① 在一定的裝置里,水能保持一定的速度往下流,人類根據這一特點製作了什麼來計時
在一定的裝置里,水能保持一定的速度往下流,人類根據這一特點製作了水鍾來計時。
大約在1000多年以前,希臘人製造了較為精巧的水鍾。
它的結構是這樣的:貯水壺上部一側有個小孔,多餘的水可以從這個小孔溢出,這樣就能保持固定的水平面,保持恆定的壓力。
水從貯水壺下部的小孔流出,注入受水壺。受水壺內有一浮舟。浮舟上裝有「護鍾神」——箭竿。
受水壺中的水達到某一高度時,通過虹吸管使水注入旋轉的平衡輪(它由於自身的重量而轉動),驅使一列齒輪轉動,從而按照晝夜的長短把計時用的鼓狀圓筒帶到新位置。
隨受水壺水面高度的變化,「護鍾神」就在圓筒刻線上指出時辰。這些刻線是不等長的,有些還是斜的,以便指示出冬季里一天的時辰。
(1)為什麼用滴漏的方法來計時擴展閱讀:
與水鍾類似的計時裝置還有沙漏:
沙漏也叫做沙鍾,是一種測量時間的裝置。
西方沙漏由兩個玻璃球和一個狹窄的連接管道組成的。通過充滿了沙子的玻璃球從上面穿過狹窄的管道流入底部玻璃球所需要的時間來對時間進行測量。
一旦所有的沙子都已流到的底部玻璃球,該沙漏可以被顛倒以測量時間了,一般的沙漏有一個名義上的運行時間1分鍾。
② 為什麼用沙漏計時間
樓主,你的問題表述地也不是很正確,因為沙漏計時只是古代記時方法中的一種。 最早發明的是日晷。也就是利用日影的方位計時。 後來出現了滴水計時的漏壺,但是因為水受溫度變化而影響計時精度。 後來又出現了用水銀和細沙來替代水的計時器具。 據《隋志》記載:「漏刻之制,蓋始於黃帝。」可見沙漏出現之早。 另外,古人還使用過燈鍾、香鍾和蠟鍾來計時。 東漢張衡製造漏水轉渾天儀,用齒輪系統把渾象和計時漏壺聯結起來,漏壺滴水推動渾象均勻地旋轉,一天剛好轉一周,這是最早出現的機械鍾 1350年,義大利的丹蒂製造出第一台結構簡單的機械打點塔鍾——此後擺鍾、鍾表的年代就開始了 參考資料:自己寫的,給點賞錢吧
③ 沙漏計算時間的原理
沙漏是根據從一個容器漏到另一個容器的沙量來計時。西方沙漏由兩個玻璃球和一個狹窄的連接管道組成的。通過充滿了沙子的玻璃球從上面穿過狹窄的管道流入底部玻璃球所需要的時間來對時間進行測量。
一旦所有的沙子都已流到的底部玻璃球,該沙漏可以被顛倒以測量時間了,一般的沙漏有一個名義上的運行時間1分鍾。影響時間沙漏的因素包括:填充物的多少、玻璃球內壁的曲線形狀(沙漏正置和倒置的計時長度有細微差別)、頸部管道的寬度、填充物的類型和質量。
(3)為什麼用滴漏的方法來計時擴展閱讀
人類最早使用的計時儀器是利用太陽的射影長短和方向來判斷時間的。前者稱為圭表,用來測量日中時間、定四季和辨方位;後者稱為日晷,用來測量時間。圭表等太陽鍾在陰天或夜間就失去效用。為此人們又發明了漏壺和沙漏、油燈鍾和蠟燭鍾等計時儀器。
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。
西方發現最早的沙漏大約在公元1100年,比我國的沙漏出現要晚。我國的沙漏也是古代一種計量時間的儀器。沙漏的製造原理與漏刻大體相同,它是根據流沙從一個容器漏到另一個容器的時間來計量時間。這種採用流沙代替水的方法,是因為我國北方冬天空氣寒冷,水容易結冰的緣故。
④ 銅壺滴漏計時原理物理解釋
銅壺滴漏的工作原理是在某一條件下,每個滴落水珠的大小及其形成的時間相等,水從高度不等的幾個容器里依次滴下來,最後滴到最底層的有浮標的容器里,根據浮標上的刻度也就是根據最底層容器里的水位來讀取時間。
⑤ 古人是怎樣想到用流水來製成計時的工具
古人發現,一定直徑流出水的速度是有規律的,滴水的時間建個是一樣的,由此想出用流水來計時,並且發明了滴漏。
