Saat çeşitleri nelerdir ve ne zaman icat edilmişlerdir?

Sizden gelen soru:

* Saat çeşitleri nelerdir ve ne zaman icat edilmişlerdir? *

Cevap:

Zaman ölçüm aleti olan saatin bir çok çeşiti bulunmaktadır. Tarih boyunca bir çok farklı saatler kullanılmıştır ve günümüzde kullanmış olduğumuz modern saatlere kadar gelmiştir.

Aşağıda tarih boyunca kullanılan saat çeşitlerini ve bu saatlerin icat edildikleri zamanları vermeye çalışalım;

Güneş Saati

Saat, ilk defa MÖ 4000’lerde Mısır’da kullanılmaya başlanmıştır. Mısırlılar, Güneş’in her gün belirli bir düzende doğup battığını keşfetmişti. Bundan yararlanarak güneş saatini icat etmeyi başardılar. Bu saat çeşidinde dik duran bir cismin güneşin geliş açısına göre oluşturduğu gölge boyuna bakılarak saat hesaplanıyordu. Ancak güneş saatinin bir eksikliği vardı. Geceleri güneş olmadığından dolayı çalışamıyordu. Bunun üzerine Antik Mısırlılar kum saati ve su saatini icat ettiler.

Ateş Saati yada Mum Saati

Ateş Saati, (ya da Mum Saati), petrol lambasının alevi ile çalışan saat mekanizmasında, tüketilen yağın bölmeli bir saydam kapta izlenmesi ya da kısalan mumun gölgesinin, arkadaki bir cetvel üzerindeki boyuna göre zaman belirlenen saattir.

İlk olarak nerede kullanıldığı bilinmemektedir. Ancak bu çeşit saatler 520 yılına ait Çinli şair You Jiangu’nun bir şiirinde geçmektedir. Bu şiirde mum üzerindeki derecenin zamanın geçmesini belirlediği anlatılmaktadır. Aynı tip mumlar 10. yüzyılın ilk dönemlerinde Japonya’da da kullanılmıştır. Uzakdoğudaki bu ülkelerde tapınaklar başta olmak üzere çeşitli bitkiler dövülerek toz haline getirilip, sıkıştırılarak bir tüp içinde yerleştirilmesi ile ateşin ulaştığı yere göre zaman hesaplaması yapılmaktaydı.

Kum Saati

Kum saatleri içinde kum olan, altı üstü geniş, beli ince, eşit miktarda bir sıvının ya da çok ince taneli bir katının bir delikten geçerken daima aynı zamana ihtiyaç göstereceği ilkesine dayanarak çalışan zaman ölçme aracıdır.

Akış hızının sabit olmayıp, işlemin toplam süresinin sabit oluşu bu saatlerin dezavantajıdır. Saatlerde kumun yanında, zaman zaman pudra haline getirilmiş yumurta kabuğu, cıva ya da ince toz siyah mermer de kullanılmıştır. Kum saati, Avrupa’da ilk kez 8. yüzyılda bir papazın buluşuyla kullanılmaya başlanmıştır. Camcılık becerisi geliştikçe, kumun doldurulduğu ağız da eritilerek kapatılmış ve nemlenerek akışın zorlaşmaması sağlanmıştır.

16. yüzyıldan günümüze bu saatler sürekli zamanı ölçmek için değil, belirli bir sürenin başlangıcını ve bitişini göstermek için kullanılmıştır;kiliselerde dua süresi, gemilerde tayfaların nöbet süresi ya da gemilerin hızlarının belirlenmesi amacıyla da kullanılmıştır.Ve günümüzde oyun vs. benzeri yerlerde de kullanılmaktadır.

Su Saati

Su saati, suyun düzenli biçimde su miktarının ölçüldüğü bir kabın içine veya kaptan dışarıya akmasına dayanan bir saat türüdür.

Su saatleri güneş saatleri ile birlikte en eski zaman ölçüm yöntemlerinden biridir. Ne zaman icat edildiği bilinmemektedir. Antik Mısır veBabil’de MÖ 16. yüzyılda kullanıldıkları bilinmektedir. Hindistan ve Çin gibi dünyanın bazı diğer bölgelerinde de su saati kullanımının antik döneme dayandığı bilinmekte olup bu bölgelerde ilk ortaya çıkış tarihi bilinmemektedir. Bazı yazarlar Çin’de MÖ 4000 civarında ortaya çıktığını öne sürmektedir.

