有關時間的測量工具及其使用方法

1. 除了鍾表以外還有哪些辦法測量時間

1、看倒影，觀察一下自己的影子，影子越短離正午12點越近，影子越長和6點越接近，

2、看水滴，可以提前支座一個瓶子用針扎個孔，大概計算滴一滴水是多久，然後進行推算，大概需要多少水是一個小時，這個時間快慢和你扎孔大小有關。

3、製作沙漏，原理同2

4、准備一根蠟燭，提前計算好一個小時蠟燭會燃燒多長，那麼時間快慢和是否有風有關，有風的話蠟燭燃燒快。

(1)有關時間的測量工具及其使用方法擴展閱讀：

在鍾、表等現代的計時工具還沒誕生之前，古人最主要計時工具就是「日晷」（Sundial）和「刻漏」。「日」指太陽，「晷」表示影子，「日晷」的意思是「太陽的影子」。日晷是根據太陽在天空中的實際位置測定時間的一種儀器或器具，利用地球繞太陽公轉和自轉的運動規律測定時間。

日晷一般由晷面和晷針兩部分組成，太陽光將晷針的影子投影在標有刻度的晷面上，用以指示時間。而古代的科學發明經過藝術家對晷面和晷針進行藝術加工，就製成了形態各異的日晷。

在歷史進程中，祖先在不同的時期發明和製造了各種適應當時社會經濟發展和人們生活需求的計時器。其中主要有圭表、日晷、漏刻、機械計時器等。

1、圭表

圭表是我國最古老的一種計時器，古代典籍《周禮》中就有關於使用土圭的記載，可見圭表的歷史相當久遠。圭表是利用太陽射影的長短來判斷時間的。它由兩部分組成，一是直立於平地上的測日影的標桿或石柱，叫做表；一為正南正北方向平放的測定表影長度的刻板，叫做圭。

既然日影可以用長度單位計量，那麼光陰之「陰」，及時間的長短，，用「分」、「寸」表達就順理成章了。

2、日晷

日晷也是通過觀測日影計時的儀器，主要是根據日影的位置以確定當時的時辰或刻數。從出土文物來看，漢以前已使用日晷，在機械鍾表傳入中國之前，日晷一直是通常使用的計時器。日晷的主要部件是由一根晷針和刻有刻線的晷面組成，隨著太陽在天空運行，晷針的投影像鍾表的指針一樣在晷面上移動，就可以指示時辰。

3、漏刻

圭表和漏刻都是用太陽的影子計算時間的，然而遇到了陰雨天或黑夜便失去作用了，於是一種白天黑夜都能計時的水鍾便應運而生，這就是漏刻。漏，是指漏壺；刻，是指刻箭。箭，則是標有時間刻度的標尺。漏刻是以壺盛水，利用水均衡滴漏原理，觀測壺中刻箭上顯示的數據來計算時間。

作為計時器，漏刻的使用比日晷更為普遍。我國古代諸多文人騷客留下了許多有關漏刻的富有詩情畫意的章句。如唐代詩人李賀：「似將海水添宮漏，共滴長門一夜長。」宋代蘇軾：「缺月掛疏桐，漏斷人初靜。」在機械鍾表傳入中國之前，漏刻是我國使用最普遍的一種計時器。

4、機械計時器

單純利用水的流動來計時有許多不便，人們逐漸發明了利用水做動力，以驅動機械結構來計時。公元前117年，東漢的張衡製造了大型天文計時儀器——水運渾天儀，初步具備了機械性計時器的作用。隨後歷代都相繼製作了附設有計時裝置的儀器。

其中宋代蘇頌製造的水運儀象台，把機械計時裝置的發展推倒了一個新的高峰，水運儀象台的計時機械部分可以按時刻使木偶出來擊鼓報刻，示牌報告子、丑、寅、卯十二個時辰等。

這類計時器尚不能算是獨立的計時器，還是天文儀器與計時儀器的混合體，至十四世紀六十年代，我國的機械計時器已脫離了天文儀器而獨立，不但具有傳動系統-齒輪系，而且還有擒縱器。