銅壺滴漏又名「漏刻」或「漏壺」。即用一個在壺底或靠近底部鑿有小孔的盛水工具,利用孔口流水使銅壺的水位變化來紶輔官恍擢喝規桶海垃計算時間。
我國發明的銅壺滴漏比外國製作的滴水計時器要早的多,應用也普遍,成為歷代計時的重要工具。
⑥ 銅壺滴漏的工作原理是什麼
銅壺滴漏的工作原理是在某一條件下,每個滴落水珠的大小及其形成的時間相等。水從高度不等的幾個容器里依次滴下來,最後滴到最底層的有浮標的容器里,根據浮標上的刻度也就是根據最底層容器里的水位來讀取時間。這樣,無形的時間轉換成了有形的尺寸。
⑦ 銅壺滴漏計時原理
銅壺滴漏的工作原理是在某一條件下,每個滴落水珠的大小及其形成的時間相等。水從高度不等的幾個容器里依次滴下來,最後滴到最底層的有浮標的容器里,根據浮標上的刻度也就是根據最底層容器里的水位來讀取時間。這樣,無形的時間轉換成了有形的尺寸。
⑧ 利用刻漏計時的原理是什麼
刻漏是我國古代最重要的計時儀器。目前傳世的三件西漢時代的刻漏,都是所謂「泄水型沉箭式單漏」。
這種刻漏只有一隻圓柱形盛水容器。器底部伸出一根小管,向外滴水。容器內水面不斷降低。浮在水面的箭舟(即浮子)所託著的刻箭也逐漸下降。刻箭穿過容器蓋上的孔,向外伸出,從孔沿即可讀得時刻讀數。這種刻漏的計時准確性主要決定於漏水滴出的速度是否均勻。而滴水速度則與管口的水壓成正比變化。即隨著水的滴失,容器內水面越來越降低,水的滴出速度也會越來越慢。
為了提高刻漏運行的均勻性和准確性,古人想了兩步對策。第一步是把泄水型沉箭式改為蓄水型浮箭式,即把刻漏滴出的水收到另一個圓柱形容器內,把箭舟和刻箭都放在這個蓄水容器內,積水逐漸增多,箭舟托著刻箭漸逐上升,由此來求得時刻讀數。第二步則是在滴水器之上再加一具滴水器。上面的滴水器滴出的水補充下面滴失的水,這樣,可使下面的滴水器水面的下降大大延緩,從而使下面的滴水器出水速度的穩定性得到提高。這樣的刻漏稱為二級刻漏。
如果按這思路類推,可以在二級刻漏之上再加一級,則刻漏運行的穩定性又可提高。這就成了三級刻漏,如此等等。
大概在隋唐以後,中國發展出了四級和四級以上的刻漏。不過,關鍵的從單漏到二級漏這一步發生在什麼時代?在張衡以前的文獻和考古實物中都沒有提供明顯的資料。
不過在一篇題為《張衡漏水轉渾天儀制》的文章中描述了張衡所用的刻漏是一組二級刻漏。這篇文章當是張衡或其同時代人的作品,現只在唐初的《初學記》卷二十五中留有幾段殘文。文如下:「以銅為器,再疊差置。實以清水,下各開孔。以玉虯吐漏水入兩壺,右為夜,左為晝」。「鑄金銅仙人,居左壺;為金胥徒,居右壺」。「以左手把箭,右手指刻,以別天時早晚」。
其中所謂疊置當是指二具刻漏上下放置。所謂差置是指上下二具容器放置得不相重而有所錯開。所謂再疊差置當是指有三層容器錯開疊放。至於下面的蓄水壺又分左、右兩把,那是因為古代的時刻制度夜間和白天有所不同,所以張衡乾脆就用二把。同時,這樣也便於刻漏的連續運行。《張衡漏水轉渾天儀制》是目前所知第一篇記載了多級刻漏的文獻。由此我們可以推斷,正是張衡作出了從泄水型沉箭漏到蓄水型浮箭漏和從單漏到多級漏這樣兩步重大的飛躍。
張衡在創作了渾天儀之後曾寫過一篇文章。此文全文已佚。只是在梁代劉昭注《後漢書·律歷志》時作了大段引述而使之傳世。劉昭注中把這段文字標題為《張衡渾儀》。稱之為「渾儀」可能是劉昭所作的一種簡化。
在古代,儀器的定名並不嚴格。雖然後世將「渾儀」一詞規范為專指觀測儀器,但在隋、唐以前,「渾儀」也可用於表演儀器。劉昭所引此文與前面提到的《張衡漏水轉渾天儀制》是否原屬一篇文章,此事也已無可考。不過從二者標題文字相差甚大這一點來說,說是二篇文章也是有理由的。不管這事究竟如何,單說劉昭所引,近人已有證明,它應是張衡原作。
