《古代计时器》PPT课件.ppt

時間的測量,一天中，有哪些事情是在固定的時間做的？,起床、上學、上下課時間、用餐、放學、睡覺、節目播出時間、才藝課程,活動一：時間與生活,P.6,活動一：時間與生活,一年中有哪些節日是在固定的日期？,各種節日及民俗節慶。,哪些工具可以來幫助自己知道時間到了呢？,鐘、錶、課表、日曆、月曆等計時工具,P.6 ,時間測量的故事,根據記載，很早很早以前的人，可能是用陽光下的影子來推斷白天的時間；因為陽光會使影子的長度及方向改變，看影子的人便知道今天的白天過去了多少。,古時候沒有發明鐘以前，人們如何量度時間呢？,四千年前，巴比倫人居住在兩河流域，一年四季陽光充足，且因農業上的需要，巴比倫人製造了日晷。日晷構造包括一根晷針，和刻有時刻線的晷面。把晷面放在陽光下，晷針的影子落在晷面上，人們就由影子所在的刻線而得知時間。,時間測量的故事,陽光下的影子 在西方,AEEA 天文教育資訊網 .tw/index1.html, 圭表與日晷動畫請連結AEEA 天文教育資訊網,中國古代利用日光來看時間的，先在圓石盤上刻好了子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥 十二個時辰(每一個時辰等於現在二個小時)。圓盤中間，豎立一根中間有細縫的石針，從陽光穿過針縫射在圓盤上光點的位置，就可以看出時間來。,時間測量的故事,陽光下的影子 在東方,圖片來源：國立自然博物館 天文地學.tw/Web-Title/china/A-1.htm,沙漏漏刻,時間測量的故事, 利用粒度均勻的物質，以其流出的份量來測時間。,北京故宫博物院的銅壺漏刻 是公元1745年製造的,資料來源： /wiki/%E6%B2%99%E6%BC%8F,漏刻，是古中國的水鐘，以水量的變化來計量時間，自周朝以來，歷代都設有專職機構負責管理與開發，民間應用也相當普及，是古中國最重要而普遍的計時器。,資料來源：小叮噹科學遊樂區:科學小百科: .tw/main06_1_8a.htm,測量時間的故事,漏刻是中國創製的，發明的人及發明的年代都無法考證，但在古書典籍上可發現，周禮夏官有契壼氏的官制，專司時間，可能就是利用兩個銅或陶製的壼成為一組，穿過微小的孔，使上壼的水流到下壼，從壼邊的刻度來辨認時間。,漏 (漏壺) 刻 (刻箭)是利用水量多少來計量時間的儀器。 漏刻是全天候計時儀器，能彌補日晷受太陽有沒有露臉 (陰晴)、或晝夜的局限，是我國古代重要的計時器。 古代計時器漏壺(如上圖是元代的銅壺滴漏) 相當於現代的鐘錶,.tw/2002/0201/ap020127.html,資料來源：AEEA 天文教育資訊網,測量時間的故事,沙漏的原理和漏刻相像，漏刻有一壞處，在氣候寒冷時壺內水份會變冷甚致結冰，以致流速極慢或不流，但用水銀又過於昂貴，因而改用沙代替水，並將之簡化，稱之為沙漏。,古人斐迪南麥哲倫的航行中，他就在他的每一艘船上放置18個沙漏，用以計算時間及紀錄日誌,資料來源： /wiki/%E6%B2%99%E6%BC%8F,時間測量的故事,時間測量的故事,計時儀器的發展 日光鐘 水鐘 沙鐘 機械鐘。 前三種是古代所用的，機械鐘現已廣泛被人們採用，成為人們生活中不可缺少的一份。,1504年，華耳 (Walther) 發明機械時鐘。上圖左方 是加裝 24 小時羅馬數字裝置的機械時鐘。 1583年，伽利略發現單擺周期運動特性。 1656年，惠更斯發明具擺錘的天文鐘。 1736年，哈利遜發明具經度的航海計時鐘。,華耳 發明機械時鐘。,伽利略是16世紀到17世紀的科學家，現代人熟悉的鐘錶，是運用伽利略所發明的單擺理論而發明的。他在20歲左右進入醫學院求學，學到一個基本概念，就是人的脈搏可以當作計時的單位。,有一天，據說他在教堂的時候，注意到教堂的屋頂上垂下來一個擺垂，那個擺垂在很多人面前都一樣的擺動，不過伽利略先生注意到：擺垂來回擺動的時間和他的脈搏跳動次數有某種關連性。,測量時間的故事,伽利略的這個發現，物理教科書中稱為等時性。,資料來源：格物致知物理學習網站,第一座擺鐘，是年輕的荷蘭天文學家兼數學家惠更斯（Christian Huygens）在1656年的耶誕節設計出來的。