测量时间长度的方法

‘壹’ 时间有哪些计量方法

远古时代的人们，知道太阳出来了，就是白天，太阳下山了就是黑夜；白天与黑夜，循环不已，因此产生了“日”的观念。人们“日出而作，日人而息”地安排自己的生活。

后来觉得日这个时间长度还太长，就将一日分为12个时辰，用子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戍、亥12个字来表示。规定半夜时为子时(子时也是日的开始)，太阳最高时为正午。这种方法起源于西汉中期，唐代以后又将每个时辰划分为初、正两部分，实际上已与现代的24小时相似了。这些时间的计量单位，现在有时还在应用。

但是，现在全世界用的计量单位是一天24小时，这种划分法是从古代埃及开始的。古埃及人将日出到日没的白天定为10个小时，晚上定为12个小时，还有“微明时”，包括1小时黎明，1小时黄昏，这样，一天共有24个小时。但是每小时的长度是不一样的，特别是冬天白天短，夏天白天长，而且冬天晨昏时间比较短，夏天晨昏时间比较长，因此这种划分法在使用上是很不方便的。后来埃及人就去掉“微明时”，将1天均匀划分为24个小时，每小时又分为60分，每分又分为60秒，成了特殊的60进位制，而秒后小数是10进制。这时、分、秒就是人们计量时间的基本单位。

如果有人间：一秒究竟有多长呢？那这里只能说，1秒大致是1日的1／86400。为什么用“大致”二字呢？因为没有指出“日”是“平太阳日”。这么说，天上还有个“平太阳”吗？那是怎么回事呢？

‘贰’ 怎样测量时间和长度

时间测量用钟表，长度测量用尺。
钟表的形式多种多样：我们普通用的是手表（或者怀表）；家庭用的是钟（石英钟、电子钟、机械钟）等；运动场上用的是秒表或者有与起跑器、发令枪、终点监测机构连接的计时器；科学实验中有更精确的时间测量仪器、另外，通过全球定位系统也能授时和测量时间……
尺是千差万别：小学生用格尺、测量和建筑专业的人员用皮尺、钢尺、测距仪、全站仪、也可以用间接测量方法，通过几何计算得到不能直接测量的长度和距离。
上述两种测量都是有起始端和终止端的测量。时间有开始点和结束点，长度也一样。因此，对两者测量需要确定开始和结束，对开始端和结束端的观测都有误差存在。

‘叁’ 长度和时间的测量方法 长度和时间的测量方法是什么

1、长度的测量是最基本的测量，最常用的工具是刻度尺。使用前要注意观察刻度线、量程、分度值。使用时要注意，尺子要沿着所测长度放，尺边对齐被测对象，必须放正重合，不能歪斜。不利用磨损的零刻度线，如因零刻线磨损而取另一整刻度线为零刻线的，切莫忘记最后读数中减掉所取代零刻线的刻度值。厚尺子要垂直放置。读数时，视线应与尺面垂直。

2、电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，其工作电压是4~6V，电源的频率是50Hz，它每隔0.02s打一次点。

3、电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，使用220V交流电压，当频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，电火花计时器工作时，指导运动所受到的阻力比较小，它比电磁打点计时器实验误差小。

‘肆’ 物理长度与时间的测量

1、比较长度和时间的测量

一、长度

（1）测量工具：（基本工具）刻度尺；（常用工具）钢尺、木尺、三角板、卷尺；（精密仪器）游标卡尺、螺旋测微器、激光测距仪。

（2）工具的选择：测量工具的选择由测量要达到的精确程度决定，测量要求越精确，测量工具就要越精密。如裁玻璃，精确度要求高，要选择分度值为㎜的刻度尺，测量篮球场的长宽时选择分度值为㎝且量程较大的卷尺较为合适。

（3）使用方法：一认（认清零刻线是否磨损、认清量程、认清分度值）；二放（尺子要平放，与被测物体平行，有刻度一侧紧靠被测物体，对准零刻线读数）；三看（视线与刻度或尺面垂直）；四读数（读出准确值，估读到分度值下一位）；记（记录时准确值+估读值+单位）。


长度测量工具


游标卡尺、螺旋测微器


刻度尺构造

二、时间

（1）测量工具：（基本工具）钟表；（常用工具）摆钟、机械手表、电子手表；（实验室工具）停表、节拍器；（古代工具）日晷、沙漏、漏壶。

（2）工具的选择：生活中常用摆钟、机械手表、电子手表记时间，运动会上常用停表记时间。

（3）使用方法：一调（调节归零）；二按（按动秒针控制按钮开始计时）；三停（计时结束时，要再次按动秒针控制按钮，这时秒针会停止）；四读数（读出时间，分+秒）；五归零（按动归零按钮使读数归零）。


