正文 石英鍾(1 / 1)

鍾表的問世,改變了人們的生活節奏。幾個世紀以來,我們對時間的把握,用的都是一些簡單的工具。如根據太陽影子的移動,有人製成了“日晷計時儀”;利用流速均勻的水,有人發明了“水鍾”;利用點燃的香,人們分出了“一炷香”“兩炷香”等時間間距。但這些時間概念都不是精確的。之後,擺鍾、機械鍾大量出現,並不斷改進,但在精確計時方麵,它們注定要被石英鍾和原子鍾所代替。

在“時間就是金錢”的年代,石英鍾表逐漸取代了機械鍾表,成為人們應用廣泛的計時工具。1929年,世界上第一批石英鍾問世。從它的出現到如今遍布尋常百姓家,隻花了70年時間。

早在1880年,法國人皮埃爾·居裏和保羅·雅克·居裏就發現了石英晶體有壓電的特性,這是製造鍾表“心髒”的良好材料。石英是一種礦石,有結晶體和非結晶體兩種,石英鍾內所用的是石英晶體。石英晶體有一種壓電效應,即在石英晶體相對的兩個側麵施加壓力或拉力時,這兩個側麵會分別產生等量的正電荷和負電荷,形成一定的電位差。如果將石英晶體放在交變電場中,隨著電場方向的變化,晶體就會發生振動,並且振動的頻率很穩定,且不受外界溫度、濕度和振動的影響,大大提高了計時的精確度。人們利用石英晶體的這個特性,製成了石英振蕩器。

我們知道,擺鍾是利用擺輪的振蕩,通過一些齒輪帶動表盤上的時針、分針和秒針來指示時間的。同樣,將石英振蕩器的頻率降低一些,使之帶動一個時鍾的同步馬達,這樣就構成了一種新型的鍾,這就是石英鍾。1929年,科學家以石英晶體製成的振蕩計時器和電子鍾組合製成了石英鍾。

石英鍾的問世,在當時引起了轟動。

1942年,著名的英國格林尼治天文台也開始采用了石英鍾作為計時工具。在許多場合,它還經常被列為頻率的基本標準,用於日常測量與檢測。

在1970年前後,石英鍾表開始進入市場,頓時風靡全球。如今,它在市場上已經非常普遍,機械式手表因而漸漸被淘汰。據日本鍾表協會2012年的調查,全世界手表產量為10.75億塊,其中,9.88億塊是由紐扣電池驅動的石英表。

隨著科學的進步,精密的電子元件不斷湧現,石英表也開始變得小巧精致,它既是實用品,也是裝飾品。有時,它們薄得像五分硬幣,可以裝在紐扣、鋼筆、助聽器、眼鏡架、頭飾等隨身用品上;有時,視人們需要,它們又是多功能的手表,可以顯示日曆、測量體溫、存儲電話號碼。石英鍾表幾乎無處不在,它為人們的生活提供了方便,更為人們的生活增添了新的色彩。

趣聞逸事

石英鍾為何在秋天變慢,春天變快地球的自轉速度不均勻。在過去相當長的時期內,幾乎沒有人懷疑地球自轉是否均勻。然而沒想到,地球長期以來都在“欺騙”著人們。石英鍾走時非常準確,大約在3萬年內誤差不超過1秒。不料,德國的天文學家首先發現,後來各大天文台都發現,石英鍾在秋天忽然慢了下來,到春天,又突然快起來。是石英鍾出現了毛病嗎?不會!天文學家從另一方麵去懷疑,是不是地球在“調皮”呢?後來真相大白——地球自轉速度因季節不同而有所變化,8月和9月自轉速度最快,3月和4月自轉速度最慢,以致石英鍾秋天走得慢,春天走得快!後來,科學家進一步測量到地球不僅在一年之內自轉速度不均勻,而且各年之間的自轉速度也有差異。近300年的記錄表明,地球自轉速度最快是在1870年,最慢的是1903年。而且每過幾十年,地球還會來一個“跳動”,有幾年轉得快,有幾年轉得慢。