《时间的测量.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《时间的测量.pdf（9页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1/9 时 间 的 测 量 拱宸中学 葛元钟 一、教学目标:1、认知目标；使学生了解时间有长短,是可以被测量的。了解从古到今计时工具的演变.2、能力目标：会使用两种停表，会粗略估计时间的长短。3、情感目标：通过对日晷的介绍，以及各种计时工具的演变,以及听匆匆 激发学生爱国热情，激发学习科学的兴趣，加强学生的时间观念。二、教学仪器:电子停表 机械停表 三、教学重、难点：估计时间长短 四、教学过程:珍惜时间：（1)听录音，创设情境:匆匆见（材料 1)提问:1、有什么感受？追问：2、什么是时间？了解时间：（15）时间的概念：时间是物质存在的客观形式,由过去、现在和将来构成的连续不断的系统。是物质运动
2、、变化的持续性表现.任何一种物质的变化、运动和发展的过程,都永远是在时间和空间之内发生的。时间的意义有二，一是时段，有起点和终点的一段时间,是两个瞬时之间的间隔长短，如上午 8 时上班，l2 时下班,上午上班 4 小时,4 小时就是时段.二是时刻，指瞬时时间中的某一点，如现在时间是9 时 3分，时 3分就是时刻。阅读(材料 2）提问：盂漏、更香、漏壶、浑天仪等计时工具有什么缺点。2/9 了解日晷:日晷是利用太阳的影子测定时间的仪器。在晴朗的白天，只要观看日晷中央的晷针在晷面上所投下的太阳影子,就可以准确地知道当地的地方时间。据科技馆天文室的工作人员介绍,早在四五千年前,我国就已应用日晷测定时间
3、，技术居于世界领先水平。（材料 3）提问:日晷有什么好处?了解时间的单位:时间的常用单位：秒,分，时。国际单位是秒。其它时间单位：刻,天，星期，月，季度，年，世纪等。阅读（材料 4)感受时间:（测量时间）(2)准备工作:、介绍二种停表,以及其使用方法。2、介绍估计时间的方法：如脉搏。3、看着表自己估计一分钟的时间。游戏一:叫一位同学上来,感觉一分钟的时间，其它同学看着投影在大屏幕上的停表。一位同学负责按表。每一大组一位代表,接近一分钟的获胜。游戏二:放一段音乐,大约 4几秒，一位同学按表.其它同学估计音乐的时间长度。接近按表时间的获胜。游戏二参与率较大。但学生如果太激动,课堂容易失控.但二个游
4、戏都能使学生掌握停表的操作和读数。而且加强了学生感觉，估计时间的本领.课内练习:、2、五、布置作业:1、和家长玩一次感受时间的游戏.2、再阅读这些材料.写一篇有关珍惜时间的短文.3、上网查询目前钟表，手表的一些情况。下节课交流。参见（材料 5）六、阅读材料：材料 1:匆 匆 3/9 朱自清 燕子去了，有再来的时候；杨柳枯了，有再青的时候;桃花谢了，有再开的时候。但是,聪明的，你告诉我,我们的日子为什么一去不复返呢？是有人偷了他们罢：那是谁？又藏在何处呢？是他们自己逃走了：现在又到了哪里呢？我不知道他们给了我多少日子;但我的手确乎是渐渐空虚了。在默默里算着,八千多日子已经从我手中溜去;象针尖上一
5、滴水滴在大海里，我的日子滴在时间的流里，没有声音也没有影子.我不禁头涔涔而泪潸潸了.去的尽管去了，来的尽管来着，去来的中间，又怎样的匆匆呢？早上我起来的时候，小屋里射进两三方斜斜的太阳。太阳他有脚啊,轻轻悄悄地挪移了；我也茫茫然跟着旋转.于是洗手的时候,日子从水盆里过去；吃饭的时候,日子从饭碗里过去；默默时，便从凝然的双眼前过去。我觉察他去的匆匆了，伸出手遮挽时，他又从遮挽着的手边过去，天黑时，我躺在床上,他便伶伶俐俐地从我身边垮过，从我脚边飞去了。等我睁开眼和太阳再见，这算又溜走了一日。我掩着面叹息。但是新来的日子的影儿又开始在叹息里闪过了.在逃去如飞的日子里,在千门万户的世界里的我能做些什
