手把手带你复现“古法”计时器 | 正经玩_风闻

原创：中科院物理所

水钟，又名“漏壶”

是中国古代人民常用的计时器之一

今天小编就带大家来看一看

这一传统计时器是怎样制作的

实验器材

水瓶、剪刀、卡纸、吸管、齿轮、线绳、铁架台以及实验必备道具所标杯

实验步骤

第一步：

首先制作一个最简单的水钟。将矿泉水瓶剪成两半，在瓶盖上开一个小孔，孔的大小可以根据想要的水钟的速度来定，一般不要开太大，防止水流过快。

第二步：

在另一半水瓶上提前画好刻度，将上半部水瓶倒插入下半部水瓶，水钟的结构就完成了。

第三步：

下面就是对刻度进行标定。在上半部水瓶中加入一定量水，同时开始计时。

记录下液面到达每一条刻度的时间，比如我们做的这个液面分别在30s和55s时到达下面两条刻度，标在刻度旁边。

将所有的刻度都标上时间，之后再使用时，只需要向水钟里加入水，就可以根据液面的位置来做时间的度量。

第四步：

上面就是一个最简单的水钟的制作方法。当然有小伙伴可能要说，这个计时是单程的，能不能做得更像现在常见的钟表呢？当然可以，下面就来做一个进阶版水钟。

给齿轮粘上一小长条卡纸，作为水钟的指针，在背后架子上贴上剪成圆盘状的卡纸作为水钟的表盘。

表盘上同样有刻度和数字，用来指示时间，这个需要根据自己装置实际的水流速度进行校准。

第五步：

给两个瓶盖穿孔，用线绳连接起来。

第六步:

取一个矿泉水瓶的下半部，钻孔，插入吸管，用热熔胶固定。

第七步:

将准备好的部件组装起来。

第八步:

下面就是加入水实际运行。

可以看到随着水流入右侧瓶中，瓶盖上升，带动了指针旋转。只需要根据旋转速度对刻度进行校准，一个进阶版水钟就完成了。

原理解说

在本实验中，无论是进阶版水钟还是简易版水钟其原理都是等时性原理。什么是等时性原理呢？等时性，别称节奏，指一种语言中对时间的节奏性等分。对于水钟的等时性原理而言，如果其结构和使用方法固定不变后，滴水记录的时间就会完全一致（沙漏的原理也是一样）。

说回本实验，实验中水流在不断的流入到受水杯中，当水流达到不同的量后，受水杯子的水平面也会发生相应的变化（简易水钟刻度进行标定的原因），而放在受水杯子中的瓶盖会收到浮力的影响，随着水平面的上升而上升。上升的过程中会带动齿轮上的指针从而形成计时的效果。

注：刻度进行标定时可以先刻度再标定，也可以先标定再刻度。

参考资料：

[1]. 等时性 - 维基百科，自由的百科全书 (wikipedia.org)