时间测量工具：时钟


停表结构及读数方法

2、比较三个值

测量值：对某一物理量测量的结果应该包括准确值、估读值和单位三部分。（估读值仅针对长度的测量）。

准确值：指测量时由刻度尺的最小刻度决定的数值，它是刻度尺最小刻度的整数倍，与测量者无关。

估读值：是测量值的一部分，读出准确值后，余下的一位数要用眼睛进行估计，其结果为估计值，跟测量者有关。

下面看几道例题

例1：如下图所示，读出这只铅笔的长度是（3.50）㎝。


例1图

分析：首先观察零刻线是对准的，其次此刻度尺分度值是0.1㎝，那么最后的读数应该是小数点后两位，单位是㎝。读数时视线应与尺面垂直，所以图中乙的读法是正确的。乙的视线在3右侧第五小格处，则准确值应该是3.5㎝，估读值应该是0.00厘米，因为此时是与刻线对齐的。最后读数就是3.50㎝。

例2：如下图所示，停表的读数应该是（100.3）s。


例2图

分析：停表读数有两部分，里面小盘读数是min，分度值是1min，外面大盘读数是s，分度值是0.1s，如上图所示，小盘是1min，大盘是40.3s，所以最后读数应该是100.3s。

解题关键

尺子应放正，视线要垂直，读数需估读，记录带单位。

‘伍’ 古代测量时间的方法，要有简介

1、漏壶、漏刻

一只装满水的陶壶，底部流失的水就像流逝的时间，漏的水越多，代表流逝的时间越长。公元前1千多年，古埃及人就会用漏水的容器计量时间。

中国古代则用漏刻来测量时间，漏刻是由漏壶箭刻组成，漏壶里头盛水，箭刻上的刻度用来表示时间。但漏壶漏水的速度并不稳定，满水时，漏水较快，水快流尽时，漏水较慢。为了稳定水流速度，得多加漏壶，让原先漏壶的水位固定。

于是东汉出现了二级漏壶，晋代出现了三级漏壶，唐代出现了四级漏壶。

2、日晷

日晷则是白天记录时间的工具，用的是立竿见影的原理。太阳随着时间在天空中运行，不同时间会有不同的日影，利用日影位置的变化，就可以来测量当下的时刻。

日晷又称“日规”，是最早的计时工具之一，日晷本意是指太阳的影子，故而它的计时原理也和太阳有关，通过太阳投影的移动方向来确定并划分时刻，由晷面和晷针组成，晷面上刻有刻度。日晷上面的刻度并不是都相同的，因为不同的纬度太阳光的照射时长不同。

因此，日晷有水平式日晷、赤道式日晷、子午式日晷以及卯酉式日晷等等。

3、月晷

是与日晷相似，用来指示时间的工具。最基本的月晷是与日晷相同的，但只有在满月的夜晚才能正确的显示时间。而因为月出时间平均每天延迟48分钟，因此假设有足够的月光能读出时间，满月之后指示的时间每天平均会快48分钟。

因此，在满月前或后一个星期，月晷指示的时间会与实际的相差5小时又36分钟。 比较高级的月晷会包括一张图表，显示如何计算以得到正确的时间，并且有转盘可以调整经度和纬度。

4、圭表

圭表是另一种利用日影的计时工具，它被用来记录一年的日变化。圭表是由两根互相垂直、呈L形的石柱所构成，以正南正北方向平放在地面的称做圭，垂直地面的称做表。

当正午时分，太阳经过子午线的时候，会落影在圭上，日影的长短随着一年四季有所变化，北半球夏至的时候，日影最短，冬至最长，南半球正好相反。圭表不仅可以用来制定节令，而且还可以用来在历书中排出未来的节令，作为指导农事活动的重要依据。

(5)测量时间长度的方法扩展阅读：

其他测量时间的方法

1、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。

2、沙漏 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，水手们携带这些计时工具出海航行。

3、机械钟（1世纪） 第一台机械钟通过使用重物驱动转轮，带动指针计时。

4、钟摆（17世纪末） 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。这是意大利着名科学家伽利略1637年发现的 。

5、航海钟（1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。

6、电子钟（19世纪初）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头插入我们家中的电源插座。

7、石英钟（1929年）石英是一种矿物，当电流通过它时，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。

8、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。原子钟以铯原子的振动为基础，铯原子的振动速率是每秒9192631770次。

‘陆’ 除了钟表以外还有哪些办法测量时间

1、看倒影，观察一下自己的影子，影子越短离正午12点越近，影子越长和6点越接近，

2、看水滴，可以提前支座一个瓶子用针扎个孔，大概计算滴一滴水是多久，然后进行推算，大概需要多少水是一个小时，这个时间快慢和你扎孔大小有关。

3、制作沙漏，原理同2

4、准备一根蜡烛，提前计算好一个小时蜡烛会燃烧多长，那么时间快慢和是否有风有关，有风的话蜡烛燃烧快。

(6)测量时间长度的方法扩展阅读：

在钟、表等现代的计时工具还没诞生之前，古人最主要计时工具就是“日晷”（Sundial）和“刻漏”。“日”指太阳，“晷”表示影子，“日晷”的意思是“太阳的影子”。日晷是根据太阳在天空中的实际位置测定时间的一种仪器或器具，利用地球绕太阳公转和自转的运动规律测定时间。

