Phương Trình Thời Gian Là Gì? Nó Được Áp Dụng Vào Sản Xuất Đồng Hồ Như Thế Nào?

Phương trình thời gian là gì? Nó được áp dụng vào sản xuất đồng hồ như thế nào? Có lẽ mô tả dễ hiểu nhất là phương trình thời gian là sự khác biệt giữa thời gian được báo trên đồng hồ mặt trời và thời gian được báo trên đồng hồ. Hãy cùng donghocover tìm hiểu ngay.

Phương trình thời gian là gì?

Một thử nghiệm nhỏ về tư duy giúp chúng ta đi nước hoa le labo mùi nào thơm nhất đúng tâm trí để hiểu được vẻ đẹp của phương trình phức tạp thời gian. Hãy tưởng tượng rằng tất cả những ánh sáng nhân tạo làm sương mù bầu trời buổi tối đã biến mất và nguồn ánh sáng duy nhất trong thế giới của bạn, ngoài ánh sáng yếu ớt của bất cứ ngọn lửa nào bạn có thể thắp lên, là mặt trời.

Bóng tối bây giờ là một thứ gì đó đáng sợ không thể tưởng tượng được – không thể thoát ra, đầy những đôi mắt rực sáng và nguy cơ sinh tử. Trong một thế giới như thế này việc mặt trời mọc giống như một cuộc giải thoát khỏi cái chết theo cách mà trí óc hiện đại khó có thể tưởng tượng được – bạn cũng nên chú ý.

Thế lưỡng nan lưỡng nan

Nhân loại đã nghiên cứu bầu trời trong một thời gian dài, kiên nhẫn lập biểu đồ / tính toán chuyển động của các vì sao, vắt kiệt trí tuệ và trí tưởng tượng trong việc suy ngẫm về bản chất của các vật thể thực sự ở vĩnh viễn. Mặt trời, mặt trăng và các vì sao – xoay quanh cái gì? Chúng là gì? Cái gì là “không có gì” mà trái đất được cho là treo trên đó?

Tuy nhiên, vào cuối thế kỷ 17, hai điều đã trở nên rõ ràng. Đầu tiên là Trái Đất quay quanh Mặt Trời không theo một hình tròn hoàn hảo mà là trong một hình elip. Thứ hai là trục của Trái Đất không hoàn toàn thẳng đứng mà nghiêng đáng kể, khoảng 23 độ và bảy phút cung.

Các mùa chủ yếu là do độ nghiêng của trục Trái Đất. Ở bán cầu Bắc, khi cực Bắc nghiêng về phía Mặt Trời, ngày dài hơn và Mặt Trời cao hơn trên bầu trời; khi cực Bắc khuất khỏi Mặt Trời (sáu tháng sau), ngày ngắn hơn và Mặt Trời thấp hơn trên bầu trời. Nếu bạn đo độ cao của Mặt Trời trên đường chân trời hàng ngày vào đúng buổi trưa, bạn sẽ thấy rằng độ cao của Mặt Trời thay đổi một chút mỗi ngày – cao nhất vào hạ chí và thấp nhất vào đông chí.

Càng xa càng tốt. Nhưng bạn cũng sẽ nhận thấy một điều khác – thời điểm mặt trời ở điểm cao nhất trên bầu trời mỗi ngày không phải lúc nào cũng chính xác vào buổi trưa! Trên thực tế, cực điểm của mặt trời, hay thời gian nó đạt tới cực điểm, khớp với đồng hồ, thật đáng kinh ngạc, chỉ có bốn ngày một năm.

Bực tức vì điều này, bạn quyết định đi đến tận cùng của bí ẩn, và vì vậy mỗi ngày vào buổi trưa trên đồng hồ của bạn, bạn chụp ảnh mặt trời. Vào cuối năm, bạn chồng lên tất cả các bức ảnh và bạn nhận thấy một điều rất kỳ lạ – trong hơn một năm, vị trí của mặt trời trên bầu trời, vào buổi trưa, tìm ra một hình số tám trông kỳ lạ. Cái quái gì thế??

