沙漏也叫做“沙鐘”,是一種測量時間的裝置。傳說沙漏是由亞歷山大于3世紀發(fā)明的,但西方發(fā)現(xiàn)最早的沙漏大約在公元1100年,比中國的沙漏出現(xiàn)要晚。
沙漏的結(jié)構(gòu)簡單,沙漏由兩個玻璃球和一個狹窄的連接管道組成。上面的玻璃球盛滿細沙,細沙通過狹窄的管道流入下面的玻璃球,完成一次計時過程。沙漏可以被顛倒以重新計時。沙鐘的結(jié)構(gòu)簡單,但對所用細沙要求很高,它必須經(jīng)過多次過篩,隨后拌入酒和檸檬汁一起煮沸,再去掉泡沫,這樣得到的細沙不會粘在一起。
裝置簡介
西方發(fā)現(xiàn)最早的沙漏大約在公元1100年,比中國的沙漏出現(xiàn)要晚。中國的沙漏也是古代一種計量時間的儀器。沙漏的制造原理與漏刻大體相同,它是根據(jù)流沙從一個容器漏到另一個容器的時間來計量時間。中國還曾有過日晷、漏刻等計時器,但由于日晷只能在白天和晴天使用。而這種采用流沙代替水的方法,是因為中國北方冬天空氣寒冷,水容易結(jié)冰的緣故。
最著名的沙漏是1360年詹希元創(chuàng)制的“五輪沙漏”。流沙從漏斗形的沙池流到初輪邊上的沙斗里,驅(qū)動初輪,從而帶動各級機械齒輪旋轉(zhuǎn)。最后一級齒輪帶動在水平面上旋轉(zhuǎn)的中輪,中輪的軸心上有一根指針,指針則在一個有刻線的儀器圓盤上轉(zhuǎn)動,以此顯示時刻,這種顯示方法幾乎與現(xiàn)代時鐘的表面結(jié)構(gòu)完全相同。此外,詹希元還巧妙地在中輪上添加了一個機械撥動裝置,以提醒兩個站在五輪沙漏上擊鼓報時的木人。每到整點或一刻,兩個木人便會自行出來,擊鼓報告時刻。這種沙漏脫離了輔助的天文儀器,已經(jīng)獨立成為一種機械性的時鐘結(jié)構(gòu)。由于無水壓限制,沙漏比漏刻更精確。
影響因素
影響時間沙漏的因素包括:填充物的多少、玻璃球內(nèi)壁的曲線形狀(沙漏正置和倒置的計時長度有細微差別)、頸部管道的寬度、填充物的類型和質(zhì)量。最早的沙漏曾經(jīng)使用墓穴大理石研磨粉、鐵屑和蛋殼粉。而現(xiàn)代的沙漏一般使用人工制作的玻璃珠。根據(jù)德國沙漏制造商 KOCH的說明文檔,30分鐘沙漏的誤差可以控制在1分鐘以內(nèi),1小時沙漏的誤差在5分鐘左右。注意:它并不是可以與現(xiàn)代計時儀器的精度相比擬的計時儀器。
發(fā)展歷史
沙漏據(jù)說是亞歷山大于三世紀發(fā)明的,在那里他們有時會隨身攜帶,就像今天人們隨身攜帶的手表。據(jù)推測,它在12世紀,與指南針的出現(xiàn)同時,作為夜間晚海上航行的儀器被發(fā)明(白天,水手們可以根據(jù)太陽的高度來估算時間)。具有確切證據(jù)的發(fā)現(xiàn)早于14世紀,最早的沙漏形象出現(xiàn)在1338年的寓言壁畫安布洛倫澤蒂中,同時期文獻也提到沙漏出現(xiàn)在船舶商店的清單中。現(xiàn)存的最早的記錄是英語船舶“香格里拉喬治”上的文員托馬斯Stetesham在1345年的銷售收據(jù)。
從15世紀起,沙漏在海上,在教堂里,在工業(yè)上和烹飪中被廣泛應用。斐迪南·麥哲倫世界各地的航行期間,他的每艘船保持18沙漏。在船舶的文書工作中,運行沙漏從而為船舶的日志提供時間。
在耶穌會士進入中國大陸之前,居住澳門的外國商人和傳教士已將中世紀歐洲鐘攜至澳門。耶穌會士羅明堅(Michal Rvggier,1543~1607)和利瑪竇(Matteo Ricci,1552~1610)分別于1581、1582年來華,他們不僅攜帶鐘,而且有鐘表修理匠隨行。歐洲人普遍使用的沙漏、水鐘(即水日晷)和重錘驅(qū)動的自鳴鐘同時傳入中國。沙漏傳入中國后,曾在航海上用作計時器。乾隆二十三年(1758年),周煌撰《琉球國志略》,言及從福州市開船到琉球,船行“一更為六十里”,并用沙漏計時,“每二漏半有零為一更”。
