Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství Katedra metalurgie a slévárenství Nástěnné hodiny

Transkript

1 Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství Katedra metalurgie a slévárenství Nástěnné hodiny 2018 Pavel Anderle

2

3

4

5

6 Poděkování Tímto bych chtěl poděkovat Ing. Ivaně Kroupové za veškerou pomoc při realizaci této bakalářské práce, dále panu Robinu Novotnému za odborné rady a vedení při závěrečné fázi výroby odlitku. Díky patří také MgA. Alžbětě Dirnerové, která byla mou konzultantkou a při vytváření této práce mě plně podporovala. Velké díky patří mému otci Akad. soch. Vojtěchu Anderlovi za odborné rady v oblasti designu a konstrukčním řešení těchto hodin

7 ABSTRAKT V této bakalářské práci s názvem Nástěnné hodiny se v její první, teoretické části zabývám počátkem původních jednotek času, vznikem kalendářních systémů, genezí úplně prvních časoměrných přístrojů a jejich vývojem až do dnešní doby. Cílem praktické části je pak popis pracovního postupu při navrhování a realizaci nástěnných hodin dle svého vlastního návrhu. Hodiny jsou realizovány kombinací odlitku bronzového reliéfu s římskou číslicí, upevněné do skleněné desky z kouřového skla a doplněné o drobný bronzový odlitek římské číslice. Klíčová slova: čas, nástěnné hodiny, bronz, bronzový odlitek, písková forma, bentonitová směs, umělecký odlitek, přesné lití, sádrová forma ABSTRACT In this bachelor thesis named Wall clock I am pursuing, in the first theoretical part, by the beginning of the primal time unit, origin of calendar systems, genesis of first entirely time-direction devices and their evolution up to the nowadays. The goal of practical part is specification of working instructions in designing and realization of the wall clock according my own design. Clock is manufactured by combination of bronze relief with Romanian digit, which is embedded into the glass plate from smoky glass, which is appended by tiny bronze cast of Romanian digit. Key words: time, wall clock, bronze, bronze cast, sand mold, concrete mixture, artistic cast, precise casting, plaster mold

8 Obsah Úvod Čas První jednotky času Kalendáře Kalendářní systémy Novodobé jednotky času Nejstarší způsoby měření času Sluneční hodiny Jiné způsoby měření času Mechanické hodiny Počátek mechanických hodin Funkční prvky Elektronické hodiny Počátky vývoje elektronických hodin Současné elektronické hodiny Digitální hodiny Atomové hodiny Praktická část Návrh Výroba modelů Výroba forem Proces lití Dokončovací práce Povrchová úprava Kompletace

9 Závěr Seznam použité literatury a pramenů Seznam obrázku

10 Čas nemůžete vrátit zpět. Můžete však znovu natáhnout hodiny. Bonnie Frudden 3

11 ÚVOD Tématem této bakalářské práce jsou hodiny a čas, jako takový. Již od počátku civilizace se lidstvo pokouší popsat a zejména změřit čas jako veličinu. Tato, dnes již fyzikální veličina, se bezpochyby dotýká nás všech, jsme jí neúprosně ponecháni na milost i nemilost. Čas byl předmětem zkoumání dávných filosofů a myslitelů, stejně tak v dnešní době je čas tématem výzkumu nejpřednějších světových vědců současnosti. Mezi důležité osobnosti, které tématu času zasvětili značnou část své práce, bez pochyby patří řecký filosof Platón, jeho žák Aristotelés, dále také Isaac Newton, Pierre Simon Laplace, a v neposlední řadě jim byl právě Stephen W. Hawking, který o čase pojednává ve své knize Stručná historie času. Z jejich, ale také z mnoha dalších, jsem čerpal informace, použité v této bakalářské práci. Toto téma jsem si vybral právě proto, že již od raných let jsem byl problematikou plynoucího času velmi fascinován, až zděšen. K výrobě nástěnných hodin jsem se rozhodl, čistě z potřeby poukázat právě na tento fakt. Vzhledem k tomu, že tok času nelze nijak zvrátit, ba dokonce ani zastavit, rozhodl jsem se alespoň vytvořit nástroj k jeho sledování. Tímto nástrojem jsou pak nástěnné hodiny opatřené quartzovým hodinovým strojkem, zasazeným do mnou zhotoveného těla hodin. Celá tato práce je rozdělena na dvě základní části, teoretickou a praktickou část. V její první teoretické části, teoretické části se věnuji vzniku úplně prvních jednotek času, jenž byly založeny zejména na základě střídání dne a noci. Podstatným výdobytkem pro měření času byl také vznik kalendářů, některé z nich jsou zde také zmíněny. Tato část rovněž pojednává o vzniku a vývoji prvních časoměrných zařízení, od slunečních hodin až po moderní atomové hodiny. Ve druhé části této práce je popsán pracovní postup při výrobě nástěnných hodin. Hodiny vznikly kombinací dvou rozličných materiálů - bronz a sklo. Tyto hodiny jsou koncipovány do interiéru reprezentativních a společenských prostor. Při vytváření návrhu těchto hodin mě neinspiroval žádný z uměleckých směrů. Dále se v této části věnuji výrobě modelů, vytvoření forem, následné výrobě odlitků, jejich opracování a povrchové úpravě. O samotné kompletaci pojednává závěrečná část této práce. 4

12 1 ČAS Dějiny celé naší planety Země spojuje jeden nehmotný a nezničitelný svazek, a tím je čas. Pojem času nabýval s rozvojem civilizace stále většího významu, až se nakonec stal měřítkem veškerého života a všech dějů na naší planetě. Představy o čase pak vedly ke vzniku časových vazeb některých přírodních jevů, na kterých byly posléze vytvořeny jedny z prvních časoměrných soustav. Jako příklad si uveďme přílet jeřábů v antickém Řecku, který předznamenával čas pro setbu a sázení plodin. Konec prořezávání stromů pak udal návrat vlaštovek. Mnohem přesnější údaje o čase poskytoval pohyb vesmírných těles na obloze. V letech 2100 až 1800 př. n. l. pozorovali Egypťané pohyb nejjasnější hvězdy Sírius, kdy z její polohy na noční obloze dokázali odvodit začátek nového roku. [1] Přestože čas ovlivňuje a souvisí se všemi biologickými ději živých organismů, lidé jej velmi dlouho neuměli vůbec změřit. Dnes se můžeme jen domnívat, zda úplně nejstaršími hodinami byla hůl nebo tyč vrhající stín, který pak určoval jednotlivé etapy dne. Původní systémy měr a vah si lidé odvozovali od částí lidského těla. U měření času to bylo nesrovnatelně složitější, neboť bylo vždy potřeba nějakého primitivního zařízení k tomu, aby se dal den a noc rozdělit na jednotlivé části a následně popsat. Nejpravděpodobněji rozdělili den na 12 hodin staří Babyloňané. S největší pravděpodobností proto, že Měsíc oběhne Zemi přibližně dvanáctkrát za rok. Den však trval od východu do západu Slunce a noc byla dělena velmi obdobně na 12 hodin. Přes veškeré nepřesnosti se toto rozdělení na 24 úseků (tedy 24 hodin) udrželo po obyvatelích Babylonu v naší civilizaci až do dnešní doby. [2] Nehmotná a neúprosná povaha času byla živnou půdou, z které se zrodily nesčetné filozofické úvahy a formulace času. Podle antického myslitele a politika Sofokla byl čas jen jakousi pomyslnou rouškou, která zakrývala a odkrývala všechny věci. Připisoval mu úlohu učitele, nejvyššího soudce a utěšitele člověka. Tento božský původ času byl později popírán filozofy, jakými byli Anaximandros, Anaximenes a matematik Thales z Milétu. Popírání božského původu času v přírodních jevech pak položilo základy pro vznik dalších vědních oborů. Oddělení času od božského mýtu znamenalo nejen první krok k vyvrácení božské nadřazenosti, ale zároveň i první fázi exaktního chápání času jako budoucí fyzikální veličiny. Toto nové chápání času nabylo konkrétní podoby v Platónových, a především Aristotelových výkladech. Jedním z prvních myslitelů, který definoval čas matematicky pohybem vesmírné soustavy, byl Platónův současník Archytas z Tarentu. [1] 5

13 Učinil tak ve svém výroku čas je počet jistých pohybů nebo určitý interval ve struktuře vesmíru. [1] Ještě hlouběji tento názor rozebral Aristoteles, který stejně jako jeho učitel Platón popíral nezávislost času na vnějším světě, přesněji na vesmíru. [3] Nejenže měříme pohyb časem, ale také čas pohybem, protože jedno podmiňuje druhé. Tímto výrokem vyjádřil Aristoteles svou kinetickou teorii času, ve které byl pohyb vesmíru měřítkem veškerého pohybu, jelikož sám vesmír je stálý, neměnný a věčný. Aristotelova teorie času, ustanovená téměř před 2400 lety, byla na svou dobu tak výstižná a přesná, že byla nahrazena novou teorií, vystavěnou na absolutním čase až na konci 17. století. Prosazením heliocentrické teorie, matematické definice pohybu planet Keplerovými zákony, formulace gravitační síly a dalšími novými odhaleními v oblasti vesmírných zákonitostí připravila živnou půdu dalším vědeckým zkoumáním, nejen v oblasti astronomie, ale také na poli měření a definování času jako takového. Hvězdář a analytik francouzského původu Pierre Simon Laplace, jenž byl v 18. a na počátku 19. století autorem obsáhlého díla Mécanique céleste, definoval čas jako výsledek po sobě jdoucí řady vjemů a zážitků v našem vědomí. Isaac Newton, který byl jedním z největších přírodovědců v dějinách lidstva, ve svém spise Philosophiae naturalis principia mathematica z roku 1687 mluví o nadřazenosti času slovy fyzika a matematika: Absolutní čas, skutečný a matematický, plyne rovnoměrně sám od sebe a ze své povahy bez jakéhokoli vztahu k vnějšímu světu. [1] Problematice času se věnoval také významný teoretický fyzik a matematik Stephen W. Hawking. Ten se na konci 20. století ve své knize pro laiky pokusil stručně osvětlit téma prostoru a času. V této knize si pokládal nezodpověditelné otázky, jako: Co je to čas, nadejde někdy jeho konec?. [4] Čas vždy byl a vždy bude vděčným objektem uvažování spisovatelů, básníků, dramatiků a dalších umělců. V nejrůznějších metaforách byl přirovnán například k plynoucím mrakům, k tekoucí řece či k pohyblivému obrazu nepohybující se věčnosti. [1] 6

