古人利用水來計時的儀器是什麼
⑴ 古人用哪些儀器來記錄時間
古時計時工具有兩種,一是「日晷」,二是「漏」。日晷是以太陽影子移動,對版應於晷面上權的刻度來計時。日晷不用說了,大家應該在北京故宮里和觀象台上見過。詩詞中所常用的漏壺,即刻漏制記時法,最早出現於西漢,將一晝夜平分為一百個等分,也稱百刻記時制。晝夜的比例是40:60,冬夏相反。漏是以滴水為計時,是由四隻盛水的銅壺從上而下互相迭放的組合。上三隻底下有小孔,最下一隻豎放一個箭形浮標,隨滴水而水面升高,壺身上有刻度,以為計時。原一晝夜分100刻,因不能與十二個時辰整除,又先後改為96,108,120刻,到清代正式定為96刻;就這樣,一個時辰等於八刻。一刻又分成三份,一晝夜共有二十四份,與二十四個節氣相對。
⑵ 古代的人們曾經利用什麼來計時,如日晷
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。二者統稱為太陽鍾。
公元前1300~前1027年,中國殷商時期的甲骨文,已有使用圭表的記載。《詩經·國風·定之方中》篇有,「定之方中,作於楚宮。揆之以日,作於楚室……」。確切記載使用圭表的時間為公元前659年。
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。
中國古代應用機械原理設計的計時器主要有兩大類,一類利用流體力學計時,有刻漏和後來出現的沙漏;一類採用機械傳動結構計時,有渾天儀、水運儀象台等。此外,還有應用天文原理(大都根據日影方向測定時間)計時的日晷,它也是中國最古老的計時器之一。
日晷、水鍾、沙漏
圭表、各種日晷、以滴水多寡來計時的各種水鍾,還有沙鍾、火鍾、蠟燭鍾、輥彈漏刻千章銅漏、延佑滴漏、龍舟香漏、火龍出水、赤道式日晷、赤道經緯儀、渾儀等
圭表
圭表中的「表」是一根垂直立在地面的標竿或石柱;「圭」是從表的跟腳上以水平位置伸向北方的一條石板。每當太陽轉到正南方向的時候,表影就落在圭面上。量出表影的長度,就可以推算出冬至、夏至等各節氣的時刻。表影最長的時候,冬至到了;表影最短的時候,夏至來臨了。它是我國創制最古老、使用最熟悉的一種天文儀器。
日晷
日晷也是通過觀測日影計時的儀器,主要是根據日影的位置以確定當時的時辰或刻數。從出土文物來看,漢以前已使用日晷,在機械鍾表傳入中國之前,日晷一直是通常使用的計時器。日晷的主要部件是由一根晷針和刻有刻線的晷面組成,隨著太陽在天空運行,晷針的投影像鍾表的指針一樣在晷面上移動,就可以指示時辰。
漏刻
圭表和漏刻都是用太陽的影子計算時間的,然而遇到了陰雨天或黑夜便失去作用了,於是一種白天黑夜都能計時的水鍾便應運而生,這就是漏刻。漏,是指漏壺;刻,是指刻箭。箭,則是標有時間刻度的標尺。漏刻是以壺盛水,利用水均衡滴漏原理,觀測壺中刻箭上顯示的數據來計算時間。作為計時器,漏刻的使用比日晷更為普遍。我國古代諸多文人騷客留下了許多有關漏刻的富有詩情畫意的章句。如唐代詩人李賀:「似將海水添宮漏,共滴長門一夜長。」宋代蘇軾:「缺月掛疏桐,漏斷人初靜。」在機械鍾表傳入中國之前,漏刻是我國使用最普遍的一種計時器。
刻漏
