เวลา ฟิสิกส์ราชมงคล

กำเนิดนาฬิกา (Clock)

ดวงอาทิตย์

ชีวิตประจำวันของเราเต็มไปด้วยกิจธุระที่ต้องไปโน่นมานี่ ทั้งหมดนี้ล้วนแต่ต้องทำอย่างเที่ยงตรง ชีวิตและวันเวลาของเราจึงต้องถูกการวางแผนและกำหนดเวลาซึ่งจะเกิดขึ้นได้ก็ด้วยนาฬิกา

ไม่ปรากฏวันเวลาที่แน่นอนว่า การประดิษฐ์อุปกรณ์บอกเวลาเรือนแรกเกิดขึ้นเมื่อใด แต่จุดกำเนิดของเครื่องบอกเวลานั้นนับย้อนไปได้ถึงห้าหรือหกพันปีก่อน เมื่อมีการตั้งถิ่นฐานของมนุษย์ในตะวันออกกลางและแอฟริกาเหนือ ชาวอียิปต์เมื่อ ๓,๕๐๐ ปีก่อนคริสตกาลมีอุปกรณ์บอกเวลาในรูปของแท่งหินสูงสี่เหลี่ยมยอดปิระมิด ซึ่งจะทอดเงาลงบนทรายบอกเวลาที่ผ่านไป ในช่วงเวลาเดียวกันนั้นก็มีการใช้นาฬิกาแดดด้วย นาฬิกาแดดประกอบด้วยแผ่นโลหะทรงกลมมีส่วนนูนลาดเอียงขึ้นมาจากตรงกลางเมื่อดวงอาทิตย์เคลื่อนไป เงาที่ตกลงบนแผงหน้าปัดจะเป็นตัวบอกเวลา ทุกวันนี้ก็ยังมีการใช้นาฬิกาแดดอยู่บ้าง ในปี ๑,๕๐๐ ก่อนคริสตกาล ชาวอียิปต์ได้ประดิษฐ์นาฬิกาแดดที่พกพาติดตัวขึ้นมา ซึ่งเป็นบรรพบุรุษของนาฬิกาในปัจจุบัน อ่านต่อครับ

ทั่วไป

การทดลองเสมือน

บทความพิเศษ

ตารางธาตุ(ไทย1) 2 (Eng)

พจนานุกรมฟิสิกส์

ลับสมองกับปัญหาฟิสิกส์

ธรรมชาติมหัศจรรย์

สูตรพื้นฐานฟิสิกส์

การทดลองมหัศจรรย์

กิจกรรมการทดลองทางวิทยาศาสตร์

กดที่ ปุ่ม Sound ท่านจะได้ยินเสียงของนาฬิกา

นาฬิกาแบบลูกตุ้ม

การแกว่งตัวของลูกตุ้ม ทำให้แต่ละด้านของตัว escapement หนีออกจากเฟือง ด้านหนึ่งหนีออกอีกด้านหนึ่งจะไปขัดกับเฟืองไว้ สลับไปมาตลอด จึงเรียกชิ้นส่วนนี้ว่า escapment เพราะแปลว่า หนีนั่นเอง

ยกตัวอย่างเช่น ถ้าลูกตุ้มแกว่งไปทางซ้าย ดังรูปฟันทางซ้ายจะลอยขึ้นจากเฟือง ส่วนฟันทางขวาจะขัดกับเฟือง แต่พอลูกตุ้มแกว่งไปทางขวา ฟันทางขวาจะลอยขึ้นจากเฟือง ส่วนฟันทางซ้ายจะขัดกับเฟืองแทน สลับไปมาตลอดเวลาที่มีการแกว่ง เสียงของนาฬิกา ติ๊ก...ต๊อก....เกิดจากตัวหนีตัวนี้เอง

ฟิสิกส์ราชมงคลจะอธิบายการทำงานของนาฬิกาแบบลูกตุ้มนี้ และเปิดเผยกลไกที่อยู่ภายในให้คุณได้เห็น ว่า มันเป็นอย่างไร อ่านต่อครับ

วิทยาศาสตร์วาทะ

บททดสอบ

สรรหามาฝาก

ผู้ได้รับโนเบลสาขาฟิสิกส์

การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์

การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ

แบบฝึกหัดประจำสัปดาห์

อี - เมล์จากคุณ Maverick ....