如果再進一步，就可能出現完全現代意義上的鍾表。但遺憾的是，功虧一簣，中國沒能做到這一點，最終機械鍾表還是從西方引進。

除上述幾種主要的計時器外，還有其他一些計時方法。如，香篆、沙鍾、油燈鍾、蠟燭鍾等。考察古人的時間觀念，可以從兩個方面加以觀查：一是古人對時間科學劃分後制定的計時制；二是古人把時間、計時儀器和國家法制、政權興衰相聯系。

我國古代制定、沿用自成體系的計時法。百刻計時法最古老，使用的時間也最長。大約西周之前（公元前十一世紀），古人就把一晝夜均分為一百刻（一刻等於14.4分）。

漢代（前206-公元220）除使用百克制外，還應用以太陽方位計時的方法，到隋唐（公元581-907）時，太陽方位計時衍生為十二時辰計時，百克制與十二時辰計時法並用。直到明末清初（十七世紀）。

西方機械鍾表傳入後，我國才改用一天二十四小時的計時法，但十二時辰仍沿用，每個時辰兩小時。為和二十四小時計時法相一致，我國古老的百克制演變為九十六克制，一個時辰內分為八刻、一小時內分為四刻，這樣一晝夜就為九十六刻，與世界通用的計時法相一致。

此外，我國古代還使用獨特的夜間計時方法，這就是「更」。「更」是計時單位，一夜分五更，每更時間長短依夜的長短而定。

2. 計量時間的工具有哪些

時間測量工具：

1、秒錶主要有機械和電子兩大類，電子表又可分為三按鍵和四按鍵兩大類。絕大部分體育教師使用的多是電子秒錶，機械秒錶在很多地方已經成為歷史。

電子秒錶是一種較先進的電子計時器，國產的電子秒一般都是利用石英振盪器的振盪頻率作為時間基準，採用6位液晶數字顯示時間，具有顯示直觀、讀取方便、功能多等優點。

2、電磁打點計時器為磁電式結構。當線圈通以50赫的交流電時，線圈產生的交變磁場使振動片（由彈簧鋼製成）磁化，振動片的一端位於永久磁鐵的磁場中。

由於振動片的磁極隨著電流方向的改變而不斷變化，在永久磁鐵的磁場作用下，振動片將上下振動，其振動周期與線圈中的電流變化周期一致，即為0．02秒。

振動片的一端裝有打點針，當紙帶從針尖下通過時。便打上一系列點，相鄰點之間對應的時間為0．02秒。5個間距對應的時間為0．1秒。

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時間的計量發展歷程：

遠古時期，人們以太陽的東升西落作為時間尺度，因此便有「日出而作，日落而息」的人類生活；公元前二世紀，日晷出現，提高了時間的計量精度。

我國北宋時期的能工巧匠們設計出水鍾；六百多年前出現了機械鍾；十七世紀，單擺被用於機械鍾的設計，使其計時精度提高了近百倍；二十世紀三十年代，石英鍾誕生，計時精度進一步被提高。

這些計時器具即我們概念中的「時鍾」，細數這些鍾的發展，最古老的鍾追溯至太陽鍾，例如圭表、日晷。有據可查的太陽鍾始於公元前2357-2258年的堯帝時期。

《周禮•地官•大司徒》中有「以土圭之法測土深，正日景（影），以求地中」。《春官•典瑞》中也提到了「土圭以致四時日月，封國則以土地」。

之後出現水鍾，它屬於流體鍾的一種，除水鍾之外，流體鍾還包括沙鍾。水鍾和沙鍾都是使用一定數量的流體，通過測量流體在特定方式下流動所需的時間來表示固定的時間間隔，這類不依賴於天文現象的「漏刻」計時儀器至少有4000年的歷史。

我國最早的機械鍾也出現在北宋時期，而歐洲的機械鍾出現於十三世紀，最早傳入我國的機械鍾在明朝萬曆年間，被獻於萬曆皇帝。

隨著社會發展的需求，對時鍾精度的要求越來越高，於是石英鍾應運而生，它是通過石英鍾內部穩定的石英振盪器來計時的。隨著科技發展的要求，以及人類對精密測量的執著追求，石英鍾逐漸不能滿足要求，逐漸被精度高於它的鍾所代替，例如原子鍾。

