250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 26)

Đồng hồ cát

1336

Ambrogio Lorenzetti (1290-1348)

Tác giả người Pháp Jules Renard (1864-1910) từng viết rằng, “Tình yêu tựa như một đồng hồ cát, với trái tim đầy ắp khi bộ não rỗng tuếch”. Đồng hồ cát đo thời gian bằng những hạt cát mịn chảy qua một cổ hẹp từ bình chứa phía trên. Độ dài thời gian đo được tùy thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm thể tích cát, hình dạng của bình chứa, bề rộng cổ thót, và loại cát sử dụng. Mặc dù đồng hồ cát có lẽ đã được sử dụng vào thế kỉ thứ ba trước Công nguyên, song bằng chứng được ghi chép đầu tiên về đồng hồ cát không hề xuất hiện mãi cho đến bức tranh tường năm 1338 Biểu tượng về Chính phủ tốt của họa sĩ người Italia Ambrogio Lorenzetti. Thật thú vị, những con thuyền buồm của Ferdinand Magellan lưu giữ 18 đồng hồ cát trên mỗi tàu khi ông cố đi vòng quanh địa cầu. Một trong những đồng hồ cát lớn nhất – cao 39 foot (11,9 m) – được xây dựng vào năm 2008 ở Moscow. Xuyên suốt lịch sử, đồng hồ được dùng trong các nhà xưởng và để kiểm soát độ dài các bài giảng thuyết trong nhà thờ.

Vào năm 1996, các nhà nghiên cứu người Anh tại Đại học Leicester xác định được rằng tốc độ chảy chỉ phụ thuộc vào vài centi-mét phía trên cổ thót chứ không phụ thuộc vào toàn khối cát phía trên. Họ còn tìm thấy rằng những hạt thủy tinh nhỏ gọi là ballotini đem lại kết quả sinh lợi nhất. “Với một thể tích ballotini cho trước,” các nhà nghiên cứu viết, “chu kì được kiểm soát bởi kích cỡ của chúng, cỡ khẩu độ, và hình dạng bình chứa. Biết rằng khẩu độ ít nhất gấp 5 lần đường kính hạt, chu kì P được cho bởi biểu thức P = KV(D − d)^−2,5, trong đó P được đo bằng giây, V kí hiệu cho thể tích toàn phần của ballotini theo ml, d là đường kính hạt cực đại tính theo mm…, và D là đường kính của khẩu độ tròn tính theo mm. Hệ số tỉ lệ K phụ thuộc vào hình dạng của bình chứa.” Ví dụ, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy các giá trị khác nhau của K cho bình chứa hình nón và hình đồng hồ cát. Mọi tác động nhiễu đối với đồng hồ cát đều làm tăng chu kì thời gian, nhưng các thay đổi về nhiệt độ chẳng gây ra hiệu ứng nào quan sát được.

Đồng hồ cát có lẽ đã được sử dụng vào thế kỉ thứ ba tCN. Các thuyền buồm của Ferdinand Magellan có 18 đồng hồ cát trên mỗi thuyền khi ông cố đi vòng quanh địa cầu.

XEM THÊM. Đồng hồ Mặt Trời (3000 tCN), Đồng hồ kỉ niệm (1841), Du hành thời gian (1949), Đồng hồ nguyên tử (1955).

250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí | Clifford A. Pickover
Bản dịch của Thuvienvatly.com
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>