小朋友,我們每天都在與時(shí)間打交道,而鐘表作為一種計(jì)時(shí)工具,已經(jīng)成為人們生活的必需品。你知道在我國古代,人們是用什么方法來計(jì)時(shí)的嗎?
圭表
圭表是我國古代的一種天文儀器,由垂直的表和水平的圭組成(如圖1)。
很早以前,人們發(fā)現(xiàn)房屋、樹木等物體在太陽光的照射下會(huì)投出影子,這些影子的變化有一定的規(guī)律。于是,人們便在平地上直立一根竿子或石柱來觀察影子的變化,這根立竿或立柱就叫作“表”。人們發(fā)現(xiàn)正午時(shí)的表影總是投向正北方向,就把用石板制成的尺子平鋪在地面上,與立表垂直,尺子的一頭連著表基,另一頭則伸向正北方向,這塊用石板制成的尺子叫作“圭”。
古人經(jīng)過長期觀測,不僅了解到一天中表影在正午時(shí)最短,而且得出在一年內(nèi)夏至日這天的正午,烈日高照,表影最短,在冬至日這天的正午,太陽光斜射,表影最長。古人通過觀察表影的長短變化來確定節(jié)氣(如圖2)。
圭表在我國古代被廣泛用于制定節(jié)令和觀測天象,對(duì)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)活動(dòng)具有重要的意義。
日晷
日晷是我國古代用日影測得時(shí)刻的一種計(jì)時(shí)儀器。通常由銅制的晷針和石制的圓盤組成(如圖3)。
當(dāng)太陽光照在日晷上時(shí),晷針的影子就會(huì)投向晷面,太陽由東向西移動(dòng),投向晷面的晷針影子也慢慢地由西向東移動(dòng),移動(dòng)著的晷針影子好像是現(xiàn)代鐘表的指針,晷面則是鐘表的表盤。
日晷的計(jì)時(shí)精度能準(zhǔn)確到刻,即15分。因?yàn)槿贞惺怯锰柕墓鈦碛?jì)算時(shí)間,太陽的光會(huì)有偏差,所以有時(shí)并不準(zhǔn)確。此外,一年中并不是每天都陽光明媚,因此,日晷在陰雨天或晚上便不起作用了。
漏刻
漏刻是古代的一種計(jì)時(shí)工具(如圖4)。最初,古人發(fā)現(xiàn)陶器中的水會(huì)從陶器的裂縫中一滴一滴地漏出來,于是古人專門制造出一種留有小孔的漏壺,把水注入漏壺內(nèi),水便從壺孔中流出來,另外再用一個(gè)容器收集漏下來的水,在這個(gè)容器內(nèi)有一根刻有標(biāo)記的箭桿,相當(dāng)于現(xiàn)代鐘表上顯示時(shí)刻的鐘面,用一個(gè)竹片或木塊托著箭桿浮在水面上,容器蓋的中心有一個(gè)小孔,箭桿從蓋孔中穿出,這個(gè)容器叫作箭壺。隨著箭壺內(nèi)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(biāo)記,就能知道具體的時(shí)間了。
后來,古人發(fā)現(xiàn)漏壺內(nèi)的水多時(shí),水流的速度較快,水少時(shí),水流的速度較慢,這顯然會(huì)影響計(jì)量時(shí)間的精準(zhǔn)度。于是,古人在漏壺上再加一只漏壺,水從下面漏壺流出去的同時(shí),上面漏壺中的水源源不斷地補(bǔ)充給下面的漏壺,使下面漏壺內(nèi)的水均勻地流入箭壺,從而得到比較精確的時(shí)刻。
除了以上幾種計(jì)時(shí)工具外,我國古代人們還用沙漏計(jì)時(shí)、火計(jì)時(shí)、燭光計(jì)時(shí)等多種方法計(jì)時(shí)。
數(shù)學(xué)小靈通·3-4年級(jí)2024年5期