3. 測量時間的基本工具是什麼

△
時間的測量工具：1、實際生活中，古代：日晷、沙漏、滴漏、脈搏等（見知識補充與拓展）；現代：鍾表（機械表、石英鍾、電子表等）。2、在運動場和實驗室經常用停表（或稱秒錶）來測量時間；附：△
時間的計量單位：國際單位制中，時間的基本單位是秒（s）；實際生活中，時間的常用單位還有：小時(h)，分(min)，毫秒(ms)等；(3)有關時間的測量工具及其使用方法擴展閱讀：任何周期過程都可被採用為一種計時方法。在同一地點的單擺作微幅振動的周期是一個確定的常數，即擺長為L的單擺在重力加速度為g的地點的周期為：在重力加速度值g=9.8m/s2的地點，一個擺長為L=0.99295m的單擺的周期為T=2s。因此擺鍾就成為19世紀以前的主要計時儀器。這種利用鍾表內部機件的機械運動來計時的方法仍然有兩個很嚴重的缺陷：一是隨著晝夜、四季溫度的變化，鍾擺發生熱脹冷縮，致使擺長不穩定；二是由於地球不同緯度、不同高度處的重力加速度值各不相同（即使地面上同一點，由於地球本身處於不斷變化之中，因此重力加速度值也不是一個恆定值），致使在鍾表製造廠校準的擺鍾運到使用地點以後就失准了。人們雖然可以通過調節鍾擺擺長來不斷校準擺鍾的周期，但是無論從測時原理方面還是從使用時的操作實踐方面來看，擺鍾畢竟不是理想的測時、及時儀器。原理：電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，其工作電壓是4~6V，電源的頻率是50Hz，它每隔0.02s打一次點。電火花計時器是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示出點跡的計時儀器，使用220V交流電壓，當頻率為50Hz時，它每隔0.02s打一次點，電火花計時器工作時，指導運動所受到的阻力比較小，它比電磁打點計時器實驗誤差小。如果運動物體帶動的紙帶通過打點計時器，在紙帶上打下的點就記錄了物體運動的時間，紙帶上的點也相應的表示出了運動物體在不同時刻的位置。研究紙帶上的各點間的間隔，就可分析物體的運動狀況。

4. 物理長度與時間的測量

1、比較長度和時間的測量

一、長度

（1）測量工具：（基本工具）刻度尺；（常用工具）鋼尺、木尺、三角板、捲尺；（精密儀器）游標卡尺、螺旋測微器、激光測距儀。

（2）工具的選擇：測量工具的選擇由測量要達到的精確程度決定，測量要求越精確，測量工具就要越精密。如裁玻璃，精確度要求高，要選擇分度值為㎜的刻度尺，測量籃球場的長寬時選擇分度值為㎝且量程較大的捲尺較為合適。

（3）使用方法：一認（認清零刻線是否磨損、認清量程、認清分度值）；二放（尺子要平放，與被測物體平行，有刻度一側緊靠被測物體，對准零刻線讀數）；三看（視線與刻度或尺面垂直）；四讀數（讀出准確值，估讀到分度值下一位）；記（記錄時准確值+估讀值+單位）。


長度測量工具


游標卡尺、螺旋測微器


刻度尺構造

二、時間

（1）測量工具：（基本工具）鍾表；（常用工具）擺鍾、機械手錶、電子手錶；（實驗室工具）停表、節拍器；（古代工具）日晷、沙漏、漏壺。

（2）工具的選擇：生活中常用擺鍾、機械手錶、電子手錶記時間，運動會上常用停表記時間。

（3）使用方法：一調（調節歸零）；二按（按動秒針控制按鈕開始計時）；三停（計時結束時，要再次按動秒針控制按鈕，這時秒針會停止）；四讀數（讀出時間，分+秒）；五歸零（按動歸零按鈕使讀數歸零）。


