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 クォーツ時計


現在、時計の主流といえば、クォーツ時計だ。クォーツの刻む時間は、スマホやカーナビなど、情報機器に不可欠となっている。



もっとも歴史のある時計は日時計だろう。

太陽が南中(なんちゅう)するときを正午とし、1日の時を刻んだ。

雨や曇りでは使えないが、近世まで、もっとも正確な時計であった。

時計の針が右回りなのは、日時計の影が右回りであることに由来するといわれている。

17世紀には、オランダのホイヘンスが画期的な時計を発明する。

振り子時計である。

ガリレイが発見した振り子の等時性(とうじせい)、つまり振り子が規則正しく往復するという特性を応用したもので、誤差は10秒/日ほどである。

この振り子の動きをゼンマイで実現したものが機械式時計だ。

これで、誤差は数秒/日になった。

そして20世紀、クォーツ時計の発明により、誤差は一気に0・5秒以下/日にまで縮まった。

クォーツ時計の「クォーツ」とは、水晶(すいしょう)のことである。

水晶には不思議な性質がある。

力を加えると電圧が発生し(圧電効果またはピエゾ効果という)、逆に電圧を加えると固有のリズムで振動する(逆圧電効果という)のだ。

これは1880年、フランスのキュリー兄弟によって発見された(弟ピエール・キュリーの妻はキュリー夫人)。

クォーツ時計は、この水晶の性質を利用する。

水晶の細さい片へんに交流電圧を加えると、逆圧電効果によって特定のリズム(1秒間に約3万回)で振動する。

この固有の動き(固有振動)を電気信号に変え、時計の刻みに利用するのだ。

水晶の固有振動から電気信号を取り出す素子を水晶振動子と呼ぶ。

これは現代において「産業の米」とも呼ばれ、電子機器に不可欠なものである。

時計に限らず、コンピューターや動作検知センサーの重要な部品となっている。

例えば、携帯電話には10個余りの水晶振動子が組み込まれているのだ。

時計に話を戻そう。

現代では、クォーツ時計よりもさらに正確に時を刻む時計も利用されている。

セシウム原子時計である。

その誤差は3000万年で1秒以下という驚異的なもので、日本の標準時を刻む電波時計にも利用されている。



【出典】 中経出版
雑学科学読本 身のまわりのモノの技術vol.2

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『雑学科学読本 身のまわりのモノの技術vol.2』の紹介


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著者
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    著者:涌井良幸・涌井貞美
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