시계 - 시계는 시간을 재는 도구이다. 고대부터 시간의 측정을 위해 많은 노력이 경주되었고 대부분 태양을 이용하여 시간을 측정하였다. 영국의 스톤헨지는 계절의 시간을 측정하는 거석문화의 유적이고 우리나라의 앙부일구는 훌륭한 해시계이다. 계절과 시간을 측정할 수 있었기 때문이다. 그외에도 물의 흐름을 이용하던가 모래의 운동을 이용한 모래시계가 있었지만 근대적 의미의 시계는 네덜란드의 호이겐스에 의해 발명되었다. 호이겐스의 추시계는 갈릴레오가 발견한 진자의 등시성에 근거를 두고 있다. 추시계의 기본원리는 매달린 추가 동일 시간간격으로 운동할 때마다 톱니를 한칸씩 움직여 시계바늘을 움직이게 하는 것이다. 그러나 추시계는 움직이는 곳에 설치할 수 없는 단점이 있어, 그 후 태엽의 동력을 이용한 태엽시계가 만들어 졌다. 감긴 태엽은 스프링의 일종이므로 원래대로 풀리는 성질이 있는데 이 복원력으로 톱니를 회전시켜 시계바늘을 움직이는 시계이다. 아직도 값비싼 시계가 태엽시계인 것은 보수적인 사람들의 권위에 대한 향수가 그 원인이라고 할 수 있다. 중력의 효과까지도 보정한다는 뚜루비옹을 채용한 시계는 수억원을 호가한다. 그러니 부자들이 부를 과시하는데 있어 애용될 수 밖에 없다.

현대에는 전자시계가 값도 싸고 정확해서 대중화 되어 있다. 전자시계는 주로 수정을 이용하는데 적절하게 잘려진 수정은 고유 진동수를 갖는다. 약 3.5MHz의 고유진동수를 갖는 수정을 콘덴서 사이에 끼우고 직접회로에 연결하여 발진시키면 60Hz의 신호를 얻을 수 있다. 이 신호를 세면 초가 되고, 60초가 지나면 1분이 되도록하여 시간을 측정한다. 수정발진 시계는 보통 손목시계에 많이 이용하고 있으며, 이외에도 비디오나 전자렌지, 전축등에 붙어 있는 시계는 전기신호를 직접 세어서 시간을 측정한다. 거의 전 세계적으로 60Hz의 교류발전을 하므로 전기의 신호를 시간측정에 이용할 수 있는 것이다. 이를 전기시계라 하는데 정전시 시계가 멈추는 것이 단점이라 할 수 있다. 이외에도 자석진자를 이용하는 트랜지스터 시계가 있다. 보통 건전지로 작동하는 벽시계가 여기에 해당하는 것으로 휴대가 곤란하지만 건전지 1개로 1년 정도를 사용할 수 있는 장점이 있다.

국제 도량형협회에서는 1967년에 1초의 정의를 세슘(Cs)-133 원자에서 방출된 특정한 파장의 빛이 9,192,631,770번 진동하는데 걸리는 시간으로 재정의 했다. 특정 파장이란 Cs 원자의 2S 전자궤도의 전자가 1S 상태로 천이하면서 방출하는 노란색 계통의 빛의 파장을 의미한다. 결국 Cs원자 시계란 빛의 진동수를 측정하는 시계이며 빛의 특정한 특성 때문에 정밀도가 매우 높다. 우리나라는 대전에 있는 한국표준연구원에 Cs 원자시계를 설치해 놓고 공중파로 시간 지시 전파을 방출하여 컴퓨터, 핸드폰 등에서 시간을 화면에 표시할 수 있도록 관리하고 있다. 

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Posted by 다재헌
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