انواع ساعات ابتدائی:
بد نیست بدانیم که در گذشته بشر برای دانستن وقت و ایام، با توجه به تجربه و دانش زمانه، ساعت هائی را اختراع کرده و مورد استفاده قرار داده است که مهم ترین آنها عبارت است از:
ساعت سایه ای:مصریان قدیم ساعتی ساختند که به آن ساعت سایه ای می گفتند. این ساعت به گونه ای بود که سایه قطعه ای چوب عمودی برروی یک قطعه چوب افقی می افتاد و زمان را با ان اندازه می گرفتند.
ساعت آبی: ساعت آبی نیز توسط مصریان اختراع شد. در این نوع ساعت، از جریان یک نواخت آب استفاده می شده، به این ترتیب که داخل ظرف مدرج سوراخ دار را با آب پر می کردند که آب قطره قطره از سوراخ کوچک می چکیده و با توجه به مقدار آب خروجی، زمان تا حدودی معلوم می شده است.
نمونه ساعت آبی
ساعت آفتابی: در ساعت خورشیدی، میله ای عمودی بر سطح افقی نصب می شده است که با اندازه گیری سایه آن میله، زمان معلوم می شده است (در ادامه به این نوع ساعت بیشتر پرداخته شده است).
ساعت آفتابی
ساعت شنی یا ماسه ای: از دو حباب شیشه ای چسبیده به هم تشکیل می شده که میان آن، سوراخ باریکی برای رد شدن شن یا ماسه تعبیه می کردند تا شن ها بتدریج از حباب بالا به حباب پایین جمع شود. بعد ظرف را وارونه می کردند و همان عمل تکرار می شد. با معلوم شدن تعداد دفعات جابجا شده شن ها در حباب ها، حدود تقریبی زمان مشخص می گردید.
نمونه ساعت شنی
ساعت شمعی: در این نوع ساعت، بدنه شمع مدرج می شد و با سوختن شمع و کوتاه شدن آن زمان را محاسبه می کردند.
انواع جدیدتر ساعت:
با پیشرفت علم و دانش بشری، به تدریج ساعت های دقیق تر مکانیکی، وزنه ای، فنردار، برقی، باطری دار و کامپیوتری جای ساعت های آبی، آفتابی و ماسه ای را گرفتند. مخصوصا از زمان استفاده انسان از فنر جهت راه انداختن چرخ های دندانه دار، که به ساعت شمار و دقیقه و حتی ثانیه شمار متصل هستند، سنجش دقیق زمان برای همه به طور ساده امکان پذیر گردید. در اوایل قرن شانزدهم اولین ساعت مچی آهنی، که نسبتا زمخت بوده، توسط یک نفر آلمانی ساخته شد. بعدها در اواخر قرن هجدهم با استفاده از فنر و چرخ دنده های بسیارکوچک، امکان ساختن ساعت های مچی ظریف به وجود آمد، به طوری که اولین ساعت های مچی شبیه ساعت های امروزی، در کشور سوئیس «از سال های 1790 به بعد» ساخته شد.
بین سال های 1865 تا 1868 بزرگ ترین، حجیم ترین و جسیم ترین ساعت دیواری جهان، در کلیسای سن پیر در فرانسه نصب گردید. ارتفاع ساعت 1/12 متر عرض آن 09/6 متر و ضخامتش 7/2 متر بوده که از 90000 قطعه تشکیل شده است. در مقابل بزرگ ترین ساعت، ظریف ترین ساعت دنیا فقط 98/0 میلی متر قطر دارد.
ساعت هایی با تکنولوژی های جدید:
تکنولوژی امروزی، انسان را قادر ساخته ساعت های بسیار ظریف و دقیق مکانیکی، تمام الکترونیکی، کامپیوتری و حتی اتمی بسازد.
ساعت آفتابی:
توالی فصل ها و تأثیر آن بر زندگی انسان ها از زمان های دور، دانش تقویم را به نیازی اصلی برای انسان در تمدن های بزرگ تبدیل کرد. موضوع اصلی تقویم سنجش و اندازه گیری زمان بود و در این میان دانستن مدت روز و داشتن زمان آن بسیار مهم می نمود. حضور خورشید در آسمان و تکرار روز و شب اندیشهٔ ساخت نخستین ابزار برای سنجش زمان را در انسان ایجاد کرد و به این ترتیب ساعت های آفتابی به عنوان اولین ساعت ها ساخته شد و با درک بهتر انسان از کارایی کرهٔ آسمانی پیشرفت بیشتری کرد. براساس نوشته های هرودوت قدمت این ساعت ها به 5000 سال قبل برمی گردد و او ساخت این ابزار را به سومری ها و کلدانی ها نسبت می دهد، اقوامی که در منطقهٔ بین النهرین می زیستند.
