אאוריקה: איך הומצא השעון המעורר?

הראשונים שהשתמשו בשעון מעורר היו ככל הנראה הַיְּוָנִים הַקְּדוּמִים. השעונים שלהם לא היו מֶכָנִיִּים, כמו השעונים שאנו מכירים, אלא מבוססים על מים: הַיְּוָנִים מילאו כלי בגודל מסוים במים שזרמו בקצב קבוע – ובכל פעם שהכלי התמלא חלפה יחידת זמן. השעון המעורר שלהם היה מנגנון שיצר שריקה כשהמים הגיעו לגובה מסוים.

לַקַּדְמוֹנִים היה סוג נוסף של שעון מעורר. הם נעצו מסמר בצידו של נר בוער, וכעבור כמה שעות, כשהאש הגיעה לְמַסְמֵר וְהֵמֵסָּה את הַשַּׁעֲוָה שסביבו – הנר נפל לתוך כְּלִי מַתֶּכֶת והשמיע רעש.

הַשְּׁעוֹנִים הַמְּעוֹרְרִים הַמֶּכָנִיִּים הומצאו במאה ה-15, וגם הם לא היו דומים כלל לשעונים הַמְּעוֹרְרִים של ימינו. ראשית, הם היו גדולים מאוד, כך שלא ניתן היה להציב אותם ליד המיטה. שנית, הם צלצלו פעמיים ביום ולא פעם אחת - כלומר, שעון שֶׁכּווַּן לשעה שבע צלצל גם בשבע בבוקר וגם בשבע בערב.

הראשון שהמציא שעון מעורר הדומה לשעונים של ימינו היה הָאָמֶרִיקָאִי לֵוִי הַצִ'ינְּס. הַצִ'ינְּס היה שָׁעָן חרוץ, שאהב לקום מאוד מוקדם. אך בימי החורף, כשהשמש איחרה לזרוח, הוא לא התעורר לעיתים - ואיחר לעבודה. כדי לפתור את הבעיה הוא בנה שעון שדמה מאוד לשעון המעורר של ימינו, חוץ מעניין אחד קטן: הוא ידע לצלצל רק בארבע לפנות בוקר.

לבסוף הומצא שעון מעורר שגם היה קטן וגם ידע לצלצל בכל שעה שביקשו ממנו. היה זה מפעל השעונים האמריקאי הקרוי סֵת' תוֹמַס, אשר רשם פָּטֶנְט על השעון בשנת 1876, והפך את התירוץ "לא התעוררתי" לבעייתי הרבה יותר.

אבל כאן לא מסתיימת ההיסטוריה של השעון המעורר, כי בשנת 1956 הציגה החברה הָאָמֶרִיקָאִית "גֶ'נֶרָל אֶלֶקְטְרִיק" חידוש נוסף בתחום: שעון עם מנגנון "הַנּוּדְנִיק", שממשיך לצלצל בכל כמה דקות עד שֶׁמְּכַבִּים אותו סופית.

המצאת שעון היד הַדִּיגִיטָלִי

שעון היד הַדִּיגִיטָלִי, שכמעט כולנו עוֹנְדִים היום, הוא שילוב של שתי המצאות: מַנְגְּנוֹן קְוַרְץ וּתְצוּגָה דִּיגִיטָלִית. מנגנון הקְוַרְץ החליף את המנגנון הַמֶּכָנִי הוותיק, וְאִפְשֵׁר ייצור של שעונים הרבה יותר מדויקים, אמינים, קטנים וזולים. הכל התחיל ב-1880, כְּשֶׁהָאַחִים הַצָּרְפָתִים פּייר וְזַ'אק קִירִי גילו כי כאשר מספקים מתח חַשְׁמַלִּי לגָּבִישׁ קְוַרְץ אז הגביש רוֹטֵט ומוציא אות חשמלי בקצב קבוע. קצב זה נקרא תדר התהודה של הגביש.

ב-1927 ניצל את התכונה הזאת הַמַּדְּעָן הַקָּנָדִי ווֹרֶן מַארִיסוֹן, ובנה שעון ש"סוֹפֵר" את הַתְּנוּדוֹת של הַגָּבִישׁ ומתקדם בכל פעם שהוא מגיע למספר מסוים. המנגנון של מַארִיסוֹן פעל, אך השעון שלו היה מאוד גדול. הבעיה נפתרה ב-1962, אז הצליחו לְמַזְעֵר את הַמַּנְגָּנוֹן בַּמַּעְבָּדָה בִּשְׁוַיְץ. ב-1970 יצאו לַשּׁוּק שני שעוני היד הראשונים שפעלו באמצעות מנגנון קְוַרְץ: "בֵּיטָא 21" הַשְּׁוֵיצָרִי ו-"סיקוֹ 36SQC" הַיָּפָּנִי.

שעון היד הראשון עם תצוגה דִּיגִיטָלִית הוצג ב-1972 על ידי חברת "HMW" מֵאַרְצוֹת הַבְּרִית. הַסְּפָרוֹת הוצְּגוּ באמצעות לֵדִים (LED) – רְכִיבִים אֶלֶקְטְרוֹנִיִּים הַמְּפִיצִים אור (טֶכְנוֹלוֹגְיָה זאת עדיין נמצאת בשימוש, למשל בשעונים מעוררים בעלי ספרות אדומות). אולם, השימוש בשעון לא היה נוח - מפני שהלֵדִים צרכו הרבה חשמל, התצוגה לא היתה קבועה וכדי לדעת מה השעה היו צריכים להדליק את הַתְּאוּרָה באמצעות לחיצה על כפתור.

מדענים המשיכו לחפש שיטה אחרת לתצוגה דִּיגִיטָלִית. הפתרון שנמצא לבסוף היה גְּבִישִׁים נוֹזְלִיִּים. גְּבִישִׁים אלה משנים את צורתם, כלומר את הסידור שלהם, כשעובר דרכם זרם חשמלי, וכך אפשר לגרום לספרות להופיע או להיעלם. את תצוגת הגְּבִישִׁים הנוזליים הראשונה פיתח ב-1968 צוות מדענים, בראשות ג'וֹרְג' הֵילְמֵייר, שעבד בחברה הָאָמֶרִיקָאִית "RCA". אבל, התצוגה שפיתחו המדענים לא היתה מספיק ברורה וגם סבלה מצריכת חשמל גבוהה וחיים קצרים.

הבעיה נפתרה שנתיים מאוחר יותר, כשמדען אָמֶרִיקָאִי בְּשֵׁם גֵ'ימְס פֵרְגַסוֹן המציא שיטה אחרת של תצוגת גבישים נוזליים, שהיתה אמינה וברורה יותר. השעון הראשון שעשה שימוש בתצוגת גְּבִישִׁים נוֹזְלִיִּים (LCD – Liquid Crystal Display) שׁווַּק ב-1972 (רק כמה חודשים לאחר שהוצגו שְׁעוֹנֵי הַלֵד המתחרים). מהר מאוד שעוני הגביש הנוזלי כבשו את השוק.