שעון

שעון הוא מכשיר מדידה המשמש למדידת זמן ולהצגתו. בשעונים הנפוצים בשימוש יום-יומי מקובל לציין את הזמן בשעות, בדקות ולעיתים אף בשניות, בתצוגת שעון בן 24 שעות (בדרך כלל, דיגיטלי) או שעון בן 12 שעות. לאורך ההיסטוריה השתמשו בסוגים שונים של התקנים למעקב אחר שעות היממה.

שיטות מדידה

 שעון שמש - שעון השמש הראשון היה פשוט מאוד. היה זה מקל זקוף הנעוץ באדמה, שצלו נופל על קיר או על אבן זקופה, בה יש שנתות שמראות את השעות. מכיוון שהשמש זורחת ממזרח ועוברת למערב דרך הדרום (בחצי הכדור הצפוני), הצל נע במעגל ומורה על שעות היום. חסרונו הוא בחוסר הדיוק שלו, הנובע ממיקומי הזריחה והשקיעה המשתנים בחורף ובקיץ. בעיה נוספת הייתה שהוא אינו עובד בלילה. עם השנים והצטברות הידע האסטרונומי השתכללו שעוני השמש מאוד, אך בעיות בסיסיות נותרו: על מנת לציין שעה מדויקת, על שעון השמש להיות גדול מאוד - עשרות מטרים - וממילא אין כל אפשרות לשאת אותו. בנוסף, נקודת תורפה של שעוני שמש הייתה פשוט עננות.
 שעון חול הוא מתקן למדידת פרק זמן נתון. השעון מורכב משני מכלים קטנים, שהאחד מהם קבוע במהופך מעל השני וביניהם חור קטן. המכל העליון ממולא בחול דק היורד בקצב קבוע אל המכל שמתחתיו בתוך פרק זמן מסוים. למדידה נוספת יש להפוך את המתקן וחוזר חלילה. שעוני החול הופיעו במאה הראשונה לספירה. עד היום יש אנשים שמשתמשים במטבח בשעוני חול של 3 או 4 דקות לבישול ביצים. כמו כן, בסאונה יבשה נהוג להשתמש בשעון חול למדידת משך הזמן המרבי המומלץ לשהיה במקום.

 שעון נר שעוני נר היו נרות שלאורכם (או על לוח מאחוריהם) היו שנתות לציון הזמן, וקיומם מתועד כבר במאה השישית לספירה. ניתן היה לקבל מהם דרגת דיוק רצויה - נרות דקים שימשו למדידת דקות ואף חלקי דקות, ועבים למדידת שעות. ניתן בקלות היה לקבל מהם קוצב זמן או שעון מעורר, על ידי חוט כותנה הכרוך סביב הנר במקום המתאים ואליו קשורה משקולת קטנה. כשהנר הגיע אל החוט החוט נשמט או נשרף, והמשקולת נפלה לתוך קערת מתכת בהשמיעה צלצול חזק למדי. יתרון ניכר של שעוני הנר על פני שעוני השמש היה חוסר תלותם לא באור יום ולא בשמים נקיים מעננות לפעולתם. עיקר השימוש בהם היה בשעות הלילה. חסרונותיהם מנו את הצורך במאגר נרות גדול למדי (לפחות נר לכל לילה) ובכיול השנתות לכל אצוות נרות, שכן מהירות הבעירה השתנתה עם שינוי הרכב חומר הבעירה, הרכב שלא היה ניתן לשליטה מדויקת בטכנולוגיית ימי קדם.
 שעון מים בנוי ממכל גדול מלא מים. בתחתית מכל המים מותקן צינור, שממנו זורם זרם דק של מים הנשפך לכוס בכל שנייה. מדידת זמן בשעונים אלה נעשתה על ידי שימוש בזרימה קצובה. בשעוני מים השתמשו במצרים החל במאה ה-14, אך במאה ה-17 שוב לא היה מקובל להשתמש בשעוני מים, סיבה מצוינת לכך הייתה שעל מנת לפתור את בעיית קצב הזרימה המשתנה (שכן ככל שעמוד המים במיכל נמוך יותר הלחץ פוחת) כללו מנגנונים מכניים מורכבים, וברגע שהומצא השעון המכני שוב לא היה הגיון בבניית שעון מים שמסובך לא פחות מבחינת המנגנון, ובנוסף כולל את מערכת המים.