中國古代發(fā)明一種類似的東西叫做“漏刻”,也叫漏壺。
漏刻最早記載見于《周禮》。已出土的最古漏刻為西漢遺物,共3件,在滿城區(qū)、內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市和陜西興平發(fā)現(xiàn)。比較完整的傳世漏刻有兩件,均為受水型。藏于北京中國國家博物館的是元代延祐三年(1316)造的;藏于北京故宮博物院的是清代制造的。
中國古史中有影響的沙漏記載見于1360年的元代,大書法家詹希元創(chuàng)造的五輪沙漏。詹希元認為僅讓兩個沙斗之間的流沙來計時似乎太簡單了。他創(chuàng)制的五輪沙漏增加了機械齒輪組,用流沙的動力推動齒輪組轉(zhuǎn)動。這樣的沙漏設有時刻盤,上面刻有一天的時刻,相當于當今時鐘的鐘面,時刻盤中心有一根指針,指針由最后一級齒輪的軸轉(zhuǎn)動,齒輪轉(zhuǎn)動使指針在時刻盤上指示時刻。詹希元還巧妙地在中輪上添加了一組機械傳動裝置,這些機械裝置能使五輪沙漏上的二個小木人每到整時能夠轉(zhuǎn)出來擊鼓報時。
詹希元的五輪沙漏計時器的結(jié)構(gòu)原理和現(xiàn)代鐘表的結(jié)構(gòu)原理幾完全相同。但是詹希元生不逢時,這樣先進的計時器問世8年,元朝就滅亡了,明朝的皇帝朱元璋也忙于權(quán)力斗爭,同樣不可能去支持民間科技的發(fā)展。這為后來中國的計時器落后于西方埋下了種子。
沙漏的方便之處是,上下兩個沙斗可互相倒過來使用。沙漏也有難于解決的缺點,沙礫流動時易堵塞,不過古時西方的沙漏用沙有一個秘方可解此弊,他們先用大理石的粉屑放在酒中煮過九次,撇去浮沫放在陽光下曬干后使用可不使沙漏堵塞。但是沙漏計時的準確性畢竟比滴水漏刻差,故使用沒有滴水漏刻那樣普遍。此外,沙漏須用玻璃容器才能看清沙存量的多少,中國的沙漏大多是用陶器,不能看清存沙量的多少,這也可能是沙漏在中國沒有像西方國家那樣普及的原因之一。
符號
不同于其他大多數(shù)測量時間的方法,具體的沙漏代表目前正就為過去和未來,這已經(jīng)使其成為一個持久的時間符號本身。
各種計算機程序和Windows早期版本可能會改變鼠標光標為一個沙漏,這段時期的程序在一項任務中間,可能不接受用戶輸入。在此期間其他程序,在不同的窗口,例如,可正常工作。當Windows沙漏沒有消失,它表明一個程序是一個無限循環(huán),需要終止,或者是等待某些外部事件(如用戶插入一張CD)。在U+231B(?)上,Unicode也有沙漏符號。
自制沙漏
方法一
先找出兩個空礦泉水瓶座,然后用剪刀把上半部分剪下來,用白紙把剪開處堵好,然后再用透明膠粘住,那一個水瓶也是這么做。把兩個水瓶的蓋子都用錐子扎兩個眼兒,再把一個瓶蓋擰開,灌滿大小差不多的沙子而且都能穿過孔的才行。最后一步就是把瓶蓋子用透明膠連接起來,這樣,一個沙漏就做成了。還要不忘記裝飾一下自己的作品。
方法二
材料
兩個吃完的果凍杯;
兩張小光盤;
兩個能蓋住光盤中心孔的塑料片;
一些篩選過的細沙;
502膠(在大人監(jiān)督下使用,注意安全)。
制作過程
1、先將兩個吃完的果凍杯洗凈,由大人幫助在杯底中心鉆孔;
2、果凍杯杯底對應用502膠粘牢;
3、將塑料片用502膠粘在光盤中心孔處;
4、將兩張光盤粘在果凍杯的杯口處(別忘了向沙漏里放沙子)
5、沙漏制作完成。
參考資料 >
沙漏.中國知網(wǎng).2024-01-16