14 1.1 První jednotky času První představy o čase byly nejvíce ovlivněny hlavně pravidelným střídáním dne a noci. Tomuto střídání světla a tmy odpovídal i chod přírody, střídání práce a odpočinku. Den se díky tomu stal pro člověka primární jednotkou času i přes jeho nedokonalou formu. Tato nedokonalá jednotka, odvozena od rotace Země kolem své osy, byla příliš nepřesným, hrubým měřítkem už pro starodávné civilizace. Již za Homérových dob, v antickém Řecku, se pokládalo za nezbytné rozdělit dobu mezi východem a západem Slunce na tři úseky ráno, poledne a večer. Na tři části se dělila i noční doba. V 1. století př. n. l. rozdělili den na sedm částí právě staří Římané. Těchto sedm částí pak pojmenovali - mane, dies, méridies, suprema, vesper, nox, intempestas. Čas po soumraku se dělil na čtyři úseky, takzvané vigilia, jejichž název (hlídka) signalizuje původní význam, a to čas mezi střídáním hlídek na noční stráži. Je nadmíru jasné, že se při tomto rozdělení lišila délka denních i nočních viligií v závislosti na ročním období. Pro měření času byl vždy klíčový výchozí moment pro měření, za který považujeme počátek dne. Pro staré civilizace tento počátek dne nebyl zcela jednotný. Zatímco pro Římany a Egypťany započal nový den vždy o půlnoci, Babyloňané, Peršané a Syřané měli za počátek dne východ Slunce, Arabové poledne, Číňané a Židé západ Slunce. [1,2] Sjednocená měřítka neměla ani astronomie, která se při svých měřeních v mnoha případech nemohla řídit občanským časem. Řecký astronom Klaudios Ptolemaios, žijící v letech 90 až 160 n. l., při svém výzkumu začátek dne stanovil na poledne. Podle Hipparcha, řeckého vědce a zakladatele vědecké astronomie ve 2. století př. n. l., započal den přesně o půlnoci. Jedním z největších průlomů při určování přesného poledne se stala pasážní metoda, která spočívala v odměření poledne. Doba, za kterou slunce projde místním poledníkem, představuje velmi přesnou metodu pro určení nového dne. Tento způsob byl tak přesný, že i pozdější polský astronom Mikuláš Koperník si jej vzal za vlastní a své měření zaznamenával dle této metody. Při postupu sčítání dnů do celku, z něhož jsme si vytvořili i náš sedmidenní týden, vycházeli lidé vždy z pomůcek, které měli od samého začátku po ruce, a to z prstů na rukou. Jen takto si lze vysvětlovat původních pět dnů trvající týden, takzvaný malý týden, anebo deset dnů trvající velký týden. Náš zažitý zvyk sedmidenního týdne vznikl již ve starém Babylonu, odkud jej postupně převzaly všechny velké civilizace, nevyjímaje Řeků a Římanů. [1] 7

15 Římané jej pak rozšířili napříč celou západní Evropou, a také do některých východně arabských zemí. Číslo sedm bylo pro staré Babyloňany velmi významné, přisuzovali mu magický význam. Z velké části tomu bylo hlavně proto, že sedm byl počet planet na obloze, které bylo možno spatřit pouhým okem. Nevyjímaje planet jako Merkur, Venuše, Mars, Jupiter a Saturn řadili staří Babyloňané mezi tělesa na obloze taktéž Měsíc a Slunce. Určitý vztah k číslu sedm měl právě Měsíc, jehož lunární fáze pokrývá přibližně sedm dnů. Tyto lunárních fáze jsou pak celkem čtyři a mají čtyři mezifáze. (viz Obrázek 1) [1] Obrázek 1 - Fáze Měsíce [5] S rozvojem zemědělství bezpochyby souviselo i zavádění nových, delších jednotek času. Čas vhodný pro sadbu a sklizeň bez pochyb určovaly především klimatické změny typické pro jednotlivá roční období, jejichž průběh a délka závisely na interakci Slunce a Země. Na pozorování těchto zákonitostí byly postaveny základy pro první kalendáře; již to však vyžadovalo určité znalosti astronomie. Přesnosti při určování délky celého roku se u kulturně vyspělých civilizací poměrně lišily. Zatímco velmi vyspělí Egypťané a Číňané byli přesní; u Peršanů se během vlády Dareia I. kolem roku 512 př. n. l., se za války proti Skytům, měřil rok primitivním uzlovým kalendářem. [3] 8

16 Při počátku nového roku tomu bylo obdobně, neboť každý národ měl při určování nového roku značné rozlišnosti. Velmi často byl začátek roku spojen s příchodem jara, anebo s nějakou událostí, která měla větší důležitost pro život v zemi. U Egypťanů tomu byl příchod prvních nilských záplav. Na některých ostrovech v Indickém oceánu pak předznamenával příchod jara vznik monzunového proudění. V místech, kde byl rybolov hlavním zdrojem obživy, to byl právě tah ryb, jenž značí začátek nového roku. [3] 1.2 Kalendáře Dnes užívaný kalendář vznikl malou úpravou pravidla ohledně stanovování přestupných roků, které nastolil roku 1582 papež Řehoř XIII., po němž byl tento takzvaný gregoriánský kalendář také pojmenován. [1] Avšak potřebu měřit čas a počítat dny si lidé vytvořili již v hlubokém dávnověku. Tito naši prapředkové se během svého života setkávali s velkou řadou po sobě se opakujícími přírodními ději neboli periodickými jevy. Shromážděním velkého množství pozorování objevili lidé jisté zákonitosti, které umožnily změřit různé časové úseky. Toto všechno se dělo na počátku lidské civilizace, někdy před tisíci lety, a tak postupem času vznikali první velmi primitivní kalendáře. [3] Kalendář byl s největší pravděpodobností pojmenován podle latinských slov calendariu, jehož překlad představoval dlužní knihu, a calendae, jenž byl název pro první den v každém měsíci, kdy museli Římané odvádět procenta ze svých dluhů. Ať už byla přesnost, se kterou kalendáře pracovaly jakákoliv, základem pro jejich výpočet byly pravidelné jevy, které se odehrávaly v přírodě. Tyto jevy byly založené na denní rotaci Země, rotaci Měsíce kolem Země a na oběhu Země okolo Slunce. Sestavení kalendáře bylo tedy podmíněno relativně obsáhlými znalostmi pohybu vesmírných těles a jejich zákonitostmi. Úplným základem, ze kterého se odvozovaly původně nejstarší jednotky času, byla doba, za kterou se Slunce vrátí do svého nejvyššího bodu nad obzorem, a to byl jeden den. Na samotném začátku měli astronomové pouze omezený počet pomůcek, se kterými bylo možno pracovat, ale i přes to byli schopni s poměrně velkou přesností určit délku jednoho dne, čímž byla doba, za kterou se Země otočí vůči Slunci okolo své osy. Nepřesnosti, ke kterým dochází během rotace planet, však odhalily až moderní krystalové a atomové hodiny 20. století. Tvrzení, že se Země otáčí kolem své osy naprosto pravidelně, bylo vyvráceno teprve před nedávnem. Většina kalendářních systému však byla postavena právě na tomto tvrzení. [1] 9

17 Obrázek 2 - Zdánlivý pohyb Slunce v nebeské sféře [6] Ke sledování astronomických jevů je nejvýhodnější měřit hvězdný čas za pomocí hvězdného dne, jehož délka je určena časovým intervalem mezi dvěma po sobě jdoucími kulminacemi stejné hvězdy (tím se myslí průchod hvězdy místním poledníkem). Délka hvězdného dne je stálá a trvá přibližně 23 hodin, 56 minut, 0,4 sekundy středního slunečního dne a dělí se na 24 hvězdných hodin, 60 hvězdných minut nebo 360 hvězdných sekund. [1] Střední sluneční čas znamená čas změřený za pomoci druhého středního slunce, který představuje bod na nebeské obloze, jež se pohybuje plynule po světovém rovníku směrem na východ. Střední sluneční den je tedy jednotkou středního času, tím se myslí doba mezi dvěma průchody druhého středního slunce jedním poledníkem. Jelikož je druhé střední slunce pouze smyšlené, používá se k určení středního slunečního času hvězdný. [7] Pozorování průchodu hvězdy místním poledníkem udává mnohem přesnější data v měření času než při pozorování Slunce, jelikož hvězda se na rozdíl od Slunce jeví jako bod a její úhlová velikost je oproti Slunci znatelně menší. [1] Počátek celosvětového hvězdného dne byl určen na moment, kdy jarní bod, což je jeden ze dvou bodů, ve kterém se protíná ekliptika s rovníkem, a prochází greenwichským poledníkem. [1] 10