ถาม : ผมเคยอ่านหนังสือเกี่ยวกับนักคิดและวิทยาศาสตร์ที่อาจารย์เขียน ชอบข้อคิดคำคมของใครคนหนึ่ง ที่อาจารย์คัดเลือกมาแปลจับความได้ว่า " หากถามฉันว่า เวลาเท่าไร ฉันตอบได้ แต่ถ้าถามว่า เวลาคืออะไร ฉันไม่รู้ " แล้วจริง ๆ เวลาคืออะไร ? คำจำกัดความเชิงวิทยาศาสตร์ของเวลาเป็นอย่างไรครับ ?

ตอบ : เวลา หรือ Time ...เป็นทั้งเรื่องที่ดูง่าย ๆ เข้าใจง่าย ๆ และก็ยาก ถ้าจะเข้าใจถึงความหมายที่แท้จริงของเวลา ดังข้อคิดคำคมของนักคิดในอดีตที่คุณ Maverick จับความมานั่นแหละครับ

สำหรับความหมายของเวลาในทางวิทยาศาสตร์ ก็ไม่มีความหมายหรือคำจำกัดความง่าย ๆ เพียงหนึ่งเดียว ที่เข้าใจและใช้ตรงกันในวงการวิทยาศาสตร์โลกครับ

โดยทั่ว ๆ ไป ความหมายหรือคำจำกัดความหนึ่งของเวลา ในทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้กันบ่อย คือ เวลาเป็นหนึ่งในสี่มิติของ Space - Time (ตำแหน่ง - เวลา ) ที่จำเป็น เพื่อที่จะสามารถระบุการเกิดหรือการดำรงอยู่ของเหตุการณ์บางอย่างที่เกิดขึ้น ให้เข้าใจได้ตรงกันสำหรับผู้สังเกตทุกคน โดยที่อีกสามมิติของตำแหน่ง คือ กว้าง , ยาว, สูง หรือ x, y, z ส่วนเวลา ก็มักเขียนเป็น t

ตัวอย่างเช่น ถ้าจะระบุเหตุการณ์เกิดอุบัติเหตุรถยนต์ชนกับรถไฟ ก็ต้องระบุว่า อุบัติเหตุเกิดที่ไหน และ วัน - เวลาอะไร จึงจะเข้าใจได้ตรงกัน

ทว่า ในทางวิทยาศาสตร์ ก็มีการให้คำจำกัดความของเวลาที่เป็นอย่างอื่น แต่จริง ๆ แล้ว ก็มีความหมายลึก ๆ เหมือนกัน เช่น เวลา เป็นมิติหนึ่งที่จำเป็น เพื่อแยกแยะเหตุการณ์สองเหตุการณ์ ซึ่งเกิด ณ ตำแหน่งเดียวกัน แต่ต่างวาระกัน เช่น การเกิดอุบัติเหตุรถยนต์ชนกับรถไฟในตัวอย่างที่แล้ว ถ้าเกิดสองครั้ง ณ ตำแหน่งเดียวกัน แต่ต่างวันและเวลากัน ก็จำเป็นจะต้องระบุมิติของเวลาว่า อุบัติเหตุนั้น เกิดขึ้นครั้งแรก และครั้งที่สอง วัน - เวลาใด จึงจะแยกสองเหตุการณ์นั้นออก

