Um relógio é um dispositivo usado para indicar o tempo. É considerada uma das mais antigas invenções humanas, atendendo à necessidade de medir consistentemente intervalos de tempo menores que as unidades naturais: como o dia, o mês lunar e os anos. Dispositivos operando em vários processos físicos têm sido usados por milênios para medir o tempo, dispositivos que culminaram nos relógios de hoje. A ciência relacionada aos instrumentos para medir o tempo é chamada de horologia.
Antes de os relógios serem inventados, alguns dispositivos de cronometragem já existiam há centenas de anos nos tempos antigos. Os principais relógios antigos eram os seguintes:
Relógios de Sol: Acredita-se que a primeira forma do conceito de "marcar" a hora do dia praticada pelos humanos estava relacionada à posição das sombras dos objetos durante o dia. Os relógios de sol funcionam assim, analisam a sombra projetada de um objeto no chão. É o mais antigo dos relógios, porque o homem sabe desde o início que o nascer do sol é um fenômeno que se repete em intervalos regulares. Os primeiros relógios de sol conhecidos foram construídos por volta de 1500 aC no Egito, durante a época de Tutmosis. Linhas horárias foram esculpidas na pedra em intervalos regulares.
Relógio de água: Um relógio de água consiste em um recipiente de água com um furo feito nele. Em seguida, colete essa água em um recipiente (como uma jarra). Leva tempo para encher o jarro. Este intervalo de tempo torna-se a referência. Se um evento durou até que o contêiner estivesse meio cheio, a duração desse evento foi metade do valor de referência.
Ampulheta: A ampulheta, ou ampulheta, baseia-se num princípio idêntico ao de um relógio de água. A passagem de certa quantidade de areia de um dos recipientes de fundo fechado para o outro por uma abertura estreita requer um tempo constante, que é utilizado como intervalo constante, utilizado como referência para medição de intervalos de tempo.
Durante os séculos XV e XVI, a relojoaria floresceu como nunca antes, especialmente nas fundições das cidades alemãs de Nuremberg e Augsburg e em Blois, na França. Os relógios tornaram-se demonstrações de habilidade e habilidade, incorporando indicadores astronômicos e movimentos musicais. Jost Bürgi desenvolveu um relógio incrivelmente preciso para a época. A invenção do relógio mecânico no século XIII iniciou uma mudança dramática nos métodos de medição do tempo, em processos contínuos, a repetição de processos oscilatórios, como o balanço de um pêndulo ou a vibração de um cristal de quartzo, que eram mais precisos . Todos os relógios modernos, por exemplo, usam o princípio da oscilação.
Embora os métodos possam variar amplamente, todos os relógios oscilantes, mecânicos e digitais, e os relógios atômicos funcionam de maneira semelhante e podem até ser divididos em partes equivalentes. Eles consistem em um objeto que repete o mesmo movimento várias vezes no mesmo intervalo de tempo, chamado de oscilador, e que esse intervalo de tempo é mantido exatamente constante entre cada repetição. Um dispositivo de controle é conectado ao oscilador que suporta o movimento do oscilador, substitui a energia perdida pelo atrito e converte suas oscilações em uma série de pulsos. Os pulsos são então adicionados a uma cadeia de alguns contadores para expressar o tempo em unidades apropriadas, geralmente segundos, minutos e horas. Então, finalmente, algum indicador mostra o resultado de uma maneira fácil de entender.
Relógio de Bolso: Por volta de 1500, Peter Henlein desenvolveu o primeiro relógio de bolso na cidade de Nuremberg, que ficou conhecido como o "Ovo de Nuremberg" devido ao seu formato. Foi construído principalmente em ferro, com um cordão de quarenta horas e o precursor da "Primavera Espiral". Consistia em um indicador e um complexo mecanismo de toque. Foi sem dúvida o acelerador de várias invenções e aperfeiçoamentos em muitos países, principalmente na Europa, que lançaram a indústria relojoeira de forma vertiginosa.
Relógios de pêndulo: Até a década de 1580, não havia métodos para determinar intervalos de tempo relativamente curtos com precisão razoável. Essa situação mudou quando Galileu descobriu o isocronismo do pêndulo. Isso significa que o período do pêndulo não depende da amplitude do movimento oscilante (depende apenas do tamanho do pêndulo). Esta descoberta serviu de base para a construção de relógios de pêndulo movidos por pesos ou molas.
Relógios de pulso: Os primeiros relógios usados por pessoas com usos não industriais ou científicos foram relógios de bolso. Eram incrivelmente raros e vistos como poderosos sinais de riqueza, semelhantes às joias, símbolo da aristocracia da época, inventadas no final do século XIX. O relógio de pulso foi inventado por Patek Philippe, embora seja costume atribuir erroneamente essa glória a Santos Dumont. Um incidente famoso é quando Santos Dumont pediu a seu amigo e joalheiro Louis Cartier um relógio para prender em seu pulso para que ele pudesse cronometrar melhor suas experiências de voo sem correr o risco de tirar as mãos dos controles do avião. Tal aparelho seria criado pela Cartier em 1904, mas o fato de já ser um adereço feminino, geralmente feito sob encomenda, permitiu que Santos Dumont popularizasse a ferramenta entre os homens. Os relógios de pulso foram definitivamente popularizados com a Primeira Guerra Mundial, amplamente utilizados por soldados que precisavam chegar a lugares com a máxima precisão de tempo possível.
Relógio de quartzo: os relógios de quartzo marcaram a indústria relojoeira no final do século XX. O uso de vibrações mecânicas desse mineral, pesquisado desde a década de 1930, é difundido na década de 1960, tornando os relógios mais precisos. Na busca por maior precisão, a radiação eletromagnética do átomo de césio começou a ser utilizada em 1967.
Relógio Digital: Um relógio digital é um tipo de relógio que usa meios eletrônicos para controlar o tempo. Utiliza um cristal piezelétrico, capaz de gerar impulsos elétricos com frequência constante (geralmente 50 ou 60 Hz). Por serem aparelhos razoavelmente baratos e simples, estão associados a diversos outros aparelhos eletrônicos.
Relógios Atômicos: Os relógios atômicos permitem a cronometragem até 100.000 vezes mais precisa do que os dispositivos convencionais. Ele possibilitará experimentos que antes eram considerados impossíveis, principalmente no campo da astronomia e das ondas gravitacionais. Como um pêndulo de relógio, um átomo pode ser estimulado externamente (neste caso por ondas eletromagnéticas) para que sua energia oscile regularmente, por exemplo: para cada 9.192.631.770 oscilações de um átomo de césio-133, o relógio conta um segundo. Os elementos mais utilizados nos relógios atômicos são o hidrogênio, o rubídio e principalmente o césio. Eles são considerados os relógios artificiais mais precisos, sendo atrasados apenas 1 segundo a cada 65 mil anos. Assim, o Sistema Internacional de Unidades (SI) equacionou um segundo a 9.192.631.770 ciclos de radiação, que correspondem à transição entre os dois níveis de energia do átomo de césio-133.
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