Geschichte der Sekunden-Anzeige

Sekundenzeiger: Geschichte der Sekunde und Sekunden-Anzeige

Sekundenzeiger gehören zu Uhren wie das Salz zum Meer. Das war allerdings nicht immer so. Erst die zunehmende Ganggenauigkeit mechanischer Zeitmesser gestattete auch das Anzeigen der kleinsten Zeiteinheit.

Ein paar Sekunden für die Sekunde

Wie lange dauert eine Sekunde? Im Volksmund so lange, bis man das Wort einundzwanzig gemächlich ausgesprochen hat. Beim Porschefahren benötigt der Sekundenzeiger genau eine Sekunde, bis der 918 Spyder von null auf 40 Stundenkilometer beschleunigt haben. 

Ein offener, sprintstarker Porsche 918 Spyder (Foto Porsche)

In 2,6 Sekunden beschleunigt der Porsche 918 Spyder von 0 auf 100 Stundenkilometer (Foto Porsche)

Sonderlich präzise sind die genannten Beispiele natürlich nicht. Aber die Sekunde an sich, hat ja erst recht spät das Licht der Welt erblickt. 

So reicht die Bezeichnung Sekunde als 60. Teil einer Minute lediglich bis ins Jahr 1580 zurück. Maß aller Sekunden-Dinge war damals der Tag. Aus seinen insgesamt 24 Stunden leitete ein Team französischer Wissenschaftler 1820 schließlich die Definition ab, dass die Sekunde der Dauer der kleinsten Zeiteinheit dem 86.400 Teil eines mittleren Sonnentags entspricht.

Bis in die 1930-er Jahre gab es an der international akzeptierten Festlegung auch nichts zu rütteln. Eine Sekunde des Lebens war zum Beispiel dann verstrichen, wenn sich der Gangregler einer Präzisionspendeluhr von einem Extrempunkt zum gegenüberliegenden bewegt hatte. 

Der Schwung einer hochpräzisen Pendeluhr entsprach einer Sekunde

Wenn sich der einen Meter lange Gangregler einer Sekundenpendeluhr von einem Extrempunkt zum gegenüberliegenden bewegt hat, ist eine Sekunde vergangen.

Digitale Sekunde

Ab 1928 stellten dann elektrisch zum Schwingen angeregte Quarze die bis dahin gültige Begriffsbestimmung zunehmend in Frage. Nach langen Versuchsreihen mit der 1934 von den deutschen Physikern Adolf Scheibe und Udo Adelsberger entwickelten Quarzuhr stand 1939 das scheinbar Unmögliche fest: Mutter Erde dreht doch nicht so genau, wie bis dahin angenommen. Ende Mai hinkt sie rund 3/100 Sekunden nach, Anfang Oktober eilt sie etwa um den gleichen Wert voraus.

Quarzuhren von Scheibe und Adelsberger

Mit Hilfe der 1934 von Adolf Scheibe und Udo Adelsberger vorgestellten Quarzuhr konnten Wissenschaftler 1939 nachweisen, dass sich Mutter Erde ungenau dreht.

Damit zerstörten Schwingquarze und Elektronik den Glauben an die Präzision des größten astronomischen Zeitmessers. Ab 1956 war eine Sekunde schließlich der 31.556.925,9747ste Teil jenes Umlaufjahrs der Erde um die Sonne, welches am 1. Januar 1900 um Punkt 12.00 Uhr begonnen hatte.
Den rasanten Fortschritten in der Zeitmess-Technologie hielt dieser Wert allerdings nur elf Jahre lang stand. Moderne Atomuhren gestatteten immer noch eine Abweichung von rund fünf Sekunden in tausend Jahren. Weil das absolut inakzeptabel ist, währt die Definition einer Sekunde seit dem Jahr  1967 so lange, bis in der Elektronenhülle des Cäsium-Atoms 9.192.631.770 elektromagnetischen Schwingungen abgelaufen sind.

Eisenuhr mit Schlagwerk aus dem 15. Jahrhundert

Stundenzeiger und Schlagwerk besitzt die auf dem Gemälde dargestellte Eisenuhr aus dem 15. Jahrhundert.

Anzeige von Stunden, Minuten und Sekunden

Von derartiger elektronisch herbeigeführter Mega-Präzision waren mechanische Räderuhren, welche es etwa seit dem späten 13. Jahrhundert gibt, unendlich weit entfernt. Ihre Zeitanzeige beschränkte sich zunächst rein auf den Stundenzeiger. 

Mit zunehmender Genauigkeit gesellte sich ab etwa 1550 auch ein Minutenzeiger hinzu. Vermutlich auf das Jahr 1587 datiert die erste Räderuhr mit konzentrischer Anordnung des Zeigerpaars für Stunden und Minuten. Die regelmäßige Einbürgerung des Minutenzeigers erfolgte jedoch erst ab der zweiten Hälfte des 17. Jahrhunderts. Secunda Diminutiva Pars, also die Sekunde und damit den zweiten verminderten Teil der Stunde stellte nach gegenwärtigem Kenntnisstand gegen 1580 erstmals eine Räderuhr des Uhrmachers Jost Bürgi aus Kassel dar.

Praezisionsuhr von Jost Buergi aus dem Jahr 1580

Gegen 1580 präsentierte Jost Bürgi eine Präzisionsuhr für astronomische Beobachtungen. Sie verfügt über ein Uhrwerk mit so genannten Kreuzschlag-Pendeln und Zwischenaufzug.

Sekundenzeiger

Taschenuhren mit Sekundenzeiger erschienen zu Beginn des 19. Jahrhundert auf der Bildfläche. Zum festen Bestandteil entwickelte sich diese dezentral angeordnete Indikation ab etwa 1850.

Taschenuhr Schlüsselaufzug Ernest Francillon (C) GLB Uhrenkosmos

Lépine-Taschenuhr mit Schlüsselaufzug und kleiner Sekunde, Ernest Francillon, gegen 1850

Die Uhrmacher montierten den dafür zuständigen Sekundenzeiger auf der nach vorne verlängerten Welle des einmal pro Minute um 360 Grad drehenden und somit im Kraftfluss des Uhrwerks angeordneten Sekundenrads.

Sekundenzeiger

Schema eines Handaufzugswerks mit kleiner Sekunde im Kraftfluss

Logischer Weise bemessen sich die Länge des Sekundenzeigers und der Durchmesser des entsprechend indexierten Felds nach dem Radius des verbauten Uhrwerks. Der Nachteil so genannter kleiner Sekunden besteht darin, dass die darüber hinweg streichenden Zeiger für Stunden und Minuten das Ablesen zeitweise beeinträchtigen.

Erwin Sattler Regulator Pendeluhr mit Sekundenanzeige

Erwin Sattler Sekundenpendeluhr mit Regulator-Zifferblatt

Bei Pendeluhren führte dieses Manko zur Kreation des Regulator-Zifferblatts mit außermittig angeordnetem Stundenzeiger. Als Alternative bot sich die Zentralsekunde  an. Aber zu deren Technik wie Vorzügen und Nachteilen kommen wir in Teil 2 der Geschichte des Sekundenzeigers. 

Zentraler Sekundenzeiger von John Harrison und seinem Chronometer H4

Dert Chronometer H4 von John Harrison besitzt schon eine Zentralsekunde

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