18 Hvězdný čas je vhodný čistě jen pro vědecká měření a pro občanský život nemá prakticky žádné využití. Je to tak dáno, jelikož se rytmus v přírodě řídí pouze střídáním dne a noci, a nikoli pak pohybem hvězd. Pohyb Země na její trajektorii kolem Slunce se jeví, jakoby se Slunce pohybovalo po obloze. (viz Obrázek 2) [1] Kalendářní systémy V dávnověku se odpovědi na otázku vzniku kalendáře velmi lišily. Egypťané se domnívali, že je kalendář dílem Měsíčního boha Thóvtha, Sumérové považovali za tvůrce kalendáře také měsíčního boha Sina. Polynésané připisovali stvoření kalendáře bohu jménem Tiky. Dnes již víme, díky rozvoji astronomie a oproštění se od božského kultu, že kalendář je dílem člověka. [1] Základem všech kalendářů jsou vždy přírodní a astronomické jevy, např. střídání dne a noci, postupná změna fází Měsíce či střídání ročního období. Z těchto periodických jevů byly odvozeny základní jednotky času, které byly vždy hlavní veličinou a vycházely z nich všechny kalendářní systémy. Pro přiklad synodický měsíc, který je základem všech lunárních kalendářů byl určen časovým intervalem mezi dvěma posloupnými totožnými fázemi Měsíce. Dnes je jeho velmi přesně naměřená délka synodického měsíce stanovena na 29,5 středního slunečního dne. Délku celého roku, jenž je základní veličinou pro každý kalendář, určili již staří Egypťané a Číňané. Ti tak učinili před pěti tisíci lety. Vypočítali délku roku na 365 dní a ještě před počátkem našeho letopočtu tento údaj upřesnili na 365,25 dne. [1] Náš dnešní kalendář vychází z tropického roku, ten je určen z intervalu dvěma po sobě jdoucími průchody středu Slunce bodem jarní rovnodennosti. Nesladěnost trvání tropického roku, synodického měsíce a středního slunečního dne zapříčinila značnou složitost kalendářních systémů. Pokusy o sladění těchto nesrovnalostí vedly ke vzniku tří základních kalendářních soustav a to jsou: sluneční kalendáře, měsíční kalendáře, lunisolární kalendáře. Počátek slunečních kalendářů nalezneme ve starém Egyptě, dnes je to nejrozšířenější a nejpoužívanější kalendářní soustava vůbec. Místo vzniku měsíčního kalendáře se pak nachází v Babylónu, ten se doposud využívá v některých islámských zemích. Měsíce tohoto kalendáře mají 29 a 30 středních slunečních dnů, počet dnů se vždy mění tak, aby se začátek měsíce vždy shodoval s novoluním. Roky měsíčního kalendáře mají 354 a 355 dnů. Princip lunisolárního kalendáře je značně složitý, jeho rok má 12 lunisolárních měsíců, které mají 29 a 30 středních slunečních dnů. Lunární rok je kratší o 10 až 12 dnů; to se však bere v potaz a má přestupné roky s třináctým měsícem. [1] 11

19 Základní podmínkou pro jakýkoliv kalendářní systém je pravidlo, že rok musí mít vždy plný počet dnů. [1] Do kategorie lunisolárních kalendářů patří takřka všechny známé kalendářní systémy, mimo islámského a thajského. Můžeme vyjmenovat pár těchto známých kalendářů, jako: Gregoriánský kalendář, jež má své základy v juliánském kalendáři s křesťanským letopočtem a korekcí přestupnosti. V současné době se jedná o celosvětově nejpoužívanější kalendářní systém. Juliánský kalendář, který se objevil v 1. století před naším letopočtem, zavedl Julius Ceasar. Kalendář byl novou verzí starořímského kalendáře, jednalo se o sluneční kalendář s délkou roku 365dní, jenž každý čtvrtý rok byl přestupným rokem o 366 dnech. Čínský kalendář je jedním z nejstarších známých datovacích systémů vůbec. Jedná se o lunární kalendář. Pochází z roku 2637 před naším letopočtem a dodnes se stále využívá na území Asie. Japonský kalendář, od 1. ledna 1873 užívají Japonci Gregoriánského kalendáře s vlastními názvy pro měsíce a vlastními svátky, které jsou pevně určeny. Židovský kalendář je lunisolárním kalendářem, ve kterém jsou měsíce počítány podle Měsíce a roky podle Slunce. Letopočet se datuje od stvoření světa. [8] 1.3 Novodobé jednotky času Každý z dosud uvedených kalendářních systémů a vlastně každá ze zmíněných jednotek času se opírá o pravidelné opakování přírodních jevů, odvozených od vzájemného pohybu Země, Slunce a Měsíce, ale také rotace Země kolem své osy. Historičtí astronomové předpokládali, že je rotace země, o kterou se opírali ve svých měřeních zcela rovnoměrná a neměnná. Takto odvozovaný čas sloužil po dlouhou dobu astronomům i běžným občanům, plně vyhovoval běžným účelům a potřebám tehdejší doby. Ani přesné kyvadlové hodiny instalované na astronomických observatořích v 18. a v 19. století nedokázaly odhalit nesrovnalosti v rovnoměrnosti rotace Země. Už na konci 18. století byly pozorovány tyto nesrovnalosti mezi teoretickým a praktickým oběhem Měsíce kolem Země. Podrobné výzkumy ukázaly, že se Země ve své rotaci neustále zpomaluje a že den na Zemi se v důsledku toho prodlužuje o 0,001 sekundy za každých sto let. [1] 12

20 Po vynalezení krystalových a atomových hodin ve druhé polovině 20. století se přišlo na to, že na nepravidelnosti zemské rotace se podílí i celá řada jiných faktorů. Mezi tyto faktory patří změny v pohybu tekutého jádra planety, změny tlaku vzduchu, přechodné nashromáždění sněhu a vegetace na pevninách, tání ledovců v polárních oblastech, přesuny velkých hmot vzduchu v zemské atmosféře. Pohyb zemských hmot a změna geometrie zemské osy jsou úzce spjaty se změnou momentu setrvačnosti zeměkoule, se kterou bezpochyby souvisí také rychlost zemské rotace. Základní jednotka času, jedna sekunda, původně odvozená z rotačního času, byla určena ze středního slunečního dne. Po zjištění nesrovnalostí přestala být tato jednotka dostačující. Z tohoto důvodu byl zaveden nový mechanický, později newtonský čas. Rychlý rozvoj elektronických časoměřičů se stabilním kmitočtem představuje zdroj času, který je nezávislý na rotaci zeměkoule. Na 13. generální konferenci měr a vah, která se uskutečnila v Paříži v roce 1967, byla stanovena nová jednotka času, nová sekunda, založená na stabilním kmitu záření vydávaného atomem cesia 133. Nová definice říká, že sekunda je doba trvání period záření, které náleží přechodu mezi dvěma hladinami velmi jemné struktury základního stavu atomu cesia 133. [1] 1.4 Nejstarší způsoby měření času Sluneční hodiny Sluneční hodiny jsou jedním z nejstarších způsobů, jak lze poměrně přesně změřit jednotlivé časové úseky dne, a to díky pochopení principů nebeské mechaniky. Tyto hodiny funguji na základě promítnutí pohybu nebeských těles, přesněji pak Slunce. Počátek jejich používání lze na základě hmatatelných archeologických nálezů, a do dnešních dob dochovaných správ, datovat až do doby téměř před 2000 let před naším letopočtem. Tento způsob měření času řadíme do skupiny elementárních časoměrných přístrojů. [1] Princip slunečních hodin spočívá v pochopení zákonitostí mezi délkou nebo směrem vrženého stínu a polohou Slunce na obloze. Nejstarším typem slunečních hodin byl bez pochyb gnómon neboli svislý obelisk se stupnicí na zemském povrchu. Hodinovou stupnici mohla představovat kružnice centrovaná okolo paty tohoto obelisku. [1,3] 13

21 S použitím gnómonu ke změření časového úseku; ale bezpochyby také ke kultovním účelům, se setkáváme v 15. století před naším letopočtem, a to ve starém Egyptě. [3] Obrázek 3 - Staroegyptské sluneční hodiny [1] Bylo tomu tak jistě proto, že právě v Egyptě byly pro měření času za pomoci slunečních hodin velmi vhodné klimatické podmínky. Gnómony v podobě obelisků byly umístěny zpravidla před vstupem do chrámů, a tyto obelisky plnily také kultovní účely. Zejména pak sloužily jako úcta slunečnímu bohu. Úlohu gnómonu mohla tvořit i vstupní brána (neboli pylon) umístěná na veřejném prostranství. [1,3] Staroegyptské sluneční hodiny ve tvaru písmene T, které rovněž pracují s délkou vrženého stínu, mohly být také opatřeny olovnicí pro ustanovení vodorovné polohy. Dopoledne byly tyto hodiny namířeny na východ, avšak v poledne je bylo nutné otočit na západ, aby mohl vrcholový hranol ukázat denní dobu na stupnici. (viz Obrázek 3) [3] Všechny rozvinuté starověké civilizace, nevyjímaje Egypťany, Babyloňany, Číňany, Maye, Aztéky a Inky, které dokázaly s větší přesností zkoumat pohyb nebeských těles, tyto jevy spojovaly s náboženskými obřady. To vše sehrálo zásadní roli hlavně při tvorbě kalendářů. Astronomické pomůcky a přístroje využívané pro tyto účely měly nejrozličnější podoby a byly zhotoveny z nejrůznějších materiálů. Se seskupením kamenných monolitů, vyznačujícími se astronomickou orientaci, se můžeme setkat i na území dnešní Evropy. 14

22 Nejvýznamnějším je Stonehenge a nachází se ve Velké Británii. (viz Obrázek 4) Gnómony neposkytovaly zcela uspokojivé údaje o čase, a to hlavně z důvodů, že délky vržených stínu závisí na ročním období a že měřit čas alespoň se zanedbatelnou chybou umožňovaly jen v místech blíže k rovníku. [1,3] Obrázek 4 - Rekonstrukce Stonehenge [9] Z Egypta se znalost slunečních hodin rozšířila až do starověkého Řecka. Řekové nahradili původní ostrý hrot gnómu drobným kruhovým otvorem, takzvaným slunečním okem, které do stupnice vrhalo malý světelný bod. [3] Mladším vývojovým typem slunečních hodin se staly horizontální duté polokulovité hodiny zvané skafé. Rané nálezy těchto hodin se datují do 7. století před naším letopočtem a pocházejí ze starověkého Řecka. Vnitřní plocha polokoule byla označena průmětem nebeské klenby, s rovníkovou čarou, s dvěma čarami označující slunovraty a s dvanáctihodinovou časovou stupnicí. Hrot takovýchto hodin pak musel byt umístěn vždy ve středu polokoule neboli skafé. (viz Obrázek 5) [3] 15

