古代天文作业——集思广益

小小drizzly

要做一份report。做一个水钟，用来测量一种天文现象的时间。由于是古代天文学，所以钟、表这些都不可以使用。
第一步，设计水钟并且做出来（这个最伤脑筋。。。请大家帮忙出主意。。。）
第二步，校准水钟的时间单位（这个我们设想用单摆解决）
第三步，用水钟计量某种天文现象的时间（请大家帮忙提一些好的建议，最好是很明显很常见的天文现象，跨度越短越好）
最后，写实验报告（其中还要提出不足点与改进方法，这个估计到时候还要来请大家帮忙。。。）

下面两份是我画的水钟设计草稿，但都不大可行



左边是较正规的设计，可其中要用到太多我们无法获取的器具，所以难以付诸实践
右边实际上是我在出去买东西时偶然在商店发现的一种万圣节玩具。我很不确定能不能拿来做实验道具。。。

聪明的同学们，帮我想想办法吧。。。

小小drizzly

补充：我同学设想以毛细现象的原理用毛线吸水再滴水，但我们没有找到毛线。。。而且我也觉得此路不可行。。。

呃。。。其实我是想说，大家随便想，不一定非要像我画的这样倒挂着滴水。。。

mithriel

小小知道水滴式咖啡器吗？那个用来做水滴式咖啡的，做出来的咖啡是最好的，花费的事情也最长（大约4－6小时才能做成哦），在我看来那个咖啡器就是天然的一个水钟，水滴的速度和大小可以调节。

中国古代就有很成熟的水钟哦：
水钟在中国又叫做“刻漏”，“漏壶”。根据等时性原理，滴水记时有两种方法，一种是利用特殊容器记录把水漏完的时间（泄水型），另一种是底部不开口的容器，另一种是底部不开口的容器，记录它用多少时间把水装满（受水型）。中国的水钟，最先是泄水型，后来泄水型与受水型同时并用或两者合一。自公元85年左右，浮子上装有漏箭的受水型漏壶逐渐流行，甚至到处使用。

古代有一种漏，主要由几个铜水壶组成，又叫“漏壶”。除了最底下的那个，每个壶的底部都有一个小眼。水从最高的壶里，经过下面的各个壶滴到最低的壶里，滴得又细又均匀。最低的壶里有一个铜人，手里捧着一支能够浮动的木箭，壶里水多了，木箭浮起来，根据它上面的刻度，就可以知道时间。

另外在网上搜到这个：
http://www.kxsy.net/jxyj/syjx/200706/1362.html
给小小做参考吧。

个人觉得做水钟要注意两点（非专业建议～汗），第一是水滴要得细而均匀，可用多层密集过滤，中国古代是用多个叠加的金属壶下面开小眼来调节，我觉得这样比较好，因为无论是毛线还是纱布都容易吸水也容易受水压的影响，而水里的物质也会积蓄到毛布上影响水流速度。
其次就是刻度要精确，因为钟是用来报时的，像中国古代的水钟里面有铜人，我们当然用不着做那么精细，但是应该像钟表一样，在5、15、60这样有整点的分割。否则简单的刻度起不到显示时间的作用。

天文现象么……万一遇到天气不好怎么办？
真恨不得寄个水运浑天仪给你……

小小drizzly

小M姐真是so细心so体贴！感激涕零~~抱抱~em21

其实。。。泄水型和受水型的资料我也查过。。。我那个图就是两种的合二为一，上半部分就相当于一个泄水型的，下半部分接水的刻度烧杯又相当于一个受水型的。。。我不能单独使用其中一种是因为我没有办法使它在流完水（泄水型）或者装满水（受水型）的时候立刻开始下一轮运作。。。所以由于条件所限，记录流完或装满水的次数是不可行的，那么只能使用刻度或者计水滴数的方法，于是就出现了我现在面临的困难：如何使水匀速流出。。。如果壶底钻一个孔的话，随着水面降低，压强减小，水流速度会减慢，所以我才设计了一个U型管拖到一边，始终维持水量在漫溢的状态。。。其实最主要的还是器具和手工。。。要是在家的话随便上街买点实验器材，再随便拉一个人帮忙就行了，可是在这里。。。没工具没人力。。。苦。。。
不过小M所说的话倒是让我小小的醍醐灌顶了一下~我突然想到水流不一定要匀速。。。反正刻度是自己做，那么刻度之间的间隙也不一定是均匀的，可以利用单摆来先标出单位时间间隔不同的水面高度来作为标准刻度嘛！（虽然实践起来估计有点困难。。。人的反应时间估计会导致很大的误差。。。）我太笨了。。。竟然连这点弯儿都没转过来。。。自打两下。。。