 שעון מכני הומצא עוד לפני המאה ה-17, ומבוסס על ההבחנה של גלילאו שבזוויות קטנות קצב תנודת מטוטלת קבוע ללא תלות בזווית התנודה. בהמשך נעשה שימוש בקפיץ מתנודד ("קפיץ השערה") שמסתובב הלוך ושוב ומחקה בכך את פעולת המטוטלת. קצב התנודה קובע את מהירות הסיבוב של מערכת גלגלי שיניים המחוברים למחוגים או לתצוגה מכנית דיגיטלית. במאה ה-17 השעונים המכניים סבלו מחוסר דיוק ניכר בשל הקושי לחרוט גלגלי שיניים מדויקים וקיום חיכוך לא קבוע סביב מנגנון המטוטלת וקפיץ השערה. עם שיפור ברמת הייצור, הגיעו שעונים מכניים לרמת דיוק טובה מאוד. שעון מכני מדויק דורש שעות עבודת רבות של אוּמן מומחה, ולכן מחירו יקר מאד.
 שעון אלקטרוני הוא שעון המבוסס על מעגל תהודה חשמלי. דגמים מוקדמים כללו בדרך כלל מעגל תהודה מורכב מקבל וסליל מחוברים במקביל, אך בהמשך נתפס מקומם על ידי פטישון כיוון (Tuning Fork) כדוגמת מנגנוני Accutron, ובהמשך גם על ידי מנגנוני קוורץ המבוססים על גבישי קווארץ שרוטטים בקצב קבוע בהיותם תחת מתח חשמלי. את תנודות הגביש ניתן לתרגם לתצוגה דיגיטלית או אנלוגית. לשעוני קוורץ דיוק אופייני של שנייה אחת מדי יממה. שעוני היד הראשונים שהתבססו על מנגנון קוורץ פותחו על ידי חברת לונג'ין תחת המותג Ultra Quartz, ובהמשך על מגנון דומה שהופץ על ידי חברת Seiko היפנית. כיום, רוב שעוני היד שנמכרים מבוססים על מנגנון קוורץ.

סוגי שעונים

 שעון כיס הוא שעון שהומצא במאה ה-16 הוכנס לכיס, בדרך כלל מחובר למקטורן בשרשרת.
 שעון יד הוא שעון קטן שאפשר לעונדו על פרק היד, כצמיד. כך אפשר לראות מה השעה בקלות יחסית, בכל זמן ובכל מקום. יש שעוני יד דיגיטליים ויש שעוני יד אנלוגיים. יש שעונים המעוצבים בצורה שונה לגברים, נשים וילדים. יש שעונים המראים את התאריך ויש המוגנים מפני מים.
 שעון עֶצֶר (סטופר) משמש בתחרויות ספורט, כדי למדוד זמני ריצה ועוד. שעון עצר בנוי כך שרק כאשר לוחצים בלחצן אחד הוא מתחיל לפעול וכשלוחצים שוב הוא מפסיק לפעול. שעון עצר משמש למדידת זמן קצוב בלבד ולא כדי לדעת מה השעה. היום, כמעט בכל שעון יד יש סטופר.
 שעון זריקות הוא שעון המשמש בתחום הספורט, כדי לזרז את קצב המשחק של משחקי כדור שונים. בנוי כקוצב זמן (טיימר).
 שעון שחמט הוא צירוף של שני שעונים הקוצבים את הזמן הנותר לכל אחד משחקני השחמט. הפעלת שעון היריב עוצרת את התקדמות השעון של השחקן ולהפך. בשעונים מסוימים ניתנת תוספת זמן עם כל לחיצה כך שבמהלך פעולת השעון הזמן המוקצב לשחמטאי יורד, ועם הלחיצה על השעון מתווספות לזמן המוקצב מספר שניות (בדרך כלל 3 שניות לכל לחיצה).
 שעון קיר, הוא שעון גדול התלוי על קיר. במקומות רבים בעולם יש על בניינים ובמקומות מרכזיים שעוני קיר גדולים, שאפשר לראותם מרחוק. סוג מיוחד של שעוני הקיר הוא שעון המטוטלת, הנקרא גם אורלוגין. זהו שעון שבתחתיתו קבועה מטוטלת, המתנדנדת בקצב קבוע מצד לצד ומווסתת את תנועת המנגנון שלו. גלילאו גליליי גילה את מחזוריות המטוטלת, פיתח וייצר שעונים שהתבססו על תנועה מחזורית. שעון המטוטלת הומצא במאה ה-17.
 שעון קוקייה הוא שעון מטוטלת המעוצב בצורת בית קטן מעץ, שמדי שעה עגולה יוצאת מתוכו בובת עץ (לרוב בדמות ציפור קוקייה) המשמיעה את הצליל 'קוקו' מספר פעמים כמספר השעה.
 שעון מעורר שעון המורכב מלוח ספרות ומחוגים או שעון דיגיטלי. השעון המעורר משמיע צלילים בשעה המדויקת שאליה כיוונו אותו, כדי להעיר מהשינה או להזכיר מה השעה. יש מחוג מיוחד שאיתו מכוונים את השעה, או כפתור מיוחד בשעון דיגיטלי.
 שעון נוכחות הוא שעון לצורך איסוף נתונים על נוכחות בעבודה.
 כרונומטר הוא שעון בעל דיוק רב, המשמש בכלי שיט למציאת השעה בקו אורך 0 - קו גריניץ'.
 שעון אטומי הוא שעון העושה שימוש בתהודה מגנטית ונחשב כמודד זמן מדויק ביותר. סוג נוסף של שעון אטומי הוא שעון אטומי אופטי, המשתמש בלייזר ובמסרק תדרים במקום גלי מיקרו ומונה שבהם משתמשים בשעון אטומי.
 מגדל שעון - מגדל נושא שעון בולט, לרווחת הציבור. לרוב כחלק ממבנה ציבורי כגון בית עירייה או כנסייה, אם כי קיימים מגדלי שעון שאינם חלק ממבנה. במבנים רבים כאלה מצויים גם פעמונים, ואלה, בדומה לקוקייה, מודיעים את השעה למרחוק בעזרת מספר הצילצולים אותם הם מצלצלים כל שעה עגולה. בעבר, כששעונים אישיים היו נפוצים פחות, לשעונים כאלה הייתה חשיבות רבה בהודעת השעה לתושבי היישוב. המנהג לצלצל בפעמוני כנסיות עדיין נפוץ באירופה. דוגמאות למגדלי שעון - המגדל בכיכר השעון ביפו והמגדל בעל פעמון הביג בן בלונדון.
 שעון 400 יום הוא שעון המשתמש במטוטלת פיתול ומותחים אותו רק פעם בשנה.
 שעון אח הוא שעון מכני קטן המשמש לקישוט הבית, בדרך כלל מוצב על הקמין, או על מדף.
 שעון חכם הוא שעון יד אלקטרוני, שבנוסף לפעולתו כשעון הוא מתממשק לרוב עם טלפון חכם ומציג התראות כגון הודעות אימייל והודעות SMS, ואף מציג מידע חיוני על הגוף של העונד אותו.

