Sejarah Dan Perkembangan Jam Part 1
Diperkirakan asal-usul jam ditemukan dan digunakan oleh para biarawan untuk memberi tanda waktunya berdoa dengan media lonceng.
Baru pada tahun 1500-an peter Henlein, tukang kunci dari Nurnberg, Jerman memperkenalkan jam rumahan dengan diameter 10-12,5 cm dan ketebalan 7,5 cm. Akhir abad XVI, lonceng mulai dibuat tegak. Di awal abad XVII, mesinnya mulai diberi pembungkus dari kuningan. Kemudian di abad yang sama lonceng diperkaya dengan penutup kaca dan jarum penunjuk menit. Tidak hanya itu , mulai tahun 1656 diperkenalkan pula lonceng dengan pemberat dan pendulum bertali pendek yang dikemas dalam kotak kayu dan bisa digantung di dinding.
Dengan begitu lahirlah lonceng ding-dong, atau grand father's clock dengan pendulum sebagai alat pengukur waktu yang andal. Namun, keandalannya dikalahkan oleh kristal quartz yang mulai diterapkan pada alat pengukur waktu pada tahun 1929. Getaran kristal quartz begitu teratur, sehingga kesalahan terbesar yang mungkin dilakukan oleh sebuah lonceng observatorium dengan kristal quartz adalah satu detik dalam 10 tahun.
Perkembangan jam dari zaman ke zaman:
1. Jam Matahari ( 3500 SM )
Cara orang dulu itu ternyata melihat waktu dengan menggunkan matahari. Dan mereka melihat dan mambagi waktu dalam dua waktu. Yang pertama jika matahari tepat diatas kepala itu namanya berarti tengah hari atau sore.
Gambar 1. jam matahari
Ketika matahari dekat dengan kaki langit berarti sudah waktunya dekat pagi atau dekat malam. Jam tertua bernama jam sundial atau biasanya disebut dengan jam matahari. Jam ini dikenal sejak zaman Babilonia. Pertama kali digunakan kira-kira sekitar 3.500 sebelum masehi. Jam matahari tertua yang pernah ditemukan banyak yang berasal dari Yunani.
Cara kerja jam ini adalah ketika sinar matahari menyinari jarum yang tegak, bayangan jarum akan menunjuk angka-angka tertentu. Namun jam matahari memiliki kelemahan yaitu tidak dapat menghitung waktu pada malam hari karena tidak adanya matahari pada saat malam hari dan ketika cuaca mendung atau hujan.
Gambar 2. Jam air
Sekitar tahun 1400 sebelum masehi (sekitar 3.400 tahun yang lalu) jam air telah ditemukan di mesir. Nah jam itu dinamakan clepsydra (kleph-sur-druh) yang terbuat dari tanah lempung atau berupa jambangan batu berisi air. Di bagian dalamnya, ada deretan tanda untuk jam. Di dekat bagian dasar kendi, dibuat lubang kecil sekali, sehingga air mengalir dengan pelan. Jam air tersebut ialah jam nan canggih pada masa kejayan Islam.
Untuk memberi tahu waktu, orang melihat ke dalam jambangan. Caranya melihat tanda pada bagian atas [permukaan air]. Walaupun orang masih menggunakan bantuan matahari, tetapi jam air lebih bagus untuk pengukuran waktu. Jam air lebih menunjukkan waktu yang tepat. Dapat juga digunakan siang maupun malam, saat hujan maupun hari cerah. Tapi bukan berarti jam air tidak memiliki persoalan, lo. Di negeri yang memiliki musim dingin, air dapat
membeku bila sedang musim dingin.
3. Jam Pasir (600 M)
Gambar 3. Jam pasir
kecil secara jelas dapat digunakan untuk mengukur waktu seperti halnya dengan tetesan air yang teratur.
Karena itu tidaklah mengherankan, jam pasir sudah di pergunakan selama berabad-abad. Tempat pasir itu dipasang didalam suatu rak yang dapat dibalik- balikan. sehingga pasir mengalir turun terus-menerus.