	นาฬิกาแดด เวลาคืออะไร เป็นคำถามยากจะมีใครที่ตอบได้ หรือว่าเวลาคือ นาฬิกา ดังที่ ไอน์สไตน์ อัจฉริยะมนุษย์พูดล้อเล่นไว้ ไม่ว่าจะเป็นอะไรก็ตาม มนุษย์เริ่มต้นวัดเวลา โดยใช้เงาที่เกิดจากแสงอาทิตย์ คนอียิปต์โบราณ ใช้เสาขนาดใหญ่ ตั้งไว้ ทำให้เกิดเงาฉายลงบนพื้นวงกลม เพื่อระบุวันเวลา ถูกเรียกว่า เข็มของคลีโอพัตรา อย่างไรก็ตามมีคนไม่พอใจการกำหนดเวลาขึ้น โดยประนามว่าเป็นสิ่งที่ซาตานต้องการให้ทำ ในวีดีโอชุดนี้ ท่านจะได้เห็นการพัฒนาของนาฬิกาแดด คลิกครับ
	นาฬิกาอันหลากหลาย ยุคกลาง ใช้วิธีการแบ่งเทียนเป็นช่องๆเพื่อจับเวลาตอนกลางคืน นาฬิกาน้ำของอียิปต์ ถูกใช้งานเมื่อ 400 ปี่ก่อนคริสตกาล ระดับน้ำเป็นตัวบอกเวลาตามเครื่องหมายที่กาไว้อยู่ด้านใน เมื่อพระอาทิตย์ตกดิน นาฬิกาน้ำและเทียนสามารถทำหน้าที่ต่อจากนาฬิกาแดดตลอดคืน นาฬิกาของซูซัง เป็นระบบกลไก มีขนาดสูง 30 ฟุต ลักษณะเหมือนกับกังหันน้ำ เป็นต้น คลิกครับ
	นาฬิกากลไก เชื่อกันว่า นาฬิกาแบบกลไกสร้างขึ้นครั้งแรกในโบสถ์ เพื่อใช้ระบุเวลาของการสวดมนต์ในแต่ละวัน เนื่องจากสังคมมีขนาดใหญ่โตขึ้น จำนวนคนในชุมชนมากขึ้น จึงต้องการเวลาที่มีความเที่ยงตรง ระบบกลไกเป็นทางเลือกที่ดีสุด มีการใช้นาฬิกาแบบปล่อยเฟือง โดยใช้พลังงานจากตุ้มน้ำหนัก นาฬิกาสวิสถูกสร้างขึ้นเมื่อปี 1540 ใช้ลูกตุ้มแกว่งกวัดไปมา นาฬิกาแบบกลไกช่วยจำลองการเคลื่อนไหวของท้องฟ้า เปรียบได้กับการสร้างสรรค์ของสวรรค์ จึงเป็นตัวแทนของความดี ความเฉลียวฉลาด และความเป็นอุตสาหกรรม วงล้อทั้งหมดของกลไกมีส่วนคล้ายกับการเคลื่อนที่ของจักรวาล คลิกครับ
	แรงจากสปริง ก้าวกระโดดใหญ่สุดของมนุษย์ในการทำนาฬิกาคือสปริง นาฬิกาแบบสปริงถูกผลิตขึ้นในประเทศฝรั่งเศส ปี 1540 การผลิตนาฬากาในสมัยนั้นต้องการความละเอียดอ่อนมาก จึงต้องอาศัยความชำนาญของช่างนาฬิกา คุณจะได้เห็นนาฬิการะบบกลไกอันสวยงาม ภายในพิพิธภัณฑ์ของชายสูงอายุผู้หนึ่งที่ชอบสะสมนาฬิกาเก่า ในช่วงต้นปี 1600 นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาเลียน กาลิเลโอ สังเกตการเคลื่อนไหวของตะเกียงน้ำมันในโบสถ์ พบว่าการแกว่งของมัน มีจังหวะหรือคาบเวลาที่เท่าเดิมแม้ว่าจะแกว่งขึ้นมากหรือน้อยก็ตาม แต่ตัวท่านเองไม่ได้ค้นคิดเพิ่มเติมต่อ รอจนถึงนักวิทยาศาสตร์ชาวดัสต์ ชื่อ คริสเตียน ฮอยเกน ได้นำแนวคิดนี้ไปสร้างนาฬิกาแบบลูกตุ้มสำเร็จ คลิกครับ
	ถูกออกแบบให้สวยงาม ช่วงต้นปี ค.ศ. 1700 ชาวฝรั่งเศสเริ่มมีการตกแต่งนาฬิกาลูกตุ้มให้มีความหลายหลายและสวยงามขึ้น มีการนำไปเป็นเครื่องประดับบ้าน ความหลงไหลต่อนาฬิกาเกิดขึ้นแล้ว โดยไม่มีคนใดสามารถควบคุมได้ ขณะเดียวกันการใช้งานจริงของนาฬิกาพึ่งจะเริ่มต้นเท่านั้น คลิกครับ
	ผู้เข้าแข่งขัน การเดินเรือในสมัยก่อนมีปัญหามากมาย เพราะไม่มีใครสามารถระบุตำแหน่งของเรือได้อย่างแม่นยำ รัฐบาลอังกฤษในช่วงต้นปี 1700 เสนอเงินรางวัลกว่า 20,000 ปอนด์ ถ้าเทียบกับปัจจุบันเป็นจำนวนหลายล้านปอนด์ แก่ผู้ที่สามารถแก้ปัญหาเส้นรุ้งและเส้นแวงได้ ปัญหาที่แท้จริงอยู่ที่ว่า ยังไม่มีใครสามารถสร้างนาฬิกาที่มีความแม่นยำและใช้อยู่บนเรือได้ เพราะตอนนั้นมีแต่นาฬิกาแบบลูกตุ้ม ผู้ที่เสนอตัวแข่งขันมีมากมาย แต่คนหนึ่งที่คาดไมถึง เพราะเป็นช่างไม้ธรรมดา เขามาทำอะไร คลิกครับ
	ช่างนาฬิกาผู้ยิ่งใหญ่ เมื่อแฮริสันตัดสินใจเข้าแข่งขัน เขาคงคิดไปไม่ถึงว่า ต้องใช้เวลาอีกหลายปี สิ่งประดิษฐ์ที่เขาคิดจึงประสบความสำเร็จ แฮริสันมาถึงลอนดอนในปี ค.ศ. 1730 โดยพบว่ามีคณะกรรมการจัดการแข่งขัน เหลือเพียงคนเดียว นอกนั้นไม่มีใครอยู่ในสำนักงาน (ไปเที่ยวหมดมั้ง ! ) แต่คนเดียวก็เกินพอแล้ว เพราะเขาสนใจงานของแฮริสันมาก และช่วยแนะนำให้แฮริสันไปพบกับช่างนาฬิกาชั้นแนวหน้าของกรุงลอนดอน แฮริสันใช้เวลากว่า 5 ปีจึงสร้างนาฬิการุ่นแรกสำเร็จ สูง 3 ฟุต หนัก 70 ปอนด์ เป็นระบบกลไกแบบถ่วงน้ำหนัก เมื่อกลับหัวนาฬิกายังสามารถแกว่งได้ ใช้ในเรือเดินทะเลได้ แต่เขาไม่มีความพอใจกับนาฬิการุ่นนี้เอาเสียเลย และต้องอดทนอีก 19 ปี เพื่อทำอะไร! คลิกครับ
