小学数学人教2011课标版一年级古代计时仪器的发展.doc

人类计时仪器的发展史人类的日常生活、科研、导航及测绘等等工作都要花费时间任何具有周期性变化的自然现象都可以用来测量时间我们先来看看人类如何从以地球自转作为计时标准，进而以机械钟、石英钟、乃至原子钟作计时工具，这一过程用了3500多年公元前1500年，出现的日晷是人类最古老的计时工具，埃及人首先开始使用这项技术，然后在整个地中海地区普及开来日晷是以太阳投向刻度盘的阴影为基础的通常由铜制的指针（晷针）和石制的圆盘（晷面）组成日晷当太阳光照在日晷上时，晷针的影子就会投向晷面太阳由东向西移动时，投向晷面的晷针影子也会慢慢地由西向东移动移动着的晷针影子就好像是现代钟表的指针，晷面则是钟表的表面，以此可以来显示时刻沙漏在公元前1400年，出现的漏壶（沙漏或者滴漏）是第一个摆脱天文现象的计时仪器它根据流沙从一个容器滴漏到另一个容器的数量来计量时间古代人设计的“五轮沙漏”通过流沙从漏斗形的沙池流到初轮边上的沙斗里，以此来驱动初轮，从而带动各级机械齿轮的依次旋转最后一级齿轮带动在水平面上旋转的中轮，中轮的轴心上有一根指针，指针则在一个有刻线的仪器圆盘上转动，以此来显示时刻，这种古老的显示方法几乎与现代时钟的结构完全相同水运仪象台 很长的几个世纪里，人们对时间的把握，用的都是一些简单的工具除了上面的这些方法以外，有人还利用流速均匀的滴水，发明水钟；利用点燃的香，人们分出了“一炷香”、“两炷香”等时间间距但这些时间概念都不是精确的公元1088年，中国宋朝的机械师苏颂发明的“水运仪象台”（水钟）被认为是世界上第一架真正的机械钟，它是集观测天象的浑仪、演示天象的浑象、计量时间的漏刻和报告时刻的机械装置于一体的综合性观测仪器，它实际上就是一座小型的天文台这台仪器的制造水平堪称一绝，充分体现了我国古代人民的聪明才智和富于创造的精神法国生产的自鸣机械钟1400年，第一批机械钟开始在欧洲流行，其始祖由意大利人乔瓦尼唐迪于1364年制成，他首次在机械钟里引入了轮式钟摆 怀表1511年，荷兰人彼得亨莱茵制成了第一块怀表，但它只有时针而没有分针和秒针怀表和钟的结构其实是完全一样的，所不同的是它利用螺旋弹簧制成的发条驱动，从而摆脱了传统的钟摆，它靠小巧的“体形”，轻松进入人们的口袋机械摆钟1656年，有摆的挂钟（或座钟）产生于荷兰天文学家、数学家克里斯蒂安惠更斯的实验室内它是以伽利略发现的摆的摆动具有规则性这个原理为基础而发明的自此以后人类掌握了比较精确的测量时间的方法手表 1969年，由瑞士人创意、日本精工企业制作的第一块石英手表Seiko Astron诞生，其价格在当时相当于一部汽车。石英手表的发明是基于科学家们发现处于电路之中的石英晶体能产生频率稳定的振动以及可以通过特殊的切割方式来控制石英晶体振动的频率 计时变迁趣话1太阳、月亮和星星 古代，人们仰望天空来判断时间太阳显示日期，月亮显示月份古巴比伦人把一天分成24部份，也就是24个小时2日暑 人们注意到，随着太阳由东向西移动，树木和岩石投下的影子从一边移到另一边，以此可确定一天时间的变化古埃及人也许是最早发明日晷的3水计时 古罗马人和古腊人使用水钟计量时间水从一个碗滴到另一个碗4火计时 古代中国人通过燃烧一根以固定间隔打结的湿绳子来计时后来，人们记下了燃烧一根蜡烛或一盏油灯里的油所需的时间5沙漏（14世纪）沙子以均匀的速率从一个玻璃球流到另一个玻璃球许多年来，水手们携带一些计时工具出海航行6机械钟（14世纪）笼一台机械钟通过使用重物驱动轮，带动指针计时7钟摆（17世纪）一个名叫克里斯蒂安于让的荷兰人，最早发明了走时准确的钟这些钟由一个钟摆控制相同长度的钟摆完成每次摆动花去相同的时间这是意大利著名科学家伽利略1637年发现的8航海钟（18世纪）一个英国钟表匠约翰哈里森在1735年发明了第一台“航海天文钟”，即在海上工作的时钟9电子钟（19世纪）电池被用来给最早的电子钟提供动力今天，我们通常把这种钟的插前头插入我们家中的电源插座10石英钟（1929年）石英是一种矿物，当电流通通过它时，它每秒钟振动32768次今天，大多数的钟表都有一块石英晶体许多钟表使用数字代替了钟面11原子钟（1949年）原子钟是最精确的这种时钟在37万年里快慢误差不会超过1 秒原子和睦以铯原子的振动为基础，铯原子的振动速率是每秒9192631770次位于华盛顿特区的美国海军天文台保存着美国的官方时间12最早的表（1500年）最早的表体积很大，挂在围在腰间的一根皮带上13电动手表（1957年）电动手表是由小电池提供动