日晷一般由晷面和晷针两部分组成，太阳光将晷针的影子投影在标有刻度的晷面上，用以指示时间。而古代的科学发明经过艺术家对晷面和晷针进行艺术加工，就制成了形态各异的日晷。

在历史进程中，祖先在不同的时期发明和制造了各种适应当时社会经济发展和人们生活需求的计时器。其中主要有圭表、日晷、漏刻、机械计时器等。

1、圭表

圭表是我国最古老的一种计时器，古代典籍《周礼》中就有关于使用土圭的记载，可见圭表的历史相当久远。圭表是利用太阳射影的长短来判断时间的。它由两部分组成，一是直立于平地上的测日影的标杆或石柱，叫做表；一为正南正北方向平放的测定表影长度的刻板，叫做圭。

既然日影可以用长度单位计量，那么光阴之“阴”，及时间的长短，，用“分”、“寸”表达就顺理成章了。

2、日晷

日晷也是通过观测日影计时的仪器，主要是根据日影的位置以确定当时的时辰或刻数。从出土文物来看，汉以前已使用日晷，在机械钟表传入中国之前，日晷一直是通常使用的计时器。日晷的主要部件是由一根晷针和刻有刻线的晷面组成，随着太阳在天空运行，晷针的投影像钟表的指针一样在晷面上移动，就可以指示时辰。

3、漏刻

圭表和漏刻都是用太阳的影子计算时间的，然而遇到了阴雨天或黑夜便失去作用了，于是一种白天黑夜都能计时的水钟便应运而生，这就是漏刻。漏，是指漏壶；刻，是指刻箭。箭，则是标有时间刻度的标尺。漏刻是以壶盛水，利用水均衡滴漏原理，观测壶中刻箭上显示的数据来计算时间。

作为计时器，漏刻的使用比日晷更为普遍。我国古代诸多文人骚客留下了许多有关漏刻的富有诗情画意的章句。如唐代诗人李贺：“似将海水添宫漏，共滴长门一夜长。”宋代苏轼：“缺月挂疏桐，漏断人初静。”在机械钟表传入中国之前，漏刻是我国使用最普遍的一种计时器。

4、机械计时器

单纯利用水的流动来计时有许多不便，人们逐渐发明了利用水做动力，以驱动机械结构来计时。公元前117年，东汉的张衡制造了大型天文计时仪器——水运浑天仪，初步具备了机械性计时器的作用。随后历代都相继制作了附设有计时装置的仪器。

其中宋代苏颂制造的水运仪象台，把机械计时装置的发展推倒了一个新的高峰，水运仪象台的计时机械部分可以按时刻使木偶出来击鼓报刻，示牌报告子、丑、寅、卯十二个时辰等。

这类计时器尚不能算是独立的计时器，还是天文仪器与计时仪器的混合体，至十四世纪六十年代，我国的机械计时器已脱离了天文仪器而独立，不但具有传动系统-齿轮系，而且还有擒纵器。

如果再进一步，就可能出现完全现代意义上的钟表。但遗憾的是，功亏一篑，中国没能做到这一点，最终机械钟表还是从西方引进。

除上述几种主要的计时器外，还有其他一些计时方法。如，香篆、沙钟、油灯钟、蜡烛钟等。考察古人的时间观念，可以从两个方面加以观查：一是古人对时间科学划分后制定的计时制；二是古人把时间、计时仪器和国家法制、政权兴衰相联系。

我国古代制定、沿用自成体系的计时法。百刻计时法最古老，使用的时间也最长。大约西周之前（公元前十一世纪），古人就把一昼夜均分为一百刻（一刻等于14.4分）。

汉代（前206-公元220）除使用百克制外，还应用以太阳方位计时的方法，到隋唐（公元581-907）时，太阳方位计时衍生为十二时辰计时，百克制与十二时辰计时法并用。直到明末清初（十七世纪）。

西方机械钟表传入后，我国才改用一天二十四小时的计时法，但十二时辰仍沿用，每个时辰两小时。为和二十四小时计时法相一致，我国古老的百克制演变为九十六克制，一个时辰内分为八刻、一小时内分为四刻，这样一昼夜就为九十六刻，与世界通用的计时法相一致。

此外，我国古代还使用独特的夜间计时方法，这就是“更”。“更”是计时单位，一夜分五更，每更时间长短依夜的长短而定。