中国古代有哪些仪器
⑴ 中国古时候研制的光学仪器有哪些
凡是利用光学原理进行观察或测量的装置,叫作“光学仪器”。我国古代劳动人民根据平面镜、球面镜及透镜具有的奇特现象制作了大量光学仪器。
我国古代曾经制造了世界上最早的光学仪器铜镜和潜望镜。随着对凸面镜和凹面镜的认识,后来又进行了眼镜、望远镜、显微镜、探照灯等光学仪器的研制。
唐开元年间中秋之夜,唐明皇李隆基邀请申天师及方士罗公一同赏月。3个人赏月把酒言欢之际,唐明皇心悦,想到月宫游历一番。
于是,申天师作法,方士罗公远掷手杖于月空,化作一座银桥,桥的那边一座城阙,横匾上书:广寒清虚之府。
罗公远对唐明皇言道:“此乃月宫是也!”
唐明皇踏银桥升入月宫,见仙女婀娜多姿,翩翩起舞与广庭之上,看得皇上如痴如醉。他原本精熟乐律,闻听仙乐优美,便默记曲调,决定在他的皇宫奏出此曲。
回到人间后,唐明皇即令主管宫廷乐舞的官员依此整理出一首优美动听,仿佛天外之音的曲子,配上宫廷舞女的舞姿,即为著名的《霓裳羽衣曲》。
唐王游月宫的传说成为了流传千古的佳话,月宫也因此有“广寒宫”之称。辽代时期铸有“唐王游月宫镜”,以纪此事。此镜直径21.8厘米,厚0.75厘米,重达1460克,纹饰采用高浮雕和线雕相结合。
铜镜镜体犹如一轮满月,高低起伏的纹饰之间仿佛映现月中寒宫;月宫的楼阁时隐时现,摇曳的桂树在月影中晃动着枝头;捣药的玉兔分外高兴,迎客的金蟾舒展着身躯;随风的流云,弯曲的月桥,桥下水潭中现身的神龙跃跃欲试;驾云而来的唐王。好一派天上仙境,人间胜景,让人不能不感叹古人的智慧和独具匠心的铸造工艺。
其实,我国在3000年前就制造和使用铜镜,并且很早就对光的反射有深刻的认识。
我国古代造镜技术非常发达,并且对各种镜子成像原理有深入的研究。早在先秦时期,我国就已经使用铜镜,至今仍被人们看作世界文明史上的珍品。
除了铜镜外,古人还利用平面镜反射原理,制成了世界上最早的潜望镜。西汉时期淮南王刘安《淮南万毕术》一书中,有“取大镜高悬,置水盆于下,则见四邻矣”的记载。这个装置虽然粗糙,但是意义深远,近代所使用的潜望镜就是根据这个道理制造的。
在利用平面镜的同时,人们又发现了球面镜的奇特现象。球面镜有凹面镜和凸面镜两种。
认识凹面镜的聚焦特性,利用凹面镜向日取火,在我国有悠久的历史。在古代,我国把凹面镜叫作“阳燧”,意思就是利用太阳光来取火的工具,这是太阳能的最初利用。
早在春秋战国时期,墨翟和他的学生就对凹面镜进行了深入研究,并且把他们的研究成果,记载在《墨经》一书中。
他们通过实验发现,当物体放在球心之内时,得到的是正立的像,距球心近的像大,距球心远的像小。当时墨家已经明确地区分焦点和球心,把焦点称作“中燧”。
墨家对凸面镜也进行了研究,认识到物体不管是在凸面镜的什么地方,都只有一个正立的像。
宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中总结古代铸镜的技术说:如果镜大,就把镜面做成平面;如果镜小,就把镜面做成微凸,这样镜面虽然小,也能照全人的脸。
沈括还在前人研究的基础上,正确地表述了凹镜成像的原理。他指出:用手指放在凹面镜前成像,随着手指和镜面的距离远近移动,像就发生变化。
沈括用这个事例说明了凹面镜成像和焦点的关系。当手指迫近镜面的时候,得到的是正立的像;渐远就看不见像,这就是因为手指在焦点处不成像;超过了焦点,像就变成倒像。他指出四镜“聚光为一点”,他把这点叫做“碍”,就是近代光学上所谓的“焦点”。
由于我国古代没有应用玻璃,对于透镜的知识比较差。但是具有聪明才智的我国古代人民,通过特殊的方法,还是认识到凸透镜的聚焦现象。
晋代的科学家张华著的《博物志》一书中说:“削冰命圆,举以向日,以艾承其影,则得火。”这可以说是巧夺天工的发明创造。
冰遇热会融化,但是古人把它制成凸透镜,利用聚焦,来取得火。这看起来是不可思议的,但是事实上是可能的。
从这里可以看出,当时对凸透镜的聚焦已经有充分的认识。
