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時間的測量

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時間的測量 - PowerPoint PPT Presentation


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時間的測量. 活動一:時間與生活. 〈P.6〉. 一天中,有哪些事情是在固定的時間做的?. 起床、上學、上下課時間、用餐、放學、睡覺、節目播出時間、才藝課程. 〈P.6 〉. 活動一:時間與生活. 一年中有哪些節日是在固定的日期?. 各種節日及民俗節慶 。. 哪些工具可以來幫助自己知道時間到了呢?. 鐘、錶、課表、日曆、月曆等計時工具. 時間測量的故事. 古時候沒有發明鐘以前,人們如何量度時間呢?. 根據記載,很早很早以前的人,可能是用 陽光下的影子 來推斷白天的時間;因為陽光會使影子的長度及方向改變,看影子的人便知道今天的白天過去了多少。.

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Presentation Transcript
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活動一:時間與生活

〈P.6〉

一天中,有哪些事情是在固定的時間做的?

起床、上學、上下課時間、用餐、放學、睡覺、節目播出時間、才藝課程

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〈P.6 〉

活動一:時間與生活

一年中有哪些節日是在固定的日期?

各種節日及民俗節慶。

哪些工具可以來幫助自己知道時間到了呢?

鐘、錶、課表、日曆、月曆等計時工具

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時間測量的故事

古時候沒有發明鐘以前,人們如何量度時間呢?

根據記載,很早很早以前的人,可能是用陽光下的影子來推斷白天的時間;因為陽光會使影子的長度及方向改變,看影子的人便知道今天的白天過去了多少。

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『 圭表與日晷』動畫請連結AEEA 天文教育資訊網

時間測量的故事

陽光下的影子 ─ 在西方

四千年前,巴比倫人居住在兩河流域,一年四季陽光充足,且因農業上的需要,巴比倫人製造了「日晷」。日晷構造包括一根晷針,和刻有時刻線的晷面。把晷面放在陽光下,晷針的影子落在晷面上,人們就由影子所在的刻線而得知時間。

AEEA 天文教育資訊網http://aeea.nmns.edu.tw/index1.html

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時間測量的故事

陽光下的影子 ─ 在東方

中國古代利用日光來看時間的,先在圓石盤上刻好了子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥 十二個時辰(每一個時辰等於現在二個小時)。圓盤中間,豎立一根中間有細縫的石針,從陽光穿過針縫射在圓盤上光點的位置,就可以看出時間來。

圖片來源:國立自然博物館 天文地學http://web2.nmns.edu.tw/Web-Title/china/A-1.htm

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時間測量的故事

「沙漏」「漏刻」

─ 利用粒度均勻的物質,以其流出的份量來測時間。

漏刻,是古中國的水鐘,以水量的變化來計量時間,自周朝以來,歷代都設有專職機構負責管理與開發,民間應用也相當普及,是古中國最重要而普遍的計時器。

北京故宫博物院的銅壺漏刻

是公元1745年製造的

資料來源: http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B2%99%E6%BC%8F

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測量時間的故事

「漏刻」是中國創製的,發明的人及發明的年代都無法考證,但在古書典籍上可發現,周禮夏官有「契壼氏」的官制,專司時間,可能就是利用兩個銅或陶製的壼成為一組,穿過微小的孔,使上壼的水流到下壼,從壼邊的刻度來辨認時間。

資料來源:小叮噹科學遊樂區:::科學小百科:::

http://www.ding-dong.com.tw/main06_1_8a.htm

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測量時間的故事

「漏 (漏壺) 刻 (刻箭)」是利用水量多少來計量時間的儀器。 漏刻是全天候計時儀器,能彌補日晷受太陽有沒有露臉 (陰晴)、或晝夜的局限,是我國古代重要的計時器。 古代計時器「漏壺」(如上圖是元代的銅壺滴漏) 相當於現代的鐘錶

