最早的钟表只有一个指针——时针,早期的怀表和手表也只有时针。直到1660年,还没有见到有分针的表。公元1665年,英国工匠约翰·菲塔造出了带有分针的表。秒针是在分针之后60年才出现的。这个历程一方面说明钟表工艺在不断进步,一方面又说明人类活动对时间的要求越来越精细。
自从手表诞生以后,人们就想尽办法地为提高手表的走时精度而努力。
为了使手表走得准,人们为表里的各种转轴安上了宝石轴承(又叫钻石轴承)。常见的“17钻”手表,里边就装着17只人造宝石的轴承。人造宝石非常坚硬,手表走上几十年,里边的齿轮转上几千万转也磨不坏它!
为了让手表走得准,人们又在摆轮游丝系统安装了防震器。防震器里的主角是防震簧,它好像汽车上的沙发椅,当汽车颠簸地前进时,沙发里的弹簧来回伸缩,使我们免受震动。防震簧有许多种,常见的有马蹄式防震簧、弹簧式样防震簧和三角形防震簧。
但是,“头上”戴着宝石、“脚下”踩着“沙发”的手表,有时仍然走不准。这是为什么呢?
钟表匠们发现,手表走得准不准还和摆轮游丝的周期有关系。摆轮周期越短,摆得越快,手表走得越准。你看:
这块粗表的摆轮是个懒汉,每秒钟来回振动25次,这块表走上一天就会差180秒。
这块细表的摆轮勤快些了,每秒钟来回跑3次,它走上一天只差12秒了!
这是一块快摆手表,里边的摆轮滴滴答答地飞快摆动,一忽儿左转,一忽儿右转,短短的一秒钟来回摆了6次。瞧!它走了整整一天,误差却只有6秒钟。
勤快的摆为什么走得准呢?
小陀螺可以揭开其中的奥秘。你玩小陀螺(捻捻转、地嗡子)时会发现,陀螺转得越快,它就越稳当,越能脚尖着地而不倒。要是它转慢了,就会乱晃起来。骑自行车时也会有这种情况:车轮转得愈快,车子愈不易倒。车轮转慢了,车子就不稳了。这说明,速度越大、周期越短,物体越能保持住它原来的样子,越不容易受到外来的影响。
摆轮游丝的稳定也和它的工作周期有关系,摆轮周期越短,频率越高,就越不易受到外界影响,走得就越准。照此说来,要想让手表走得准,那就要提高摆的频率,做到“快速追击”。
你也许会说,让摆轮每秒钟振动千万次、万万次,手表不就走得准了吗?
问题不那么简单,游丝和摆轮的频率根本到不了那么快!