6、么呢？只有徘徊罢了，只有匆匆罢了;在八千多日的匆匆里,除徘徊外，又剩些什么呢？过去的日子如轻烟却被微风吹散了，如薄雾,被初阳蒸融了；我留着些什么痕迹呢?我何曾留着象游丝样的痕迹呢？我赤裸裸来到这世界，转眼间也将赤裸裸地回去罢?但不能平的，为什么偏要白白走这一遭啊？你聪明的，告诉我，我们的日子为什么一去不复返呢？材料 人类最初是怎样有了时间概念的？答:人类是在长期的狞猎、采集食物和劳动实践中,逐渐熟悉自然环境、掌握了太阳东升西落、月亮圆缺、昼夜交替、气候变化等规律，开始有了天文知识，有了白天黑夜旱晚之分，春夏秋冬四季之分.井利用天体来确定时刻,有了原始的时日概念.漏壶盂漏 现在计时使用钟表,古时
7、没有钟表怎么办呢？下面介绍几种中国计时器。漏壶 漏壶是以漏壶滴水在刻箭上表示出时刻的记时器。漏壶一般由铜制成,它的历史可追溯到夏、商时期。早期的漏壶叫“沉箭壶。它是这样制作的：在壶底部钻一个孔，壶的中间竖着一根标有刻度的箭杆.使用时，壶里装满水。随着壶里的水慢慢地从小孔里往下滴漏，壶里的水平面也逐渐地下降，箭杆露出水面的部分则越来越长。古人就用箭杆4/9 露出水面的长度来计算时间,水面上箭杆上的刻度就表示时间数字。但这种壶水位高时，压力大,水漏得快，水位低时压力小,水漏得很慢。漏速不均,记时也缺乏准确性。于是古人又发明了“浮箭壶”.这浮箭壶是在不同高度上放置三个壶，然后在它们的下面再放一个接水
8、壶，有刻度的箭杆便放在这个接水壶中。使用时，最上面的漏壶里的水先滴入中间壶里,中间壶里的水又滴入下面的壶里,而下面壶里的水则滴入接水壶中。随着接水壶内水平面的升高,箭杆便逐渐上升，人们看箭杆上的刻度，就能知道具体时间。漏壶的制造，据有关资料记载,我国在世界上是头一位。西方的水池钟和漏壶的功用一样，它是雅典法庭用来限制发言人的发言时间的。公元前 159 年传到罗马，现在雅典还存有这种遗制。但它的制造比我国的漏壶晚得多,据说它是公元前 400 年柏拉图时代的产物。机械计时器 我国最早的机械计时器，隶属于天文仪器。例如，唐朝梁令瓒等人发明的“开元水运浑天仪,北宋苏颂等人制造的“水运仪象台”等，都包含
9、有“机械计时器”.在这些机械计时器中,已采用了颇为复杂的齿轮系统。尤其是苏颂水运仪象台中报时器里的机械擒纵器，与现代钟表里的关键机件-锚状擒纵器,作用非常相似。英国科技史专家李约瑟博士，便认为它“可能是欧洲中世纪天文钟的直接祖先。苏颂的报时装置虽然先进,但它仍是天文仪器的一部分.第一个把机械计时器从天文仪器中分离出来的,是元代科学家郭守敬。他的“七宝灯漏以水作动力，采用了齿轮系统和凸轮机构,能自动报时，还饰有可以按时自动跳跃的动物模型.工艺也大大超过了前人。郭守敬之后到明代初年,能工巧匠詹希元又创造发明了“五轮沙漏”机械计时器。五轮沙漏以流沙为动力,来驱使齿轮运转。这种计时器克服了水漏的不足，
10、但沙料本身不可能十分均匀，因而准确性较水漏稍差。盂漏与更香 盂漏据说是唐朝的一个和尚发明的。制造使用原理是：在一个铜盂的底部穿一个小洞,把它放在水面上，从洞中涌入盂里,盂里的水满到一定的程度,就会沉下去。于是，取出盂，倒掉水，再重复使用。铜盂的大小重量是有一定规格的，一般一个时辰沉浮一次.更香就是我们平常用的香作出刻度来计量时间。为了使更香的实用性更大，人们把香做得很长,并盘旋成各种形状,有的能连续燃十几天。有趣的是，有人还用更香做“闹钟”。他们在更香的某时某刻的地方悬挂一个小金属球，当香烧到这个地方的时候,金属球便会掉到接在下面的金属盘子里。这响声便提醒人们到了某时某刻了。5/9 材料 3
11、世界上最大的垂直日晷2002年 7 月 7日：5：32 在英国汉普郡的戈斯波特建成，日晷的时间指针有7 米长。这个日晷是朴次茅斯港区恢复发展建设的一部分。(新华网)日晷:日晷是一种利用太阳的射影来测报时间的计时器。很久很久以前，中国人的老祖宗发现当太阳移动时,树影的位置和长短也在发生变化，而变化很有规律:早晨，太阳从东方冉冉升起,树影朝西,而且显得特别长;中午,太阳在正空中高悬,这时的树影朝北，而且显得非常短;傍晚，太阳向西方缓缓落下，当太阳离地面很低时,树影朝东，而且越来越长.这个规律的发现,使我们的祖先找到了计时方法。他们找了些石块，把石块放在树旁，当树影移动到某块石头上时,就知道什么时刻
