利用身边器材，做简易计时装置

阳历与阴历

对时间的意识来自对自身及周围事物发生变化的感觉，比如青丝白发、斗转星移、草木枯荣，比如种子落地、嫩芽萌发、枝叶茂盛、硕果累累的整个进程。

自然界的周期性事件有很多，如月盈月亏、日出日落、春去秋来、潮涨潮落，早期的历法皆源于此。用周期性事件来计时是很自然的事，我们今天也经常用“一杯茶的时间”“一根烟的工夫”来表达比较模糊的时间概念，大家也都能理解。

以太阳相对于地球的运动周期得到的时间是回归年，也称“太阳年”。一年分12个月，但是这个“月”与月相无关。根据太阳历的日期，可明显看出四季变化、冷暖交替的情况。

以月相的消长周期为月，累计为一年，则形成太阴历，也称“阴历”或“月亮历”。阴历不考虑地球绕太阳公转的情况，导致不能反映季节。

古罗马历法最初起源于太阴历，公元前45年改成了太阳历，即儒略历。儒略历每年设置12个月，大、小月交替；每4年有一个闰年，平年365天，闰年366天。后又修正为格里历，它更接近实际的太阳年，成为现代公历的基础。

在我国，阴历出现得也早，把月亮圆缺的一个周期定为“朔望月”，完全见不到月亮的一天叫“朔日”，定为每月初一；月亮最圆的一天叫“望日”，定为每月的十五或十六。到汉代，历法与干支历中的二十四节气融合，形成汉历，即农历，这样表征四季、指导农时更加实用。其中，用天干地支纪年或二十四节气描述季候，属于阳历，能准确地反映太阳年；当采用“八月十五”“正月初一”的说法时，指的就是阴历了，能很好地与月亮圆缺对应。所以，农历属于阴阳合历。

漏刻计时

从西周开始，中国开始采用十二时辰制。到了汉代，采用十二地支表示时辰，每个时辰相当于现在的两小时。到了清代，一个时辰明确地被分为八刻，一刻相当于现在的15分钟。

钟表在4 000多年前就出现了，比如利用影子的影钟（如日晷或星晷）、利用流沙的沙钟（如沙漏）、利用水滴或水流的水钟（如漏刻）。

在中国，西周时就出现了漏刻。用铜壶做容器，壶内的水面上竖直漂着一支箭，箭上标有刻度。泄水型的漏刻在铜壶底有小孔，水滴往下漏，壶内水面下降，浮箭高度就下降；受水型的漏刻，则是往铜壶里滴水，壶内水面上升，浮箭高度就增加。浮箭在一天之内会上升或下降特定的长度，将这段长度等分为多份，每一份就是一刻，这就是“刻”这一时间概念的最初由来。早期的一天分为100刻，每刻相当于现在的14.4分钟；后来改为96刻，每刻就变为现在的15分钟了。

当漏刻中的水面高度变化时，还带来了壶底水深的变化，壶底小孔受到的水压也在变化，因此滴水速度也是变化的，这就导致了浮箭上相同长度的刻度并不能表示相同的时间段。因此，又出现了很多改进型的漏刻，比如将壶底形状改为抛物线形，设置多级漏壶等。泄水或受水过程中，水的质量也发生变化，所以古代也有通过称量水的质量来计量时间的装置。

除了上面的方法，古人还有焚香计时等方法。

动动手，做两个简单的计时器

2024年第3期的《制作简易日晷》一文中，给大家介绍了赤道式日晷的简易制作方法。今天，再介绍两种用饮料瓶制作简易计时器的方法。

饮料瓶沙漏

找两个饮料瓶，洗净晾干。将两个瓶盖相对，用双面胶粘合。用电烙铁在瓶盖中央穿孔，并用砂纸等工具将孔的内部和边缘打磨得尽量光滑（图2）。在其中一个饮料瓶里装入适量的沙子，把瓶盖拧上，然后将第二个饮料瓶拧到第一个瓶盖上，这样就组成了一个沙漏。

将装沙子的甲瓶置于上方，沙子开始流入下方的乙瓶中，同时用计时器开始计时（图3）。计时结束后，将测得的流沙时间t1写在甲瓶上。再将盛有沙子的乙瓶置于上方，沙子开始流入下方的甲瓶中，同时用计时器开始计时。计时结束后，将测得的流沙时间t2写在乙瓶上。两次时间可能不等，但无所谓，可以当成两个沙漏计时器使用。

改变瓶盖上孔的大小，改变瓶中沙子的量，都可以改变t1和t2的大小。可以采用以下方法来提高沙漏的计时精度：第一，可采用多测几次取平均值的方法来确定t1和t2的值；第二，改进两个瓶盖接口处的制作，把瓶盖上的水平部分改为锥体结构，可减少沙子的滞留；第三，从网上购买玻璃微珠，球形的微珠更容易滚动，避免了在瓶内的残留。

饮料瓶漏刻

在饮料瓶盖上打孔，穿过一截吸管，并用热熔胶固定（图4）。找一个空的塑料小瓶，在瓶盖顶端扎个孔，将一支竹签插入孔内并固定（图5）。在饮料瓶底扎一个大小适中的孔，然后用透明胶带封住。在饮料瓶里装上水，将小塑料瓶放到饮料瓶内的水面上，让竹签从吸管里穿出来，拧紧瓶盖。在竹签露出吸管的位置做上标记，在饮料瓶外壁标记出水面位置。将饮料瓶放在另一个容器上，撕掉瓶底的透明胶带，水开始下滴，同时用计时器开始计时（图6）。

当饮料瓶里的水滴完，用计时器记录下滴水时间t，再次在竹签露出吸管的位置做上标记。测量竹签上两次标记之间的长度l，如果将这个长度10等分，每份就代表t/10的时长；如果20等分，每份就代表t/20的时长。

通过调整饮料瓶的大小、瓶底滴水小孔的孔径、饮料瓶中的水量，可以让时间t变成一个整数值，比如1小时、80分钟等，再将竹签上的长度l适当等分，这个漏刻就可以用来粗略地测量时间了。

当然，你也可以查查资料，动动脑筋，设计出自己的漏刻。

（责任编辑：白玉磊）