宋朝钟表原理
11062024-09-17
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〖One〗、天文钟是一种特别设计的、能用多种形式来表达天体时空运行的仪器。天文钟既能表示天象,又能计算时间。后世的钟表由此演变而来,可以显示太阳、月亮、星座在该时刻的相对位置,有的还可以显示主要行星的位置。
〖Two〗、天文钟的原理是把动力机械和许多传动机械组合在一个整体里,利用几组齿轮系把机轮的运动变慢,使它经常保持一个恒定的速度,和天体运动一致。一般来说,所有可以显示时间和天文学信息的钟都可以称作天文学钟。这些信息可以包括天空中太阳和月亮的位置、月亮的盈亏、日食、每晚某时的星空、恒星时,还有其它的天文信息等。
〖One〗、因为早在公元前2000多年的商朝时期,我国已经有了采用水力原理的流水漏刻度器,它可以测量时间。
〖Two〗、到了公元725年,唐代工匠颜之推制造了第一台机械式的漏刻钟——水运精舍钟,这可以认为是中国人发明的世界上最早的钟表之一。
〖Three〗、此后,欧洲在17世纪才发明出类似的机械式钟表。
〖Four〗、可以看出,中国人是世界上最早发明钟表的民族之一,奠定了现代时钟计时学科的基础。
〖One〗、原始人凭天空颜色的变化、太阳的光度来判断时间。古埃及发现影子长度会随时间改变。古巴比伦人6000年前发明日晷在早上计时,他们亦发现水的流动需要的时间是固定的,因此发明了水钟。古代中国人亦有以水来计时的工具——铜壶滴漏,他们亦会用烧香计时。将香横放,上面放上连有钢珠的绳子。
〖Two〗、公元1300年以前,人类主要是利用天文现象和流动物质的连续运动来计时。例如,日晷是利用日影的方位计时;漏壶和沙漏是利用水流和沙流的流量计时。
〖Three〗、公元前140年到100年,古希腊人制造了用30至70个齿轮系统组成的奥林匹克运动会的计时器。这台仪器被称为“安提凯希拉仪”,由29个彼此咬合的铜质齿轮和多个刻度盘构成,大小与一个午餐盒相当。它于1901年在希腊安提凯希拉岛附近一艘古代沉船上被发现,因此得名,现保存在希腊国家考古博物馆。
〖Four〗、东汉张衡制造漏水转浑天仪,用漏壶滴水推动浑象均匀地旋转,一天刚好转一周。北宋元祜三年(1088)苏颂和韩公廉等创制水运仪象台,已运用了擒纵机构。
〖Five〗、1283年在英格兰的修道院出现史上首座以砝码带动的机械钟。
〖Six〗、13世纪意大利北部的僧侣开始建立钟塔(或称钟楼),其目的是提醒人祷告的时间。
〖Seven〗、16世纪中在德国开始有桌上的钟。那些钟只有一支针,钟面分成四部分,使时间准确至最近的15分钟。
〖Eight〗、17世纪,逐渐出现了钟摆和发条。它运转的精度得到了很大的提高。乔万尼·德·丹第被誉为欧洲的钟表之父。他用了16年的时间制造出一台功能齐全的钟,被称为宇宙浑天仪,它能够表示出天空中一些行星的运行轨迹,还可以对宗教节日和每天的时间有所反映,它于1364年开始被使用。丹第制造的钟并不是欧洲的第一台钟。据说,欧洲第一台能报时的钟是1335年于米兰制成的。
〖Nine〗、1657年,惠更斯发现摆的频率可以计算时间,造出了第一个摆钟。1670年英国人威廉·克莱门特(WilliamClement)发明锚形擒纵器。
〖Ten〗、1695年,英国汤姆平发明了工字轮擒纵机构。后来,同国的格雷厄姆发明了静止式擒纵机构。
1〖One〗、1765年,自由锚式擒纵机构诞生。
1〖Two〗、1797年,美国人伊莱·特里(EliTerry)获得一个钟的专利权。他被视为美国钟表业的始祖。
1〖Three〗、1840年,英国的钟表匠贝恩发明了电钟。
1〖Four〗、1946年,美国的物理学家利比博士弄清楚了原子钟的原理。于两年后,创造出了世界上第一座原子钟,原子钟至今也是最先进的钟。它的运转是借助铯、氨原子的天然振动而完成的,它可以在300年内都能准确运转,误差十分小。
1〖Five〗、18到19世纪,钟表制造业逐步实行了工业化生产。
1〖Six〗、21世纪,根据原子钟原理而研制的能自动对时的电波钟表技术逐渐成熟。
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