	นายช่างคนที่สอง แทรี่ ได้รับข้อเสนอจากนักธุรกิจ ให้ผลิตนาฬิกาไม้แบบกลไก เป็นจำนวน 4,000 เรือน ในระยะเวลา 3 ปี เทคนิคการผลิตจำนวนมากจึงถูกคิดขึ้น จนทำให้นาฬิกามีราคาถูกลง คนทั่วไปสามารถหาซื้อได้ คลิกครับ
	ความสับสนเกี่ยวกับเวลา ความสับสนเกี่ยวกับเวลาเป็นอันตรายมากกับการเดินทางโดยรถไฟ บ่อยครั้งที่รถไฟวิ่งชนกัน เพราะแต่ละท้องถิ่นมีเวลาเป็นของตนเอง ซึ่งไม่ตรงกับเวลาของท้องถิ่นอื่น ในที่สุดการรถไฟจึงต้องตั้งเวลามาตรฐานของตนเองขึ้น เรียกว่า เวลารถไฟ ต่อมาปี 1883 รัฐบาลของอเมริกาจึงได้จัดตั้งเวลามาตรฐานขึ้น คลิกครับ (windows media 1.6 MB)
	เวลาที่พกพาได้ ปลายศตวรรษที่ 17 ได้มีการพัฒนาสปริงสมดุล ทดแทนลูกตุ้มนาฬิกา ทำให้นาฬิกามีขนาดเล็กลง ขณะที่นาฬิกาข้อมือเริ่มใช้กันในศตวรรษที่ 19 โดยผู้หญิงให้ความสนใจมากกว่า ผู้ชาย แต่เมื่อเกิดสงครามโลกครั้งที่ 1 รสนิยมของผู้ชายก็เปลี่ยนไปโดยยอมรับนาฬิกาข้อมือเป็นส่วนหนึ่งขณะออกสงครามด้วย หลังสงครามทำให้ผู้ชายสนใจนาฬิกาข้อมือมากกว่าผู้หญิงเสียอีก ปี 1950 สวิตเซอร์แลนด์ ได้ผลิตนาฬิกาข้อมือขนาดเล็ก ทำให้เป็นที่นิยมของตลาดโลก และสามารถครองตลาดโลกได้กว่า 60 เปอร์เซนต์ ปี 1966 มีการพัฒนานาฬิกาข้อมืออิเล็กทรอนิกส์ขึ้น เรียกว่านาฬิกาควอทซ์ ประเทศญี่ปุ่นยอมรับ และผลิตออกมาอย่างมากมาย ผู้คนให้ความสนใจมาก ทำให้ให้ศูนย์กลางของนาฬิกาเปลี่ยนมือจากสวิตเซอร์แลนด์ไปที่ญี่ปุ่น ส่วนแบ่งของสวิตลดลงจาก 60 เปอร์เซนต์ลงเหลือ 9 เปอร์เซนต์ เพื่อเป็นการตอบโต้ฝ่ายญี่ปุ่น สวิตได้ออกนาฬิกาแบบผสมคือมีทางไฟฟ้า และกลไกเรียกว่า นาฬิกาสวอทซ์ ( Swatch) คลิกครับ windows media 4 MB
	นาฬิกาอะตอม ปี ค.ศ. 1955 นาฬิกาอะตอมเรือนแรกได้ถูกพัฒนาขึ้น มีความเที่ยงตรงมาก ถึงขนาดผิดพลาดไปเพียง 1 วินาที ในระยะเวลา 300 ปี นาฬิกาพวกนี้ถูกนำไปใช้ในดาวเทียม การวัดกระแสน้ำ และการปรับค่าเครื่องมือวัดละเอียด การใช้นาฬิกาอะตอมยังทำให้เราทราบว่า โลกหมุนช้าลง คลิกครับ (windows media 2.7 MB)