我們考察劉昭所引的這一段文字大約有三個內容。第一部分講渾天學說和渾天儀中天極、赤道和黃道三者相互關系及彼此相去度數。第二部分講所謂黃赤道差的求法和這種差數的變化規律。這是這一殘文中的最多篇幅部分。第三部分講黃道二十八宿距度以及冬、夏至點的黃道位置。仔細研究這篇殘文可以得到兩點重要信息。
其一,文中介紹了在天球儀上直接比量以求取黃道度數的辦法:用一根竹篾,穿在天球兩極。篾的長度正與天球半圓周相等。將竹篾從冬至點開始,沿赤道一度一度移動過去,讀取竹篾中線所截的黃道度數,將此數與相應的赤道度數相減,即得該赤道度數(或黃道度數)下的黃赤道差。從這種比量方法可以悟得,中國古代並無像古希臘那樣的黃經圈概念。
中國古代的黃道度數實際是以赤經圈為標准,截取黃道上的弧段而得。這種以赤極為基本點所求得的黃經度數,今人名之為「偽黃經」、「極黃經」(實際當名為「赤極黃經」)等等。對於像太陽這樣在黃道上運動的天體,其偽黃經度數和真正的黃經度數是相等的。而對黃道之外的天體,則二者是有區別的(當然,除了正好在二至圈——過冬、夏至點及赤極、黃極的大圓——上的點之外),距黃道越遠,差別越大。
其二,文中給出了所謂黃赤道差的變化規律。將赤道均分為24等分。用上述方法求取每一分段相當的黃道度數。此度數與相應赤道度數的差即所謂黃赤道差。這是中國古代所求得的第一個黃赤道差規律。黃赤道差後來在中國歷法計算中起了很重要的作用,作為首創者的張衡其貢獻也是不可磨滅的。
除了劉昭所引的這段文字之外,在晉、隋兩《書》的「天文志」里所引述的葛洪的話中轉引了一段題為《渾天儀注》的文字;在唐代《開元占經》第一卷里編有一段題為《張衡渾儀注》和一段題為《張衡渾儀圖注》的文字。把這3段文字和劉昭所引的《渾儀》一文相比較後可以知道,葛洪所引的《渾天儀注》這段文字不見於劉昭所引,而見於《張衡渾儀注》中。《張衡渾儀注》的剩餘部分和《張衡渾儀圖注》即是劉昭所引文字的分割,但又有所增刪。
除此之外,在《開元占經》卷二十六「填星占」中還有3小段題為《渾儀》的文字;卷六十五的「天市垣占」下小注中有題為《張衡渾儀》的文字一句。這4段文字也不見於劉昭所引。
總括上述情況,可以得出兩點結論:其一,劉昭所引只是張衡《渾儀》一文的節選。張衡原文的內容更為豐富一些。但豐富到何種程度,現已無可考。且自《隋書·經籍志》以來的目錄著作中,對《渾儀》(或《渾天儀》)一文從來只標注為「一卷」。因此,想來不會有驚人的數量出入。其二,張衡《渾儀》一文確曾被人作過注,還補過圖注。注和圖注大概不是一人所注,且大概不是張衡本人所加,否則就不會有單獨的《渾儀》一文的存在了。
前面與《渾儀》有關的文字中,當代研究家最關心的是葛洪所引的《渾天儀注》是否是張衡原作的問題。因為這一段文字素來被現代研究家視作中國古代渾天說的代表作,甚至視其地位猶在《靈憲》之上。過去人們當然把它看作是張衡的作品。
但到20世紀70年代末,有人對此提出了全盤的否定。認為所有冠以或不冠以張衡之名的《渾儀》、《渾儀注》、《渾儀圖注》、《渾天儀注》等等都是後人的作品。嗣後,又有人對之作了全面的辯駁,維護了傳統的觀點。這一段爭論前後歷時長達12年。
現在看來,全面否定張衡有《渾天儀》一文傳世的論點已基本失敗,即至少可以肯定,劉昭所引的《渾儀》一文是張衡原作。但否定者仍有其歷史貢獻,他啟發人們去注意古代文獻流傳中的復雜情況。例如,過去人們並未認識到《渾儀》一文還有行星和恆星等方面的內容。
