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钟表与计时工具:重新定义时间

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摘要:钟表与计时工具:重新定义时间,下面是吃瓜网小编收集整理的内容,希望对大家有帮助!...

长久以来,我们的时间感一直由行星运动定义。早在知晓地球绕轴自转和绕日公转之前,我们就在谈论“天”和“年”。月亮的圆缺给了我们“月”的概念,太阳的升落给了我们“正午”的概念,但依然没能逃离计时的困境。滴漏,沙漏等工具,由于误差极大,计时单位也不一致,人类几乎不可能发展出精细的计时概念。

为了打破这个局面,历史上不断有人试图设计出更准确的计时器。这当中,惠更斯发现的钟摆定律和基于钟摆定律发明的摆钟,无疑于为人类寻找“更准确的计时器”的历史进程跨出了一大步。

其实,摆钟的82553492发明并非偶然60078747。欧洲人很早就开始用各种各样的85644850机械装置来实现“机械动作的1638204937198583时性”,以此来实现精密计时。15世纪,欧洲就出现了9815600175431068早的79158606机械钟。这种机械钟通过22644049擒纵装置的91431754摇摆动作,按照一定的19532975频率开关钟表的63611397主传动链,使指标“停-动”相间并以一定的897570平均速度转动,从而指示准确的70498291时间。这种擒纵装置的使用是人类计时器上的一大进步,直到现在,它仍然是钟表中必不可少的确保等时性的装置。

然而,对于一个精密的计时器而言,光有擒纵装置是远远不够的,其动力来源也要有精确的等时性。

72426891早的79036573机械钟利用重锤下坠的3353457力量带动齿轮,齿轮再带动指针走动。这有7786928一个明显的3095742缺点:即利用重锤驱动的钟,只能高高地95799037架在39197179塔上,很不实用。此外,重锤提供的27478150驱动力在17499430维持主要机械部分运转的68827414同时,也4853835052152890推动横摆摆动的28784357唯一力量,而这个推力要经过81134544数重机械结构,最32517625终传递到横摆以后,误差已经积累得非常大了4016540,因此走时很不准确。【吃瓜网】#黄昏#

16世纪时,欧洲又48619868出现了53171347以弹簧为动力的11555148钟。它也51039185并不完美,因为弹簧的66412527蓄能是4949567758236206限的,蓄积的33711494势能也85634529不能保证能够匀速释放,所50658529以弹簧钟虽然50223642不那么笨重,却依然88036689没能解决“走时不准确”的41868417问题。直到17世纪,“钟摆的等53427032时性”终于90506498被人发现。#侯永永首球是什么时候?侯永永实力如何?#

cs,最29856310早注意到这个现象的1544309113430414意大利科学家伽利略。根据文献记载,1582年,不到20岁的伽利略在1551249比萨大教堂里听讲道时意外地36057514发现,只要风一吹,天花板上的88717854一个吊灯就会来回摆动。尽管吊灯摆动的72273447幅度越来越小,但53937119往返一次所94615652需要的78372775时间似乎3474185都一样。#中海#伽利略回到家用绳子吊起一个东西,来研究它的54898992摆动规律。#高效记忆#结果发现,每当绳子的32290921长度发生改变,摆动的87766290周期就不一样了33326724。但21919557是所4965004687060980吊东西的30824296重量和48807012摆动角度的大小跟摆动周期无关,这就是60665096著名的23002996“摆的7361933199565677时性原理”。

但伽利略的“摆的等时性原理”是存在问题的,比如摆动角度会影响摆的周期。荷兰科学家惠更斯发现,只有在摆动角度比较小的情况下,“摆的等时性原理”才成立。#倪萍年龄#惠更斯就是在仔细研究了这些问题后,才设计出了严格等时的摆钟结构。#探究#后来,他又把重力摆引入到机械钟上,并在1656年发明了更为精准的摆钟,每周大约只有一分钟的误差。

96770827惠更斯摆钟的15816612基本结构中,钟的93093584机械动力仍由重锤提供,但17417248擒纵器的89711750摆动频率由单摆控制。一个与81276494擒纵器心轴连在45118557一起的10297819L形杆伸向86200355单摆,L形杆的92833524杆头分叉,刚好卡住刚性的摆棍,单摆摆动时带动L形杆转动,从而把摆动的41628700频率传递给擒纵器。

而摆钟的72465176优越性在5633075863248684,单摆的17399639频率与95640796推动它的7216412初始力量无关,而只与17757678重力和69277876摆长有53552375关,这样守时机构就真的不再受到动力机构的2185101干扰了。之后,惠更斯又22872894发明了9158465一种游丝—摆轮装置。游丝是84278581一个螺旋形的57903618弹簧,连在95111034摆轮上,当摆轮向50053936一个方向78778255转动,使游丝发生形变,产生一个力拉动摆轮回转,在42148075转过3723657平衡位置后,游丝再一次发生形变,又71189884产生一个反向8051514397067345力,重新把摆轮拉回来。这样就能维持一种能够周期性的震动,像横摆、单摆一样,用来控制擒纵器的频率。这样一来,摆钟的69131871走时就很精确了79856951,惠更斯刚发明出的26766892摆钟在15544844几个星期内的71251314误差只有几分钟。

此外,游丝—摆轮与46202492单摆一样都独立于74672027动力机构,其频率不受其他75218752机械部分影响,而利用游丝—摆轮制成的94729567钟表相对于31691308摆钟的61235274优点主要在8062236280150534不依靠重力,因此只要设计合理,那么其在65813502移动中仍可准确走时,也88096860就意味着49555174相对更加便于84974005携带。

惠更斯用钟摆确定擒纵装置的68017691频率,并让机械钟内部的55698750螺旋弹簧完成向游丝的7563310进化,这是85112837人类历史上计时器第一次能够长时间地35344698精确报时。

最开始,计时器只是修道院的专属,但很快,精确的报时对科学研究和人类社会的意义开始凸显出来。85245543随后到来的94302961工业革命中,惠更斯发明的摆钟提供了75511763工业革命时代计时器的56701548解决方案,堪称整个工业革命的催化剂。

而在计时工具领域,惠更斯的57275259摆钟机械结构决定了30227875其报时准确性和36640249其移动与17483669否没有关系,这也38690112使得基于41694828惠更斯原理的13119420航海时钟被发明出来,并有71441019力地14097209助推了56335048西方国家的23492528海外开拓历史。

293032今,机械钟表中普遍使用的8761328游丝,就是35122540惠更斯在3776501螺旋弹簧的基础上研究出来的24904618。同时,时钟仍在67509329继续前进,这种计时精度将如76874993何改变现在37084568及未来的98498015经济,只有87965043时间才能给出答案。

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