時間測量工具：時鍾


停表結構及讀數方法

2、比較三個值

測量值：對某一物理量測量的結果應該包括准確值、估讀值和單位三部分。（估讀值僅針對長度的測量）。

准確值：指測量時由刻度尺的最小刻度決定的數值，它是刻度尺最小刻度的整數倍，與測量者無關。

估讀值：是測量值的一部分，讀出准確值後，餘下的一位數要用眼睛進行估計，其結果為估計值，跟測量者有關。

下面看幾道例題

例1：如下圖所示，讀出這只鉛筆的長度是（3.50）㎝。


例1圖

分析：首先觀察零刻線是對準的，其次此刻度尺分度值是0.1㎝，那麼最後的讀數應該是小數點後兩位，單位是㎝。讀數時視線應與尺面垂直，所以圖中乙的讀法是正確的。乙的視線在3右側第五小格處，則准確值應該是3.5㎝，估讀值應該是0.00厘米，因為此時是與刻線對齊的。最後讀數就是3.50㎝。

例2：如下圖所示，停表的讀數應該是（100.3）s。


例2圖

分析：停表讀數有兩部分，裡面小盤讀數是min，分度值是1min，外面大盤讀數是s，分度值是0.1s，如上圖所示，小盤是1min，大盤是40.3s，所以最後讀數應該是100.3s。

解題關鍵

尺子應放正，視線要垂直，讀數需估讀，記錄帶單位。

5. 怎樣測量時間

時間測量用鍾表。

鍾表的形式多種多樣：普通用的是手錶（或者懷表）；家庭用的是鍾（石英鍾、電子鍾、機械鍾）等；運動場上用的是秒錶或者有與起跑器、發令槍、終點監測機構連接的計時器；科學實驗中有更精確的時間測量儀器。另外，通過全球定位系統也能授時和測量時間。

6. 測量時間的工具

△ 時間的測量工具：
1、實際生活中,古代：日晷、沙漏、滴漏、脈搏等（見知識補充與拓展）；現代：鍾表（機械表、石英鍾、電子表等）.
2、在運動場和實驗室經常用停表（或稱秒錶）來測量時間；
附：
△ 時間的計量單位：
國際單位制中,時間的基本單位是秒（s）；實際生活中,時間的常用單位還有：小時(h),分(min),毫秒(ms)等；

7. 古代時間測量工具

在古代，也有很多聰明人和能工巧匠設計了許多時間測量工具，列舉如下：

1. 土圭：

   這是一種古老的計時工具。用桿子直立在地面上，隨著時間的推移，觀察太陽光投射的桿影，通過桿影移動和影的長短來測量時間。

2. 日晷

   這是人類古代利用日影測得時刻的一種計時儀器。

3. 沙漏

   沙漏的原理是：隨著時間的推移，沙從一個容器均勻地漏到另一個容器，從而測量時間。

4. 銅壺滴漏

   這是用一個在壺底部一帶有小孔的小壺來盛裝水，隨著時間的推移，水從小孔均勻滴出，使銅壺的水位發生變化，從而計算時間。

5. 漢代張衡發明的「渾天儀」可以用來測量時間。

6. 宋代蘇頌發明的「水運儀象台」也可以用來測量時間。
   

8. 測量時間的基本工具是什麼

△ 時間的測量工具：

1、實際生活中，古代：日晷、沙漏、滴漏、脈搏等（見知識補充與拓展）；現代：鍾表（機械表、石英鍾、電子表等）。

2、在運動場和實驗室經常用停表（或稱秒錶）來測量時間；

附：

△ 時間的計量單位：

國際單位制中，時間的基本單位是秒（s）；實際生活中，時間的常用單位還有：小時(h)，分(min)，毫秒(ms)等；

(8)有關時間的測量工具及其使用方法擴展閱讀：

任何周期過程都可被採用為一種計時方法。

在同一地點的單擺作微幅振動的周期是一個確定的常數，即擺長為L的單擺在重力加速度為g的地點的周期為：

在重力加速度值g=9.8m/s2的地點，一個擺長為L=0.99295m的單擺的周期為T=2s。

因此擺鍾就成為19世紀以前的主要計時儀器。

這種利用鍾表內部機件的機械運動來計時的方法仍然有兩個很嚴重的缺陷：一是隨著晝夜、四季溫度的變化，鍾擺發生熱脹冷縮，致使擺長不穩定；二是由於地球不同緯度、不同高度處的重力加速度值各不相同