同時,也仍然還有理由可以懷疑葛洪所引《渾天儀注》一段是否是張衡原注。因為第一,這一段名之為「注」,而在古代文獻中,加不加「注」字是有本質差別的。不加「注」字的是指原文,加「注」字的就有注文。既然有不加註字的《渾天儀》,則加「注」字的《渾天儀注》就不只是《渾天儀》原文,而且還有注文。第二,《渾天儀注》的思想就其正確面而言,並不超出《靈憲》。如果我們把《靈憲》中的地看作是浮於水面,孤居天中央,遠較天為小的陸地的話,那麼這與《渾天儀注》所說的「地如雞子中黃,孤居於天內,天大而地小。天表裡有水,天之包地猶殼之裹黃。天地各乘氣而立,載水而浮」等這段綱領性的話並無矛盾。反之,《渾天儀注》中認為「北極……出地上三十六度」,這段話當不可能是注重實際觀測的張衡的結論。
張衡的誕生地南陽,長期當太史令的地點洛陽,都不會有北極出地三十六度的現象。根據他曾到過全國很多地方的經歷來看,張衡也似乎不應有北極出地為固定值的概念。這大概也正是他在《靈憲》一文中未提北極出地數值的原因。有鑒於此,寧可把《渾天儀注》的作者問題作為存疑,而期待今後的研究與發現。
⑨ 漏壺的計時原理是什麼
春秋以前,我國發明了漏壺(又叫壺漏,刻漏和銅壺滴漏)。漏壺是一種水時計儀器。它的構造各個朝代不同,基本原理卻是一樣的。如清代的一種漏壺:上面三個壺底都有漏水孔,白天壺里裝滿了水,依次漏到水壺中。上面二個壺的深度依次減少一寸,使平水壺的水量可以常滿。平水壺的後壁上方有一個孔,如果水多了,就可以從這里漏到下面的受水壺中,這樣可使平水壺在一定時間內保持一定的水量漏進水壺去。受水壺中有一個銅人,抱著一根可以上下活動的漏箭,上面刻有用標尺去量度的時刻。漏箭下端裝一個浮舟浮在水面。受水壺的水逐漸滿起來,從漏箭上升的位置就可以知道時間。
漢朝以後,我國唐代的梁令瓚和一行僧等利用水力和齒輪,創造出了巧妙的計時工具:水運渾天儀和計時器。另一種水儀象台是宋代天文學家蘇頌製造的,它高約3丈,有上上下下7層,台的最上層是龍柱支撐著的渾天儀,用來觀星。第二層裝著一種天球儀,露出半球,表示一半在地面上。另一半球隱沒在地平線下,晝夜自動運轉。下面五層木樓中,第一層有3個門,到了每個時辰的時初,就有穿紅衣的木人在左門內搖鈴;每逢時整,紫衣木人在右門敲鍾;逢刻,綠衣木人在中間擊鼓。第二層,每逢時初時整,拿著報時牌的木人就在中門出現。第三層專報刻的時間,到時候也有拿著牌子的木人出現。第四層的木人敲著鈴報告晚上的時刻,打著更。第五層的木人報告日出日沒。
元代的郭守敬專門製造了一種報時的儀器,同宋代的報時器裝置相似,不同的是,另外裝有龍、虎、朱鳥、龜等四靈動物模型,逢到時刻會跳躍起來。
由此可見,古代人已經懂得用標尺去量度延續不斷的時間,難怪民間流傳著:「一寸光陰一寸金。」就是說光陰可以用「寸」來量度。
⑩ 什麼是漏刻的計時原理
漏刻的計時原理是:
隨著箭壺內收集的水逐漸增多,木塊托著箭桿也慢慢地往上浮,古人從蓋孔處看箭桿上的標記,就能知道具體的時刻。
漏刻的計時方法可分為兩類:泄水型和受水型。漏刻是一種獨立的計時系統,只藉助水的運動。後來古人發現漏壺內的水多時,流水較快,水少時流水就慢,顯然會影響計量時間的精度。
於是在漏壺上再加一隻漏壺,水從下面漏壺流出去的同時,上面漏壺的水即源源不斷地補充給下面的漏壺,使下面漏壺內的水均勻地流人箭壺,從而取得比較精確的時刻。
計時方法:
現代天文學中1周天=360度,1度=60分,1分=60秒,這種分法是模仿時間的分秒而來的,時輪歷計量空間的弧度也借用計量時間的一套單位:1周天=27宿,1宿=60chu-tshod,1chu-tshod =60chu-srarg。因此1 chu-tshod=4.5度。
這是假借命名。為了區別計量時間的chu-tshod與計量空間的chu-tshod,往往把前者譯為漏刻,把後者譯為弧刻。現在藏語中一般把小時叫做chu-tshod,這本來是不妥當的,既然已經約定俗成,也很難再改正了。
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