ציוני דרך בהתפתחות השעון

1336 - נבנה שעון על ידי ריצ'רד וולינגפורד בכנסית סנט אולבנס. השעון שייצר וולינגפורד הכיל סקאלה גדולה בעלת אופי אסטרולוגי, שהראה את השמש והירח, ומפת כוכבים. פעמון צילצל כל ארבע שעות. מספר הפעימות של הפעמון ציינו את השעה.
1364 – גויובני דדונדי בפדאו, איטליה בנה שעון שלא קיים היום, אבל תיאורים ותוכניות הייצור נשמרו, באופן שאפשר בניית מודלים משוחזרים. התוכניות הדגימו את המהירות בה הפכה חשיבה אודות שעון מכני לידי ביצוע בפועל. המניע לפיתוח שעון מדויק נבע מרצון אסטרונומים לחקור את תנועת הכוכבים. השעון של דדונדי היה בעל שבע צלעות, התנשא לגובה מטר אחד, הכיל לוח מחוגים שהראה את השעה כולל דקות, את התנועה של כל הכוכבים הידועים, ולוח שנה אוטומטי.

לא נשארו רישומים אודות רמת הדיוק של השעונים מאותה תקופה. הם לבטח כוונו ידנית כל יום כדי לתאם אותם למציאות.
 1410- השעון האסטרונומי בפראג - בפראג החל לפעול שעון אסטרונומי מיוחד. מרבית מרכיביו המכניים מקוריים ועובדים. צפייה במחוגי השעון מגלה גם את היום המדויק בחודש ובשנה. השעון מודד שלושה סוגי זמן: שעון מרכז אירופה, שעון צ'כיה ישן ושעון בבל. הזמן הבבלי המכונה גם זמן פלנטרי נמדד לפי המפגש בין זרוע השמש ובין מישור המילקה. השעון מותקן על הקיר המערבי של בית העירייה הישן. את המנגנון המקורי התקין השען מיקולאש מקדאן והפרופסור לאסטרונומיה יאן שינדל. ב-1490 הוסיף האומן האנש לוח שנה ובובות. ב-1886 השעון שופץ וכיום לצורך תפעולו הוא נעזר בכרונומטר. בתקופת מלחמת העולם השנייה נשרף בית העירייה והשעון שופץ ותוקן.
 1668- מתפרסם ספר של כריסטיאן הויגנס אודות מטוטלת פיזיקלית והוכיח שזמן מחזור של תנודת מטוטלת תלוי באורך המטוטלת.
 1675- כריסטין הוגינס רושם פטנט על שעון כיס.

השעון בשפה העברית 
בעברית של המאה ה-19, נקרא השעון "מורה שעות",

 "מד זמן", "כלי שעה", "כלי מראה שעות", "מתקן שעות" או "אורלוגין", מילה המופיעה במדרשים שמקורה ביוונית, ומשמעותה – מודד זמן. המילה העברית "שעון" היא תחדיש של יחיאל מיכל פינס, שהיה ממחיי השפה העברית, על בסיס המילה "שעה", וכן את המילה "מחוג", על בסיס השורש חו״ג המתאר מעגל ותנועה סיבובית. כשאומצה המילה החדשה "שעון", התייחדה המילה העתיקה אורלוגין לשעון קיר גדול.

אזכורים תרבותיים

בפתח ספרו של לואיס קרול, "הרפתקאות אליס בארץ הפלאות", פוגשת אליס ארנב המתבונן בשעון הכיס שלו ורוטן כי הוא מאחר, והליכתה בעקבותיו מובילה אותה אל ארץ הפלאות.

ראו גם
 כרונומטר
 שען
 שעון ביולוגי

קישורים חיצוניים

 
 
 
 שעון מתקתק בעברית, באתר האקדמיה ללשון העברית, אוקטובר 2019

הערות שוליים

זמן
מכשירי מדידה