Wednesday, October 8, 2008

Sejarah Alat Penunjuk Waktu

Selama ribuan tahun, berbagai alat telah digunakan untuk mengukur dan mengetahui waktu. Sistem pengukuran waktu sexagesimal sudah diketahui sejak 2000 tahun sebelum masehi di Sumer, Mesir kuno. Warga mesir kuno sudah membagi hari menjadi dua belas bagian waktu menggunakan obelisk besar untuk mengetahui gerakan matahari. Mereka juga menemukan jam air, yang mungkin pertama kali digunakan di Precinct Amun-Re, dan lalu mereka dipekerjakan oleh bangsa Yunani Kuno yang memanggil mereka clepsydrae. Dinasti Shang yang dipercaya juga menggunakan jam air di saat yang sama ketika ditemukannya jam itu, yaitu di Mesopotamia pada 2000 tahun sebelum masehi. Beberapa alat penunjuk waktu yang lainnya adalah jam lilin (candle clock) yang digunakan di China, Jepang, Inggris, dan Iraq; tongkat waktu (time stick) yang digunakan di India dan Tibet dan juga beberapa daerah di Eropa; dan jam pasir (hour glass), yang berfungsi sama seperti jam air.

Penunjuk waktu pertama sangat bergantung pada bayangan yang dihasilkan matahari, sehingga tidak begitu berfungsi dengan baik pada cuaca berawan atau di malam hari. Jam pertama yang mengabaikan matahari menggunakan sistem rotasi yang mentransfer energi rotasi menjadi gerak diskret, ditemukan di China pada abad ke 8 setelah masehi, dan insinyur islam menciptakan jam bandul pada abad ke sebelas. Jam mekanis pertama ditemukan di Eropa pada abad ke 14, dan menjadi standar penunjuk waktu bagi seluruh dunia hingga abad ke 20. Di abad ke 20, telah ditemukan quartz oscillator, lalu jam atom mengikuti. Quartz oscillators mudah diproduksi dan sangat akurat. Jam atom sangat akurat dan tidak ada yang bisa mengalahkan keakuratannya. Standar waktu dunia berpatokan pada jam atom.

Beberapa peradaban kuno berpatokan pada pergerakan benda-benda langit, umumnya bulan dan matahari untuk menentukan waktu, tanggal, dan musim. Metode sexagesimal sekarang umum di barat, yang ditemukan 4000 tahun lalu di Mesopotamia dan Mesir. System yangs ama ditemukan di Amerika kuno. Kalender pertama mungkin ditemukan pasca era glasial, para pemburu mengumpulkan tongkat dan tulang untuk menandakan fase bulan dan musim. Lingkaran batu seperti Stonehenge, yang juga dibangun beberapa yang memilki konsep sama di beberapa wilayah di Eropa yang menunjukkan titik balik matahari (solstice) dan keadaan di mana matahari berada tepat di ekuator (equinox).

Jam matahari hanya bisa menunjukkan waktu di siang hari. Jam matahari tertua terdapat di Mesir, berupa obelisk raksasa dan terbuat dari batu schist, yaitu sejenis batu metamorf. Obliesk kuno dibangun pada tahun 3500 sebelum masehi, yang juga merupakan jam tertua dan pertama di dunia.

Jam air populer pertama kali di Yunani Kuno atas petunjuk Plato yang juga sebagai penemunya. Jam air bekerja berdasarkan mengapungnya suatu bahan di atas air di dalam tangki yang diberi air secara konstan secara terus menerus melalui suatu saluran. Di pagi hari, tangki itu akan penuh dan harus diatur kembali. Sayangnya, jam air bermasalah pada temperatur. Seperti yang diketahui, air termasuk zat cair yang mudah menguap, sehingga jam air pada suatu saat akan kekurangan air sehingga tidak akurat lagi. Masalah ini pernah dipecahkan oleh ilmuwan China, Zhang Sixun dengan mengganti air dengan Mercury. Ia mengaplikasikannya pada menara jamnya yang setinggi sepuluh meter, dan jam itu dimodifikasi sehingga berbunyi setiap seperempat jam.

