2025/11/21
時計の仕組みとその歴史
あなたのお家には、どんな時計がありますか？
めざまし時計、腕時計、壁掛け時計…。
振り子時計や砂時計があるお家もあるかもしれません。
時計には、デジタル時計もあればアナログ時計もあります。
また、電波を受信して正確な時刻に自動で合わせる電波時計もあります。
今日のブログは、そんな「時計」にまつわるお話です。
時計の歴史
大昔からある時計
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日時計
人類最古の時計は、今から約7000年前にエジプトで発明されたとされる日時計です。
地面に棒を立て、太陽と影の位置で時刻を読み取っていました。
（画像はイメージです）
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水時計
日時計は太陽が出ていないと使えません。
そこで登場したのが水時計です。
容器の底に開いた小さな穴から、一定の速さで水が減っていき、その残量の高さで時刻を読みました。
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砂時計
水時計には、気温で水が凍ったり蒸発したり、動かすと水がこぼれてしまったりという欠点がありました。
そこで、水の代わりに「砂」を使う砂時計が発明されました。
（画像はイメージです）
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燃焼時計
一定の速さで燃える性質を利用した燃焼時計もあります。
油を入れたランプに目盛りをつけ、燃えて減っていく油の量で時刻を知る「ランプ時計」などがその例です。
近代に登場した時計
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機械式時計のはじまり
最初の機械式時計は1300年頃に登場したといわれています。
おもりが落ちる力を利用して歯車を動かし、鐘を鳴らして時刻を知らせました。
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振り子時計
1656年、オランダの科学者クリスチャン・ホイヘンスが発明したのが振り子時計です。
ホイヘンスは、ガリレオ・ガリレイが発見した振り子の法則を応用しました。
振り子の原理とは、
「振り子は、紐の長さが同じであれば、重さや振れ幅に関係なく、1往復にかかる時間は変わらない」
というものです。
（画像はイメージです）
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持ち運べる機械式時計
懐中時計や腕時計などの携帯型時計は、ゼンマイとテンプという発明によって可能になりました。
- ゼンマイ：巻かれるとゆっくりほどける。その力で時計を動かす。
- テンプ：一定のリズムで振動し、歯車が進むタイミングを制御する重要パーツ。
ゼンマイの力だけでは歯車が一気に回ってしまうため、テンプがその動きを細かく調整し、1秒ずつ進むようにしたのです。
現代に登場した時計
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水晶時計（クオーツ時計）
機械式時計はゼンマイを巻く必要があり、一日に数秒はずれてしまいます。
そこで、電池と水晶（クオーツ）を使う、より正確な水晶時計が発明されました。
水晶は電気を通すと正確な振動をするため、その数を数えて時刻を測ります。
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原子時計
原子は一定の速さで振動する性質があります。
その非常に安定した振動を利用したのが原子時計です。
誤差は「数千万年に1秒」といわれるほど正確です。
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電波時計
電波時計は、国の標準時を送信する施設（日本では福島局と九州局の標準電波）からの電波を受信し、原子時計に基づく正確な時刻に自動で合わせる時計です。
時計を発展させてきた人類の深い知恵
ここまで見てきたように、さまざまな発見や発明が時計に活かされています。
この中には、小中学校の理科で学ぶ内容もあります。
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日時計の仕組み（小学校3年生）
小3の理科では、太陽の動きと影の向き・長さを観察します。
これは昔の人が時間を知るために行っていたことと同じです。
（図の出典：『小学教科書ワーク 理科３年 東京書籍版』p．49）
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振り子の仕組み（小学校5年生）
紐の長さ・重さ・振れ幅を変えて、振り子の周期を調べる学習をします。
振り子時計は、この原理そのものを応用したものです。
（図の出典：『小学教科書ワーク 理科５年 啓林館版』p．66）
時計と時刻を学ぶ問題集
時計の読み方を学ぶ
時計の読み方は、小学校低学年の算数で学びます。
時計が読めることは、社会生活に欠かせないスキルです。
お子さまがしっかり読めるようになるまで、繰り返し練習しましょう。
教科書ドリル
1年：とけい／2年：時こくと時間／3年：時こくと時間
できる‼がふえる↑ドリル
２年 時こく時間・たんい／３年 時こく時間・たんい
おかしなドリル
1年：とけい／２年：時こくと時間
時計に使われている原理を知る
時計には、小中学校の理科で習う知識がたくさん活用されています。
今回紹介したのはごく一部ですが、理科の知識は私たちの生活のあらゆるところで役立っています。
お子さまの学習にも、大人の学び直しにも、ぜひ文理の教材をご活用ください。
小学教科書ワーク 理科
中学教科書ワーク 理科
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まとめ
今回は、時計の歴史と仕組みを紹介し、関連する理科の知識にも触れました。
学校で学ぶ内容が、私たちの生活にどのように生かされているのかを知ると、より学習が面白く感じられますね。
【今回の執筆者】
しーば
【プロフィール】
学生時代、好きだった教科は国語と社会です。
古典の漫画とか、歴史のドラマとかで勉強（？）していました。全体の流れがわかるのでおすすめです！
好きな動物は、柴犬。柴犬カフェで癒されたい。