古人不仅认识到了凹面镜和凸面镜的特点,还利用这一原理制造了望远镜等光学仪器。
望远镜在明清时期称为“远镜”、“千里镜”、“窥远镜”、“窥天镜”等。1631年,科学家薄珏创造性地把望远镜装置在自制的铜炮上。这一创举是很有意义的。后来,望远镜也被配置在天文观测与大地测量仪器上。明代历法家李天经领导的编订历法的“历局”也制造过望远镜。
明代末期光学仪器制造家孙云球最早研制成功望远镜。他曾经和一位近视朋友文康裔同登苏州郊外的虎丘山,使用自制的“存目镜”清楚地看到城内的楼台塔院,就连较远的天平、灵岩、穹窿等山也历历如在目前。
孙云球的“存目镜”据说能“百倍光明,无微不瞩”,大概就是放大镜。他还发明一种“察微镜”。
清代科学家郑复光在其所著的《镜镜詅痴》中对望远镜的种类、结构、原理、用法与保养,介绍得十分详细,而且切于实际,后人给予很高的评价。书中介绍过一种“通光显微镜”,基本上也还是放大镜,只是配上平面反射镜,能够减轻目力负担。
郑复光《镜镜詅痴》专门介绍过“取景镜”,不但有旧式的与改进式的,而且对于它的原理构造以及优缺点一一作出说明并附有装置图。这个取景器是在毛玻璃或在透明玻璃上铺上白纸摄取景物的实像。
大概在1844年至1867年之间,科学家邹伯奇在《镜镜詅痴》所介绍的取景器的基础上,去掉反射平面镜,加上照相感光片和快门、光圈等部件,制成了照相机。这在当时还是十分新奇的技术。
邹伯奇还摸索配制感光材料,又取得了很好的结果。他用自己研制的全套设备材料拍摄了不少照片,这些照片成为我国目前见到的最早的摄影作品之一。
其中一张现存于广州市博物馆,虽历时百余年仍然形象清晰,表明了邹伯奇研制的全套照相设备材料具有很高的质量。
据史籍记载,探照灯在我国明代末期,是将烛焰放在凹面镜附近的焦点上,烛焰所发出的光经凹面镜反射后,照到壁上,犹如月光照到壁上一般。
明代末期青年发明家黄履庄也制造出“瑞光镜”,最大的直径达五六尺。据说“光射数里”,“冬月人坐光中,遍体生温,如在太阳之下”。其射程和辐射热量有些夸张渲染。
由于当时只有蜡烛之类的光源,凹面镜的口径大,它所能容纳的光源也就大,这就使得人们可以提高光源强度,这样经过反射形成平行光以后,照在身上就有“遍体生温”的感觉,亮度也大大增加了。
明清时期我国民间研制的光学仪器还很多,例如万花筒、映画器、西湖景等,这些东西的研制也已经受到西方知识的启发。
从上面的介绍可以看出,光学仪器制造是我国古代物理学中的显著成就之一,表明我们祖先对人类科学的贡献。
⑵ 常见的古代记时仪器有哪些
我国古抄代,人们发明了很多计时的方法或工具。
圭(读作guī)表是一种既简单又重要的测天仪器,它由垂直的表(一般高八尺)和水平的圭组成。它利用了立竿见影的道理来测量日影长度。主要功能是测定冬至日所在,并进而确定回归年长度。此外,通过观测表影的变化可确定方向和节气。
日晷(读作guǐ)又称“日规”,是我国古代利用日影测得时刻的又一种计时仪器。通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫做“晷针”, 石制的圆盘叫做“晷面”。使用时,观察日影投在盘上的位置,就能分辨出不同的时间。日晷的计时精度能准确到刻(15分钟)。
铜壶滴漏又名“漏刻”或“漏壶”。即用一个在壶底或靠近底部凿有小孔的盛水工具,利用孔口流水使铜壶的水位变化来计算时间。 我国发明的铜壶滴漏比外国制作的滴水计时器要早的多,应用也普遍,成为历代计时的重要工具。
除了以上的计时方法之外,我国古代人们还用“沙漏”、“火计时”、“烛光计时”等方法来计时。
⑶ 中国古代计时仪器有哪些
圭表来
是我国古代度量日自影长度的一种天文仪器,
由“圭”和“表”两个部件组成。直立于平地上测日影的标杆和石柱,叫做表;正南正北方向平放的测定表影长度的刻板,叫做圭。
日晷
日晷又称“日规”,是我国古代利用日影测得时
刻的一种计时仪器。通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。