12、。这种方法试了一段时间,就发现树影黑糊糊地一大片，具体时间不好把握,于是砍了一根木棍，把它插在地上代替树木，测量时间比过去准确了许多.这便是原始的日晷。原始的日晷用了若干年，祖先们觉得这种计时器太笨，于是一种小巧灵便的日晷便产生了.这种日晷有一个底盘，底盘的边缘刻划着标志时间的线条，有的是钻的小孔。划线或钻孔的底盘叫针盘,针盘中安放着一个竖着的指针。在阳光下，指针便映出投影,而且会随着太阳的不同位置有规律地变化着.人们只要看指针的影子投落在针盘的哪个线条或小孔上,就能知道准确的时间了.6/9 材料:什么是星期:“星期”也是一个计量时间的单位,它以七天为一个周期“星期”这个概念最初是古代人们根括
13、月相的变化,把农历一个月分成四等份，订出了七天为一个“星期。在目前通用的公历中，“星期”是一个很重要的纪日制度.世界上绝大多数人都遵守这种制度,比如“星期日”就是国际上公认的公休日。古代埃及人早已有了“星期的概念,他们把日、月、火星、水星、木星、金星和土星这七个天体的名称分配给一星期中的七天，这些名称一直流传下来，在某些国家中还一直保留着。例如日本,他们把星期日到下星期六的七天,分别称为日耀日、月耀日、火耀日、水耀日、木耀日、金耀日、土耀日 一秒是怎么定出来的?秒是人们日常生活中计量时间的最小单位可是多长时间算一秒，转瞬即逝的一秒又是怎样定出来的?()利用地球的自转确定秒长，阳光照在地球上，地
14、球又在不停地自西向东旋转,这就是自然界给人们提供的巨大的天然时钟.地球每转一圈是一日,有了日长，等分以后就可以得到小时、分、秒。秒 长 就 由 这 个 天 然 时 钟 确 定,是 日 长 的1 8 4 。(2）利用地球的公转确定秒长,地球除了自转外还有公转,地球绕太阳一周的时间是一年.地球公转的周期相当稳定。把地球公转周期的若干分之一定为一秒，这样的秒长也是均匀的。l92 年国际上制定以地球绕太阳公转周期为基础的计时系统,称为历书时。历书时的秒长即是回归年的 1/3.）3（利用子跃迁确定秒长，原子时的秒长就是用原子跃迁频率的周期来确定的。以铯（Cs）原子在基态两个规定能级结构间跃迁时，所辐射频
15、率的1631770 个周期的时间间隔为一秒。什么是原子秒长,原子时？1967 年第十三届国际度量衡委员会决定，从 19年 1 月 1 日零时开始,国际标准时间以国际原子钟为标准,国际时间单位是铯原子秒。原子秒长是以铯（C）原子在两个规定能级之间跃迁时所辐射的电磁波振荡 919263l0 次所经历的周期时间作为原子秒长，而国际原子时就是以此时开始，用这样的原子秒长连续累计起来的时间。时间的基本单位是怎么确定的?地球在持续自转的同时还环绕太阳公转。地球公转一周为一年.自转一圈为一天，一天分为 2小时,一小时分为 6分，一分又分为0 秒.“秒是时间的基本单。可用式子表示如下：1 秒=1/624 平太
16、阳日。“平太阳日”据地球绕太阳一周一年的总时间加以平均后所得的时间间隔，因而作为时间计量的单位。时、刻、更、鼓、点 时、刻、更、鼓、点,都是古代计时单位，现时也沿用。时:指时辰.古代一昼夜分为十二个时辰,每一个时辰折合现在的两小时。以十二地支为名,从夜间十一时起算，夜半十一时至一时是子时,夜一时至三时是丑时，其余类推。刻:古代用漏壶计时一昼夜共一百刻。一刻合现在十四分二十四秒.顷刻-指很短时间.现时所说“时刻即源于此。更:一夜分五更。每更约两小时,大致分为：晚七时至九时为一更，九时至夜 十一时为二更，其余类推。鼓：古代夜间击鼓报更，故以鼓为更的代称。点：古代用铜壶滴漏计时,以下漏击点为名。一夜