23 Obrázek 5 Sluneční hodiny skafé [10] Výdobytkem Řeků byly také vertikální sluneční hodiny, koncipované k umístění na svislé stěny veřejných budov. Příklad takovýchto hodin je umístěn na Věži větrů v Athénách, datovaných do 1. století před naším letopočtem. Jednalo se o budovu s osmibokým půdorysem, orientovanou přesně podle základních světových stran, kde je každá z osmi stran vybavena slunečními hodinami. (viz Obrázek 6) [3] Obrázek 6 - Věž větrů [11] Sluneční hodiny, jak je známe dnes, fungují především díky významnému objevu spočívajícím v nastavení stínového ukazatele do směru zemské osy. Tímto jednoduchým upravením bylo dosáhnuto stavu, kdy se stín vržený ukazatelem plynule otáčel okolo ukazatele každou hodinu přesně o 15. Na číselné stupnici se pak začal vyznačovat čas číslicemi, které měly během roku vždy stejnou dobu. [3] 16

24 Rozšiřování slunečních hodin mezi rozlišnými civilizacemi probíhalo mnohem pomaleji, než tomu bylo u jiných vynálezů. Vzhledem k závislosti posunu Slunce po obloze na zeměpisné šířce nebylo možné hodiny přenést z místa na místo, bylo třeba přenést jejich princip a porozumění. [3] Při zaměření na historický vývoj slunečních hodin, je třeba zmínit přenosné sluneční hodiny, jejiž počátek zasahuje až do starověku. První realizace takovýchto hodin pracovaly na základech technologie gnómonu, poté přišly hodiny fungující na základě principu skafé hodin. Z dalších typů je třeba pro příklad uvést rovníkové, horizontální, sloupkové, poutnické, selské, Lambertovy, prstencové, diptychové nebo analemmatické. Podstatným vylepšením bylo spojení slunečních hodin s přenosným kompasem. [1,3] Během několika tisíciletého vývoje vzniklo velké množství rozmanitých tvarů a typů slunečních hodin. Dnes jsou bezpochyby nejrozšířenější nástěnné sluneční hodiny s šikmým ukazatelem. [3] Jiné způsoby měření času Jedním z dalších způsobů, jak měřit čas, bylo určování času z poloh hvězd. Již starověcí astronomové měli rozsáhlé znalosti o pohybu nebeských těles a za pomocí zvláště uzpůsobených přístrojů byly schopni určit poměrně přesný čas. Tyto přístroje byly takzvané hvězdné hodiny, mezi které patřil například astroláb, který poprvé popsal řeckým astronom a matematik Ptolemaiem. [1] Astroláb byl jedním z nejrozšířenějších astronomických přístrojů, užívalo se ho jak na souši, tak i při plavbách na moři. Nejstarší dochované astroláby ze středověku se vytvářely z bronzu, měly základní kruhovou podstavu rozdělenou na 360, a do této podstavy se vkládaly vložky s astronomickými sítěmi, tabulkami nebo mapami zemského povrchu. Tyto mapy byly sestaveny zvlášť pro každou zeměpisnou šířku. Astroláb mohla doplňovat hvězdná mapa s vyznačením znamení zvěrokruhu. (viz Obrázek 7) [1] 17

25 Obrázek 7 Astroláb [12] Astrolábem bylo možné změřit jak polohu Slunce a Měsíce, jejich výšku nad obzorem, ale také východ a západ, nebo délku dne a noci. Objev určování času za pomoci změření výšek hvězd se připisuje Řeku Hipparchovi a datováno je do 2. století před naším letopočtem. Z Řecka se tento objev dostal k Arabům, kteří díky němu měřili čas pouze s nepatrnou odchylkou dvou minut. Téměř několikáti sekundové přesnosti dosáhl až astronom ze 17. století, Tycho Brahe. [1] Dalším z přístrojů, určených k měření času za pomoci nebeských těles, byly takzvané armilární sféry. (viz Obrázek 8) Byly složeny ze soustavy kruhů, představujících rovník, poledníky, obratníky, výškové kruhy, ekliptiku se znamením zvěrokruhu, světovou osu, dráhy a polohy Slunce a Měsíce. Admirální sféry měly demonstrační úlohu, která přesně znázorňovala polohy souhvězdí a planet v určitém časovém okamžiku na základě místa, kde bylo měření provedeno. [1] Pro odvozování času v nočních hodinách sloužily hvězdné hodiny, jejichž princip byl založen na otáčení noční oblohy. Průhled v přístroji byl směřován na Polárku a současně se otáčivé měřidlo na hodinách nastavilo do polohy, rovnoběžné se spojnicí zadní časti souhvězdí Velkého vozu. Při tomto druhu měření bylo třeba podrobné znalosti pohybu nebeských těles v různých ročních obdobích. K těmto účelům sloužily podrobné hvězdné katalogy, mapy a tabulky. [1] 18

26 Obrázek 8 - Armilární sféra [13] Vodní hodiny se užívaly zhruba od roku 1500 před naším letopočtem, využívali je obyvatelé Egypta a Babylonie. V Číně se tyto hodiny objevily zhruba roku 1200 před naším letopočtem. Do Řecka je údajně přinesl Platon někdy kolem roku 400 před naším letopočtem, zde je využíval k odměřování času pro své žáky. Klepsydra, jak se vodní hodiny nazývaly, nabyly svého názvu z řeckého jazyka, jehož doslovný překlad označoval zlodějku vod. [2] Vodní hodiny můžeme obecně rozdělit do dvou základních skupin, výtokové a vtokové. Výtokové vodní hodiny byly nádoby s otvorem, ze kterého vytékala voda, a měřila se tak klesající hladina. [1,2] Hodiny byly naplněny při východu Slunce a do soumraku se toto plnění několikrát opakovalo. Vtokové vodní hodiny byly nádoby s vnějším zdrojem vody a měřila se u nich stoupající hladina. Některé vodní hodiny byly opařeny plovákem, který při vystoupání hladiny do určité výše uvolnil odtokový kanálek. Nejrozsáhlejšímu zdokonalení se vodním hodinám dostalo na území Řecka. Jednoduchý princip vodních hodin se postupem času obohacoval o nové funkční prvky. Řecký mechanik Ktesibios, žijící někdy kolem roku 150 před naším letopočtem, byl prvním člověkem, který při přenosu sil z vodních kol použil technologii ozubených soukolí. Oproti slunečním hodinám dovolovaly vodní hodiny využití velké řady mechanických prvků, které byly spojovacím prvkem mezi elementárními a mechanickými časoměřiči. [2] 19

27 Zájem o vodní hodiny se vrací až s francouzským fyzikem a umělcem Berdnardem Gittonim, jenž od roku 1979 vytváří velké množství důmyslných vodních hodin, které plní spíše dekorativní účely, než přesné měření času. (viz Obrázek 9) Princip fungování těchto hodin spočívá v pohánění kyvadlového mechanismu vodou, jenž je v systému přesně odměřená. Soustava skleněných trubic a sifonů udává množství uplynutého času výškou vodního sloupce. [2] Obrázek 9 - Gittonimovi vodní hodiny [14] K měření času se často používaly nejrozličnější důmyslná zařízení, je třeba zmínit také přesýpací hodiny, neboli pískové. První dochované zprávy o těchto hodinách pocházejí z doby Archimédovy. Jednalo se o typ hodin, který byl úzce spjat s výrobou skla, přesněji pak skleněných baněk. Nitro baněk obsahovalo velmi jemný písek nebo kovový prach. [1,2] 1.5 Mechanické hodiny Dokonalejší metody měření času se formovaly s vývojem celého lidstva a jeho hlubším pochopení této veličiny. Toto vše vybudovalo základy pro vznik úplně nových způsobů, jak měřit čas a to za pomoci složitějších časoměrných mechanizmů. [1] Mechanické hodiny jak je známe dnes, jsou pravděpodobně jedním z prvních velkých středověkých technických vynálezů pocházejících ze západní Evropy. [15] Počátek mechanických hodin Převratným vynálezem, který předznamenal další vývoj časoměřičů, bylo sestrojení prvních kolečkových hodin. Tím započala nová, moderní éra chronologie, jako vědy zabývající se časem a jeho měřením. Šlo o mechanické hodiny s oscilátorem, které měly krokový posun. Díky těmto prvkům se výrazně lišily od elementárních hodin. [1,15] 20