นาฬิกาแบบควอทซ์ ได้ประดิษฐ์ขึ้นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1927 โดย Warren A. Marrison และ J.W. Horton โดยอาศัยหลักการสั่นสะเทือน (Vibratian) ของผลึก (Quartz Crystal) ที่มีค่าคงที่ หลักการทำงานเป็นอย่างไร นักศึกษาทดลองบรรยายลงใน

ภาพข้างล่างนี้เป็นภาพของฝาแฝดคู่หนึ่ง รูป a คู่แฝดกำลังลากันเพื่อออกเดินทางไปในอวกาศ ส่วนรูปที่ 2 คู่แฝดได้กลับมาจากการเดินทาง คุณจะสังเกตเห็นว่าคนที่เดินทางกลับมายังหนุ่มอยู่เลย ส่วนคนที่อยู่บนโลกได้เข้าสู่วัยชราแล้ว คุณว่าภาพนี้จะเป็นจริงได้หรือไม่จงอธิบาย

เวลาจริง (วินาที)	วัดได้จริง(วินาที)	สูงหรือต่ำกว่า (วินาที)
5
10
20
30
60
120

หนังสืออิเล็กทรอนิกส์
ฟิสิกส์ 1(ภาคกลศาสตร์)	ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)
ฟิสิกส์ 2	กลศาสตร์เวกเตอร์
โลหะวิทยาฟิสิกส์	เอกสารคำสอนฟิสิกส์ 1
ฟิสิกส์ 2 (บรรยาย)	แก้ปัญหาฟิสิกส์ด้วยภาษา c
ฟิสิกส์พิศวง	สอนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
ทดสอบออนไลน์	วีดีโอการเรียนการสอน
หน้าแรกในอดีต	แผ่นใสการเรียนการสอน
การทดลองเสมือน
บทความพิเศษ	ตารางธาตุ(ไทย1) 2 (Eng)
พจนานุกรมฟิสิกส์	ลับสมองกับปัญหาฟิสิกส์
ธรรมชาติมหัศจรรย์	สูตรพื้นฐานฟิสิกส์
การทดลองมหัศจรรย์	ดาราศาสตร์ราชมงคล
แบบฝึกหัดกลาง
แบบฝึกหัดโลหะวิทยา	แบบทดสอบ
ความรู้รอบตัวทั่วไป	อะไรเอ่ย ?
ทดสอบ(เกมเศรษฐี)	คดีปริศนา
ข้อสอบเอนทรานซ์	เฉลยกลศาสตร์เวกเตอร์
คำศัพท์ประจำสัปดาห์
ความรู้รอบตัว
การประดิษฐ์แของโลก	ผู้ได้รับโนเบลสาขาฟิสิกส์
นักวิทยาศาสตร์เทศ	นักวิทยาศาสตร์ไทย
ดาราศาสตร์พิศวง	การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์
การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ
การเรียนการสอนฟิสิกส์ 1 ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
1. การวัด	2. เวกเตอร์
3. การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ	4. การเคลื่อนที่บนระนาบ
5. กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน	6. การประยุกต์กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
7. งานและพลังงาน	8. การดลและโมเมนตัม
9. การหมุน	10. สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
11. การเคลื่อนที่แบบคาบ	12. ความยืดหยุ่น
13. กลศาสตร์ของไหล	14. ปริมาณความร้อน และ กลไกการถ่ายโอนความร้อน
15. กฎข้อที่หนึ่งและสองของเทอร์โมไดนามิก	16. คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
17. คลื่น	18.การสั่น และคลื่นเสียง
การเรียนการสอนฟิสิกส์ 2 ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
1. ไฟฟ้าสถิต	2. สนามไฟฟ้า
3. ความกว้างของสายฟ้า	4. ตัวเก็บประจุและการต่อตัวต้านทาน
5. ศักย์ไฟฟ้า	6. กระแสไฟฟ้า
7. สนามแม่เหล็ก	8.การเหนี่ยวนำ
9. ไฟฟ้ากระแสสลับ	10. ทรานซิสเตอร์
11. สนามแม่เหล็กไฟฟ้าและเสาอากาศ	12. แสงและการมองเห็น
13. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ	14. กลศาสตร์ควอนตัม
15. โครงสร้างของอะตอม	16. นิวเคลียร์
การเรียนการสอนฟิสิกส์ทั่วไป ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
1. จลศาสตร์ ( kinematic)	2. จลพลศาสตร์ (kinetics)
3. งานและโมเมนตัม	4. ซิมเปิลฮาร์โมนิก คลื่น และเสียง
5. ของไหลกับความร้อน	6.ไฟฟ้าสถิตกับกระแสไฟฟ้า
7. แม่เหล็กไฟฟ้า	8. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากับแสง
9. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ อะตอม และนิวเคลียร์

คลิกอ่านต่อครับ

เดือนและวันในสัปดาห์

แนะนำเรื่อง เล่าให้ฟัง

รายละเอียด