กาลิเลโอ

posted on 04 Dec 2011 23:11 by xn--12c1cxcxack

นาฬิกาเดอดอนติ (De Dond s clock) จำลองแบบมาไว้ที่สถาบันสมิทโซเนียน วอชิงตัน จากนาฬิกาซึ่ง กิโอวานนิ เดอ ดอนดิ (Giovanni De Dondi) ใช้เวลา ๑๖ ปีสร้างขึ้นเสร็จ เมื่อ ค.ศ. ๑๓๖๒ เป็นนาฬิกาเชิงกลชั้นเยี่ยมเรือนแรก ซึ่งมีชื่อเป็นที่รู้จักกันในยุโรป เป็นนาฬิกาที่ทำให้มีการประดิษฐ์นาฬิกางดงามขึ้นใน ๒-๓ ศตวรรษต่อมา นาฬิกาเรือนนี้ไม่เพียงแต่บอกเวลาเท่านั้น ยังบันทึกบอกการเคลื่อนไหวของดาวเคราะห์ ด้วยระบบเกียร์อันซับซ้อนนับจากซ้ายไป หน้าปัดบนบันทึกการเคลื่อนไหวของดาวอังคาร ดวงอาทิตย์ และดาวศุกร์ หน้าปัดล่างบอกเวลาลำดับ ๒๔ ชั่วโมง

     นาฬิกาเชิงกลรุ่นแรกๆ มีชิ้นส่วนประกอบมากมาย ทำหน้าที่เกี่ยวโยงกัน อาศัยกำลังจากแท่งน้ำหนัก   ยึดด้วยเชือกพันรอบเพลา เมื่อแท่นน้ำหนักเลื่อนต่ำลง เชือกที่พันออกแรงหมุนเพลา เพลาจึงเคลื่อนไหว ตามระบบฟันเฟือนและเกียร์ ซึ่งบังคับระฆังให้ตี ชั่วโมง และมีเข็มชี้บอกเวลา

     ความริเริ่มการวัดอันตรภาคเวลาสั้นๆ ได้ ละเอียดครั้งแรกมาจากชาวอิตาลีชื่อ กาลิเลโอ (Galileo Galilei, ค.ศ. ๑๕๔๖-๑๖๔๒) เวลานั้นเขาเป็น นักเรียนแพทย์ ใน พ.ศ. ๒๑๒๖ (ค.ศ. ๑๕๘๓) เขาได้ สังเกตโคมในโบสถ์เมืองพิสา (Pisa) แกว่งไปมา ใช้เวลาเท่ากันไม่ว่าจะแกว่งมากหรือน้อย

     ต่อมากาลิเลโอเลิกศึกษาวิชาแพทย์ แล้วมา ศึกษาคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ เขาได้ใช้นาฬิกาน้ำ ตรวจสอบความละเอียดแม่นยำวัดเวลาลูกตุ้มแกว่งไปมา โดยใช้น้ำซึ่งไหลออกจากรูในภาชนะซึ่งตั้งอยู่เบื้องบน ให้ลงมาในภาชนะซึ่งอยู่เบื้องล่าง ถ้าน้ำหนักของน้ำ ซึ่งไหลออกระหว่างเวลาลูกตุ้มแกว่งไปและกลับครั้ง แรก เหมือนกับเวลาลูกตุ้มแกว่งไปกลับครั้งหลัง เขา ก็รู้ว่าการแกว่งไปมาใช้เวลาเท่ากัน

     การทดลองของเขาได้แสดงว่า เวลานานของ การแกว่งเร็วหรือช้าขึ้นอยู่กับความยาวของคานลูกตุ้ม เวลาแกว่งไปมานานเป็นสองเท่าเมื่อคานลูกตุ้มยาว สี่เท่า และถ้าให้เวลาแกว่งไปมาเป็นสามเท่า คาน ลูกตุ้มต้องยาวเก้าเท่า ความยาวของลูกตุ้มเปลี่ยน แปลงตามกำลังสองของเวลาแกว่งไปมา บัดนี้ เรา รู้ว่ากฎเกณฑ์นี้เป็นจริงสำหรับโค้งแกว่งที่ไม่ใหญ่นัก และไม่ถูกต้องทีเดียวสำหรับโค้งแกว่งที่ใหญ่มาก

     เมื่อกาลิเลโอมีความคิดที่จะใช้ลูกตุ้มน้ำหนักสร้าง นาฬิกา เขามีอายุมากเสียแล้ว ตาก็เกือบไม่เห็น เขา ได้วาดรูปออกแบบสร้าง แต่ยังไม่ทันได้สร้างเป็น เครื่องเสร็จก็ถึงกรรมเสียก่อน ภายหลังกาลิเลโอ ถึงแก่กรรมไปแล้วได้ ๑๔ ปี ไฮเกนส์ (Christian Huygens, ค.ศ. ๑๖๒๙ -๑๖๙๕, ชาวฮอลแลนด์ นัก ดาราศาสตร์) ได้อาศัยความคิดของกาลิเลโอสร้าง นาฬิกาจักรใช้ลูกตุ้มน้ำหนักเป็นเรือนแรกซึ่งให้ ความแม่นยำดีขึ้นมากและสามารถนับเวลาเป็นวินาที ได้

