
作息時(shí)間表:使生活更有序計(jì)時(shí)精確認(rèn)真執(zhí)行
人們對(duì)精確計(jì)時(shí)做出過(guò)哪些努力呢?
總結(jié)和比較人類(lèi)計(jì)時(shí)工具的演變
在公元前 1500 年出現(xiàn)的日晷是人類(lèi)最古老的計(jì)時(shí)工具,埃及人首先開(kāi)始使用這項(xiàng)技術(shù),然后在整個(gè)地中海地區(qū)普及開(kāi)來(lái)。日晷是以太陽(yáng)投向刻度盤(pán)的陰影為基礎(chǔ)的,通常由銅制的指針(晷針)和石制的圓盤(pán)(晷面)組成。當(dāng)太陽(yáng)光照在日晷上時(shí),晷針的影子就會(huì)投向晷面,太陽(yáng)自東向西移動(dòng)時(shí),投向晷面的晷針影子也會(huì)慢慢地由西向東移動(dòng)。于是,移動(dòng)著的晷針影子好像是現(xiàn)代鐘表的指針,晷面則是鐘表的表面,以此來(lái)顯示時(shí)刻。一天的誤差是15分鐘。
在公元 1088 年,中國(guó)宋朝的機(jī)械師蘇頌發(fā)明的“水運(yùn)儀象臺(tái)”(水鐘)被認(rèn)為是第一架真正的機(jī)械鐘,它是集觀測(cè)天象的渾儀、演示天象的渾象、計(jì)量時(shí)間的漏刻和報(bào)告時(shí)刻的機(jī)械裝置于一體的綜合性觀測(cè)儀器,它實(shí)際上就是一座小型的天文臺(tái)。精確到了每日10分鐘誤差。這臺(tái)儀器的制造水平堪稱一絕,充分體現(xiàn)了我國(guó)古代人民的聰明才智和富于創(chuàng)造的精神。
1400年,第一批機(jī)械鐘開(kāi)始在歐洲流行,由意大利人喬瓦尼·唐迪于1364年制成,他首次在機(jī)械鐘里引入了輪式鐘擺。 1511年,荷蘭人彼得·亨萊茵制成了第一塊懷表,但它只有時(shí)針而沒(méi)有分針和秒針。它依靠小巧的“體形”,輕松地進(jìn)入人們的口袋。 1656年,有擺的掛鐘(或座鐘)產(chǎn)生于荷蘭天文學(xué)家、物理學(xué)家克安·惠更斯的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。它是以伽利略發(fā)現(xiàn)的擺的擺動(dòng)具有規(guī)則性這個(gè)原理為基礎(chǔ)而發(fā)明的。自此以后,人類(lèi)掌握了比較精確的測(cè)量時(shí)間的方法,計(jì)時(shí)精度提高近一百倍。
1969 年,由瑞士人創(chuàng)意、日本精工企業(yè)制作的第一塊石英手表誕生,其價(jià)格在當(dāng)時(shí)相當(dāng)于一部汽車(chē)。石英手表的發(fā)明是基于科學(xué)家發(fā)現(xiàn)處于電路之中的石英晶體能產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的振動(dòng)以及可以通過(guò)特殊的切割方式來(lái)控制石英晶體振動(dòng)的頻率。每個(gè)振動(dòng)都保持嚴(yán)格的相同時(shí)間,也具有等時(shí)性,所以石英鐘表可以非常精確地計(jì)時(shí),一天之內(nèi)誤差不超過(guò)1秒。
調(diào)查和了解精確計(jì)時(shí)的重要性
紅綠燈倒計(jì)時(shí)需要精確計(jì)時(shí),才能維持交通秩序。
航天器的發(fā)射過(guò)程需要精確計(jì)時(shí),才能保證安全和成功。
百米賽跑需要精確計(jì)時(shí),才能知道運(yùn)動(dòng)員是否打破了記錄;
時(shí)刻表可以保障交通有序運(yùn)行,提醒我們準(zhǔn)時(shí)到達(dá)。
1.計(jì)時(shí)工具的設(shè)計(jì)運(yùn)用了物體運(yùn)動(dòng)的什么規(guī)律?
計(jì)時(shí)工具的設(shè)計(jì)運(yùn)用了物體運(yùn)動(dòng)周期性變化的規(guī)律。
2.說(shuō)說(shuō)我們知道的現(xiàn)代計(jì)時(shí)工具。
我們知道的現(xiàn)代計(jì)時(shí)工具有機(jī)械擺鐘、石英鐘、電子鐘、原子鐘等。
小資料 石英晶體受到電池電力影響時(shí),和音叉一樣會(huì)產(chǎn)生有規(guī)律的振動(dòng)?,F(xiàn)在的石英鐘表里都有一個(gè)電池和一片石英晶體,帶電的石英晶體始終在做微小的振動(dòng),每個(gè)振動(dòng)都保持嚴(yán)格的相同時(shí)間,也具有等時(shí)性,所以石英鐘表可以非常精確地計(jì)時(shí),一天之內(nèi)誤差不超過(guò)1秒。 當(dāng)今計(jì)時(shí)最精確的是原子鐘,精度可以達(dá)到每2000萬(wàn)年才誤差1秒。
3.如果計(jì)時(shí)工具不精準(zhǔn),會(huì)給我們的生活帶來(lái)哪些影響?
我們不能準(zhǔn)時(shí)上學(xué),我們不能準(zhǔn)時(shí)見(jiàn)面,我們不能按時(shí)起床……總之,所有的事情沒(méi)有時(shí)間的掌控會(huì)亂作一團(tuán)。
在沒(méi)有導(dǎo)航儀的年代,航行在茫茫大海上的船員,曾利用鐘表來(lái)辨識(shí)自己所在的位置,讓船成功地從一個(gè)地方航行到另一個(gè)地方。他們是怎樣做到的呢?
原理:地方時(shí)0點(diǎn)為正北。太陽(yáng)在天上轉(zhuǎn)一周,手表時(shí)針轉(zhuǎn)2周,手表時(shí)間除以2,正是太陽(yáng)所在方位。操作:手表平放,以當(dāng)?shù)氐胤綍r(shí)的一半指向太陽(yáng),12點(diǎn)所在方位為北方。示例:以下午14點(diǎn)為例,14÷2=7,7點(diǎn)位置對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng),此時(shí)12點(diǎn)位置的指向即是北方。
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