巴黎人网投《长安十二时辰》里的这个,可能是历史上最简单闹钟

  最近大热的《长安十二时辰》不知道大家看了没在这部剧中时间是非常重要的一条主线剧中也出现了各式各样的古代计时工具比如下面这个:

  剧中李司丞命令架起“火闹钟”来倒计时:

  “火闹钟”只是古代众多计时工具的一种今天大院er就带着大家一起了解一下计时工具的前世今生

  日晷:看影子知时间

  远古时期人们对计时精度并没有多大需求日出而作日落而息太阳的位置便是他们评判时间的唯一依据

  但随着人类的发展人们对“标准时间”的需求逐渐显现充满智慧的古人在“日出而作日落而息”的计时方法上加以改进依据“不同的时刻太阳所处的位置不同物体投射在地面上的影子方向和长短也不同”的这一原理发明了初具现代钟表雏形的日晷

  日晷的功能十分强大不仅可以判断时间还可以判断月份和节气

  不过日晷的缺点也显而易见只能在看得见太阳的时候使用在阴天或者夜晚的时候就无法通过日晷来判定时间

  然而古人的智慧总是无穷的~~~火钟和流体钟应运而生

  火钟&流体钟:古老的定时器

  火钟和流体钟只能测量时间间隔但可以通过天文测时的方法确定开始计时的起点结合火钟和流体钟的测量结果则可以得知当时的具体时间

  忽略风速等环境影响同一种燃料燃烧的速度是均匀的火钟正是根据这一原理发明的

  古时官方使用的火钟通常为“定时蜡”:在蜡烛上刻上均匀的刻度随着蜡烛的燃烧就可以测定时间的长短

  影视作品中出现的“一炷“一袋烟”的时间实质上就是火钟

  在这里要为大家介绍一下很有趣的古代闹钟——龙盘香钟在一个类似“龙舟”的物品上放置着一炷香香上悬挂着几根带着铃铛的细线随着香的燃烧到细线的位置时会把线烧断使铃铛掉落在龙舟下方放置着的铜盘上从而发出清脆的响声告诉大家时间可以挪动细线的位置从而改变“叫醒”人们的时间这大概是人类历史上最简单的闹钟了

  这个就和我们最开始提到的《长安十二时辰》中的“火闹钟”是一样的

  我国古代主要使用的流体钟是“漏刻”漏刻由“漏”和“刻”组成漏是指在盛水的壶上有一个小孔水会一滴一滴的从水中流出;刻就是指浮在水面上的刻度尺随着水面的下降刻度尺逐渐下降可以指示时间最常使用的漏刻是“一刻之漏”我国古代很早就将一昼夜分为一百刻其中一刻就是指滴完一壶水的时间

  但是漏刻有一个很明显的缺点:随着水的流失水位下降水压就会减小水滴下去的速度就会随着减小这样“刻”指示的时间就不准确了于是就有了多级漏刻多级漏刻只要保持最后一级水壶的水面基本不变这样水就可以均匀的滴入到装着刻度尺的壶里刻度尺缓慢上升就可以准确的指示时间了

  漏刻应用最多的场合就是古代军事活动但如果作战时天寒地冻水易结冰漏刻就无法使用沙漏钟便应运而生

  沙漏的制造原理与漏刻类似它是根据流沙从一个容器漏到另一个容器的周期现象来计量时间由于摆脱了水压的限制沙漏比漏刻要精确很多最著名的沙漏当属元朝詹希元发明的“五轮沙漏”其在漏斗中装满沙子沙子流出推动轮子旋转最后一个轮子有指针可以指示时辰该沙漏脱离了辅助的天文仪器已经独立成为一种机械性的时钟结构

  机械钟:与古代中国失之交臂

  在机械钟的发展史上让人最扼腕叹息的应该是中国早在北宋时期苏颂发明的水运仪象台中就用到了机械钟的核心——擒纵机构然而当时并没有引起朝廷的重视其发明者苏颂也没有传下详细资料这使得我国白白丧失了一次机械钟发展的机会

  欧洲的机械钟诞生于13世纪比我国的水运仪象台晚了整整三个世纪依据的是“单摆的等时性(单摆摆动的摆角小于5度时摆长固定则其摆动周期一定)”原理最早传入我国是在明朝万历年间献给万历皇帝后他极为欣赏几乎日日观赏夜夜抚摸于是马上发布召令成立专门制作机械钟的宫廷造办作坊专供他和皇亲国戚及心腹大臣使用

  现代钟表:你用过几个

  20世纪人们发现了电磁振荡现象并以此为基础发明了电子表!

  第一代电子表利用磁场推动机械钟走时电池给振荡器提供能量使其发生并维持振荡振荡器磁场的周期性变化作用于摆轮上的永久磁铁推动摆轮来回摆动带动指针转动以此指示时间每天的误差约为15s;

  第二代电子表增加了音叉进行稳频使整个振荡系统的振荡频率取决于音叉的振荡频率将误差降为了每天在5s以内;

  第三代电子表使用石英晶体进行稳频产生非常稳定的32768Hz频率信号通过集成电路变换成每秒振荡一次的信号进一步提高了计时精度;

  第四代电子表机械结构已经减少到最小程度用集成电路代替齿轮代替指针的是发光二极管或者其它显示元件每天的误差不到0.1s!

  电波钟被称为新一代智能钟表其工作原理是:在石英钟表内部放置了一台接收机可以接收由中国科学院国家授时中心位于河南商丘发射台发出的标准时间信号从而进行自动校准精度可以达到亚毫秒量级

  原子钟应该算是目前计时精度最高的测量仪器了其工作原理就是利用原子的振荡频率来计时各个国家标准时间的维持依靠的就是原子钟组(多台原子钟)常用的原子钟有锶光钟等原子钟的精度很高推算每2000万年可能才慢一秒频率稳定度最高的是锶光钟它的准确度相当于1.38亿年都不差一秒目前科学家们还在继续研究进一步提升其准确度的方法

  脉冲星计时是近两年比较热门的研究话题脉冲星诞生于超新星爆炸是处于快速自转状态的中子星现在己知约2600颗脉冲星几乎全部位于我们的银河系里面它们像灯塔一样发射出的光束周期性地扫过地球而且周期相当稳定利用脉冲星的这一特性可以建立高精度的时空参考架有可能会比原子钟的长期稳定度还要好!

  期待脉冲星计时早日从研究走向应用将时间的测量提升又一个台阶

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