Cara kerja alat ini adalah pasir yang ada di salah satu tabung (di atas) akan mengalir ke tabung di bawahnya melalui saluran penghubung yang sempit tersebut. Jika semua pasir telah mengalir ke tabung yang ada di bawahnya, maka satuan waktu tertentu (misalnya 1 jam) telah terlewati. Kemudian, jam pasir itu pun dibalik lagi untuk mengukur waktu kembali.
4. Jam Astronomi (abad ke-14 M)
Gambar 4. Jam astronomi
Ahli astronomi Islam di era kekhalifahan juga telah berhasil menciptakan jam dengan berpatokan pada astronomi. "Misalnya, jam astrolabe. Sekitar abad ke-10, al-Sufi menjelaskan seribu kegunaan astrolab, termasuk pengatur waktu, terutama untuk waktu-waktu shalat dan Ramadhan," jelas Dr Emily Winterburn dalam karyanya Using an Astrolabe. David A King dalam bukunya bertajuk The Astronomy of the Mamluks menjelaskan bahwa Ibnu al-Shatir menemukan jam astrolabe pertama di awal abad ke-14 M. Al-Jazari pun menciptakan jam astronomi.
Jam astronomi terbesar yang dibuat al-Jazari disebut castle clock, yang dianggap menjadi analog komputer terprogram pertama. Howard R Turner dalam karyanya bertajuk Science in Medieval Islam: An Illustrated Introduction menjelaskan bahwa jam itu merupakan sebuah alat yang lengkap dengan ketinggian 11 kaki dan memiliki fungsi ganda di samping sebagai alat pengatur waktu. Alat ini bisa digunakan untuk menunjukkan zodiak (ramalan bintang) serta orbit matahari dan bulan. Sarjana Muslim lainnya yang menciptakan jam astronomi adalah Abu Raihan al-Biruni pada abad ke-11 M, yakni jam mekanik komputer kalender lunisolar.
Jam itu berupa sebuah kereta dan rodanya. Selanjutnya, muncul jam mekanik astronomi yang hampir sejenis dengan karya Abu Raihan al-Biruni. "Jam itu dibuat Abu Bakar dari Isfahan pada 1235 M," tutur Silvio A Bedini dalam bukunya Mechanical Universe: The Astrarium of Giovanni de' Dondi", Transactions of the American Philosophical Society.
5. Jam Mekanikal (1300 M)
Taqi al-Din. Jam mekanik ciptaannya itu dituliskan dalam The Brightest Stars for the Construction of Mecahnical Clocks.
Gambar 5. Jam mekanikal
Dalam bukunya itu, Taqi al-Din menguraikan konstruksi jam yang dikendalikan pemberat dengan mekanisme gerak berupa verge an foliot, suatu rangkaian gir yang berdetak, sebuah alarm, dan pemodelan fase-fase bulan. Jam dengan menggunakan alat berat serupa kemudian muncul dalam sebuah karya bahasa Spanyol yang disusun dari sumber-sumber berbahasa Arab. Masyarakat Eropa baru mengenal jam yang dikendalikan pemberat pada 1300 M. Sedangkan jam yang dikendalikan pegas baru dikuasai peradaban Barat tahun 1430 M. Masyarakat Inggris mulai membuat arloji pada 1580 M. Sedangkan orang Jerman sudah menciptakan arloji tahun 1525 M.
Meski begitu, menurut al-Hassan dan Hill, dibandingkan orang Eropa, Taqi al-Din lebih awal menguasai seni horologi (seni pembuatan jam). Baru lah pada tahun 1950an dilahirkan jam digital, The Hamilton Watch Co of Lancaster, Pennsylvania, adalah perusahaan yang pertama kali membuat jam elektrik/digital.
Prinsip kerja jam mekanik 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.
