我国古代的计时工具

2024-09-13 00:00:00
数学小灵通·3-4年级 2024年5期
关键词:日晷计时钟表

小朋友,我们每天都在与时间打交道,而钟表作为一种计时工具,已经成为人们生活的必需品。你知道在我国古代,人们是用什么方法来计时的吗?

圭表

圭表是我国古代的一种天文仪器,由垂直的表和水平的圭组成(如图1)。

很早以前,人们发现房屋、树木等物体在太阳光的照射下会投出影子,这些影子的变化有一定的规律。于是,人们便在平地上直立一根竿子或石柱来观察影子的变化,这根立竿或立柱就叫作“表”。人们发现正午时的表影总是投向正北方向,就把用石板制成的尺子平铺在地面上,与立表垂直,尺子的一头连着表基,另一头则伸向正北方向,这块用石板制成的尺子叫作“圭”。

古人经过长期观测,不仅了解到一天中表影在正午时最短,而且得出在一年内夏至日这天的正午,烈日高照,表影最短,在冬至日这天的正午,太阳光斜射,表影最长。古人通过观察表影的长短变化来确定节气(如图2)。

圭表在我国古代被广泛用于制定节令和观测天象,对指导农业活动具有重要的意义。

日晷

日晷是我国古代用日影测得时刻的一种计时仪器。通常由铜制的晷针和石制的圆盘组成(如图3)。

当太阳光照在日晷上时,晷针的影子就会投向晷面,太阳由东向西移动,投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动,移动着的晷针影子好像是现代钟表的指针,晷面则是钟表的表盘。

日晷的计时精度能准确到刻,即15分。因为日晷是用太阳的光来计算时间,太阳的光会有偏差,所以有时并不准确。此外,一年中并不是每天都阳光明媚,因此,日晷在阴雨天或晚上便不起作用了。

漏刻

漏刻是古代的一种计时工具(如图4)。最初,古人发现陶器中的水会从陶器的裂缝中一滴一滴地漏出来,于是古人专门制造出一种留有小孔的漏壶,把水注入漏壶内,水便从壶孔中流出来,另外再用一个容器收集漏下来的水,在这个容器内有一根刻有标记的箭杆,相当于现代钟表上显示时刻的钟面,用一个竹片或木块托着箭杆浮在水面上,容器盖的中心有一个小孔,箭杆从盖孔中穿出,这个容器叫作箭壶。随着箭壶内收集的水逐渐增多,木块托着箭杆也慢慢地往上浮,古人从盖孔处看箭杆上的标记,就能知道具体的时间了。

后来,古人发现漏壶内的水多时,水流的速度较快,水少时,水流的速度较慢,这显然会影响计量时间的精准度。于是,古人在漏壶上再加一只漏壶,水从下面漏壶流出去的同时,上面漏壶中的水源源不断地补充给下面的漏壶,使下面漏壶内的水均匀地流入箭壶,从而得到比较精确的时刻。

除了以上几种计时工具外,我国古代人们还用沙漏计时、火计时、烛光计时等多种方法计时。

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