農(nóng)民是最需要測量時間的人。他們先是以月相和日相作為參考,然后將時間分為時、日、月、年。有了最早的計時裝置以后,人們終于知道了準(zhǔn)確的時間。
日晷(mi2n),最早的時間測量工具
把一個插有金屬棍的圓盤,也就是日晷,放在地上,觀察金屬棍影子的移動:這是巴比倫人在公元前5000年看時間用的手段。后來,埃及天文學(xué)家完善了這一裝置:他們傾斜了日晷,并在圓盤上刻上了刻度,把時間平均劃分開來。但如果沒有太陽就沒法知道時間。
用水或沙子計時
為了測量時間的流逝,人們在一個帶有小孔的壺里裝滿水,讓水從孔里往下滴,在下面再放一個容器收集滴下來的水,利用壺里的水清空所需的時間來測量時間的流逝。這些用水的計時器稱為漏壺。沙漏的工作原理與它相同,只是壺里裝的是細(xì)沙。但這些儀器還是不能顯示現(xiàn)在幾點了!
更精確的時鐘
17世紀(jì),荷蘭科學(xué)家惠更斯研制出了第一只擺鐘。它的原理是讓鐘擺來回運動,帶動齒輪轉(zhuǎn)動,進(jìn)而帶動指針運動。擺桿與被重物拉伸的繩子相連,每一次運動都會讓重物向地面下降。為了讓運動持續(xù)進(jìn)行,必須不時用發(fā)條將鐘擺的繩子 “上緊”。這種鐘非常重,但計時更精確。
最早的表
1675年,惠更斯用上弦的螺旋彈簧代替鐘擺,發(fā)明了第一塊表,它可以裝在胸前的口袋里,用一條鏈子固定在身上。1904年,桑托斯·迪蒙發(fā)明了第一款腕表,他是一名飛行員,他希望在飛行時不用掏懷表就能看時間。
石英表
1970年,日本人發(fā)明了石英表,它利用電池提供的電能使石英晶體每秒振動約32000次。 這些振動使一個馬達(dá)轉(zhuǎn)動,帶動指針運動。石英表是非常精準(zhǔn)的:每6年才會慢一秒!
世界共用一臺鐘
原子鐘比石英鐘還要精確,它的制作原理是基于銫(s-)原子的振動。銫原子每秒振動9192631770次,可以每2000萬年才慢1秒鐘!