漏刻
漏刻是我国古代一种计量时间的仪器。现存于北
京故宫博物院的铜壶漏刻是公元1745年制造的,最上面漏壶的水从雕刻精致的龙口流出,依次流向下壶,箭壶盖上有个铜人仿佛报着
箭杆,箭杆上刻有96格,每格为15分钟,人们根据铜人手握箭杆处的标志来报告时间。
浑仪
浑仪是中国古代用于测量天体球面坐标的观测仪
器。它是由一重重的同心圆环构成,整体看起来就像一个圆球。有资料表明,在公元前4世纪中叶,中国就已经使用浑仪观测天象了,比
古希腊约早60年
⑷ 中国古代有什么指方向的仪器
指南车
指南车起源很早,历代曾几度重制,宋代才有完整的资料。它与指南针利用版地磁效应不同,它不用磁权性。它是利用齿轮传动系统来指明方向的一种机械装置。其原理是,靠人力来带动车辆行走,由车轮的转动来带动齿轮的转动,再由齿轮的转动来带动车上的木人指示方向。不论车子转向何方,木人的手始终指向南方。
司南
早在两千多年前汉,能工巧匠把磁石打磨凿雕成一个勺形,放在青铜制成的光滑如镜的底盘上,再铸上方向性的刻纹。这个磁勺在底盘上停止转动时,勺柄指的方向就是正南,勺口指的方向就是正北。
古代罗盘
后来古人又在司南的基础上制作了古代罗盘。这时的罗盘已很像现在使用的指南针了,它具有指方向的磁针和显示方位的刻度盘。把罗盘装在船上,可以为人们航海指引方向。
指南鱼
大约在北宋初年,由于军事和航海等需要和材料与工艺技术的发展,先后利用人造的磁铁片和磁铁针以及人工磁化方法制成了在性能和使用上比司南先进的指南鱼。指南针
在指南鱼发明后不久,又发明了一种意义更重大、制法更简单、使用更方便和用途更广泛的指南针。最早是北宋的著名政治家和科学家沈括在其著作《梦溪笔谈》中记述的,大意是利用天然磁石磨铁针,受磨的铁针就能指向南方。
⑸ 中国古代发明了哪些气象仪器
我国很早就使用气象仪器来观测天气状况了,是最早发明风向计和雨量器的国家。专东汉的张衡属在公元132年发明了候风地动仪。它立一根5丈(约16.7米)的高竿,竿上装一只可以转动的铜鸟,根据铜鸟随风转动的方向,就可以看出是什么风向了。这同12世纪外国书籍上记载的候风鸡相似,比铜鸟的记载要晚1000年。
我国古代还有一种风向旗,在旗上系着小铃,挂在高竿上。看看旗被吹向的方向,就知道吹的是什么风。这同现代的风向袋相似。
我国最早使用了雨量器。在1247年宋代的《数书九章》中有记叙。雨量器大小统一标准,圆筒直径14厘米,并有铜制的量雨标尺。
但是,在一个相当长的时间里,除了使用少数气象仪器外,主要依靠物象、天象来预报天气。
到了17世纪,科学家发明了气压计和温度计,而后又相继发明了温度计和风速仪,这样就可定量测定某地的天气状况了。
⑹ 中国古代四种计时的仪器和工具
中国古代的计时的仪器和工具分别是:
一、圭表:又称,日晷,日规。圭表中的“表”是一根垂直立在地面的标竿或石柱;“圭”是从表的跟脚上以水平位置伸向北方的一条石板。每当太阳转到正南方向的时候,表影就落在圭面上。量出表影的长度,就可以推算出冬至、夏至等各节气的时刻。表影最长的时候,冬至到了;表影最短的时候,夏至来临了。它是我国创制最古老、使用最熟悉的一种天文仪器。
为北宋元祐三年(1088)苏颂、韩公廉等人所制。他们于绍圣(1094~1097)初年著《新仪象法要》,载有总图和部件图多幅。这台水运仪象台高三丈五尺余, 宽二丈一尺,是一座上狭下广的木建筑。台的下层有提水装置,由人力推动河车,带动升水上轮和下轮(筒车),将水提到天河(受水槽),注入天池(蓄水池)。台中平水壶保持水位恒定,并通过一定截面的水管向枢轮(水轮)上的受水壶流泄恒定流量的水,推动枢轮。枢轮通过传动齿轮带动昼夜机轮、浑象和浑仪。
水运仪象台有一套比较复杂的齿轮传动系统。 在枢轮的上方和圆周旁有“天衡”装置──擒纵机构,这是计时机械世界史上继一行之后的重大创造的继续,它把枢轮的连续旋转运动变为间歇旋转运动。