28 Jako mnohé velké vynálezy, které postrádají jména svých vynálezců, je tomu tak i u mechanismu kolečkových hodin. Nejstarší nejasné zmínky o tomto objevu pochází z 10. století našeho letopočtu a jsou spojovány s papežem Sylvestrem II., který jako prostý mnich, za dob svých studií mohl zkoumat principy arabských astronomických přístrojů, především vodních hodin. Tyto informace však nejsou zcela důvěryhodné, jelikož podle jiných pramenů byl Sylvestr II. autorem spíše slunečních hodin a tyto zprávy se mohly týkat nějaké zvláštní konstrukce slunečních hodin. [1] S další mnohem mladší zmínkou o mechanických hodinách se setkáváme v Božské komedii, kterou napsal Dante d Alighieri. Jako kolébku mechanických hodin uvádí soudobá literatura západoevropské státy, odkud se šířila od počátku 13. století výroba železných věžních hodin. Mezi první bez pochyby patřily hodiny na anglickém Westminsteru, datované do roku Od tohoto roku se během relativně krátkého času rozšířily věžní hodiny do míst jako Canterbury, Florencie, Caen, Padov, Modena. V letech 1352 byl vystavěn monumentální orloj katedrály ve Štrasburku, o čtyři roky na to věžní hodiny v Norimberku, v roce 1370 v Paříži, v roce 1381 v Basileji a konečně v roce 1410 i v Praze. Ty položily základy pro vytvoření pražského orloje. [1] Jako nejstarší zprávu o mechanických hodinách, doloženou o popis a nákres mechanismu, lze považovat soubor jedenácti rukopisů, z nichž nejméně jeden napsal sám autor hodin, profesor astronomie a lékařství Giovanni de Dondi. Na svých hodinách pracoval více jak šestnáct let a dokončil je v roce 1364 v Padově. Podle další zprávy z rané éry to byl Visconti, který v roce 1335 postavil první mechanické věžní hodiny pro kostel Beata Virgini v Miláně. Do českých zemí se vynález mechanických hodin dostal až o něco později, pravděpodobně za doby Lucemburků, nejspíše pak za vlády Karla IV. na jehož dvoře se kolem roku 1376 se objevily první záznamy o hodinářích a orlojnících. [1] Na počátku 16. století se se zavedením pérového pohonu rozšířily možnosti využití mechanických hodin do nových sfér. S postupným zdokonalováním, díky objevům Galilea, Huygense a dalších vědců 17. století, získal nový časoměrný princip mechanických hodin větší převahu nad elementárními hodinami, které i přes své výhody nemohly trvale konkurovat modernímu principu mechanických hodin. 21

29 Mechanické hodiny se vyvíjely poměrně dlouhou dobu, a to více jak pět století. Jsou základem pro způsoby měření času, jak je známe dnes. Jejich princip se udržel téměř až do dnešní doby, postupem času se jen měnily typy použité energie, od mechanické, elektrické nebo dokonce atomové. [1,15] Funkční prvky Mechanismus jakýchkoliv mechanických hodin můžeme rozdělit na čtyři základní funkční kategorie: hnací a převodový mechanismus, krok, oscilátor a ukazovací část. U mechanických hodin je většinou zdroj hnací síly zabudován přímo v ústrojí hodin a tvoří jeho nedílnou součást. Pro příklad: bubny s kladkami a závažím nebo pérovník s pérem. Zdrojem hnacího pohybu u elektrických hodin je elektrická energie. Tato energie se přivádí přímo ze sítě či běžněji jako energie chemická, která je produkována z galvanického článku. [1] Galvanický článek je zdroj elektrického napětí, pracující na elektrochemickém principu. Je složen z páru poločlánků. Poločlánek se realizuje elektrodou ponořenou v elektrolytu. [16] Závaží, péro nebo galvanický článek v podobě baterie je v podstatě zásobníkem energie, z tohoto zásobníku se energie odebírá v přesných dávkách přes převodové ústrojí a přiváděna do oscilátoru, kde vytváří stálé, totožné kmity. [1] Potřebné množství energie je v mechanismu odměřeno zvláštním zařízením, takzvaným krokem, ten tvoří spojovací článek mezi strojem hodin a oscilátorem. Toto ústrojí je pevně spojeno s převodovým soukolím hodin, ze kterého přejímá hnací sílu. Krok plní dva základní úkoly. Zaprvé rozděluje nepřetržitou hnací sílu na jednotlivé silové popudy, které jsou přímo přenášeny na oscilátor. Popudy udržují oscilátor v trvale pravidelném kmitavém pohybu. Druhou úlohou kroku je sčítání kmitů oscilátoru. Pokud oscilátor pracuje, neboli kmitá pravidelně tak, že je jeho kmitočet konstantní, funguje krok současně jako zařízení, které sčítá stálé časové intervaly. Energie rozdělená do totožných dílů přechází z kroku do oscilátoru, který z ní tvoří, a neustále reprodukuje uměle vytvořenou časovou jednotku, odborně nazývanou frekvenční, (časový) normál. Stálost kmitočtu představuje nejdůležitější faktor pro přesnost hodin. [1] Co se týče informativní, názorné části hodin, která slouží k odpočtu času, již po staletí převládal ručičkový ukazatel s číselníkem, jenž měl typickou podobu pevného číselníku s jednou, dvěma, nebo třemi obíhajícími ukazateli. 22

30 Vyskytoval se i číselník opačného charakteru s pevným ukazatelem, který byl doplněn o jeden nebo více otáčejícími se číselníky. Tyto číselníky měly většinou válcovitý, kulovitý nebo také plochý tvar. Ukazovací ústrojí je vždy pevně spojeno s hodinovým mechanismem a plynule udává přírůstek času, sekundovým, minutovým nebo hodinovým ukazatelem. [1,17] Mechanismus všech mechanických časoměřičů jako elektrické a elektronické hodiny lze rozdělit do čtyř základních skupin. Oscilátor - zdroj časového normálu, krokové ústrojí (dávkovací ústrojí), převodové ústrojí (přenosové ústrojí) a časový ukazatel. Krok a oscilátor můžeme nazývat jako regulační ústrojí, jsou to prvky, na kterých závisí výsledná přesnost chodu hodin. Co se mechanismu týče, z historického hlediska se setkáváme s nepřeberným množstvím konstrukčních variant, stovkami přesných i méně přesných kroků a různými tvary oscilátoru, od prostých setrvačníků, přes sofistikovaná kyvadla až po moderní samo-kompenzační setrvačky. [1] Oscilátor je ve své podstatě soustavou setrvačných těles a direkční síly s vlastní frekvencí kmitů. Nejstarším oscilátorem mechanických hodin je takzvaný lihýř (vahadlo), což je rameno opatřené párem závaží, otáčející se kolem své osy. Pokud s těmito závažími posouváme, měníme tak frekvenci. Téměř dokonalým mechanickým oscilátorem je kyvadlo, které funguje díky neměnné zemské gravitaci. Kyvadlo jako funkční prvek použil prvně Galileo Galilei. [18] 1.6 Elektronické hodiny Elektronické hodiny, které jsou přesné časoměřiče, používají elektronický oscilátor. Tento oscilátor nejčastěji řídí křemenný výbrus, - krystal. Právě z tohoto principu vzniklo označení křemenné hodiny, distribuované pod názvem quartz. (viz Obrázek 10) Vývoji těchto hodin předcházela velká řada pokusů s využitím elektřiny jako hnací síly pro hodinový mechanismus. Elektronické hodiny nahradily své mechanické kolegy právě díky absenci natahovacího mechanismu, a tak byly velmi jednoduché pro obsluhu a užívání. [1,17] 23

31 Obrázek 10 - Laboratorní křemenné hodiny z 60. Let [19] Počátky vývoje elektronických hodin Základy pro sestrojení prvních elektronických hodin byly postaveny již za éry mechanických hodin, to ať už u velkých stabilních hodin, nebo také u menších přenosných. V první fázi využití elektrické energie byla tato hnací síla použita k natahování mechanického hnacího ústrojí. U velkých časoměrných zařízení se s tímto využitím setkáváme již v 19. století. U přenosných elektronických hodin se tato technologie objevuje až v letech 1950, a to zároveň s vytvořením prvních spolehlivých miniaturních elektrických článků. [1,17] Významným konstruktérem prvních elektronických hodin byl Alexander Bain, původem z Edinburghu. Jednalo se také o vynálezce elektrochemického telegrafu. Jeho technologie se od technologie klasických kolečkových hodin podstatně lišila a v roce 1840 na ně získal patent. Hlavní části jeho hodin byly mechanické hodiny poháněné pérem, avšak ukazatel času byl konstruován na principu sčítání elektrických impulsů řízených kyvadlem hodin. První plnohodnotné elektronické hodiny vznikly v letech 1845 až Pokračovaly hodiny s elektromagnetickým pohonem oscilátoru; tyto hodiny již byly poháněny moderním galvanickým článkem. [17] Dalším milníkem elektronických hodin byl inovativní systém, který vytvořil R. F. Rudd. Tento systém byl velmi podstatný ve vývoji přesných elektronických časoměrných přístrojů. Jednalo se o významný moment, kdy ustoupilo klasické krokové ústrojí před pomocným kyvadlem, které bylo spojeno s elektromagnetickým synchronizačním prvkem. Tento princip byl dopracován až v letech 1904 až

32 Vrcholem v konstrukci volných elektromagnetických kyvadel, jež se uplatnila v praxi, byly elektrické hodiny W. H. Shortta. Jejich volné kyvadlo bylo poprvé instalováno na observatoři v Edinbughu, a to v roce V době mezi oběma světovými válkami se tento mechanismus stal nezbytnou pomůckou u všech velkých astronomických observatoří světa. [1] O řadu let později, v roce 1952 se v odborném tisku objevila zpráva o tom, že francouzské a americké firmy plánují produkci elektrických náramkových hodinek. První vzorky těchto hodinek se dostaly na trh až mnohem později, a to až po roce Toto zpoždění bylo způsobeno hlavně kvůli komplikaci s miniaturními zdroji elektrické energie. Problém se vyřešil roku 1960, záměnou rozměrného galvanického článku za mnohem menší akumulátor. [17] Současné elektronické hodiny Elektronické hodiny, jak je známe dnes, vznikly v druhé polovině 20. století. První přenosné náramkové hodinky s akumulátorovým zdrojem energie vznikly v 60. letech ve Švýcarsku. Tyto hodinky se masově vyráběly japonskou firmou Seiko. Jejich přesnost, spolehlivost a cenová dostupnost postupem času vytlačila klasické mechanické natahovací hodinky. [1,17] V současnosti jsou to právě quartzové hodinky a hodinové mechanismy, jež mají největší zastoupení na trhu s časoměrnými přístroji. K jejich pohonu postačí tužková baterie, nebo miniaturní knoflíková baterie, která vydrží až několik let. Pokročilejší quartzové hodiny obsahují dva oscilátory, které umožňují teplotní kompenzaci, a díky tomu pak odchylka chodu dosahuje maximálně 10 sekund za rok. [17] Quartzového hodinového strojku bylo užito i při výrobě nástěnných hodin, o kterých pojednává praktická část této práce Digitální hodiny Důležitou změnou, která by se dala přirovnat k nahrazení klasických fotoaparátů za moderní digitální fotoaparáty, bylo uvedení elektronických hodin s takzvaným digitálním číselníkem. Tento pokrok má za svědomí ústup tradičního hodinářského řemesla. K masové výrobě těchto hodin je zapotřebí zcela automatizovaná výrobní linka, která pracuje přesněji než člověk. Tyto časoměřiče již nejsou prací hodinářů, ale programovaných strojů. Do hodinového mechanismu byl vložen miniaturní počítač s nejrůznějšími funkcemi jako stopky, 25