Hình số tám trên bầu trời kỳ quặc này được gọi là một phép tương tự, và thực tế là mặt trời đôi khi đi trước nơi nó cần đến vào buổi trưa, và những lúc khác lại ở phía sau vị trí lẽ ra vào buổi trưa, là phương trình của kim thời gian trên một xem minh họa.
Lý do cho sự khác biệt giữa thời gian trên đồng hồ và vị trí của Mặt Trời trên bầu trời – mà theo lẽ tự nhiên, là thời gian mà đồng hồ mặt trời sẽ hiển thị – là do trục nghiêng của Trái Đất. Vì quỹ đạo của Trái Đất là hình elip, Mặt Trời dường như tăng tốc và chậm lại trong suốt một năm.

Một vật thể quay quanh một đường elip sẽ tăng tốc độ và sau đó giảm tốc độ khi nó chạy dọc giữa điểm cận nhật (điểm gần mặt trời nhất) và điểm cận nhật (điểm xa mặt trời nhất). Việc tăng tốc và giảm tốc độ này góp phần làm thay đổi thời gian mặt trời với chu kỳ một năm vào phương trình thời gian. Nhưng trục nghiêng của trái đất không chỉ làm cho mặt trời xuất hiện đôi khi cao hơn và đôi khi thấp hơn trên bầu trời – bởi vì độ nghiêng làm cho mặt trời dường như lắc lư không chỉ lên xuống, mà còn quay đi quay lại, nó còn góp phần vào phương trình của thời gian – nhưng theo chu kỳ hai lần một năm.

Nghệ sĩ Cam

Phương trình thời gian trên đồng hồ đeo tay hoặc đồng hồ có thể được thể hiện theo nhiều cách khác nhau. Cách phổ biến nhất là có một khu vực trên mặt số với một kim chỉ báo cho biết bạn cần cộng hoặc trừ bao nhiêu để điều chỉnh từ thời gian trung bình của mặt trời sang giờ mặt trời biểu kiến, hay còn gọi là giờ mặt trời. Kim chỉ báo này di chuyển qua lại khi nó được điều khiển bởi các bánh răng gắn với một ngón tay kim loại, vạch ra các đường viền trên một chiếc cam hình quả thận quay mỗi năm một lần, và đường viền của chiếc cam tương ứng với sự tương phản.

Phương trình thời gian là một sự phức tạp bất thường để bắt đầu, ngay cả ở dạng đơn giản nhất của nó; một biến thể phức tạp hơn và thậm chí ít thường thấy hơn là phương trình biểu thị thời gian, trong đó có hai kim phút trên mặt số – một kim cho thời gian trung bình và một cho giờ mặt trời biểu kiến ​​(nói cách khác, phương trình kim thời gian) . Trong suốt một năm, kim EOT từ từ vượt qua và sau đó từ từ tụt lại phía sau kim phút khi mặt trời trên cao dần bắt kịp và sau đó tụt lại sau thời gian đồng hồ.

Trong lịch sử, phương trình thời gian là (và vẫn) là một tính năng hiếm thấy. Thông thường, nó được tìm thấy trong đồng hồ và hiếm khi trong đồng hồ bỏ túi. Những chiếc đồng hồ như vậy được sản xuất bởi những người có tên tuổi trong lịch sử đồng hồ: Thomas Mudge vào thế kỷ 18, và những người nổi tiếng như Leroy, Breguet, và Berthoud vào thế kỷ 19. Họ đã sản xuất phương trình thời gian trong đồng hồ theo yêu cầu chỉ dành cho những khách hàng lừng lẫy nhất.

Tất nhiên, chiếc đồng hồ nổi tiếng nhất sử dụng phương trình thời gian là chiếc Breguet ‘Marie Antoinette’ bị mất tích – Chén thánh của đồng hồ cổ điển. Trong phần lớn lịch sử đồng hồ, nếu một phương trình đồng hồ thời gian nằm trong túi áo gile của bạn, bạn phải là một hoàng tử thương gia hoặc một hoàng tử (hoặc công chúa) thực sự.