在枢轮的上方和圆周旁有"天衡"装置──擒纵机构。这是计时机械史上一项重大创造。它把枢轮的连续旋转运动变为间歇旋转运动。《新仪象法要》所载"天衡"图未绘出枢轮和装在枢轮上的受水壶,而书中的文字描述又仅寥寥数语:"枢轮直径一丈一尺,以七十二辐双植于一毂为三十六洪,束以三辋。每洪夹持受水壶一,总三十六壶,每壶长一尺,阔五寸,深四寸。于壶侧置铁拨牙以拨天衡关舌。"因此对受水壶的结构,特别是它的工作原理有不同的推测,其中有一种方案采用了可倾式受水壶。当枢轮圆周上接受注水的受水壶积水不到一定的重量时,左天锁挡住枢轮的一个轮辐,使枢轮不能转动。当积水到达一定的重量时,枢权(重锤)不足以平衡受水壶重力时,受水壶围绕转轴向下倾转。装在壶侧的铁拨牙压迫格叉和关舌下降,关舌通过天条带动杠杆,使天关和左天锁上提,枢轮得以转动。转过一个受水壶后,格叉和关舌又上升,天关连同左天锁下落,枢轮的下一对轮辐又被挡住。右天锁的作用是防止枢轮转动时回弹。天权和枢权是两个平衡重锤。天权用于平衡左天锁和天关的一部分重力,可调整天衡机构的工作灵敏度。枢权用于调整枢轮转动一对轮辐时受水壶所需的受水量,即间歇运动的周期,从而校正计时的误差。
六、大明灯漏
1276年,中国元代的郭守敬制成大明灯漏。它是利用水力驱动,通过齿轮系及相当复杂的凸轮机构,带动木偶进行“一刻鸣钟、二刻鼓、三钲、四铙”的自动报时。
⑺ 中国古代发明有哪些器材
除了抄四大发明以外,还有蛮多的:
计时器、桥牌、马鞍。
阴阳合历
世界最古老的星表——石氏星表
演示天体视运动的仪器——浑天仪
我国最古老的记时仪器——壶漏
张衡的地动仪
历法革命——沈括的《十二气历》
科苑奇葩——郭守敬发明和研制的天文仪器
祖冲之和圆周率
算盘
磁偏角和磁倾角
测量工具——游标卡尺
投影 幻灯——走马灯
竹简和木简
帛书和帛画
丝棉纸——赫蹄
世界上最早的植物纤维纸
汉代洛下闳的赤道式仪器
苏颂--中国宋代天文学家。和韩公廉合作制成了天象仪及水运仪象台,是中国古代第一架天象仪。
马钧——魏国人,发明了水龙骨车
丁缓(汉代)发明了被中香炉、常满灯、旋转风扇
杜诗首创了水力鼓风设备水排。即利用水力推动风扇鼓风。是世界上最早的水力鼓风机,比欧洲早了 1100 年。
⑻ 中国古代器具有哪些
这个得分类,有酒器、食器、水器、乐器、兵器、杂器。基本上是这几类。你要哪一类的
⑼ 中国古代发明了哪些航海仪器
指南针
指南针一经发明很快就被应用到军事、生产、日常生活、地形测量等方面,特别是航海上。指南针在航海上的应用有一个逐渐发展过程。成书年代略晚于《梦溪笔谈》的《萍洲可谈》中记有:“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦则观指南针。”这是世界航海史上最早使用指南针的记载。文中指出,当时只在日月星辰见不到的时候才使用指南针,可见指南针刚开始使用时,使用还不熟练。二十几年后,许兢的《宣和奉使高丽图经》也有类似的记载:“惟视星斗前迈,若晦冥则用指南浮针,以揆南北。”到了元代,指南针一跃而成海上指航的最重要的仪器了。不论昼夜晴阴都用指南针导航了。而且还编制出使用罗盘导航,在不同航行地点指南针针位的连线图,叫做“针路”。船行到某处,采用何针位方向,一路航线都一一标识明白,作为航行的依据。
⑽ 古代的高科技仪器有哪些
和古代的人民生活相比,我们现在的生活简直可以说是特别的便利和方面了。现在的生活条件真的是特别的优越,这也是科技给我们带来的变化,我们要感谢科技。
但是我们不不能因为这个,就认为古人的智慧比我们现在的人要低,那个时代的文明和创造就不如我们现在的发明,其实并不是这个样子的。我觉得说出这样的话也未免太武断了一些,因为在古代我们也有非常出色的发明,古代的科学家也发明了不少东西,在那个时候可以说是高科技的产品,有的甚至在我们今天也无法到达的高度。
在我们国家很早以前的古代,就已经能够做到预知了,汉代的时候张恒就已经发明了地动仪。这个地动仪有八个方位,哪个方向有地震就能够感受到,并且能够做出反应和提醒,可惜在我们今天已经失传了,不然的话应该给我们现在生活带来很大的便利。