33 budík, datum apod. Ciferník se nazývá displej a může být složen ze svítících diod LED, nebo tekutých krystalů LCD. Displej je mnohdy opatřen podsvícením. [17] 1.7 Atomové hodiny Atomové hodiny jsou bez pochyby jedním z nejvýznamnějších vynálezů, které kdy lidstvo vytvořilo. Od roku 1963 se tento způsob měření času stal mezinárodně uznávaným časovým standardem, podle kterého se v dnešní době řídí téměř všechny globální počítačové sítě, navigace družic, navigační systém GPS, nebo také signál televizních a rádiových stanic. Atomové hodiny lze charakterizovat jako speciální přístroj, jenž pro své měření času užívá rezonanční frekvence atomů. Nejpodstatnějším a nejvyužívanějším prvkem pro toto měření je cesium, a to právě pro svou stabilitu. Atomové cesiové hodiny jsou v dnešní době nejpřesnějším a nejvyužívanějším způsobem, jak lze měřit čas. [2] Historie atomových hodin, jak je známe dnes, sahá až do roku V tomto roce byly sestrojeny úplně první křemenné hodiny; jež fungovaly na principu kmitů atomů křemíku. Mužem, který se podílel na jejich vytvoření, byl W. A. Morrison. V roce 1946 objevil americký vědec Williard Frank Libby princip atomových hodin. První cesiové hodiny byly vyrobeny až v roce 1955, a to na území Velké Británie, dvojicí vědců L. Essenem a J. Parrym. Přesnost těchto hodin pracovala s odchylkou jedné sekundy za 300 let. V roce 1969 sestrojila Námořní výzkumná laboratoř v USA první čpavkové atomové hodiny. Na tomto projektu pracovala velká skupina výzkumníku více než 10 let a jejich výsledný časoměřič pracoval s odchylkou 1 sekundy za 1,7 milionu let. [1,2,17] V současné době vědci vytvořili podstatně vylepšený typ experimentálních hodin, které pracují ve svém principu s atomem hliníku. Tyto hodiny se odchýlí od přesného času pouze o jednu sekundu každých 3,7 miliardy let. Rovněž se pracuje také s atomovými hodinami, které fungují na principu rezonanční frekvence rtuti. Jedná se o jedny z dalších nejpřesnějších hodiny na planetě. Atom hliníku má velmi vysoké nároky, co se týče manipulace, a nedokáže zcela sám plnit svou funkci; potřebuje vždy jiný doplňující atom. V nových typech hliníkových optických hodin je namísto doplňujícího atomu berylia využíván mnohem vhodnější atom hořčíku. [2] Nynější optické hliníkové atomové hodiny, nepředběhly jen svého rtuťového předchůdce, ale v mnoha ohledech převyšují i takzvané cesiové fontánové hodiny NIST-F1. 26

34 Tyto atomové hodiny slouží v USA k definici přesného času pro občanský život a pracují s odchylkou téměř 1 sekundy za více než 100 milionů let. Cesiové atomové hodiny i přes svou nedostatečnou přesnost zůstávají oficiálně uznávaným standardem, jelikož v základní soustavě fyzikálních jednotek SI je rezonanční frekvence atomu cesia základem mezinárodní definice sekundy. (viz Obrázek 11) [2,17] Obrázek 11 - Cesiové atomové hodiny[20] 27

35 2 PRAKTICKÁ ČÁST 2.1 Návrh Pátrání po inspiraci při navrhování designu je předmětem všech smyslů, ne však konkrétní aktivity. Vytváření konceptu by mělo probíhat jako nepřetržitý proces zkoumání a zaznamenávání postřehů a poznatků. Klíčovým prostředkem je zrak, je však snadné dívat se, a přitom nic nevidět. Inspirace pro vytvoření čehokoliv čeká téměř všude, je jen třeba ji správně uchopit. Při počátečním vývoji je potřeba své vize a nápady konzultovat s jinými lidmi a získat tak co nejobsáhlejší soubor názorů a podmětů pro vlastnosti konečného produktu. Je důležité, vždy brát v potaz všechny nejrůznější podměty. Na samém počátku řešení dané problematiky se chová každý člověk jinak a pohlíží na věc svým vlastním pohledem. Velmi často se stává, že je prvotní návrh vytržen z kontextu. Může to však být i cesta k novým, výraznějším nápadům. Je třeba riskovat, a sžít se svým názorem a stát si za ním. Ten, kdo se svými názory a možnostmi neriskuje, bude jen následovat většinu a těžko udá trendy nového řešení. [21] Pro mne je hledání inspirace nepřetržitým procesem, díky kterému vytvářím finální produkt a konečné řešení výrobku. To všechno probíhá v každé z etap samotné realizace, nejen na jeho začátku. Na samém počátku vytváření konceptu pro mě bylo velmi důležité posbírat co nejvíce informací z dané oblasti, do které je výrobek zasazen. Hledal jsem zejména na internetu a v knihách, ale především jsem se díval všude kolem sebe a snažil se nalézt inspiraci i ve věcech zdánlivě běžných a nezajímavých. 28

36 Obrázek 12 - Struktura štípané břidlice[22] Příkladem může být má původní inspirace ve struktuře štípané břidlice, která mě svým přirozeně nepravidelným reliéfem a vyváženou stavbou velmi inspirovala při počátcích mé práce. (viz Obrázek 12) Při vytváření tohoto návrhu jsem byl limitován faktory, které jsem si na základě svého průzkumu vymezil. Faktory, které pokládám za více než důležité při konstruování všech nástěnných nebo také závěsných hodin. Kladu je za nepostradatelné, jelikož bez nich by hodiny neplnily svůj zásadní účel, a to je právě názorné udávání přesného času. Dle mého názoru je nezbytné, aby hodiny určené pro pohled z větší vzdálenosti byly vybaveny naprosto zřetelnými ukazateli, ručičkami a číselníkem (v případě digitálních hodin). Obrázek 13 - Návrhy hodin Při vytváření těchto hodin jsem si zpočátku myslel, že vytvořím celistvý odlitek, jenž bude mít podobu reliéfu opatřeného číslováním, technickými prvky jako je upevnění hodinového mechanismu, a to vše bude obsáhlé v jednom kuse kovu. Při práci na návrhu jsem se však dopracoval k variantě, která je kombinací bronzové desky a výřezu kouřového skla. Celá realizace se této kombinaci podmiňuje. Na samotný bronzový odlitek reliéfu jsem 29

37 zasadil všechny konstrukční prvky, a to především úchyty pro skleněnou desku a úchyty pro závěs. Upevnění hodinového mechanismu se realizovalo samotným hodinovým mechanismem, který je opatřen utahovacím šroubem; ten svírá mezi sebou a tělem mechanismu právě bronzový odlitek. Co se očíslování ciferníku hodin týče, jde o zvyk, který já sám nepovažuji za důležitý. U velké řady mnou zkoumaných hodin se číslování číselníků zredukovalo na pouhé rozdělení, za pomoci geometrických symbolů. Při řešení jsem mu nekladl až takový důraz, zprvu jsem byl ochoten jej úplně vynechat, avšak posléze jsem se dopracoval k návrhům, u kterých by absence číslování byla spíše na škodu. V některých případech mě napadlo nahradit číslice symboly, geometrickými tvary nebo například pouhou tečkou. Při řešení konečného návrhu jsem se rozhodl pro kompromis a použil jsem pouze dvě základní číslice, XII a VI. Popis číselníku pro celý den, čili 24 hodin, je pak rozdělen do čtyř šestihodinových úseků, konečné určení aktuálního času tak závisí na schopnostech pozorovatele domyslet si ostatní časové body. Důraz jsem kladl především na názornost hodinových ručiček, které jsem cíleně volil větší, tak aby přesahovaly samotný okraj hodin. Nejen z estetických důvodů, ale také z důvodů praktických, přesahující ručičky pak přesně a zřetelně vymezují části samotného ciferníku. Při vytváření struktury reliéfní desky jsem často začínal od nuly a nikdy jsem nebyl spokojen s výsledkem. Hledání ideálního povrchu, který bude v kontrastu s dokonale rovným sklem, nebyl vůbec jednoduchý úkol. Obrázek 14- Umělý kámen Obrázek 15 - Otisk kamene Původní inspirací mi byla struktura štípané břidlice, dále jsem se pokoušel napodobit nerovnosti přírodních kamenů. (viz Obrázek 14, 15) Inspirací pro konečný tvar povrchu mi byla pokrčená alumíniová folie, která se jeví jako zajímavý protiklad k dokonale rovnému sklu. (viz Obrázek 16, 17) 30