又稱漏刻、漏壺。漏壺主要有泄水型和受水型兩類。早期的刻漏多為泄水型。水從漏壺底部側面流泄,格叉和關舌又上升,使浮在漏壺水面上的漏箭隨水面下降,由漏箭上的刻度指示時間。後來創造出受水型,水從漏壺以恆定的流量注入受水壺,浮在受水壺水面上的漏箭隨水面上升指示時間,提高了計時精度。
為了獲得恆定的流量,首先應使漏壺的水位保持恆定。其次,向受水壺注水的水管截面面積必須固定,水管採用「渴烏」(虹吸)原理,便於調整和修理。有兩種保持水位恆定或接近恆定的方法,均見於宋代楊甲著《六經圖》(刊於1153年)中的「齊國風挈壺氏圖」。圖中「唐制呂才(約公元600~650)定」刻漏是在漏壺上方加幾個補償壺,「今制燕肅(1030)定」刻漏採用溢流法,深四寸。多餘的水由平水壺(下匱)通過竹注筒流入減水盎。燕肅創制的漏壺叫蓮花漏,北宋時曾風行各地。
《全上古三代秦漢三國六朝文·全後漢文》中在桓譚(卒於公元56年)的文章里說刻漏度數因干、濕、冷、暖而異,在白天和夜間需要分別參照日晷和星宿核對。當時已認識到水溫和空氣濕度對刻漏計時精度的影響。
刻漏的最早記載見於《周禮》。已出土的文物中最古老的刻漏是西漢遺物,共3件,均為泄水型。其中以1976年內蒙古自治區伊克昭盟杭錦旗出土的青銅漏壺最為完整,並刻有明確紀年。比較完整的傳世刻漏有兩個,均為受水型:一個在北京中國歷史博物館,是元代延祐三年(1316)造;一個在北京故宮博物院,是清代製造。
沙漏
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,並說第五輪的軸梢沒有齒,而裝有指示時間的測景盤。
渾天儀
古代文獻中有漢武帝時(公元前140~前87)洛下閎、鮮於妄人作渾天儀之說,但未提到它的結構。《晉書·天文志》記載東漢張衡 (公元78~139)製造渾天儀,說在密室中用漏水驅動,儀器指示的星辰出沒時間與天文觀察的結果相符。《新唐書·天文志》對唐開元十三年(725)僧一行和梁令瓚設計的渾天儀有較詳細的記述。儀器上分別裝有日、月兩個輪環,用水輪驅動渾象。渾象每天轉一周,日環轉1/365周,儀器還裝有兩個木偶,分別擊鼓報刻,是一座上狹下廣的木建築。
水運儀象台
為北宋元祐三年(1088)蘇頌、韓公廉等人所制。他們於紹聖(1094~1097)初年著《新儀象法要》,載有總圖和部件圖多幅。這台水運儀象台高三丈五尺余, 寬二丈一尺,是一座上狹下廣的木建築。台的下層有提水裝置,由人力推動河車,帶動升水上輪和下輪(筒車),將水提到天河(受水槽),注入天池(蓄水池)。台中平水壺保持水位恆定,並通過一定截面的水管向樞輪(水輪)上的受水壺流泄恆定流量的水,推動樞輪。樞輪通過傳動齒輪帶動晝夜機輪、渾象和渾儀。
水運儀象台有一套比較復雜的齒輪傳動系統。 在樞輪的上方和圓周旁有「天衡」裝置──擒縱機構,這是計時機械史上一項重大創造,它把樞輪的連續旋轉運動變為間歇旋轉運動。
大明燈漏
1276年,中國元代的郭守敬製成大明燈漏。它是利用水力驅動,通過齒輪系及相當復雜的凸輪機構,帶動木偶進行「一刻鳴鍾、二刻鼓、三鉦、四鐃」的自動報時。
⑶ 古人的計時工具是用的什麼
在古代是沒有時鍾的,他們是用什麼計時的呢?古代的計時工具主要有下面幾種:
圭表:我國最古老的計時器,利用太陽射影的長短來判斷時間。它由兩部分組成:直立於平地上測日影的標桿或石柱,叫做表;正南正北方向平放的測定表影長度的刻板,叫做圭。