กาลิเลโอ กำลังสังเกตโคมในโบสถ์พิสา แกว่งไปและกลับได้จังหวะเวลาเท่ากัน ไม่ว่าโค้งที่แกว่งไปและกลับใหญ่หรือเล็ก

       ในกรณีที่มีนักวิทยาศาสตร์ชื่อเสียงโด่งดัง เช่น ไฮเกนส์ ได้ใช้เวลาค้นคว้าออกแบบสร้างนาฬิกาให้ เก็บเวลาได้ดีขึ้น แสดงให้เห็นความสำคัญของการวัด เวลาในทางวิทยาศาสตร์ กาลิเลโอได้ใช้ลุกตุ้มน้ำหนัก สังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ และใช้นาฬิกาน้ำศึกษา การเคลื่อนที่ของดาวเดือนในท้องฟ้า เครื่องวัดเวลา ในสมัยนั้นสามารถใช้ข้อมูลทางดาราศาสตร์ ช่วย ให้เคพเลอร์ (Johannes Kepler, ค.ศ. ๑๕๗๑ - ๑๖๓๐, ชาวเยอรมัน นักดาราศาสตร์) สามารถสร้างกฎซึ่ง มีชื่อเป็นประวัติการณ์ของการเคลื่อนที่ของดาวพระเคราะห์ ๓ กฎ

๑. ดาวเคราะห์ทุกดวงเคลื่อนที่ไปตามวงรี (ellipse) ซึ่งมีดวงอาทิตย์อยู่ที่โฟกัส

๒. รัศมีเวกเตอร์ของดาวเคราะห์ทุกดวงผ่านไป ทำพื้นที่เท่ากันในเวลาเท่ากัน

๓. กำลังสามของระบบปานกลางของดาวเคราะห์สองดวงใดๆ จากดวงอาทิตย์สัมพันธ์กันกับ กำลังสองของคาบเวลาซึ่งดาวพระเคราะห์เคลื่อนที่ไป รอบดวงอาทิตย์

     โครงการศึกษาและวิจัยดังได้กล่าวมาแล้ว และ โครงการอื่นๆ อีกหลายโครงการ ต้องอาศัยการวัด เวลาให้ได้แม่นยำดีขึ้นๆ เพื่อสนองความต้องการ มี การออกแบบใหม่ๆ ที่จะไม่ให้ความยาวของคานลูกตุ้มน้ำหนักเปลี่ยนแปลงไปตามการเปลี่ยนแปลงของ อุณหภูมิ ซึ่งเท่ากับทำให้อันตรภาคของเวลาแกว่ง ไม่เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น เหล็ก ที่ใช้ทำคานลูกตุ้มน้ำหนักยาวหนึ่งเมตรขยายตัวยาว ออกไป ทำให้เวลาแกว่งช้าลงไป อุณหภูมิสูงขึ้น เพียง ๕ องศาเซลเซียส ลูกตุ้มน้ำหนักที่ยาวออกไป จะเปลี่ยนแปลงเวลาแกว่งในวันหนึ่งๆ น้อยลงไปถึง ๒
วินาที ได้มีการทดลองใช้วัตถุหลายอย่างทำลูกตุ้มน้ำหนัก เพื่อแก้ปัญหานี้ ทุกวันนี้จึงใช้โลหะผสม เหล็กกับนิกเกิล ซึ่งจะไม่เปลี่ยนแปลงตามการเปลี่ยน แปลงของอุณหภูมิ ทั้งยังได้ประดิษฐ์ดัดแปลงส่วนของ เครื่องซึ่งควบคุมการเคลื่อนไหวให้ได้จังหวะเวลา สม่ำเสมอ ในชั่วเวลาหนึ่งศตวรรษนับตั้งแต่ได้มีการ ใช้นาฬิกาลูกตุ้มน้ำหนัก เมื่อถึงคริสต์ศตวรรษที่ ๑๘ นาฬิกาชนิดนี้สามารถรักษาเวลาได้แม่นยำภายใน ๒-๓ วินาทีในหนึ่งสัปดาห์

 

Comment

Comment:

Tweet

หวัดดีค่ะblogสวยดีนะคะ

#8 By แก้วเซรามิค (61.90.109.119) on 2011-12-22 23:17

ทักทายจ้า ยินดีที่ได้รู้จักนะ

#7 By น๊อต (61.90.109.119) on 2011-12-22 23:16

โอ้วเจ่มมากเลยครับ นอนละฝันดีครับ

#6 By ออกแบบโลโก้ (110.168.183.206) on 2011-12-16 03:27

ขอบคุณสำหรับเรื่องราวดีๆนะคะ

#4 By รับทำเว็บ (58.9.119.100) on 2011-12-10 02:01

เพสสวยดีนะคะทักทายคะ

#3 By ขายน๊อต (58.9.119.100) on 2011-12-10 02:01

ทักทายจ้า

#2 By ขายเครื่องเสียงรถ (58.9.119.100) on 2011-12-10 01:34

หน้าสนใจนะคะ

#1 By แก้วเซรามิค (58.9.119.100) on 2011-12-10 01:33