Часы астрономические

Часы астрономические, часы, отличающиеся большой точностью и используемые при астрономических наблюдениях. Знание точного времени необходимо при решении большинства задач астрометрии, а также некоторых других разделов астрономии.

С древнейших времён вплоть до 15 в. время в астрономии измерялось солнечными, песочными и водяными часами. Часы с механизмом из зубчатых колёс впервые были применены для астрономических наблюдений в 1484. Однако вследствие несовершенства регулятора показания таких часов были грубы. Маятниковые часы, созданные впервые Х. Гюйгенсом (1657), нашли широкое применение в службах времени. Невозможность пользоваться маятниковыми часами в условиях мореплавания стимулировала создание хронометра, который обеспечивает точность хода, достаточную в экспедиционных условиях, хотя и меньшую, чем у маятниковых часов. Главное требование, предъявляемое к Ч. а., сводится к обеспечению максимального постоянства периода, колебаний их регулятора (в маятниковых часах - маятника). При постоянном ускорении силы тяжести период колебаний маятника зависит: от приведённой длины маятника, от амплитуды, от плотности среды, в которой колеблется маятник. Изменение этих величин оказывает существенное влияние на ход часов. Так, изменение приведённой длины маятника, происходящее главным образом из-за непостоянства температуры, на 1 мкм вызывает изменение суточного хода часов на 0,04 сек. Для максимального уменьшения влияния температуры на ход часов стержни маятников изготовляют из материалов с малым коэффициентом температурного расширения, устраивают различные компенсационные приспособления, часы помещают в изотермические камеры. Амплитуды маятников Ч. а. обычно не превышают 120¢. Изменение этой величины на 0¢,1 изменяет суточный ход на 0,011 сек. Для устранения влияния изменении плотности среды маятник или весь механизм часов помещают в сосуд, из которого частично удалён воздух.

В конце 19 - начале 20 вв. получили распространение часы Рифлера, изменение суточного хода которых не превышало ?0,01 сек. В часах Рифлера впервые был применен т. н. свободный спуск маятника (см. Часы). В 1910 была разработана конструкция маятниковых часов Шорта с суточным изменением хода, не превышавшим ?0,01 сек. Основной особенностью этих часов является применение двух маятников. Первичный ("свободный") маятник, освобожденный от всякой механической работы, помещается в стеклянный цилиндр, в котором поддерживается давление 20 мм рт. ст. Цилиндр устанавливается в помещениях с круглогодично поддерживаемой постоянной температурой. Всю механическую работу по приведению в действие механизма часов исполнял вторичный маятник ("маятник-раб"), колебания которого с помощью специальной электрической системы синхронизировались с колебаниями первичного. Вторичный маятник даёт импульс для поддержания колебаний обоих маятников. Наиболее точные маятниковые часы - Федченко часы с изохронным подвесом маятника, обеспечивающим стабильную амплитуду качаний. Точность этих часов сравнима с точностью лучших кварцевых часов, которые появились в 40-50-х гг. 20 в. Последние на относительно небольших интервалах времени обеспечивают точность отсчёта моментов времени, существенно более высокую, чем это дают астрономические наблюдения, но вследствие эффекта "старения" кварцевой пластинки они не могут определять самостоятельно равномерную шкалу времени. Кварцевые часы произвели переворот в деле получения и хранения точного времени. Это обеспечивается сопоставлением показаний многих кварцевых часов и астрономическими наблюдениями (см. Время).

Развитие науки и техники привело к тому, что астрономические требования к точности часов перестали быть уникальными. В то же время организация передач сигналов точного времени по радио и по телевизионным каналам позволила регулярно контролировать ход опорных часов астрономических обсерваторий по показаниям лучших часов единой государственной службы времени и т. о. значительно повысить надёжность их работы.
? Е. А. Юров.