Jam mekanik yang pertama dibuat di Chang’an oleh Biksu Tantric dan ahli matematika Yi Xing dan petugas pemerintah Liang Lingzan. Jam ini dibuat untuk mengatasi keterbatasan jam air yang ketika itu sudah populer di sana. Prinsip kerja jam mekanik itu cukup sederhana, yaitu sama seperti jam air dalam perputarannya. Hanya saja, jam ini menggunakan energi potensial pegas. Dalam satu periode, biasanya setiap 24 jam, pegas diputar dan jam berputar dengan mekanisasi yang cukup kompleks.

Jam mekanik yang menggunakan prinsip gerakan bandul dan roda-roda bergerigi ditemukan pertama kali oleh ilmuwan-ilmuwan Islam Ibn Khalaf al-Muradi. Lalu teknologi tersebut dibawa ke Spanyol dan disebarkan ke setiap bagian benua Eropa dengan bahasa Latin dalam buku yang berisi tentang Teknologi Mekanik Muslim.

Jam lilin dipergunakan ketika tidak ada jam yang bisa dipakai untuk menunjuk waktu di malam hari. Tidak ada yang tahu pasti kapan ditemukannya jam lilin ini, tapi sejarah tentang jam lilin pertama kali disebut di puisi buatan You Jiangu pada tahun 520 M yang juga mensiratkan penggunaan jam ini di malam hari. Jam yang sama juga digunakan di Jepang hingga abad 10.

Jam dupa dipergunakan setelah masyarakat tahu bahwa jam lilin tidak akurat. Jam dupa tidak menggunakan api, tetapi hanya menggunakan arang yang terbakar di ujung dupa. Dengan asap yang sedikit dan tanpa api, jam jenis ini aman dipergunakan di dalam ruangan, dan juga lebih akurat.

Jam astronomik, biasa digunakan oleh ahli astronomi muslim di observatorium dan masjid. Jam ini bisa menggunakan jenis penggerak apapun seperti jam air (seperti yang dibuat Al Jazari pada tahun 1206) ataupun jam penggerak bandul. Yang membedakan jam ini dengan jam lain adalah pada muka penunjuk waktunya. Jam ini benar-benar mengacu pada pergerakan benda-benda langit. Berbeda pada jam peradaban lain yang mengacu pada angka-angka yang statif bagaimanapun sudut kemiringan matahari, jam ini akan mengacu pada penunjuk yang sama pada sudut kemirngan matahari yang sama sepanjang tahun. Jadi bisa dibilang, jam ini akan menunjuk titik yang sama dengan jam matahari. Banyak orang jaman dulu, terutama yang tinggal jauh dari khatulistiwa, yang bingung karena matahari tidak selalu terbit dan terbenam pada jam yang sama sepanjang tahun. Jam ini mengatasi kekurangan itu.

Pembuat jam pertama pada abad pertengahan Eropa adalah pendeta kristen, karena gereja-gereja pada masa itu sangat membutuhkan jam untuk berdoa sehari-hari dan jadwal kerja yang sangat ketat diberlakukan.

Jam pertama dari jaman mereka yang terekam dalam sejarah adalah jam buatan seorang pendeta yang akan menjadi Paus Sylvester II yang dipasang di Magdeburg, Jerman, pada tahun 995 M. Lalu, jam yang lebih canggih dibuat oleh pendeta Peter Lighfoot dari Glastonbury. Ia membuat jam tertua yang masih berdetak dan dalam keadaan yang sangat baik dan kini disimpan di Museum Sains London.

Jam yang pertama dibuat pada abad pertengahan Eropa yang menggunakan muka jam astronomik adalah jam yang dibuat oleh Richard dari Wallingford pada abad ke-14. tetapi jam itu saat ini tidak ada lagi karena dihancurkan oleh pemerintahan Henry VIII dalam kebijakannya tentang pengurangan pengaruh gereja pada pemerintahan. Tapi sang pembuat menjelaskan bahwa jam itu juga memprediksikan posisi bulan dan matahari dan gerhana matahari dan bulan secara akurat.