（即使地面上同一點，由於地球本身處於不斷變化之中，因此重力加速度值也不是一個恆定值），致使在鍾表製造廠校準的擺鍾運到使用地點以後就失准了。

人們雖然可以通過調節鍾擺擺長來不斷校準擺鍾的周期，但是無論從測時原理方面還是從使用時的操作實踐方面來看，擺鍾畢竟不是理想的測時、及時儀器。

原理：

電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，其工作電壓是4~6V，電源的頻率是50Hz，它每隔0.02s打一次點。

電火花計時器是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示出點跡的計時儀器，使用220V交流電壓，當頻率為50Hz時，它每隔0.02s打一次點，電火花計時器工作時，指導運動所受到的阻力比較小，它比電磁打點計時器實驗誤差小。

如果運動物體帶動的紙帶通過打點計時器，在紙帶上打下的點就記錄了物體運動的時間，紙帶上的點也相應的表示出了運動物體在不同時刻的位置。研究紙帶上的各點間的間隔，就可分析物體的運動狀況。

9. 中國古代測量時間的工具有哪些

中國古代測量時間的工具有：圭表、刻漏、沙漏、水運渾天儀、水運儀象台、大明燈漏等等。

一、圭表

圭表又稱，日晷，日規。圭表中的「表」是一根垂直立在地面的標竿或石柱；「圭」是從表的跟腳上以水平位置伸向北方的一條石板。

每當太陽轉到正南方向的時候，表影就落在圭面上。量出表影的長度，就可以推算出冬至、夏至等各節氣的時刻。表影最長的時候，冬至到了；表影最短的時候，夏至來臨了。它是我國創制最古老、使用最熟悉的一種天文儀器。

二、刻漏

刻漏又稱漏刻、漏壺。漏壺主要有泄水型和受水型兩類。早期的刻漏多為泄水型。水從漏壺底部側面流泄，格叉和關舌又上升，使浮在漏壺水面上的漏箭隨水面下降，由漏箭上的刻度指示時間。

後來創造出受水型，水從漏壺以恆定的流量注入受水壺，浮在受水壺水面上的漏箭隨水面上升指示時間，提高了計時精度。

三、沙漏

沙漏因刻漏冬天水易結冰，故有改用流沙驅動的。《明史·天文志》載明初詹希元創造了「五輪沙漏」。後來周述學加大了流沙孔，以防堵塞，改用六個輪子。

宋濂(1310～1381)著《宋學士文集》記載了沙漏結構，有零件尺寸和減速齒輪各輪齒數，並說第五輪的軸梢沒有齒，而裝有指示時間的測景盤。

四、水運渾天儀

水運渾天儀是一具依靠水力而使其運轉，能模仿天體運行的儀器，並可以測定時間。這個渾天儀改進了漢代科學家張衡的設計，注水激輪，令其自轉，晝夜一周，除了表現星宿的運動以外，還能表現日升月落，當然比張衡的水運渾象儀更加精巧、復雜了。

所以，當水運渾天儀造成之後，置於武成殿前，文武百僚觀看後，無不為其製作精妙，測定朔望、報告時辰准確而嘆服，共稱其妙。

五、水運儀象台

水運儀象台有一套比較復雜的齒輪傳動系統。 在樞輪的上方和圓周旁有「天衡」裝置──擒縱機構，這是計時機械世界史上繼一行之後的重大創造的繼續，它把樞輪的連續旋轉運動變為間歇旋轉運動。

六、大明燈漏

1276年，中國元代的郭守敬製成大明燈漏。它是利用水力驅動，通過齒輪系及相當復雜的凸輪機構，帶動木偶進行「一刻鳴鍾、二刻鼓、三鉦、四鐃」的自動報時。

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古人和今人的計時方法的不同

一、稱謂不同

古人對白天與晚上的稱謂是不同的。白天說「鍾」，晚上說「更」或「鼓」。那時候城鎮里都設有鍾鼓樓，晨起（辰時，7點）撞鍾報時，所以白天說「幾點鍾」，傍晚（酉時，19點）鼓報時，所以晚上又說「幾鼓天」。