Mekanik Saat

Mekanik saatler için bulunan mekanizma, ağırlığın asılı olduğu ipi ya da zinciri kısa aralıklarla tutan ve bırakan bir vargel düzenidir ve tüm modern saatlerin de ortak özelliğidir. Böylece, kısa aralıklarla duran ve inen bir ağırlık, saat mekanizmasını günün uzunluğuna ya da kısalığına bağlı olmaktan kurtarıyordu.

Bu mekanizmanın en eski türü “kamalı” olarak biliniyor. Ucuna ağırlık bağlı iki yanından atlamalı olarak tırnaklarla donatılmış bir metal çubuk ve yatay olarak gidip gelen bir milden oluşan mekanizmada, her gidişte bir tırnak salıveren bir düzen oluşturulmuş ve milin ivmesi de dış ucuna takılmış bir ağırlıkla kontrol edilmiş. Ağırlık uzağa çekilince salınım hızlanıyor, yaklaştırılınca da yavaşlıyor. Böylece, başlangıçta dakikaların ve daha sonra da saniyelerin belirlenmesi mümkün olmuştur.

Zamanın mekanik olarak ölçülmesi yönündeki ilk adımlar din adamlarından gelmiştir. Keşişler dua etmek için kesin saati bilmek zorundaydılar. İlk mekanik saatler, saati göstermek değil duyurmak üzere yapılmışlardı. Bu saatler birer ağırlığa bağlı olarak çalışıyorlardı ve belirli zaman aralıkları ile gonga vuran tokmaklarla donatılmışlardı. Daha önceki yüzyıllarda, eski saat sistemlerinin sesli birer uyarı vermesini sağlama çabaları olumlu sonuçlanmamıştı. Geçen süreyi ufak taş parçacıkları atarak ya da düdük öttürerek belirten karmaşık mekanizmalar üretilmişti.

Güneş saati, su saati ve kum saati, değişik şekillerde süreyi göstermek amacına yönelikti. Mekanik saat ise manastır hayatında belli bir mekanik işlevi yerine getirmek, bir çekiç aracılığıyla ses üretmek ve böylece belirli zaman aralıklarını belirtmek amacını gütmekteydi. O dönemlerde saatlerin çan çalması gerektiğine inanılıyordu.

Mekanik saatlerin içinde en ünlülerinden olan Giovanni di Dondi’nin tasarımı, ağırlıkla işleyen mekanizmaya bağlı sarkaç ve sekteli rakkas dişlisinden oluşuyordu ve saatte kadran bulunmuyordu.

Gündüz saatlerinin gece saatlerine uymayan saat sistemi, 14. yüzyılda mekanik saatlerin yapılmasına kadar devam etmiştir. Günü eşit saatler halinde bölen ilk saat, Milano’daki Saint Gottard kilisesi saatidir. Yüzyılın ortasına doğru büyük Avrupa şehirlerinin kulelerinde mekanik saatler görülmeye başlanmış ve gittikçe yayılmıştır. Vargel düzeniyle çalışan bu saatler 300 yıl boyunca devam etmiştir.

1500’lerde Nürnberg’de Peter Heinlein’ın zembereği bulmasıyla, büyük ağırlıklar kalkarak taşınabilir küçük saatler olanaklı kılınmıştır. İlk saatlerde kadran, akrep ve yelkovan bulunmuyordu. Okuma yazma oranının düşük olması, saatlere insanların bakıp anlayacağı yazılar koymak yerine çan sesleri konmasını gerektiriyordu. Süreyi görsel olarak göstermek için saatlere kadranı ilk olarak kullanan ve 1344’te 24 dilimlik saati yapan Dondi’dir.