Pembuat jam profesional pertama datang dari perkumpulan Locksmith dan ahli perhiasan. Pembuatan jam menjadi industri massal selama beberapa tahun dengan datangnya keahlian terspesialisasi. Pembuat jam terkenal adalah Julien Le Roy dari Versailles yang memimpin pembuatan desain case yang ornamental. Paris dan Blois adalah pusat pembuatan jam pada masa itu. Le Roy sendiri adalah generasi kelima pembuat jam di Eropa. Persaingan pembuatan jam telah semakinketat dan persaingan teknologi juga demikian sehingga pencarian teknologi dan metode yang lebih akurat dalam menunjuk waktu.

Jam tangan pertama kali populer pada tahun 1904 oleh pembuat jam berkebangsaan Prancis, Louis cartier. Ia mendapatkan ide itu ketika seorang temannya, Alberto Santos- Dumont, seorang penerbang, memintanya untuk membuat jam yang lebih baik ketika dipergunakan dalam penerbangannya. Sebenarnya jam tangan sudah dibuat oleh Patek Phillipe pada tahun 1868, tapi hanya sebagai ‘jam gelang’ untuk wanita. Louis Cartier hanya menyempurnakan dan mempopulerkan jam tersebut.

Seperti teknologi lainnya, jam tangan semakin populer ketika perang dunia pertama, ketika pertempuran menjadi lebih rumit dan kordinasi antar pasukan menjadi sangat penting.

Chronometer adalah alat yang digunakan dalam perjalanan laut untuk penunjuk waktu berdasarkan garis longitude bumi. Tidak setiap titik di bumi memiliki jam yang menunjuk waktu yang sama, dan itu ditentukan oleh garis bujur/longitude. Perjalanan laut sangat membutuhkan penunjuk waktu yang akurat karena biasanya memakan jarak yang cukup jauh. Waktu standar yang mereka pergunakan ketika itu adalah Greenwich Mean Time, seperti saat ini.

Penunjuk waktu Quartz dibuat berdasarkan penelitian bertahun-tahun yang dilakukan oleh berbagai ilmuwan. Pierre Curie dan Jacques pada tahun 1880 menemukan Piezoelectrics properti dari crystal quartz. Osilator kristal quartz pertama dibuat oleh Walter G Cady dan jam Quartz pertama dibuat oleh Warren Marrison dan J. W. Horton di Bell Telephone Laboratories. Selama beberapa dekade, jam quartz mengalami penyempurnaan dari jam dengan alat penghitungan elektronik yang rumit dan adanya tube vakum yang membatasi penggunaannya di berbagai tempat karena akurasi dari jam ini. Hingga pada tahun 1932 jam Quartz pertama, yang mampu mengukur perbedaan mingguan yang kecil pada rotasi rata-rata bumi, dibuat. Dunia menggunakan acuan pada jam ini, hingga jam atom menjadi acuan jam dunia pada tahun 1969. Seiko adalah pembuat jam quartz pertama secara masal. Biaya pembuatan yang kecil dan akurasi yang tinggi membuat jam ini dipergunakan secara luas.

Jam atom adalah jam paling akurat di dunia, dengan tingkat kesalahan hanya beberapa detik dalam beberapa ribu tahun. Jam ini pertama dibuat pada tahun 1949. dulunya dibuat berdasarkan garis penyerapan oleh molekul amonia, tapi sekarang memakai perputaran atom cesium. Tingkat kesalahan jam atom cesium adalah satu per tiga puluh milyar detik per tahun. SI menyatakan bahwa satu detik adalah 9,192,631,770 putaran radiasi dari tingkat energi dua elektron spin pada keadaan standar dari atom Cesium 133. Jam atom telah menggunakan banyak bahan, mulai dari hidrogen dan uap rubidium. Jam atom hidrogen menawarkan stabilitas yang lebih baik dan wadah yang lebih kecil, sedangkan jam rubidium menggunakan lebih sedikit energi dan biaya pembuatan dan perawatan.




NB:
Dibuat oleh Sapto Andriyono, dengan kemampuan seadanya. Jadi, sorry kalau ada kesalahan, istilah yang dipakai pada artikel asli banyak yang rumit.