Открития при кварцовите часовници


Появата на кварцовия часовник не се е случила наведнъж, а много хора, открития и иновации са спомогнали за развитието на кварцовите часовници. В следващите редове ще проследим прогреса на тази технология по събития и години от откриването на пиезоелектричеството до изобретяването на LCD.
Още през далечната 1880 г. известният физик Пиер Кюри изиграва роля на пионер в историята на кварцовите часовници. Той наблюдава феномена пиезоелектричество и открива, че със сигурност кварцовия кристал произвежда електричество, когато е под напрежение. По-късно Кюри открива и, че обратното също е валидно – когато се приложи електричество на кристала, той се деформира и вибрира. Тези вибрации дават възможност на кристала да бъде много надежден при отчитане на времето. Кварцовият кристал в съвременните кварцови часовници работи като осцилатор, т.е. като произвеждащ вибрации, заместващ балансиращото колело при механичните часовници. Той вибрира при константна стойност, отмерен в кръгове на секунда. Електронният кръг отброява тези вибрации и ги отчита и преобразува в час, дата и друга информация, която часовникът показва.
Ученият Фридрих Райницер първи наблюдава течните кристали през 1888 г. Така за пръв път в края на 19 век учените разбрали за съществуването на течни кристали. След това Ото Леман, също професор германец, наблюдава и развива открието на Райницер. Въпреки ранните базови открития, практически течните кристали не били развити до 60-те години на 20 век, когато започва тяхното развитие в Съединените щати. Днес течнокристалните дисплеи са най-популярна форма за изобразяване на електронна информация, включително при часовниците.
За първи път Уорън Марисън разработва първият кварцов часовник през 1927 година. В началото на 20 век телефонните жици пренасяли много съобщения и радиопредавания, поддържайки устойчиви честоти, но с появата на монитора честотите станали голям технически проблем. Ето защо през 1927 г. роденият в Канада инженер търси по-надеждни честоти от стандартните на Бел. Основавайки се на по-ранните открития на пиезоелектричеството, той изобретил изключително точен часовник, базиращ се на вибрации на кварцов кристал в електрически кръг. Така часовникът на Марисън се превърнал в най-точният часовник до момента, който се превърнал и в световен стандарт за точност и доказал, че кварцовия осцилатор е по-точен от механизма на механичните часовници, използвани до този момент като световен коректив за точност на времето. Днес електронните часовници използват същата технология както и часовника на Марисън – регулярни вибрации на кварцов кристал.
Първите миниатюрни батерии се появили по време на Втората световна война. Батериите генерират електричество посредством електро-механична реакция. Батерията за часовник се състои от една клетка. Тъй като различните часовници имат различни изисквания, батериите са много разновидности по волтаж, размери и т.н. Първата батерия за часовник трябвало да бъде изобретена за първия електричен часовник и това станало през 1954 г.
Друго важно откритие в историята на кварцовите часовници е интегрирания кръг (или чип), който представлява миниатюрен електронен кръг. Той контролира функциите на кварцовия часовник. Много функции могат да се добавят днес в часовниците чрез използване на микропроцесор, превръщайки съвременните кварцови часовници в своебразни микрокомпютри. За развитието на този т.нар. интергиран кръг роля имат и Швейцария и Япония. Все пак първи швейцарците изобретяват първия такъв кварцов часовник протип Beta 21, при който кръгът имал 110 компонента. През 1970 г. японската компания Seiko също продуцират кварцов часовник 36SQC, използвайки CMOS чип. И двата часовника имат икономични на електричество integrated circuit. Днешните кварцови часовници използват CMOS технология с чип, съдържащ 100 000 компонента или повече.
Light-emitting Diode (LED) датират от 60-те години на 20 век. Тези диоди светят, когато им се приложи волтаж. При часовниците тези диоди са аранжирани в сегменти и светват, за да покажат час или друга информация на дисплея. Първите LED дисплеи се появили през 1964 г., но те били ръчно направени и били твърде скъпи и скоро отдръпнали потребителите от този вид часовници. Първите часовници с червено светещи диоди се появяват през 70-те години на 20 век.
През коледните дни на 1969 г. в Токио се появява първият масово пуснат на пазара кварцов часовник Seiko 35 SQ Astron. По това време Seiko произвеждали повече механични часовници от която и да е държава, но компанията официално започнала разработки на кварцови часовници още през 50те години на 20 век.
Малко по-късно Pulsar пускат първия дигитален кварцов часовник и той се превръща в един от първите масови продукти, резултат от революцията в микроелектрониката.
Първите масови електронни кварцови часовници с ниска цена се появяват в САЩ през 1976 г. Те са резултат от разработка на американската компания, специализирана в електрониката Texas Instruments. Те шокират всички свои конкуренти пускайки дигитален часовник с най-ниската до момента цена от 20 долара. Само 15 месеца преди това цените на такива часовници били 125 долара, а няколко месеца преди това 49,95 долара, така се разликата била наистина голяма и шокираща. Само след година същата компания пуска на пазара друг дигитален часовник модел 503 sport с нов рекорд в цената на стойност под 10 долара – 9,95 долара. През 80-те години обаче в Съединените щати започнали да навлизат още по-евтини часовници от чужбина, произвеждани с евтина работна ръка и с много ниски цени и компанията се оттеглила от производство на часовници.
Със съществуването на света постоянно се развива стремежа на хората за усъвършенстване начина на живот. Всяко нещо, така и часовниците са резултат от технологична процеси, чието откриване и развитие водят до съвременните високотехнологични часовници, които са перфектна комбинация между технологии и страхотен дизайн.