日晷计时的原理及什么有关?是光沿直线传播吗?

钟表是我们现代公司常见的一种时间工具空。几乎每个家庭都会有一个钟或手表。时至今日,钟表越来越小,各种名贵手表、名表充斥市场,电子钟也是蒸蒸日上,大大方便了人们。

影视剧中,经常会看到看守人在值班。“白天干燥,小心蜡烛”成了守望者的代名词。守望者实际上是在报时。晚上七点,二更是晚上九点,三更是晚上十一点,四更是凌晨一点,五更是凌晨三点。守夜人怎么知道什么时候该值班?感谢他们的计时工具,大多是滴和香。除了通过滴水、焚香等方式计时。,古人还发明了日晷、日晷、水运仪、水运仪等。这些计时器相辅相成,与时俱进,为古人提供了更准确的时间。

图1日晷

再来看看我们经常听到的日晷。也叫“日晷”,是最早的计时工具之一。意思是太阳的影子,所以它的计时原理也和太阳有关。它通过太阳投影的移动方向来确定和划分时间。它由日晷和日晷针组成,日晷上刻有刻度。日晷上的刻度不全一样,因为不同纬度太阳光的照射时间不一样。因此,有水平日晷、赤道日晷、子午线日晷和单一日晷等。

最常用的日晷是水平日晷,因水平表盘而得名。指针的倾斜度要根据当地的纬度来定,所以适用于低纬度地区。赤道日晷的表盘等分,指针朝北,指针垂直于表盘。经常在赤道附近的纬度使用,不同纬度范围会有相应的日晷。

土圭表

鬼表是中国最古老的计时器,在《周易》中有记载。它的原理和日晷一样,都是利用太阳的投影来计时。日晷是在它的基础上发展起来的,它被认为是一个家族。

规表中的“表”是指直立在平地上的标杆和石柱,用来测量太阳的影子,而“规规”是一种刚性的测量太阳正南正北影子长度的方法。日晷也可以用来测量季节。日出日落是劳动人民一天最真实的写照。因此,对于古代农民来说,掌握节气的变化尤为重要。夏至最北,正午时间最短,冬至最南,正午时间最长。春分和秋分,太阳照在东西两个方向,中午出现中度阴影,然后确定春分、夏至、秋分、冬至四个节气。

在古代有一些象征意义。古人提倡“守时”,即诚信。作为衡量时间的标准,自然被视为诚信的象征。作为朝臣和妻子,必须遵守标准规则,“我”是表的别称。追求“男耕者有其田”、“女耕者有其田”是做部长的核心,做妻子的一定要正直忠诚。

图3缺失的雕刻

圭表和日晷都是中国人自古以来根据“即刻”效应发明的计时工具。但是这两种计时工具都有一个明显的缺点。他们一年365天都需要阳光。不能天天都是晴天吗?如果没有太阳,比如雨天和夜晚,日晷和日晷就会失去作用,这时一种突破阳光限制的计时工具——错过的时刻就应运而生了。

据记载,西周时有破釜酒。所谓“漏”,就是一个锅,可以用来装水,也可以用来排水。前者是接水破釜,后者是排水破釜。“刻”的是一个带刻度的箭头。它的原理是利用漏水的水壶滴下的水,水位下降,壶内的箭雕也下降,从而确定时间或者水滴入水壶,水位上升,箭雕上升来指示时间。

前期都是放水式漏水,受水压影响较大。水位高时,水滴下落过快,水位低时,水滴下落过慢,产生误差。后期将接水式漏刻注入破釜,水量恒定,提高了记录时间的准确性。为了让滴水更均衡,古人还创造性地使用多级破釜来平衡水的流速。水版印刷术的发明,是古人克服自然条件限制的一大进步。但是,水是一种有着各种形态的流体,受温度和空湿度的影响。这些参数的变化都会影响记录的精度,所以要参考日晷和夜晚的星星来调整。

图4浑仪

在学会利用水流计时的基础上,以水为动力的计时器也问世了。据说东汉张衡的浑天仪是以水为动力,能准确记录日出和星辰。唐代高僧一行和梁灵赞设计了第一代水上浑仪,可以模仿天体运动,测量时间。据《新唐书·天象志》记载,浑仪装有太阳和月亮两个环,受水撞击使其转动。浑天仪公转一周是一天,日公转是1/365。该仪器还配备了两个木偶,分别击鼓和雕刻

有了这样的开头,接下来的发明自然也就接踵而至了。北宋的苏颂等人发明了水运工具象台。与水运浑仪相比,其齿轮机构更复杂,精度更高。最有意义的是,仪器配有擒纵机构——“天恒”,可以使齿轮由连续运转变为间歇运转,减少了机械疲劳,提高了精度,一举两得。元代天文学家郭守敬以水为动力,在大明寺创造了“铃响一会,鼓响一秒,铃响三小时,钹响四小时”的自动报时装置。

图5水运仪图像平台

水力计时装置,虽然水随手可得,但在气温很低的冬夜,很容易结冰。那岂不是这些计时装置都失效了?即使古人可以组合几个定时器,也不会影响他们的生活,但毕竟不是长久之计。此时古人以流沙为动力。明代詹西元发明了五轮沙漏,由沙盆、斗轮、减速齿轮组和刻度显示组成。但是五轮沙漏很容易被挡住,后来被周淑学改进了。《史明·田文志》云:“暴死之后,周叔学之病,使其窍极小,而之奇,使其成六轮。这五个轮子有三十个齿,但它们的孔稍微多一些,所以操作开始与其他轮子协调一致。”它变成了一个六轮沙漏。

古人的智慧是无穷的,计时工具的发明极大地促进了生产力的发展,是现在很多历法计算的基础。

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