Reloj, dispositivo empleado para medir o indicar el paso del tiempo, que puede ser fijo o portátil. Un reloj necesita una fuente de energía y una forma de transmitir y controlar esta energía, además de indicadores para registrar el tiempo transcurrido.
MECANISMOS |
Reloj mecánico
Un reloj mecánico contiene un complejo sistema de engranajes, compuesto por la rueda de escape, la rueda motriz, la rueda de transmisión, la rueda de las horas y la rueda de los minutos, además de diversos piñones.
La fuente de energía de un reloj puede ser un peso, un resorte motor o una corriente eléctrica. En los relojes mecánicos es necesario levantar el peso o tensar el resorte periódicamente; la fuerza motriz suministrada por la fuente de energía se transmite por un tren de engranajes y se regula con un péndulo o un volante. Este tipo de reloj registra el paso del tiempo mediante agujas que giran en una esfera o mediante ruedas numeradas; también pueden indicar la hora de forma audible haciendo sonar una campana o carillón. En los relojes eléctricos y electrónicos el tiempo puede indicarse mostrando números en una pantalla.
RELOJES ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS |
En algunos relojes eléctricos domésticos, un pequeño motor gira al unísono con el generador de la central eléctrica, que está regulado para que proporcione una corriente alterna de una frecuencia determinada. También pueden emplearse corrientes eléctricas para mantener varios relojes secundarios sincronizados con el péndulo de un reloj principal.
En 1929 se desarrolló el reloj de cristal de cuarzo, de gran precisión. Este reloj utiliza un anillo de cuarzo conectado a un circuito eléctrico, al que se le hace oscilar a 100.000 Hz (hercios, o ciclos por segundo). Esta oscilación de alta frecuencia se convierte en una corriente alterna, se reduce a una frecuencia más adecuada para la medida del tiempo y se emplea para alimentar el motor de un reloj síncrono. El error máximo de los relojes de cuarzo más precisos es de 1 segundo en 10 años.
Los relojes de pulsera eléctricos o electrónicos emplean pequeñas pilas que duran más o menos un año. La pila puede impulsar el volante de un reloj mecánico convencional o puede emplearse para hacer oscilar un pequeño diapasón o, con más frecuencia, un cristal de cuarzo.
CRONÓMETROS |
Los relojes mecánicos de alta precisión conocidos como cronómetros eran empleados por los navegantes para determinar la longitud geográfica y calcular su posición en alta mar. También los utilizaban astrónomos y joyeros para calibrar instrumentos de medida. El primer cronómetro eficaz fue construido en 1761 por el relojero británico John Harrison. Era un instrumento portátil montado sobre balancines para mantener el delicado mecanismo en posición horizontal.
Otro reloj de precisión, denominado cronógrafo, no sólo proporciona la hora exacta sino que también registra el tiempo transcurrido en fracciones de segundo. Hay distintas formas de cronógrafo: el tacómetro, que mide la velocidad de rotación; el pulsómetro, que determina el ritmo de una pulsación, y el contador de producción, que indica el número de productos fabricados en un tiempo determinado. Los cronógrafos o cronómetros empleados en competiciones deportivas indican el tiempo transcurrido, pero no la hora del día.
RELOJES ATÓMICOS |
El 29 de diciembre de 1999, el Instituto Nacional de Normas y Tecnología de Estados Unidos presentó el NIST F-1, el reloj más preciso del mundo (una distinción que comparte con un dispositivo similar situado en París). El NIST F-1, un reloj atómico de cesio, sustituye al NIST-7, que sirvió como patrón primario de tiempo en Estados Unidos desde 1993 hasta el final de 1999. El nuevo reloj atómico es tan preciso que podría funcionar durante casi 20 millones de años sin adelantarse ni retrasarse un segundo.
Los dispositivos de medida del tiempo más precisos son los relojes atómicos basados en la frecuencia de la oscilación entre dos estados de energía de determinados átomos o moléculas. Estas vibraciones no resultan afectadas por fuerzas externas. El funcionamiento del reloj de cesio, utilizado para definir la unidad fundamental de tiempo en el Sistema Internacional de unidades, se basa en la medida de la frecuencia de la radiación absorbida por un átomo de cesio al pasar de un estado de energía más bajo a uno más alto.
Algunos relojes atómicos sólo se retrasan o adelantan un segundo cada 200.000 años.
El reloj de amoníaco y el reloj de hidrógeno emplean el principio del máser. El máser de amoníaco separa las moléculas de amoníaco en dos niveles de energía diferentes, y la frecuencia constante —muy alta— con la que oscilan las moléculas entre un nivel y otro se emplea para medir el tiempo con gran precisión. Entre otras cosas los relojes atómicos se utilizan para medir la velocidad de rotación de la Tierra, cuyo periodo puede variar en 4 o 5 milisegundos de un día a otro.
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