太阳闹钟 由查字典物理网资料整理
除了圭表和日晷之外,古代还出现一种“太阳闹钟”。这种闹钟的原理是这样的:在大炮引火线的上方安置一个凸透镜(常用的那种放大镜就是一种凸透镜),阳光经过透镜会聚到一点,那就是耀眼的焦点。太阳在天上移动,焦点在镜下移动。当太阳走到适当位置时,恰好是某个时刻,灼热的焦点恰好投射到导火线上,于是大炮轰鸣,向人们报告了时间。
太阳闹钟的发明者很高明,炮声一响,便向人们报了时。这说明,在时间的计量工作里,不但要有对时间的测定——测时,而且应当有播时报时。太阳闹钟就是一种巧妙的播时方法,打更也是古代的一种播时方法。
追溯太阳闹钟的发明,历史学家发现我国元代科学家郭守敬发明的仰仪是太阳闹钟的渊源。
郭守敬49岁时(公元1279年),担任了同知太史院事,这个官虽然不大,却可以见到元世祖。郭守敬把自己设计的仪表绘成图,献给元世祖忽必烈。这个图里包括“高表”,也包括“仰仪”。
这一天,元世祖召见郭守敬,要他讲解这些仪表的构造和功能。郭守敬一大早就进宫了,皇上拿着图问这问那。
“这仰仪为何物?”元世祖问。
“禀告陛下,观测天象必要观看太阳,日光耀眼,仰望太阳,难以看清,为此而制仰仪。”郭守敬接着详细地介绍了仰仪的构造原理。
仰仪是用铜制成的一种仪器,形状像一口仰天放着的铜锅。锅口刻有东南西北的方位,锅里刻有赤道坐标。在锅口面上用竿子架着一块板,板上凿有一个小孔,小孔的位置正好在半球面的中心。
“陛下,这小孔关系重大,阳光透过小孔,可在锅里形成太阳的倒像,这是墨子的发现,叫做‘小孔成像’。如此这般,我们只需低头俯视仰仪,便能清晰地看出太阳的位置。”郭守敬一边说一边打开了他的设计图。
“陛下,在发生日食的时刻,也可以用仰仪来观测,从中可知日食的时刻和位置……”
“好!好!”元世祖十分高兴,马上批准创制新仪器。
仰仪是一种太阳钟,也可以说是一种球面日晷。不过它是用小孔成像的像仰仪来报时的,那耀眼斑点的走动,便向人们报了时。
后来,仰仪传到了朝鲜和日本,他们制作了“仰釜日晷”,把仰仪上用来小孔成像的板取消了,改成晷针,就成了球面日晷。
至于欧洲古代的太阳闹钟,是否是受到仰仪的启迪之后发明的,那就很难考证了。
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