Saat gelişiminde atılan başka bir büyük adım da sarkacın bulunmasıdır. Kilisede papazı dinlerken kürsünün üzerinde sallanan lambanın salınım zamanının sabit olduğunu farkedenGalileo, sarkacın salınım periyodunun, ağırlığına ya da genişliğine değil, uzunluğuna bağlı olduğunu bulmuştur. Galileo, ölümüne yakın, sarkaçla çalışan bir saat tasarlasa da bunu gerçekleştirememiştir. İlk çalışan sarkaçlı saati 1656’da, Galileo’nun ölümünden 14 yıl sonra, Alman astronom Christian Huygens yapmıştır. Huygens’in saati önceleri günde bir dakikadan az hata veriyordu. İlk olarak sağlanan bu hassaslığı, Huygens çalışmalarıyla hatayı günde 10 saniyeye düşürerek, artırmıştır.

Sarkacın bulunmasıyla ilk defa olarak saatlere dakika ve saniye kolları eklenmiştir.1670’lerin ortalarında Huygens’in balans yayını geliştirmesi taşınabilir saatlerin gerçek bir cep saati haline getirilebilmesini sağlamıştır. Yay mekanizmasının bulunması, zamanın hem karada hem de denizde aynı doğrulukta ölçülebilmesini sağlamıştır. Balans yayının geliştirilmesi ile gittikçe küçülen saatler cepte ya da kolda taşınabilmeye başlamış, ilk ucuz cep saatleri ABD’de üretilmiş, kol saatleri ise 1890’larda ortaya çıkmıştır. Başlangıçta sadece kadınların kullandığı kol saatleri, I. Dünya Savaşı sırasında erkekler arasında da yaygınlaşmıştır.

Zamanı karada ve denizde aynı olarak ölçebilen bu yeni saatlerle zaman birimlerinin hassaslığı sorgulanmaya başlanmıştır. Bir saniyenin uzunluğu neydi? Basit bir hesapla saniye dakikanın 1/60’ı, dakika saatin 1/60’ı ve saat te günün 24’te biri olduğu için bir saniye ortalama güneş gününün 86 400’de biri olarak ortaya çıkar. 1820’de zaman aralıkları bu hesaba göre standardize edilmiştir.

Elektronik Saat

Elektronik saat, çok küçük pilli saatlerdir.Kol saatleri,elektronik saatler grubuna girer.Pilleri minik ve yuvarlaktır.Pilleri bittiğinde değiştirilmesi mümkün saatlerdendir.Yelkovan ve akrebi ayarlanabilir.Hata yapabilir(duraklayabilir).Bu saat atom saati kadar uzun süre dayanmaz.

Atom Saati

Atom saati, atomların rezonans frekanslarını sayarak zamanı ölçen bir saat çeşididir. 3 milyon yılda 1 saniye hata yapmalarının ihtimali sadece % 22,522’dir.

İlk atom saatleri, sayım ekipmanları eklenmiş Maserler’dir. Bugünün en iyi atom saatleri, soğuk atomlar ve atomik çeşmelerle çalışan, ilerifizik ürünü aletlerdir. Amerikan Ulusal Standartlar Enstitüsü, kullanılan Maser’lerin hata payı olan günlük 10^-9 saniyelik sapmayla çalışan saatler kullanırlar. Atom saatleri devamlı ve istikrarlı bir zaman ölçümü standardı olan Uluslararası Atomik Zamanı (International Atomic Time,IAT) oluştururlar. Diğer ölçümler için, IAT’den elde edilen ancak gece ve gündüzün geçişiyle senkronize edilen Koordine Evrensel Zaman (Coordinated Universal Time, CUT) kullanılır.

İlk atom saati 1949’da ABD Ulusal Standartlar Bürosu’nda (U.S National Bureau of Standards, NBS) yapıldı. İlk isabetli atom saatiyse,sezyum-133 atomunun rezonansı ölçümüyle 1955 yılında İngiltere Ulusal Fizik Laboratuvarı’nda, Louis Essen tarafından yapıldı.

Ağustos 2004’te NIST bilim insanları, bilgisayar çipi ölçeğinde ilk atom saatini tanıttılar.

Modern radyo saatleri atom saatlerini referans alırlar, ancak radyo saatleri ikincil ekipmanlar oldukları için atom saatlerindeki kesinlikten yoksundurlar. Bu yüzden yüksek kesinlik gerektiren bilimsel uygulamalarda kullanılmazlar. 2005 yılında atom saati biraz daha geliştirildi