussi très délicat à régler précisément, en effet les frottements et les chocs sont importants.








La pendule et le ressort spirale


Galilée étudia le pendule oscillant et nota que la période (la durée d'un aller et retour complet) du pendule semblait être constante pour un pendule donné. Il dessina en 1641 un projet d'horloge réglée par un pendule oscillant sans la construire. C'est finalement Christiaan Huygens et Salomon Coster qui reprirent l’idée et qui construisirent la première horloge à pendule en 1657, ce qui fût un progrès technique et conceptuel important. Les fonctions régulatrice et motrice sont clairement identifiées et séparées, ce qui va rendre possible des réglages précis. Les premières horloges retardent la chute d'un poids grâce à un mécanisme oscillant irrégulier au travers d'un échappement. Les horloges à pendule entretiennent le mouvement oscillant régulier du pendule en prélevant au travers de l'échappement juste l'énergie nécessaire à un poids qui descend. En 1675, Huygens invente également le ressort spiral, qui va jouer le rôle du pendule dans les montres.







L’horloge à Quartz


Le fonctionnement de l’horloge à quartz est simple : Une stimulation électrique engendre des vibrations mécaniques, d'amplitude maximale selon des directions particulières (axes mécaniques), lesquelles sont la cause de charges électriques variables. On obtient ainsi un oscillateur électrique dont la fréquence de vibration est propre au quartz lui-même. Elle est de 32768 Hertz. Par un simple calcul, on obtient l'unité de temps souhaitée. Ce sont donc ces vibrations, mises en forme et associées à un moteur synchrone, qui sont à l'origine du mouvement des aiguilles d'une montre.
Cette technique de mesure fut découverte par Pierre Curie et Jacques Curie en 1880. Désormais, le quartz fait partie intégrante de notre vie ; les montres, les ordinateurs, les téléphones portables, les téléviseurs,… en sont doté.









Horloge Atomique

Ce que nous pouvons retenir est simple. L’horloge atomique a une mesure extrêmement précise de la seconde. Nous utilisons pour se faire l’atome de césium qui a une mesure très précise car sa longue d’onde est extrêmement précise et constante (9 192 631 770 Hz). Nous avons alors un rayonnement (longue d’onde) émis par l’atome lorsqu’il passe d’un état excité à un autre (E1 à E2). Cette valeur est donc la valeur de la seconde.



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