第1个回答 2020-11-12
“日出而作,日没而息”是人类在低水平生产力的农耕时代的生活规律,与这种生活规律相适应的计时方法是采用一种最自然、最简便的计时单位——“平均太阳日”,即以连续两次经过同一地点的天顶之间的时间间隔作为一个“平均太阳日”。这样基于地球自转的周期过程建立了人们最早的“天”的时间概念。把一个 “平均太阳日”分为24等分,每一等分的时间长度称为一个“世界时”。一个世界时的1/3600称为世界时的1秒。
世界时
时间长河,逝者如斯。用什么办法来计时呢?时间是物质存在和运动的基本属性之一,因而应该用物质的运动过程来计量时间,而且只有均匀的、连续的运动过程才能给出精确的时间计量结果。
我国古代的晷就是世界时的计时仪器。
世界时的测时方法在阴雨天气遇到了严重困难。不仅如此,随着科学技术的发展,本世纪初,科学家们发现地球角速度并不恒定,除了已知的长期减小的变化以外,还有时大时小的波动。因此以地球自转为基础进行测量所得的世界时失去了均匀性。虽然每天只差千分之几秒,对人们的日常生活不会产生明显的影响,但是有些方面却需重更精确的时间,例如人造卫星、宇宙飞船的发射、导航以及回收着落等,时间上的微小误差都可能导致严重的后果。在回旋加速器中,基本粒子被加速的时间仅仅是几亿分之一秒甚至几万亿分之一秒,显然这就需要更为精确的计量时间。
机械时
任何周期过程都可被采用为一种计时方法。
在同一地点的单摆作微幅振动的周期是一个确定的常数,即摆长为L的单摆在重力加速度为g的地点的周期为:
在重力加速度值g=9.8m/s2的地点,一个摆长为L=0.99295m的单摆的周期为T=2s。
因此摆钟就成为19世纪以前的主要计时仪器。
这种利用钟表内部机件的机械运动来计时的方法仍然有两个很严重的缺陷:一是随着昼夜、四季温度的变化,钟摆发生热胀冷缩,致使摆长不稳定;二是由于地球不同纬度、不同高度处的重力加速度值各不相同
(即使地面上同一点,由于地球本身处于不断变化之中,因此重力加速度值也不是一个恒定值),致使在钟表制造厂校准的摆钟运到使用地点以后就失准了。
人们虽然可以通过调节钟摆摆长来不断校准摆钟的周期,但是无论从测时原理方面还是从使用时的操作实践方面来看,摆钟毕竟不是理想的测时、及时仪器。本回答被网友采纳
第2个回答 2020-11-12
我们知道,在远古时期,人类用来确定时间的方式是一些自然界“相对”亘古不变的周期。
譬如地球的公转是为一年,月球的公转是为一月,地球的自转是为一天等等。
最早的计时可以追溯道公元前大约2000年的苏美尔地区。后来古埃及人学会了把一天分为黑夜白昼二个部分,每一部分再分为十二个小时,他们发现太阳移动时,光线留下的影子可以用作计时的工具。毕竟,像恒星这样守时的物体,在那个年代是最完美的计时器。
同时,我们都知道,影子拉得越长,计时也就可以做到越精确。那么,怎样才能尽量让影子变长呢?
公元前2000多年前的古埃及人,想到了修建高耸入云的大型方尖碑,来追踪太阳的移动。
随后人们又利用了沙漏、日晷、钟摆等工具,巧妙地利用一些相对固定而准确的周期来计时,这是一段漫长的历史。
这时,占据计时科技顶点的古埃及人率先发明了水钟(water clocks)。
而在几乎同一时期,我国的商朝人也追上了古埃及人的脚步,开发并使用了一种泄水型水钟——漏壶。后来又有用蜡烛和线香计时的,所谓“刚一炷香的功夫,西门庆便从潘金莲房里出来了”之类。
北宋元祐元年(1086年),中国的黑科技开始爆发。天文学家苏颂在检验太史局的浑仪时,决心要将浑仪、浑象和报时装置结合。于是乎,苏颂拜访吏部守当官韩公廉,取得大神张衡、张思训的独门秘籍——“仪器法式大纲”,并着手建造一个划时代的计时工具——“水运仪象台”。
元祐三年(1088年)开始动工,元祐七年(1092年)“水运仪象台”竣工。
水运仪象台是一个类似于天文台,高约12米,宽7米,上下分三层;上层是浑天仪(天体测量之用),中层是浑象仪(天体运行演示),下层是司辰(自动报时器),全程用水力推动,可精确报时,李约瑟认为这是欧洲天文钟的直接祖先。苏颂于绍圣初年著《新仪像法要》一书,详述水运仪象台的整体功能、零件150多种,60多幅插图。
令人惋惜的是,水运仪象台的原件在靖康之祸(1127年)时,被金兵掠往燕京置于司天台,又在金朝贞祐二年间(1214年),因运输不便而惨遭丢弃(实在是痛心啊……)而南宋时,苏携保存的手稿,又因为无人理解其中方法和门道,而无人能仿造。(没办法,黑科技人家看不懂……)
其实早在唐代,僧人一行和官员梁令瓒就综合各种漏壶制作技术,发明了世界上第一只机械钟。只可惜没有被推广,更未能继承发展成钟表。
至元明