6. Jam Analog dan Digital (1600M)
Jam analog merupakan jam yang memiliki jarum yang berputar secara kontinyu, dapat menunjukkan waktu pada resolusi berapa pun., pesatnya perkembangan teknologi dimana segala sesuatu sudah dibuat dalam bentuk digital dan masyarakat sudah banyak yang
meninggalkan teknologi analog dan beralih ke teknolgi digital diciptakanlah jam digital yang merupakan penyempurnaan dari jam analog. Jam analog adalah jam yang biasa kita gunakan sehari-hari. Jam yang menggunakan jarum. Contoh jam analog adalah jam dinding.
Perkembangan jam dari analog menjadi jam digital yang memiliki cara kerja yang sama dengan jam analog dan diciptakan untuk melengkapi kekurangan teknologi jam analog. Banyak fungsi yang dimiliki jam digital yang tidak dimiliki jam analog tetapi
mempunyai keuntungan lebih dari jam analog. Diantaranya jam digital lebih mudah untuk dibaca dan pada umumnya banyak digunakan dikalangan anak kecil. Dibandingkan dengan jam analog jam digital memiliki ketelitian yang lebih tinggi dibandingkan jam analog, dimana jam digital dapat membaca ketelitian sampai milidetik yang tidak dapat dilakukan oleh jam analog yang hanya membaca ketelitian sampai sebatas detik saja.
Gambar 7. Jam digital
Jam digital yang dibuat ini dapat menampilkan tampilan sampai pada ketelitian detik dengan menggunakan 3 buah dual seven segment dimana seven segment pertama menyatakan jam, seven segment kedua menyatakan menit, dan seven segment ketiga menyatakan detik. Jam digital adalah tipe lain dari jam yang menampilkan waktu dalam digital, Jam digital dijalankan secara elektronik. Jam digital umumnya menggunakan 50 atau 60 hertz osilator AC atau kristal osilator seperti dalam jam kuarsa untuk menjalankannya. Kebanyakan jam digital menampilkan jam dalam format hari 24 jam, di Amerika dan beberapa negara lain menggunakan pewaktu dalam format 12 jam dengan indikasi pembeda "AM" atau "PM". Cara kerja jam digital menggunakan baterai yang memberi tenaga pada jam digital. Kristal pengatur waktu akan bergetar ribuan kali dalam sedetik dan secara teratur. Gerakan teratur ini akan digunakan Mikroprosesor untuk menghitung waktu. Sinyal elektrik kemudian dikirim ke kristal cair untuk ditampilkan layar jam digital.
7. Jam Atom ( 1949 M )
Gambar 8. Jam atom
Jam atom pertama dibuat pada 1949 di National Bureau of Standards A.S. National Institute of Standards and Technology - NIST (Lembaga Nasional Standar dan Teknologi Amerika Serikat) mempertahankan keakuratan 10 pangkat -9 detik per hari, dan ketepatan yang sama dengan frekuensi radio pemancar yang memompa maser. Jam ini mempertahankan skala waktu yang stabil dan berkelanjutan, yaitu Waktu Atom Internasional (International Atomic Time) (TAI). 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.
Kaitan antara jam dengan matematika
Kita telah mengetahui bahwa 1 hari = 24 jam, kenapa bisa seperti itu ? Dulu, pada tahun 1500 SM, orang Mesir kuno menggunakan sistem bilangan berbasis 12, tidak seperti sekarang ini yang menggunakan sistem bilangan berbasis 10. Mereka juga menggunakan sistem jam matahari yang berbentuk mirip huruf T, diletakkan di atas tanah. Dan membagi waktu selama matahari terbit sampai tenggelamnya dalam 12 bagian. Orang Mesir kuno menggunakan sistem bilangan berbasis 12 dengan dasar jumlah siklus bulan dalam setahun. Atau ( diduga ) didasarkan pada jumlah sendi jari manusia, yaitu 3 di tiap jari, tidak termasuk jempol.
Sehingga memungkinkan berhitung hingga 12 menggunakan jempol (Hampir mirip dengan orang Jawa ketika menghitung hari pasaran). Sedangkan untuk malamnya juga dibagi
menjadi 12 bagian, didasarkan pada pengamatan mereka terhadap adanya 12 bintang di langit disaat malam hari. Maka dengan membagi satu hari menjadi 12 bagian dan malam hari juga menjadi 12 bagian, maka konsep dasar 1 hari = 24 jam telah diperkenalkan.
