Zegar mechaniczny

Idea zegara mechanicznego (wahającego się ciężarka i obracających się kół zębatych) pojawiła się ok. 2000 lat od chwili, gdy ludzie po raz pierwszy zajęli się pomiarami czasu.

Zegary kołowe mechaniczne pojawiły się w XIII wieku. Ogólna zasada działania była taka: jeśli na horyzontalny walec nawinąć sznurek, na jego końcu przyczepić ciężarek i pozwolić mu swobodnie spadać, to będzie on obracać walec. Jeśli walec połączyć systemem kół zębatych z tarczą ze wskazówkami - otrzymamy zegar. Były to wielkie i ciężkie urządzenia, np. koło w mechaniźmie zębatkowo-zapadkowym w zegarze Tycho Brache miało średnicę 91cm i 1200 zębów. Jednym z najciekawszych przykładów zegara z tamtych czasów jest zegar w moskiewskim Kremlu. Jego mechanizm zajmuje kilka pięter wieży, a rozmiar cyferblatu jest taki, że każda cyfra ma wielkość człowieka. Ten zegar zbudowano w 1404 roku.

W XV wieku rozmaite rodzaje takich zegarów coraz bardziej się rozpowszechniają, a do ich konstrukcji zostaje wprowadzona ważna innowacja: sprężyna. Pojawiły sie też niedużego rozmiaru zegary nastolne.

Pierwsze zegary miały tylko jedną wskazówkę. Minutowa wskazowka pojawiła się ok. 1550 roku, a sekundowa - 1760. Potem pojawiły się zegary mechaniczne napędzane prądem elektrycznym.

Zegar kwarcowy

W roku 1929 W.A. Marrison zbudował pierwszy kwarcowy wzorzec częstotliwości, nazwany "zegarem kwarcowym". Odpowiednio wycięty kawałek kryształu (kwarcu), pobudzany zmiennym polem elektrycznym, drga z bardzo stabilną częstotliwością. Zegary takie są bardzo dokładne, jednak częstotliwość rezonatorów kwarcowych zmienia się nieco pod wpływem temperatury. Poza tym z czasem tracą one dokładność na skutek zmian w strukturze krystalicznej.

Zegar atomowy

Pierwszym zegarem atomowym byl maser (skonstruwany w 1952 roku) - urządzenie wzmacniające mikrofale za pomocą emisji wymuszonej promieniowania, z dołączonym oprzyrządowaniem. Współczesne najdokładniejsze zegary atomowe bazują na zaawansowanej fizyce. Dokładność takich zegarów dochodzi do 10^(-15), co oznacza 1/10 nanosekundy na dzień. Pierwszy tego typu zegar został zbudowany w 1949 roku. Pierwszy zegar atomowy bazujący na drganiu atomów cezu-133, zbudowal Louis Essen w roku 1955.