日晷:又稱「日規」,也是通過觀測日影計時的儀器,通常由銅制的晷針和石制的晷盤組成。晷面平行於天赤道面,這樣,晷針的上端正好指向北天極,下端正好指向南天極。在晷面的正反兩面刻畫出12個大格,每個大格代表兩個小時。當太陽光照在日晷上時,移動著的晷針影子好像是現代鍾表的指針,以此來顯示時刻。
漏刻:陰雨天或黑夜無法使用圭表或日晷,於是白天黑夜都能計時的水鍾便應運而生,這就是漏刻。漏,是指漏壺;刻,是指刻箭。箭,則是標有時間刻度的標尺。以壺盛水,利用水均衡滴漏原理,觀測壺中刻箭上顯示的數據來計算時間。
沙漏:沙漏又稱「沙鍾」,由兩個封閉的玻璃球組成,中間腰部狹窄,很像一個啞鈴。在其中一個玻璃球中置入一定數量的干沙,然後將這一頭朝上,沙子即慢慢瀉下。沙子流入下面玻璃球中需要半小時,然後倒置,又是半個小時。有些沙漏用水或水銀代替沙子。
香鍾:以特製的模子製成盤香,盤香粗細均勻,燃燒時間越長,剩餘的盤香就越少,在盤香上記上刻度,就可知道時辰。還有具有鬧鍾作用的香鍾,當香火燒到一固定刻度時,上掛之重物就落下撞擊金屬器皿,發出響聲。香鍾因為價格便宜,方便實用,古代非常流行。
⑷ 在古代,人們曾經利用流水來計時,這種計時的裝置叫什麼
我國古復代,人們發明了很多制計時的方法或工具。
圭(讀作guī)表是一種既簡單又重要的測天儀器,它由垂直的表(一般高八尺)和水平的圭組成。它利用了立竿見影的道理來測量日影長度。主要功能是測定冬至日所在,並進而確定回歸年長度。此外,通過觀測表影的變化可確定方向和節氣。
日晷(讀作guǐ)又稱「日規」,是我國古代利用日影測得時刻的又一種計時儀器。通常由銅制的指針和石制的圓盤組成。銅制的指針叫做「晷針」,
石制的圓盤叫做「晷面」。使用時,觀察日影投在盤上的位置,就能分辨出不同的時間。日晷的計時精度能准確到刻(15分鍾)。
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。
除了以上的計時方法之外,我國古代人們還用「沙漏」、「火計時」、「燭光計時」等方法來計時。
⑸ 古代人怎樣用流水製成計時工具的
我國古代,人們發明了很多計時的方法或工具。
圭(讀作guī)表是一版種既簡單又權重要的測天儀器,它由垂直的表(一般高八尺)和水平的圭組成。它利用了立竿見影的道理來測量日影長度。主要功能是測定冬至日所在,並進而確定回歸年長度。此外,通過觀測表影的變化可確定方向和節氣。
日晷(讀作guǐ)又稱「日規」,是我國古代利用日影測得時刻的又一種計時儀器。通常由銅制的指針和石制的圓盤組成。銅制的指針叫做「晷針」, 石制的圓盤叫做「晷面」。使用時,觀察日影投在盤上的位置,就能分辨出不同的時間。日晷的計時精度能准確到刻(15分鍾)。
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。
除了以上的計時方法之外,我國古代人們還用「沙漏」、「火計時」、「燭光計時」等方法來計時。
⑹ 中國最古老的計時儀器是什麼
在歷史進程中,我們的祖先在不同的時期發明和製造了各種適應當時社會經濟發展和人們生活需求的計時器。其中主要有圭表、日晷、漏刻(見圖)、機械計時器等。
圭表