17、分五更，一更又分五点。一点合现在 2分钟.现时所说“几点钟”、“钟点”的“点”即源于此。7/9 材料 5、回眸腕表百年 雨果曾经说过：世界上再没有什么能够像时间带出的概念那样强而有力.对于忠实记录多个重要的历史时刻的工具，对于时尚中的精妙点缀，我们完全有现由在这一个千年更替的时刻，回顾一下这个世纪以来腕表的变迁.追昔怀古 无论是埃及、美索不达来亚还是中国，文明的发祥都伴随着计时工具的发展,日冕(日圭）、水钟、沙漏等帮助人们分清子午。104 年，宋人苏颂发明的”水运仪象台”将流水和机械完美组合在一起，连我们炎黄子孙都很少知道，这台仪器代表了古老计时工具的巅峰,当时其他文明皆难望其项背.0年后，欧
18、洲人才在模仿基础上发明了现代意义上的计时器。从3 世纪英格兰终于出现略显笨拙的机械钟开始，动力源泉在5 世纪从驱动坠变为发条,然后是电池、动能、光能；从单一时针,到时、分、秒针，月规到液晶显示;现代的手表已经令古人匪夷所思。有一点十分重要，很多人心目中一秒的要领还是平均太阳目的 180,实际上，196年，秒已经被定义为 9，192，61，77次辐射，我们的计时已经超越了日出日落的概念.腕表初现 戴在手上的腕表（手表）被我们习以为常,可很少有人知道真正意义上的腕表是本世纪的产物。虽然 16 世纪后便有人把计时工具戴在手上,但直到本世纪初布尔人战争(ore War）时期，更确切的说是在一战时期,军
19、人们才真正体会到腕表的好处，虽然许多普通大众还认为把表戴在手腕上是荒谬的事.看时间变得更容易，装饰性也增强了，但是由于当时技术所限，腕表精确度会受到摆动等影响。可把把放在首位的先锋女性们不管这些,她们的执着赢得了运动员、司机和技师们的支持。年代后，腕表终于成了气候。比怀表更需要精致的腕表迫使业者拼命地开发技术,让腕表更准确、更坚固，更具适应性。3年代后,表业老大瑞士的腕表产量就超过了怀表。当时的腕表都是由表匠手工制作,虽然功能很初级，但每个零件都很精细，外观装饰也很考究，也很有收藏价值。毫无疑问，当时腕表还属于奢侈品，有相当财力者才能拥有。此后,一直到 6年代前,表业并未出现革新性的进展，只是
20、将原来许多怀表中的技术，经如舵飞轮、月相仪、两地计时装置等加在了腕表上.腕表不但能显现日、月、星期,还有诸如9 日自动运行一周的月相仪等功能，虽然准确度仍稍差，却也十分诱人,值得一提的还有,精确秒表的诞生为将来的运动表大兴其道打下了基础。石英风暴 6 世纪，钟表一天的误差是5 分钟！年代,一只表 10 天误差 10 妙就已经很准确了,准确是当时腕表的最重要卖点之一,然而，石英表的出现改变了这一切。0 年代，刚诞生的石英表有 8 立方米那么大，到了968 年，它已经小巧到可以戴到手腕上，196年，第一只石英表 Seiko Asron在精工诞生了.197年,在瑞士纳沙泰尔天文台，机械表在与石英表准
21、确性的比较中一败涂地，最棒的机械表得了.73 分，而最好的石英表得了.66 分(分数赵少准确性越高），如今更精确的原子钟,比机械表更准确 10 万倍！便宜而准确的石英表卷起了一场风暴，70 年代到 80 年代初，素来以精湛的机械工艺闻名的瑞士表业陷入了危机,全球市场占有率从 43降到了 15以下，连007手上的劳力士也变成了精工表。173 年，液晶屏幕数码显示的石英表诞生,这类手表在价格很低的同时功能大大增加,人们纷纷为机械表的前途担忧。多姿年代 瑞士人有一句充满自信的话：只要时间存在，计时工具就会存在。虽然多种8/9 电子产品都有计时功能，腕表独有的便利和装饰魅力仍无法代替。8 年，在瑞士钟
22、表业的低谷中，新鲜花巧的 SWATC表诞生了。1976 年,瑞士人制造出了当时全球最薄的石英机芯,厚度只有 3。毫米，此后天梭表和陶瓷表，这些技术革新加上表身一体化的理念,终于将以外形怪趣、装饰性第一的风格推向了成功,在某种意义上这也是瑞士表业翻身的标志。与此同时，相当众多的名表品牌坚持着高档路线，人们逐渐发现，石英表永远无法代替机械表的神秘感，在高档表中，机械魅力依然占据上风，此外，数码显示也远没有指针更有艺术感觉,在诸如比别人更机械一点”等口号下,传统品牌也逐渐恢复了元气.表业的复兴令不少其他时尚品牌也纷纷涉足其中,GCCI、K、MN BANC、VERSU、UES 甚至KE 等都在表业业绩
