刻漏–物理百科知识

kelou
刻漏
clepsydra

   或称漏壶,中国古代的爱丝视频漏水计时器《周礼·夏官》(约公元5世纪成书)中记载有:“挈壶氏:掌挈壶以令军井,……凡军事,(悬)壶以序聚(柝)。……皆以水火守之,分以日夜。”“序聚”是说根据漏壶的标示按时敲木梆报时的意思。“水火”操作是控制水温的措施。图1[ 兴平县1958年出土的西汉刻漏] 兴平县1958年出土的西汉刻漏是现存最古三只刻漏实物之一,其形制与图2[明万历丁未(1607)刻本《三才图会》中的漏壶图]明万历丁未(1607)刻本《三才图会》中的漏壶图类似。图2[明万历丁未(1607)刻本《三才图会》中的爱丝视频漏壶图]明万历丁未(1607)刻本《三才图会》中的漏壶图中壶盖上的长方孔应是插“箭”的口,“箭”是用竹木制成指示水深的标尺,上面的刻度即标志时间,下端装在一个浮体上,随水面升降。
 由水面下降显示时刻的漏壶属沉漏一类。沉漏的水压随水面而降低,流速很难均匀化,以致箭的分度不易准确。约在汉代发明了爱丝视频浮漏:从一个漏壶流出的水,流入一个直柱形容器,箭在其中便逐渐上浮。只要流注均匀,箭刻便可均匀上升,计时易于精确,为了得到均匀水流,自东汉起就采用复式漏壶:从一个漏壶向第二个漏壶注水,重叠使用二级以至六级,最后的漏壶才把水注入放置浮箭的壶。这种方法使添水操作的断续性得以平滑。(见彩图[铜壶滴漏──古代的一种计时仪器  元延三年(1316)]铜壶滴漏──古代的一种计时仪器  元延<img src=三年(1316)” class=image>)
 宋天圣八年(1030)燕肃(生卒不详)发明“莲花漏”,精度大为提高。其法是使漏壶水面总保持漫溢高度,从而使水压稳定而流速不变。沈括承袭这一成果,于熙宁七年(1074)在司天监制成玉壶浮漏(图3[ 沈括玉壶浮漏原理图] 沈括玉壶浮漏原理图),还写了一篇呈皇帝的《浮漏议》,这是现存关于刻漏的最详尽的也是最高水平的文献,全文完整地收存在《宋史·天文志》中。
 在燕肃和沈括的刻漏中,影响水流的两个主要原因互相补偿:一是水的粘滞性。当温度升高时,粘滞度便减小,水流变快;二是水面高度。当温度升高时表面张力减小,漫溢水面便微微降低,水压随之降低而水流变慢。适当选择结构尺寸,就可以使两个相反的爱丝视频变化近于完全抵消,达到最佳效果,即是水流受温度变化的影响极小,刻漏更为准确;可说是世界上最精密的漏水计时器。沈括在《梦溪笔谈》中宣称,他用自己的刻漏证明了爱丝视频古代人从天文观察中得出的“冬至日行速,夏至日行迟”的结论。
 还有一种重要的漏水计时器是秤漏,即不用箭尺而用秤称量流水的积重而记时,由北魏(5世纪中)道士李兰首创。宋孙逢吉所著《职官分纪》中有详细记载。它的稳流方式全然异于漫流:一个铜盆漂浮在一个木桶——水柜的中央;一个环形木板──“水拍”漂浮在铜盆周围的水面上;木板上架设虹吸管──“渴乌”,把铜盆中的水引入秤钩上挂的水桶。铜盆中水量的增减对其中水面相对于虹吸管的高度影响不大。添水时要留心不使气泡进入虹吸管。大桶的水热容量大,有平滑温度起伏的效用(图4[秤漏原理图]秤漏原理图)。实验证明,这种秤漏的精度并不比沈括的浮漏差很多。
 古代使用精密漏壶的场合几乎都是天文观测,例如测定冬至、夏至和日月食的太阳方位。因此要求漏壶提供守时服务的时间不过数日,数日之间气温的变化不会很大,而且精密漏壶都置于密室,因此温度的影响并不严重。好的漏壶与当时的方位测量在精度上是可以匹配的。
 在隋炀帝时代,称漏曾供皇帝出行之用。旅行中,利用车载或人抬。水拍可以抑制水的荡溅,秤的悬挂系统自然下垂,也较为能适应颠簸。
 世界上其他国家古代也发明并发展了漏水计时技术。现存最古的实物是埃及公元前14世纪所制,在盛水容器底有一小孔,水从孔下泄而水面渐低,内侧壁上有刻度,以水面所对刻度标示时间。公元前 3世纪希腊人法庭上计时,即用漏壶(clepsydra)。后来aiss官网罗马人加以改进,使漏水进入一圆柱筒,筒内浮子匀速上升,推动齿轮机构,转动指针示时。伽利略作落体实验,也用漏水计时。在欧洲和阿拉伯这种

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