圭表是我國最古老的一種計時器,古代典籍《周禮》中就有關於使用土圭的記載,可見圭表的歷史相當久遠。圭表是利用太陽射影的長短來判斷時間的。它由兩部分組成,一是直立於平地上的測日影的標桿或石柱,叫做表;一為正南正北方向平放的測定表影長度的刻板,叫做圭。既然日影可以用長度單位計量,那麼光陰之「陰」,及時間的長短,,用「分」、「寸」表達就順理成章了。
日晷
日晷也是通過觀測日影計時的儀器,主要是根據日影的位置以確定當時的時辰或刻數。從出土文物來看,漢以前已使用日晷,在機械鍾表傳入中國之前,日晷一直是通常使用的計時器。日晷的主要部件是由一根晷針和刻有刻線的晷面組成,隨著太陽在天空運行,晷針的投影像鍾表的指針一樣在晷面上移動,就可以指示時辰。
漏刻
圭表和漏刻都是用太陽的影子計算時間的,然而遇到了陰雨天或黑夜便失去作用了,於是一種白天黑夜都能計時的水鍾便應運而生,這就是漏刻。漏,是指漏壺;刻,是指刻箭。箭,則是標有時間刻度的標尺。漏刻是以壺盛水,利用水均衡滴漏原理,觀測壺中刻箭上顯示的數據來計算時間。作為計時器,漏刻的使用比日晷更為普遍。我國古代諸多文人騷客留下了許多有關漏刻的富有詩情畫意的章句。如唐代詩人李賀:「似將海水添宮漏,共滴長門一夜長。」宋代蘇軾:「缺月掛疏桐,漏斷人初靜。」在機械鍾表傳入中國之前,漏刻是我國使用最普遍的一種計時器。
機械計時器
單純利用水的流動來計時有許多不便,人們逐漸發明了利用水做動力,以驅動機械結構來計時。公元前117年,東漢的張衡製造了大型天文計時儀器——水運渾天儀,初步具備了機械性計時器的作用。隨後歷代都相繼製作了附設有計時裝置的儀器,其中宋代蘇頌製造的水運儀象台,把機械計時裝置的發展推倒了一個新的高峰,水運儀象台的計時機械部分可以按時刻使木偶出來擊鼓報刻,搖鈴報時,示牌報告子、丑、寅、卯十二個時辰等。
這類計時器尚不能算是獨立的計時器,還是天文儀器與計時儀器的混合體,至十四世紀六十年代,我國的機械計時器已脫離了天文儀器而獨立,不但具有傳動系統-齒輪系,而且還有擒縱器,如果再進一步,就可能出現完全現代意義上的鍾表。但遺憾的是,功虧一簣,中國沒能做到這一點,最終機械鍾表還是從西方引進。
除上述幾種主要的計時器外,還有其他一些計時方法。如,香篆、沙鍾、油燈鍾、蠟燭鍾等。
考察古人的時間觀念,可以從兩個方面加以觀查:一是古人對時間科學劃分後制定的計時制;二是古人把時間、計時儀器和國家法制、政權興衰相聯系。
我國古代制定、沿用自成體系的計時法。百刻計時法最古老,使用的時間也最長。大約西周之前(公元前十一世紀),古人就把一晝夜均分為一百刻(一刻等於14.4分)。漢代(前206-公元220)除使用百克制外,還應用以太陽方位計時的方法,到隋唐(公元581-907)時,太陽方位計時衍生為十二時辰計時,百克制與十二時辰計時法並用。直到明末清初(十七世紀),西方機械鍾表傳入後,我國才改用一天二十四小時的計時法,但十二時辰仍沿用,每個時辰兩小時。為和二十四小時計時法相一致,我國古老的百克制演變為九十六克制,一個時辰內分為八刻、一小時內分為四刻,這樣一晝夜就為九十六刻,與世界通用的計時法相一致。
此外,我國古代還使用獨特的夜間計時方法,這就是「更」。「更」是計時單位,一夜分五更,每更時間長短依夜的長短而定。
⑺ 古人是怎麼想到用流水來製成計時工具的水鍾的製作必需要解決什麼問問