23、不俗。时间是什么？富兰克林的回答是:“时间就是金钱。”一直以来，这句话与“知识就是力量”一样,被看做是励志的格言。然而,在 21 世纪的今天，它字面上的含义却更加突显,时间具有了与石油和昂贵金属一样的价值，现代经济的基础单位就是 以 每 秒 兆 元 计，难 怪 人 们 对 时 间 分 秒 必 争，锱 铢 必 较。时间越来越值钱 英国经济学教授华克做出一个公式，一位普通的英国人在刷牙上花费的 3 分钟可以与 4美分等价。如果用这 3 分钟去工作，那么在扣去所得税与社会保险金后，他将赚到 45 美分。时间确实成为一种特殊的商品。时间可以定义为一种连续的事件流，所有的故事都在其中不断地承前启后，无论
24、是一年还是一纳秒，其间都有数量无限的事件发生。葛雷克曾在毫秒必争中写道,在上世纪 80 年代，美国联邦快递服务的创立使迅捷的信息交换成为可能。那时,也只有联邦快递的客户才能享受到这样的便利.但当更多的人知道了这种服务后,整个世界对邮递速度的期望都更高了。互联网的出现无疑再次改变了人们对时间的感受,时间基本上已经超越了空间的束缚.通过网 络，纽 约 和 塞 内 加 尔 的 人 可 以 在 同 一 时 刻 得 知 最 新 的 消 息。计时越来越精确 真正的时间革命是 13 世纪机械钟表的出现。它的出现使人类从大自然手中夺回了对时间的控制权。随后，机械钟表用游丝代替了笨拙的钟摆,使计时器缩小成可以像
25、珠宝一样随身携带的物品。真正让时间精度得到质的飞跃的是原子钟.其纳秒级(十亿分之一秒）的精确度远远超过其他可观测的物理学单位。人类越来越困惑“时间究竟是什么”仍难以回答，在讨论什么叫“光阴似箭的时候,物理学家们和哲学家们都没有一个共识。人类对时间的困惑由来已久,因为它是包括过去、现在与将来三个部分的奇特存在,难以定义。古罗马先哲奥古斯丁在忏悔录中描述：“时间究竟是什么？这个问题如果没有人问我，我就知道它的答案；要是有人让我解释的话，我就不知道了。”与哲学家相比，追求客观的物理学家本应该有更朴实的回答，但他们在解释“光阴似箭”时,只能含混地说，时间是以“每秒钟一秒”的速度前进。很明显，这种说法与
26、玄学没什么差别。更为有趣的是，现代理论物理学中最为热门的主题竟然是:时间是否是一种幻象.看来，时间的本质确实是个极伤脑筋的问题。对大多数人来说,时间不仅仅是单向度的真实存在，还是他们生活中的支配力量，他们时常地注意钟表上的刻度，科学家也不知道这种行为是出于天性，还是后天训练的结果.当然，也有许多人感到自己经常遇到似乎经历过而实则没有经历过的事情和环境,或者觉得自己陷入了反复呈现的自然韵律中,但这并不一定意味着不可知力量的存在，科学家将之解释为人体内各种生物钟运行的结果。也许，生物钟也是时间的一种表现形式。尽管时间如此难以琢磨,人类还是会照例庆祝各种节日和纪念日,同时,世界上将会出现越来越多诸如
27、即时通讯、一小时快照冲洗服务、快速结账柜台、特快专递等与时间赛跑的各种事物。这也许是唯一让世界显得合理有序的方式。艾敏 9/9 爱因斯坦的时间观 据说，爱因斯坦在向普通人解释相对论时,曾用过一个形象的比喻:“对一个男人来说，与美女共坐的一个小时只相当于一分钟；但如果让他坐在火炉上,那么他会觉得一分钟相当于一个小时，这就是相对论.爱因斯坦确实是个幽默感十足的人。他还曾对无线电报进行了一个颇为有名的形象解释：“无线电报其实一点也不难理解。一般的电报就像一只很大的猫,只要你拉一下它在纽约的尾巴,它在洛杉矶的头就会发出喵喵的叫声。无线电报也是一样的,只是那只猫不存在了而已。”据说这段话让物理学家薛丁格失眠了很长时间.