那已是伽利略死後14年的事了。,你知道利用單擺的等時性來製作鐘的是誰嗎？,圖說 惠更斯他是第一位將鐘擺應用到機械鐘的人。這座彈簧帶動的機械鐘由荷蘭鐘匠科斯特於1657年製作。,測量時間的方法,測量時間的方法，都需要以重複性發生現象的週期為基礎。,太陽的東升西落，就是過了一天。 月的盈虧，由滿月到下一個滿月，就是經過了 一個月。 天氣季節，四季中的春、夏、秋、冬循環了 一次， 就是經過了一年。,大自然的時鐘P8. P9 利用生活中的事物、經驗或自然現象，知道經過的時間有多長。,自然現象有規律性，可用來計時，但並不精確。只能計算年、月、日，不能精確計算時、分、秒,竿影、日晷 、漏刻、 水鐘 、脈搏、線香、單擺、鐘擺、鐘錶,日晷和竿影：陽光和立竿形成竿影後，以刻度來計算時間。,古人常用生活中常見的事物計時，例如：炷香約30分鐘。一頓飯約3040分鐘。一盞茶約1015分鐘。但並不精確。也會因情況不同而有不同的時間。,活動二：測量時間的工具,P.10,實驗名稱：一炷香的時間 實驗目的：藉由測量並比較各組燃燒一炷香的時間， 察覺一炷不能精確的表 示一段時間 實驗器材：線香一支、碼錶一個、 長尺、打火機 實驗步驟： 1.準備一支線香，先量出整支香的長度 2.在線香的前段量出一公分的距離 3.點燃線香，等燃燒到1公分的起算點時， 按下碼錶，開始計時，燃燒到1公分的結算點 時，停止 計時 4.將燃燒1公分的時間，乘以線香總長 5.記錄各組一炷香的時間，並作比較,測量時間的工具 實驗設計一,P.10,實驗步驟與紀錄： (1)將沙漏到過來。 (2)測量沙子漏光需要多少時間。 (3)多測量幾次，紀錄之後再做比較。,討論活動： 1.沙漏是利用什麼方法來計時？ 2.用沙漏計時會有什麼優缺點？,因為沙子的量是固定的，沙子通過的速率是一定的，所以沙子每次漏完的時間都差不多的特性來計時。,方法簡單易於操作；但只適合用來測量一段時間，不能像日、月、年方便累進延續。 對現代人而言不夠精確。,測量時間的工具 實驗設計二,P.11,測量時間的工具 實驗設計三,實驗名稱：單擺與計時 實驗目的：單擺每次擺動的時間具有規律性 等時性 實驗器材：空心鐵片、尺、剪刀、碼錶、 紀錄表、棉線 實驗步驟與紀錄： (1) 用棉線綁鐵片、螺帽、硬幣等當單擺。 (2) 記錄擺動次數固定所需要的時間，或固定 時間內的擺動次數。,P.13,測量時間的工具 實驗設計三,實驗操作注意事項：影響實驗的因素 每次試驗時都不能改變單擺的長度，單擺的繩結一定要用力綁緊，然後在結繩處做記號，若長度改變請隨時調整。 棉線可以用其他的繩子代替。 可增加鐵片的數量，鐵片越重慣性越大， 越不容易停止。 固定單擺的支架要避免晃動。,P.14,我的發現： 擺動次數和擺動時間有什麼關係？,用單擺來計時有什麼優點？,時間加倍例如20秒，來回擺動的次數也 增加相同倍數。,用鐘擺來計時有什麼缺點？,測量時間的工具 實驗設計三,體積太大攜帶不便。太重。沒有碼錶的功能。,比用線香、沙漏計時多了一些精確性；也減少點線香、頻頻倒置沙漏的不便。,擺動次數與擺動時間成正比,P.15,測量時間的工具 實驗設計三,影響實驗的因素,在其他因素不變的狀態下， 擺幅的大小和擺錘的重量對擺動的週期是 沒有明顯的關係。 結論：擺長的長度會影響擺動的時間的長短。,伽利略和惠更斯的實驗：,擺長的準確度。計時器的正確使用。擺錘擺動與空氣的阻力的影響。支架的穩定性。 以上因素都會影響到實驗結果，產生誤差。,你使用過哪些計時工具？,現代的計時工具 和生活用品結合，例如電腦、手機等用品 都有時鐘的功能,P.16,活動三：善用計時工具,手錶、時鐘、鬧鐘、電腦上的計時、手機上的計時、電子錶、咕咕鐘、上發條的老爺鐘、懷錶,這些工具適合用於什麼情況下？,鬧鐘 碼錶 手錶 懷錶,起床時、需要特別提醒時間的時候。 100公尺跑步、做實驗、需要做精確計時的時候。 想要知道時間的時候。 裁判、表示身分地位的人。,1.放學以後你有哪些事情要做呢？ 2.你認為做這些事情要花多少時間呢？ 3.