Anyway，谢谢小M姐！多谢多谢~~~你的资料真的很有用呢~~em01 再抱~

[ 本帖最后由 小小drizzly 于 2007-9-24 11:05 编辑 ]

小小drizzly

继续失败。。。只用针在杯底扎了一个小孔，但是水很快就流完了。。。来不及记录所谓的天文现象。。。可能还是得控制成水滴才行。。。怎么办。。。据说实验器材店里有控制水滴的那种东西（就是挂水时候用的那个），问题是估计不会给用（我们是古人）。。。然后我就说用绳子扎一下管子就是咯，同学说：哪里找管子可以用绳子勒得动的。。。我就继续迷茫了。。。

薄荷味冰激凌

吸管用绳子勒得动诶~
可是这也现代的东西,难道要用中空的麦秆,够原始....

mithriel

其实关键在于如何控制滴出的水量细而均匀～
哎，如果有钱我就买个水滴式咖啡壶了！
如果用医院里那种打点滴的工具行吗？
这类工具都有一个旋钮来控制水滴的速度和大小，如果买不到，可以仿制一下它们的原理。

看到你说杯底扎了一个小孔而水立即就流光了，我想单是一层肯定不够的，这样层层流过水，才能保证它能呈水滴状滴下来。
另外我根据中国的漏壶有个想法，过滤水的装置比如用金属薄板或者塑料板，每块打出不同的孔，孔要细，板互相叠加，之间要有一定距离，用来缓冲，以此控制通过水的孔的数量和大小，不知道这个方法是否可行……

至于管子，我想麦管也是可以的吧。麦管上夹一个夹子就可以控制水量了。

小小drizzly

小M姐你人太好了。。。我都感动死了。。。
Yuki其实我也觉得吸管没什么不可以的。。。主要是挺难控制的，我试过粗吸管，流得太快，细吸管，居然不流。。。如果要将粗吸管收口到粗细正好滴水。。。估计绳子确实无甚用处。。。毕竟人家吸管也是塑料做的。。。
anyway，两位姐姐的建议颇有启发~非常感谢！
——不过现在又多了一个问题：管子与瓶子出水口连接处如何密封。。。（瓶子是塑料的。。。）

jsntll

em18 这是初中作业？高中作业？大学天文系课题？吓死我了。

小小drizzly

呃。。。是我的选修课：古代天文学的第一次作业。。。

yanghl0419

铜壶滴漏~~~~~~~~分层~~~~~~~
em17

用厚厚的东西做容器扎一个眼就不会很快流完了，而是慢慢滴

薄荷味冰激凌

厚厚的东西?
让我想到了椰壳.........em31
我以前看见过饮水机的过滤器,里面铺了好几层不同颗粒状的东西,有像沙子一样细的,也有像赤豆一样大小的,还有类似煤炭小颗粒的东西,透过这层层介质偶不晓得这滴水能不能匀速哦,不过,我想可以通过介质的层数来控制速度吧,层数越少,速度越快?
汗,只用想的,一点概念都没有啊,身边没有过滤器,不然可以把它拆了实验一下.........

小小drizzly

sand is a good idea~so smart!~Thanx guys~!!

小小drizzly

好心的同学们继续来帮忙吧。。。

其实我觉得这一次大叔会比较在行：水钟做好了，天文现象测什么？

时间跨度越短越好（最好在一个小时以内），现象越明显越好（比如教授举例：日落到第一颗星星出现的时间间隔，但我觉得我做不来。。。第一颗星星我这种视力肯定找不到。。。估计要等到满天繁星我才会发现星星出来了），最好是每天都会发生的（意思就是日食月食就可以排除了。。。）

大家帮帮忙，先谢谢大家啦~~em25

yanghl0419

自然是太阳运行速度
看影子
立个杆子看影子就行了，不用太高的，用个东西贴在向阳的玻璃窗上，这样在屋里就行了
记下杆子的高度，影子距离杆子的距离，然后测
一个小时运动多少距离，就可以换算成太阳运行的角度
隔五分钟测量一次，做一个标记

最好不要在中午
因为影子短，测量困难

em17