بر مبنای مدارک موجود نخستین کسی که به محاسبات نظری ساعت های آفتابی توجه کرد و باعث رواج آن ها شد، آنکسیماندر اهل ملطیه در قرن 6 پیش از میلاد بود. در این دوران بود که ساعت های آفتابی در نقاط مختلف امپراطوری یونان گسترش یافت. خارج از تمدن یونان، در حدود 340 سال پیش از میلاد ستاره شناسی کلدانی به نام بروسوس نخستین ساعت آفتابی کروی را طراحی کرد. در این ساعت آفتابی جذاب شاخص درون نیمکره ای واقع بود که علاوه بر نشان دادن زمان بر حسب یک تقسیم بندی 12 ساعتهٔ طول روز، بلندای سایه و نیز فصل ها را مشخص می کرد.
نخستین ساعت های آفتابی که شاید حتی پیش از این اقوام نیز بوده است، تنها گذر خورشید را از نصف النهار ناظر مشخص می کرد که همان ظهر شرعی است. سومری ها این ساعت را گسترش دادند و اولین نمونه ساعت های آفتابی عمودی را ساختند. در این ساعت ها که ساده ترین نوع ساعت های آفتابی است، یک شاخص عمودی سایه ای بر صفحه ای می اندازد که تقسیم بندی آن نشانگر ساعت های روز است.
ساعت آفتابی وسیله ای است که زمان را با استفاده از مکان خورشید در آسمان می سنجد. معمول ترین نوع ساعت آفتابی از میله ای ساخته شده است که روی صفحه ای قرار دارد و ساعت های شبانه روز روی صفحه نشانه گذاری شده اند. وقتی مکان خورشید در آسمان عوض می شود، مکان سایهٔ میله هم روی صفحه جابه جا می شود و ساعت را نشان می دهد.
نمونه ای از یک ساعت آفتابی
یک ساعت آفتابی در فرانکفورت آلمان
ساعت آفتابی در مقابل دانشکدهٔ مهندسی کامپیوتر دانشگاه صنعتی شریف تهران
ساعت های آفتابی در فرهنگ مردم:
در بیشتر شهرهای بزرگ این ساعت ها در میدان اصلی نصب می شد تا مردم ساعت را بدانند. نمونه های بسیاری از اولین ساعت های آفتابی تا امروز وجود دارد که با پیشرفت علم و دانش انسان در زمینهٔ ریاضیات، کامل تر و دقیق تر شده است و امروزه این ساعت ها به عنوان نمادی از تمدن هر سرزمین مورد توجه قرار می گیرند.
دقت ساعت های آفتابی:
بیشتر ساعت های آفتابی تزئینی برای عرض جغرافیایی 45 درجه طراحی می شوند. اگر بخواهیم چنین ساعت هایی را برای عرض های جغرافیایی دیگر به کار ببریم، باید صفحهٔ ساعت را کج کنیم تا محور ساعت (راستای میلهٔ ساعت) موازی با محور چرخش زمین قرار بگیرد و راستایش (در نیم کرهٔ شمالی) به سمت قطب شمال باشد. ساعت های آفتابی معمولی، زمان ظاهری خورشیدی را نشان می دهند. این زمان با زمانی که از ساعت می خوانیم کمی فرق دارد و در طول سال تا حدود 15 دقیقه جابه جا می شود. این ساعت ها تنها 4 روز در طول سال با ساعت های مکانیکی مطابقت دارند (16 آوریل، 14 ژوئن، 2 سپتامبر و 25 دسامبر). این پدیده به این خاطر است که راستای محور چرخش زمین به دور خود کاملاً ثابت نیست و زمین هنگام چرخش به دور خود کمی تاب می خورد. ساعت های آفتابی دقیق همیشه جدول یا نموداری در کنار خود دارند که این اختلاف زمان را در ماه های مختلف سال تصحیح می کند. برخی دیگر از ساعت های آفتابی پیچیده نیز با خمیده کردن خط ساعت ها روی صفحهٔ خود یا با روش های دیگر مستقیماً ساعت درست را نشان می دهند.