38 Obrázek 16 - Vzor struktury Obrázek 17 - Otisk struktury Jako finální návrh jsem vybral právě strukturu pokrčené alumíniové fólie v kombinaci s kouřovým sklem. K určení poměru velikostí mezi oběma čtvercovitými tvary jsem užil zlatého řezu, čili poměru 1:1,6. Na hodiny jsem umístil pouze dvě číslice - XII a VI. (viz Obrázek 18) [23] Obrázek 18 - Konečný návrh 2.2 Výroba modelů Výroba modelu započala sejmutím otisku ze struktury alumíniové fólie. K tomuto procesu byla využita modelová sádra, která byla vylita do ohraničeného rámu. Tento rám byl utěsněn modelovací hlínou, tak aby v místě styku rámu s fólií neunikala sádra do stran a držela se v rámu. (viz Obrázek 19) 31

39 Obrázek 19 - Rám pro otisknutí struktury Modelová sádra byla smíchána s vodou v poměru 100g sádrového prášku a 40-45ml vody, sádru bylo třeba pozvolna důkladně promíchat, tak aby neobsahovala hrudky a byla co nejvíce homogenní. [24] Obrázek 20 - Rám zaplněný sádrou Připravená sádra byla vylita do rámu tak, že její hladina se nacházela ve výšce přibližně 15 mm. Po jejím vytvrzení do manipulace schopné pevnosti byla sejmuta alumíniová fólie a celý otisk bylo třeba dokonale vysušit. (viz Obrázek 20) Vysušený otisk bylo nutné ořezat a vybrousit na požadovaný rozměr 202 mm. Otisk byl opatřen zrcadlově obrácenou římskou číslicí XII a místa styku číslice se sádrou byla vyretušována modelářským tmelem, tak aby z otisku plynule vystupovala do popředí. Tímto krokem vznikla negativní forma pro konečný model reliéfu. Celý povrch formy byl nalakován nepropustnou základovou barvou tak, aby pryskyřice při styku se sádrou nepenetrovala do povrchu sádry. Takto nalakovaný povrch byl potřen separačním tekutinou, tekutým voskem. 32

40 Obrázek 21 - Negativní forma pro výrobu modelu Vzniklá negativní forma byla ohraničena, aby do ní bylo možné vylít polyesterovou pryskyřici. Výška hladiny činila přibližně 10 mm. Tuto formu umístěnou na pracovním stole bylo nutno vyrovnat tak, aby hladina pryskyřice po vylití byla dokonale vodorovná. (viz Obrázek 21, 22) Obrázek 22 - Negativní forma vyplněná pryskyřicí Po vytvrzení pryskyřice bylo možné vzniklý model sejmout z negativní formy. Při jeho snímání byla forma zničena, jelikož model obsahoval řadu negativních záhybů a ty model upínaly k formě. Po dokonalém vytvrzení bylo nutné model zabrousit a zbavit se všech negativních záhybů. Místa kolem římské číslice XII byly vybroušeny a vyretušovány mikrobruskou. Takto připravený reliéf bylo možné spojit s vyřezaným rámečkem z tvrzeného polystyrénu. Tento rámeček byl umístěn ze zadní strany modelu a jeho přechod byl plynule vytmelen polyesterovým tmelem. (viz Obrázek 23) 33

41 Obrázek 23 - Model opatřený rámečkem Ze zadní strany byly dále přilepeny vysoustružené komolé kužely, do kterých se po zhotovení kovového odlitku vyvrtá otvor se závitem pro upevnění reliéfu pomocí šroubů ke skleněné desce. Tyto výběžky mají kónický tvar a jejich přechod je taktéž plynule vytmelen. (viz Obrázek 24, 25) Obrázek 24 - Detail výběžků Obrázek 25 - Rozmístění výběžků Výroba modelů samostatných římských číslic započala jejich vyřezáním z tvrzeného polystyrénu, za pomoci lupenkové pilky. Takto vyřezané číslice bylo nutno vybrousit jehlovými pilníky, tak aby byly číslice opatřené úkosy a po zhotovení lukoprenové formy je bylo možné vyjmout. (viz Obrázek 26) 34

42 Obrázek 26 - Model číslic pro lukoprenovou formu Prostor kolem číslic byl ohrazen drobným rámečkem, do kterého byla nejprve štětcem rozetřena tenká vrstva lukoprenu, aby se zamezilo vzniku bublin. (viz Obrázek 27) Následně byl do takto připraveného rámečku vylit lukopren až po horní okraj. Ten po vytvrzení vytvořil pružnou formu. Tato forma byla oříznuta skalpelem. (viz Obrázek 28) Do formy byly vyříznuty vtoky, které slouží zároveň jako napojení, tak aby bylo možné číslice napojit na rozváděcí a hlavní vtok, který se následně upevní do připraveného kloboučku. Obrázek 27 - První vrstva lukoprenu Obrázek 28 - Zcela zalitá forma lukoprenem Po dokončení lukoprenové formy bylo možné vytvořit voskové modely římských číslic. K jejich zhotovení byl využit vstřikovací vosk modré barvy, distribuovaný pod názvem Aqua Superior, s teplotou tavení C. Vosk byl ohřát na vstřikovací teplotu přibližně 72 C a vylit do dutiny formy, následně byla horní strana formy. Poté byla horní strana formy stažena stěrkou a číslice tak byly ostře zarovnány do roviny. Po ochlazení vosku bylo možné voskové modely vyjmout z formy. (viz Obrázek 29) [25] 35

43 Obrázek 29 - Voskový model číslic Po ztuhnutí vosku do manipulace schopné tvrdosti byly voskové modely vyretušovány skalpelem. Dokončené modely se dále spojovaly s voskovým vtokem, tato operace byla provedena žhavým skalpelem, který fungoval jako pájka. Po propojení všech částí se takto připravený model vložil do kloboučku a celý model byl připraven na zaformování sádrou. (viz Obrázek 30) Obrázek 30 - Voskové modely před zaformováním 2.3 Výroba forem Při vytváření forem byly využity dvě rozdílné metody. Pro reliéfní desku byla užita jednorázová forma ze sypké formovací směsi. Pro vytvoření samostatných římských číslic byla využita metoda přesného lití, na vytavitelný model do sádrové formy. 36

44 Při vytváření formy pro reliéfní desku byly využity dva k sobě vhodné rámy, výška těchto rámu byla 100 mm, jejich zbývající rozměry činily 450 mm krát 300 mm. Před samotným formováním bylo nutno zasypat model dělícím práškem. Tento prášek se užívá proto, aby bylo možné model bez obtíží vyjmout z formy. Prostor kolem modelu byl vyplněn modelovou formovací směsí. (viz Obrázek 31) Jedná se o bentonitovou směs, s distribučním názvem BENTOMIX. Tato směs oproti běžné směsi neobsahuje vodu, ale olej, díky tomu nevysychá. Má jemné zrno a velmi dobře kopíruje povrch modelu, má také lepší manipulační vlastnosti. Modelová směs byla důkladně upěchována tak, aby kolem modelu vytvořila přibližně 15 mm silnou vrstvu. Zbývající prostor formy byl zaplněn výplňovou směsí, běžnou bentonitovou směsí; ta se skládá s ostřiva, pojiva a vody. Ostřivem je v našem případě křemenný písek. Jako pojivo je použit bentonit, ten je tvořen směsí jílů a obsahuje přibližně % montmorillonitu, bentonit má velmi dobré absorpční vlastnosti. Díky této absorpční schopnosti na sebe váže vodu. Po přimíchání vody do směsi bobtná a ta se stává soudržnou. Podíl přidané vody nesmí přesáhnout 5%, jinak by byla směs příliš vlhká a ztrácela by své předepsané formovací vlastnosti, byla by nepropustná a neodváděla zplyněnou vodu, tudíž by se stala neprodyšnou. (viz Obrázek 32) [26] Obrázek 31 - Pokrývání modelu směsí Obrázek 32 - Vyhlazení formy kolem modelu 37

45 Obrázek 33 - Umístění vtokového kůlu Po zaformování prvního dílu formy bylo nutno celý rám otočit a model důkladně očistit od směsi, která ulpěla na straně modelu, jenž bude v kontaktu s druhou částí formy. Po očištění bylo nutno celou tuto stranu zasypat dělícím práškem. Při ustavení druhé části formovacího rámu je do formy vložen předem připravený model pro vtokový kůl. (viz Obrázek 33) Celý proces je opakován krok po kroku. Kolem modelu je upěchována modelová směs stejným způsobem, jako tomu bylo u prvního dílu formy, zbývající část formy je zaplněna výplňovou směsí a důkladně upěchována. Vtokový kůl byl umístěn v druhé polovině formovacího rámu a z jeho vyústění do dopadové jamky bylo nutno vytvořit dva symetrické zářezy, které budou přivádět roztavený kov do dutiny formy. Na druhé straně formovacího rámu bylo nutno připojit k dutině po vloženém modelu výfuky, které budou odvádět vzniklé plyny a umožní dokonalé zaplnění formy. Po dokončení obou částí formy bylo třeba vytvořit kolem licího kůlu licí jamku, která napomáhá slévači při odlévání do formy nasměrovat proud kovu do licího kůlu. 38

46 Obrázek 34 - Označení výfuků Po úplném dokončení bylo nutné vytvořit průduchy tak, aby mohla vzniklá pára odcházet z formy ven. Takto připravenou formu bylo možné umístit na licí pole. (viz Obrázek 34, 35, 36, 37, 38) Obrázek 35- Forma před vytažením modelu Obrázek 36 - Vytvoření zářezů Obrázek 37 - Hotová forma Obrázek 38 - Detail reliéfu 39