水鍾在中國又叫做「刻漏」,「漏壺」。根據等時性原理滴水記時有兩種方法,一種是利用特殊容器記錄把水漏完的時間(泄水型),另一種是底部不開口的容器,記錄它用多少時間把水裝滿(受水型)。中國的水鍾,最先是泄水型,後來泄水型與受水型同時並用或兩者合一。自公元85年左右,浮子上裝有漏箭的受水型漏壺逐漸流行,甚至到處使用。
天文學家蘇頌按照宋朝英宗皇帝的詔令進行設計並於公元1090年建成的「水運儀象台」堪稱中古時代中國時鍾的登峰造極之作。他的裝置是一座天文鍾樓,高逾30英尺。頂部有一架體積龐大的球形天文儀器,即渾儀。渾儀為銅制,靠水力驅動,用於觀測星相。鍾樓內放置天球儀,即渾象,其運轉與上面的渾儀同步,故可隨時對兩者進行比較。鍾樓前面是一座木閣,分5層各開一門,無論白天黑夜,每隔一段時間,便有木人出現。木人擊鼓、搖鈴、打鍾、敲打樂器、出示時辰牌。所有木人都由巨大的報時裝置操縱。這架裝置則由巨大的樞輪提供動力,樞輪上有木輻挾持水斗,水從漏壺中滴入水斗,使整個儀器每個時辰前進一個水斗。
蘇頌的大時鍾從1090年起一直運轉到1126年;隨後被金朝拆開,運至北京,在那裡又運轉了幾年。蘇頌的「水運儀象台」是中古時代中國時鍾製造的登峰造極之作;遺憾的是,在後來的100年裡,由於戰爭的原因,這些技術沒有能夠最終保留下來。
⑻ 中國古代如何用桿秤測量時間,這種計時儀器叫什麼
水鍾
水鍾在中國又叫做「刻漏」,「漏壺」。根據等時性原理,滴水記時有兩種方法,一種是利用特殊容器記錄把水漏完的時間(泄水型),另一種是底部不開口的容器,另一種是底部不開口的容器,記錄它用多少時間把水裝滿(受水型)。中國的水鍾,最先是泄水型,後來泄水型與受水型同時並用或兩者合一。自公元85年左右,浮子上裝有漏箭的受水型漏壺逐漸流行,甚至到處使用。
簡單的測時方法
找一支香,先用尺子量出它的長度。點燃五分鍾以後,再量一下它的長度;過五分鍾以後,又量一次。量了幾次以後,你會發現:在沒有風的情況下,香的燃燒速度基本上沒有什麼變化。根據實驗所得到的燃燒速度,比如,每五分鍾燃燒掉1厘米,就可以在同樣的香上每隔1厘米刻上一個刻度。這樣,就成了一把測量時間的「尺子」了。只要看看香燒掉的長度,就可以知道已經過去了多少時間。
利用水流,也可以計算時間。
找一個空酒瓶子,灌滿水以後,倒立過來,讓水流出去。反復做幾次,水流完的時間總是一定的;第一次用幾秒鍾,第二次還是幾秒鍾。
流動的水和燃燒的香為什麼可以作為測量時間的「尺子」呢?因為水的流動和香的燃燒都是一種運動,時間和運動有密切的關系,只有通過運動才能表現出流逝的時間。因此,量度時間離不開運動。
在沒有鍾表以前,古人就是用水和火來計時的,根據古書記載,我國在兩千多年前,就有了一種滴水計時的「刻漏」,又叫水鍾。
古代有一種刻漏,主要由幾個銅水壺組成,又叫「漏壺」。除了最底下的那個,每個壺的底部都有一個小眼。水從最高的壺里,經過下面的各個壺滴到最低的壺里,滴得又細又均勻。最低的壺里有一個銅人,手裡捧著一支能夠浮動的木箭,壺里水多了,木箭浮起來,根據它上面的刻度,就可以知道時間。
燃燒計時也有悠久的歷史。我國古代有一種「火鬧鍾」:把香放在一個船形的槽里,在香的某一點,用細線繫上兩個銅鈴,橫掛在放香的小「龍船」上。香從一頭點起,燒到拴細線的地方把線燒斷,兩個銅鈴就落在下面的金屬盤里,人們聽到響聲,就知道預定的時刻到了。