二、方法不同

現在一個晝夜是24小時，但在古代，一晝夜是12個時辰。12個時辰也不是用一二三四來計算，而是用「子丑寅卯……」來表示，這叫干支紀日法。

三、計算不同

古人晚上說時間用「更」，是有巡夜人邊巡邏邊打梆子，以點數報時。全夜分五個更，第三更是子時，所以有「三更半夜」的說法。一更又分五點，一點差不多等於現在的24分鍾。

10. 古代測量時間的方法，要有簡介

1、漏壺、漏刻

一隻裝滿水的陶壺，底部流失的水就像流逝的時間，漏的水越多，代表流逝的時間越長。公元前1千多年，古埃及人就會用漏水的容器計量時間。

中國古代則用漏刻來測量時間，漏刻是由漏壺箭刻組成，漏壺里頭盛水，箭刻上的刻度用來表示時間。但漏壺漏水的速度並不穩定，滿水時，漏水較快，水快流盡時，漏水較慢。為了穩定水流速度，得多加漏壺，讓原先漏壺的水位固定。

於是東漢出現了二級漏壺，晉代出現了三級漏壺，唐代出現了四級漏壺。

2、日晷

日晷則是白天記錄時間的工具，用的是立竿見影的原理。太陽隨著時間在天空中運行，不同時間會有不同的日影，利用日影位置的變化，就可以來測量當下的時刻。

日晷又稱「日規」，是最早的計時工具之一，日晷本意是指太陽的影子，故而它的計時原理也和太陽有關，通過太陽投影的移動方向來確定並劃分時刻，由晷面和晷針組成，晷面上刻有刻度。日晷上面的刻度並不是都相同的，因為不同的緯度太陽光的照射時長不同。

因此，日晷有水平式日晷、赤道式日晷、子午式日晷以及卯酉式日晷等等。

3、月晷

是與日晷相似，用來指示時間的工具。最基本的月晷是與日晷相同的，但只有在滿月的夜晚才能正確的顯示時間。而因為月出時間平均每天延遲48分鍾，因此假設有足夠的月光能讀出時間，滿月之後指示的時間每天平均會快48分鍾。

因此，在滿月前或後一個星期，月晷指示的時間會與實際的相差5小時又36分鍾。 比較高級的月晷會包括一張圖表，顯示如何計算以得到正確的時間，並且有轉盤可以調整經度和緯度。

4、圭表

圭表是另一種利用日影的計時工具，它被用來記錄一年的日變化。圭表是由兩根互相垂直、呈L形的石柱所構成，以正南正北方向平放在地面的稱做圭，垂直地面的稱做表。

當正午時分，太陽經過子午線的時候，會落影在圭上，日影的長短隨著一年四季有所變化，北半球夏至的時候，日影最短，冬至最長，南半球正好相反。圭表不僅可以用來制定節令，而且還可以用來在歷書中排出未來的節令，作為指導農事活動的重要依據。

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其他測量時間的方法

1、火計時 古代中國人通過燃燒一根以固定間隔打結的濕繩子來計時。後來，人們記下了燃燒一根蠟燭或一盞油燈里的油所需的時間。

2、沙漏 沙子以均勻的速率從一個玻璃球流到另一個玻璃球。許多年來，水手們攜帶這些計時工具出海航行。

3、機械鍾（1世紀） 第一台機械鍾通過使用重物驅動轉輪，帶動指針計時。

4、鍾擺（17世紀末） 一個名叫克里斯蒂安·於讓的荷蘭人，最早發明了走時准確的鍾。這些鍾由一個鍾擺控制。相同長度的鍾擺完成每次擺動花去相同的時間。這是義大利著名科學家伽利略1637年發現的 。

5、航海鍾（1世紀）一個英國鍾表匠約翰·哈里森在1735年發明了第一台"航海天文鍾"，即在海上工作的時鍾。

6、電子鍾（19世紀初）電池被用來給最早的電子鍾提供動力。今天，我們通常把這種鍾的插頭插入我們家中的電源插座。

7、石英鍾（1929年）石英是一種礦物，當電流通過它時，它每秒鍾振動32768次。今天，大多數的鍾表都有一塊石英晶體。許多鍾表使用數字代替了鍾面。

8、原子鍾（1949年）原子鍾是最精確的。這種時鍾在37萬年裡快慢誤差不會超過1秒。原子鍾以銫原子的振動為基礎，銫原子的振動速率是每秒9192631770次。