47 Pro vytvoření římské číslice VI bylo užito metody přesného lití. Této metody se užívá při vytváření přesných odlitků, které mají po odlití velmi nízké nároky na následné opracování. Ke zhotovení odlitku byla využita licí linka v laboratoři přesného lití VŠB - TUO. Tato linka je distribuována pod názvem Indutherm MC15 a je velmi vhodná ke zhotovení drobných odlitků jako jsou šperky. V přístroji dochází k rychlému natavení vsázky za sníženého tlaku. Díky tomu se eliminuje naplynění kovů a předejde se také oxidaci, a výsledný odlitek je vysoce kvalitní. (viz Obrázek 39) Obrázek 39 - Forma před zalitím sádrou Obrázek 40 - Forma po zalití sádrou K zalití formy sádrou byla využita vakuová mísička, která je součástí licí linky Indutherm MC15. Sádra v ní byla mísena v poměru 100 g sádrového prášku ku 38 ml vody. Po zalití formy byla celá forma ponechána vibračnímu cyklu za účelem eliminace všech bublin v jejím objemu. (viz Obrázek 40) Po úplném vysušení sádry bylo nutné sádrovou formu ohřát na teplotu tavení vosku tak, aby z její dutiny unikl veškerý vosk. Po vyprázdnění dutiny formy bylo nutné tuto formu pozvolna předehřát na teplotu C, aby se předešlo vysokému teplotnímu rozdílu mezi formou a roztaveným kovem. Díky tomuto předehřátí se docílí menšímu ochlazení kovu, a ten má lepší zabíhovost v dutině formy. Předehřátá forma byla bezprostředně po vytažení z pece umístěna do licí jednotky Indutherm MC Proces lití Ke zhotovení odlitků byla použita slitina mědi CuSn10, která je pro výrobu uměleckých odlitků velmi vhodná. Má výborné vlastnosti, co se zabíhavosti týče, a díky tomu dokonale vykresluje jemné detaily formy. Tento materiál patří mezi cínové bronzy, které mají ve sféře uměleckého slévárenství takřka největší využití. [27] 40

48 Proces lití reliéfu započal tavbou vsázky v elektrické odporové peci, tavba trvala přibližně 5 hodin. Tavenina dosahovala na vrcholu tavby přibližně 1300 C. Jelikož teplota lití byla stanovena na 1280 C, bylo nutné mírně přesáhnout teplotu lití, kvůli ochlazení taveniny při následné manipulaci a stažení strusky. Po dosažení teploty lití byla tavenina vylita do předem připravené a zatížené formy. Celá forma i s odlitkem byla ponechána na licím poli za účelem vychladnutí. Po vychladnutí formy bylo možné vybít odlitek z formovacího rámu. (viz Obrázek 41, 42, 43) Obrázek 41 - Odlévání formy Obrázek 42 - Otevřená forma po odlití Obrázek 43 - Vybitý odlitek reliéfu 41

49 Odlévání římské číslice VI probíhalo na licí jednotce Indutherm MC15. Do tohoto stroje byla po předehřevu na požadovanou teplotu bezprostředně umístěna sádrová forma. Natavení vsázky probíhalo v kelímku z keramického materiálu. Samotná tavba vsázky je velmi rychlý proces, ke kterému došlo za cca 90 sekund. Po natavení kovu se funkční část stroje otočí o 90, což zapříčiní vylití kovu z kelímku do formy. Celé odlití probíhá za zvýšeného tlaku. (viz Obrázek 44) Po odlití a krátkém setrvání než tavenina ztuhne, byla celá forma vložena do vodní lázně. Velký teplotní rozdíl sádrové formy a vodní lázně zapříčiní, že veškerá sádrová hmota se pod náporem intenzivního ochlazení odvařila a zůstal pouze bronzový odlitek s vtoky. (viz Obrázek 45) Obrázek 44 - Indutherm MC15 po vylití taveniny do formy Obrázek 45 - Výsledné odlitky číslic 42

50 2.5 Dokončovací práce Po odřezání vtokové soustavy a výfuků byl reliéf ze všech bočních stran zbroušen úhlovou bruskou, následně byly všechny strany vyleštěny lamelovým kotoučem. Reliéf byl po odlití mírně prohnut, proto jej bylo nutné vyrovnat. K tomuto úkonu bylo využito gumové kladivo a několik dřevěných hranolů. Po několika úderech kladivem do středu reliéfu, který byl podložen hranoly, se dosáhlo téměř dokonalého vyrovnání. (viz Obrázek 46) Obrázek 46 - Zabroušený a vyrovnaný reliéf Obroušený a vyrovnaný reliéf bylo nutno zbavit všech nečistot, připečenin a zoxidovaného povrchu. K tomuto úkonu bylo využito ručního tryskání. Jako abrazivo byl použit velmi jemný přírodní písek, kterým byl za pomoci ručního tryskání vytvořen velmi jemný krupičkovitý povrch. Po konečné úpravě povrchu bylo zapotřebí vyvrtat otvor pro uchycení hodinového mechanismu. Ten byl vyvrtán na stojanové vrtačce a průměr vytvořeného otvoru činil 10 mm. Výsledný otvor byl odjehlen vrtákem s průměrem 16 mm. Dalším úkonem bylo vyvrtání výběžků na zadní straně odlitku, k tomuto úkonu byl užit vrták s průměrem 3,4 mm, tyto výběžky slouží jako úchyty pro sklo a závěs. K upevnění těchto dílů jsou použity ocelové šrouby M 4 mm, proto bylo třeba do vytvořených děr vyřezat závity. K tomu byly využity závitníky M 4. (viz Obrázek 47, 48) 43

51 Obrázek 47 - Otvor pro uchycení Obrázek 48 - Vyřezané závity Obrázek 49 - Zadní strana s mechanismem a šrouby Obrázek 50 - Upevnění mechanismu Po vytvoření všech otvorů a vyřezání závitů bylo třeba odzkoušet správnou geometrii všech děr; ty byly naprosto přesné. Hodinový mechanismus tak bylo možné velmi pevně uchytit v otvoru odlitku reliéfu. (viz Obrázek 49, 50) Samostatná římská číslice VI byla odřezána od vtoku a velmi jemně opilována jehlovými pilníky, následně byla překartáčována jemným ocelovým kartáčem. Díky metodě přesného lití, kterou byla vytvořena, nepotřebovala složitější dokončovací úpravu. 44

52 2.6 Povrchová úprava Povrchová úprava započala patinováním, k tomuto účelu byla využita patina, která se skládá z 500 ml destilované vody, 150 g hydroxidu draselného, 75 g síry v prášku. Takto připravenou patinu bylo třeba dále zředit v poměru 1:4 s destilovanou vodou. Při zacházení s patinou bylo zapotřebí mít na sobě ochranné pomůcky, jako jsou gumové rukavice, respirátor a ochranné brýle, neboť se jedná o velmi dráždivé chemikálie, které při vdechnutí způsobují naleptání sliznice a při kontaktu s pokožkou jsou velmi agresivní. K nanášení patiny byl použit malířský štětec, kterým byla patina nanášena na povrch reliéfu ve dvou vrstvách. Dvě vrstvy zaručily opravdu tmavý odstín výsledného povrchu. Po ukončení reakce bylo zapotřebí reliéf omýt mýdlovou vodou a zneutralizovat chemikálie obsažené v patině. Obrázek 51 - Před patinováním Obrázek 52 - Po patinování Po vysušení reliéfu byl povrch překartáčován jemným ocelovým kartáčem, díky tomu vynikly nejvýše položené části struktury, oproti tomu zůstala hluboká místa velmi tmavá, což vytvořilo zajímavý kontrast. (viz Obrázek 51, 52) Po dokončení patinování bylo třeba plochy číslice XII vyškrábat do barvy čistého kovu. K tomuto úkonu bylo využito drobné dláto s plochým ostřím. Poslední fází bylo lakování reliéfu, což bylo provedeno lakem ve spreji. Byl zvolen lesklý bezbarvý lak, který se nanášel ve dvou vrstvách na očištěný a odmaštěný reliéf. Výsledný povrch je velmi lesklý, díky tomu vynikly jak číslice, tak samotná struktura reliéfu. (viz Obrázek 53) 45

53 Obrázek 53 - Konečná podoba reliéfu po lakování Povrchová úprava samostatné číslice VI spočívala ve vyleštění povrchu za pomoci tkaniny a leštící pasty. Následně byla přední strana číslice mírně přebroušena jemným smirkovým papírem. Na úplný závěr byla číslice nalakována stejným lakem, který byl použit u lakování reliéfu. (viz Obrázek 54) Obrázek 54 - Konečná podoba číslic po nalakování 46

54 2.7 Kompletace Ke konečné kompletaci byly mimo bronzový reliéf s hodinovým mechanismem a skleněnou deskou zapotřebí i dalších komponentů. Mezi ně patří hodinové ručičky vyrobené z duralového plechu, dva páry gumových podložek, dva páry ocelových podložek a závěs vyrobený z duralového plechu. (viz Obrázek 55) Vyrobené kovové ručičky byly přilepeny lepidlem k originálním ručičkám, které byly součástí zakoupeného hodinového mechanismu, díky tomu nebylo zapotřebí vyrábět upevnění ručiček k mechanismu. Obrázek 55 - Ostatní komponenty Bronzový reliéf byl za pomocí šroubů a gumových podložek připojen ke skleněné desce, šrouby bylo zapotřebí velmi citlivě utahovat, aby nedošlo k prasknutí skleněné desky. Následně bylo možné upevnit hodinový mechanismus za pomoci utahovacího šroubu, který je umístěn na přední straně tohoto mechanismu. Poté byl připevněn závěs. Skleněná deska byla na zakázku vyřezána a zakalena ve sklářské firmě podle výkresu. Byla vyrobena z tmavého, kouřového skla o tloušťce 4 mm. (viz Obrázek 56) Samostatná římská číslice VI byla na skleněnou desku připevněna za pomoci dvousložkového polyuretanového lepidla určeného na kombinované povrchy. 47

55 Obrázek 56 - Výkres pro výrobu skla 48

56 Obrázek 57 - Čelní pohled 49

57 Obrázek 58 - Boční pohled 50

58 Obrázek 59 - Podhled 51