Jam matematis atau jam matematika adalah jam yang angka-angka penunjuk waktunya menggunakan simbol atau persamaan matematika. Bentuknya sama seperti jam yang sering kita gunakan, namun bedanya jam matematis ini menggunakan angka-angka yang tidak mudah untuk dibaca, coba perhatikan gambar jam matematis diatas. Jika kita ingin mengetahui waktu atau jam berapa sekarang, maka kita harus bisa mengoperasikannya terlebih dahulu. Karena itu lah jam ini dinamakan jam matematis atau jam matematika. Entah siapa yang pertama kali menemukan konsep ini, yang jelas hal ini tentu saja ide yang sangat kreatif, dimana kebosanan kita melihat angka biasa dalam jam sedikit teratasi bila adanya jam matematis ini. Selain itu juga bisa digunakan sebagai media untuk kita berlatih menghitung atau mengingat simbol-simbol dan juga persamaan matematika
Jam matematis ini cocok bagi seseorang yang suka dengan matematika. Dengan
berkembangnya teknologi, jam atau penunjuk waktu juga akan terus berkembang seiring perkembangan zaman. Saya berpikir akan seperti apakah jam untuk 100 tahun kedepan. Saya membayangkan jam untuk 100 tahun kedepan itu bisa mengetahui keadaan atau kondisi tubuh kita, dengan cara mendeteksi denyut nadi atau suhu tubuh kita. Jadi ketika suhu tubuh kita dibawah atau diatas normal, maka jam tersebut akam memberikan suatu sinyal atau alarm. Begitu juga dengan denyut nadi, jam ini dapat menghitung berapa kali permenit denyut nadi kita berdetak, sehingga kita juga dapat mengetahui kinerja jantung kita. Jam seperti ini cocok dipakai ketika berolahraga. Didalam jam tersebut juga sudah dipasang GPS. Dan juga kita dapat menginput jadwal sehari-hari kita kedalam jam tersebut, sehingga ketika kita lupa jam itu akan mengingatkan kita. Jam tersebut berbentuk jam tangan, jadi bisa untuk dipakai kemana-mana. Dan bisa digunakan ketika sudah dipakai di tangan.
Jam merupakan alat penunjuk waktu. Jika tidak ada jam, maka kita tidak akan mengenal waktu. Sejak zaman dahulu kala manusia menyadari bahwa pergantian siang dan malam telah membagi aktivitas kehidupan sehari-hari ke dalam dua jenis pembagian waktu, yaitu waktu bekerja dan waktu beristirahat. Dan membagi waktu selama matahari terbit sampai
tenggelamnya dalam 12 bagian. Orang Mesir kuno menggunakan sistem bilangan berbasis 12 dengan dasar jumlah siklus bulan dalam setahun. Jam berkembang dari zaman ke zaman. Seperti jam matahari, jam pasir, jam air, dan sebagainya. Bentuknya pun berubah-ubah, dari yang ukurannya besar sampai yang lebih praktis untuk dibawa kemana-mana. Dan juga cara kerjanya yang semakin canggih sesuai dengan perkembangan zaman.
Dalam teori bilangan jam dijadikan sebagai salah satu topik yang dipelajari yaitu aritmetika jam Aritmetika jam adalah ilmu hitung yang lambang bilangannya hanya menggunakan lambang bilangan pada permukaan jam. Pada aritmetika jam duabelasan lambang bilangan yang dipergunakan adalah { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 }.
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penghitungan aritmetika jam ini adalah : 1. Pada operasi “ + “ jika julahnya ternyata lebih besar dari dua belas maka hasilnya dikurangi dengan kelipatan dari dua belas.
2. Pada operasi “ – “ jika bilangan yang dikurangi lebih kecil dari bilangan pengurangnya maka bilangan yang dikurangi tersebut di tambahkan dulu dengan kelipatan dua belas.
Saran