現在人們仍然使用著「火鍾」:引起炸葯爆炸的各種導火索都是火鍾,從點火到爆炸的時間是由導火索的長度決定的。
太陽的東升西落告訴我們地球在不停地轉動。這也是一種比較穩定的運動。自古以來人們還利用這種運動來計量時間。人們製成了日晷〔guǐ〕,這是一種「太陽鍾」,它是利用日影的運動來指示時間的。不過,在陰天和夜晚,太陽鍾就不起作用了
⑼ 古人的計時工具有哪些
中國古代的計時工具:
1、圭表:圭表中的「表」是一根垂直立在地面的標竿或石柱;「圭」是從表的跟腳上以水平位置伸向北方的一條石板。每當太陽轉到正南方向的時候,表影就落在圭面上。量出表影的長度,就可以推算出冬至、夏至等各節氣的時刻。表影最長的時候,冬至到了;表影最短的時候,夏至來臨了。它是我國創制最古老、使用最熟悉的一種天文儀器。
2、刻漏:又稱漏刻、漏壺。漏壺主要有泄水型和受水型兩類。早期的刻漏多為泄水型。水從漏壺底部側面流泄,格叉和關舌又上升,使浮在漏壺水面上的漏箭隨水面下降,由漏箭上的刻度指示時間。後來創造出受水型,水從漏壺以恆定的流量注入受水壺,浮在受水壺水面上的漏箭隨水面上升指示時間,提高了計時精度。
3、沙漏: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,並說第五輪的軸梢沒有齒,而裝有指示時間的測景盤。
4、水運渾天儀:《新唐書·天文志》對唐開元十三年(725)僧一行和梁令瓚設計的渾天儀有較詳細的記述。儀器上分別裝有日、月兩個輪環,用水輪驅動渾象。渾象每天轉一周,日環轉1/365周,儀器還裝有兩個木偶,分別擊鼓報刻,是一座上狹下廣的木建築。
(9)古人利用水來計時的儀器是什麼擴展閱讀
人類最早的計時器是公元前20000年,史前人類以在木棍和骨頭上刻標記的方式來計時。
中國古代計時器的創始時間不晚於戰國時代(公元前476~前222)。應用機械原理設計的計時器主要有兩大類,一類利用流體力學計時,有刻漏和後來出現的沙漏;一類採用機械傳動結構計時,有渾天儀、水運儀象台等。此外,還有應用天文原理(大都根據日影方向測定時間)計時的日晷,它也是中國最古老的計時器之一。
⑽ 古人是怎麼利用太陽來計時的
古人是通過日晷利用太陽來計時的。
日晷,本義是指太陽的影子。回現代的「日晷」指的是答人類古代利用日影測得時刻的一種計時儀器,又稱「日規」。其原理就是利用太陽的投影方向來測定並劃分時刻,通常由晷針(表)和晷面(帶刻度的表座)組成。利用日晷計時的方法是人類在天文計時領域的重大發明,這項發明被人類沿用達幾千年之久。
日晷的工作原理:
在一天中,被太陽照射到的物體投下的影子在不斷地改變著:
第一是影子的長短在改變。早晨的影子最長,隨著時間的推移,影子逐漸變短,一過中午它又重新變長;
第二是影子的方向在改變。在北回歸線以北的地方,早晨的影子在西方,中午的影子在北方,傍晚的影子在東方。從原理上來說,根據影子的長度或方向都可以計時,但根據影子的方向來計時更方便一些。故通常都是以影子的方位計時。 隨著時間的推移,晷針上的影子慢慢地由西向東移動。移動著的晷針影子好像是現代鍾表的指針,晷面則是鍾表的表面,以此來顯示時刻。
早晨,影子投向盤面西端的卯時附近;當太陽達正南最高位置(上中天)時,針影位於正北(下)方,指示著當地的午時正時刻。午後,太陽西移,日影東斜,依次指向未、申、酉各個時辰。