資料來源:AEEA 天文教育資訊網

http://aeea.nmns.edu.tw/2002/0201/ap020127.html

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時間測量的故事

「沙漏」的原理和漏刻相像,漏刻有一壞處,在氣候寒冷時壺內水份會變冷甚致結冰,以致流速極慢或不流,但用水銀又過於昂貴,因而改用沙代替水,並將之簡化,稱之為「沙漏」。

古人斐迪南·麥哲倫的航行中,他就在他的每一艘船上放置18個沙漏,用以計算時間及紀錄日誌

資料來源: http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B2%99%E6%BC%8F

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華耳 發明機械時鐘。

時間測量的故事

計時儀器的發展﹕

日光鐘 → 水鐘 → 沙鐘 → 機械鐘。

前三種是古代所用的,機械鐘現已廣泛被人們採用,成為人們生活中不可缺少的一份。

1504年,華耳 (Walther) 發明機械時鐘。上圖左方

是加裝 24 小時羅馬數字裝置的機械時鐘。

1583年,伽利略發現單擺周期運動特性。

1656年,惠更斯發明具擺錘的天文鐘。

1736年,哈利遜發明具經度的航海計時鐘。

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資料來源:格物致知物理學習網站 

測量時間的故事

伽利略是16世紀到17世紀的科學家,現代人熟悉的鐘錶,是運用伽利略所發明的單擺理論而發明的。他在20歲左右進入醫學院求學,學到一個基本概念,就是人的脈搏可以當作計時的單位。

有一天,據說他在教堂的時候,注意到教堂的屋頂上垂下來一個擺垂,那個擺垂在很多人面前都一樣的擺動,不過伽利略先生注意到:擺垂來回擺動的時間和他的脈搏跳動次數有某種關連性。

伽利略的這個發現,物理教科書中稱為『等時性』。

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你知道利用單擺的等時性來製作鐘的是誰嗎?

第一座擺鐘,是年輕的荷蘭天文學家兼數學家惠更斯(Christian Huygens)在1656年的耶誕節設計出來的。那已是伽利略死後14年的事了。

圖說︰

惠更斯他是第一位將鐘擺應用到機械鐘的人。這座彈簧帶動的機械鐘由荷蘭鐘匠科斯特於1657年製作。

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測量時間的方法

測量時間的方法,都需要以重複性發生現象的週期為基礎。

大自然的時鐘〈P8. P9〉

利用生活中的事物、經驗或自然現象,知道經過的時間有多長。

◎太陽的東升西落,就是過了一天。

◎月的盈虧,由滿月到下一個滿月,就是經過了

一個月。

◎天氣季節,四季中的春、夏、秋、冬循環了

一次, 就是經過了一年。

自然現象有規律性,可用來計時,但並不精確。只能計算年、月、日,不能精確計算時、分、秒

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活動二:測量時間的工具

〈P.10〉

竿影、日晷 、漏刻、 水鐘 、脈搏、線香、單擺、鐘擺、鐘錶

日晷和竿影:陽光和立竿形成竿影後,以刻度來計算時間。

古人常用生活中常見的事物計時,例如:ㄧ炷香約30分鐘。一頓飯約30~40分鐘。一盞茶約10~15分鐘。但並不精確。也會因情況不同而有不同的時間。

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測量時間的工具實驗設計《一》

〈P.10〉

實驗名稱:一炷香的時間

實驗目的:藉由測量並比較各組燃燒一炷香的時間, 察覺一炷不能精確的表 示一段時間

實驗器材:線香一支、碼錶一個、

長尺、打火機

實驗步驟:

1.準備一支線香,先量出整支香的長度

2.在線香的前段量出一公分的距離

3.點燃線香,等燃燒到1公分的起算點時,

按下碼錶,開始計時,燃燒到1公分的結算點

時,停止 計時

4.將燃燒1公分的時間,乘以線香總長

5.記錄各組一炷香的時間,並作比較

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〈P.11〉

測量時間的工具實驗設計《二》

實驗步驟與紀錄:

(1)將沙漏到過來。

(2)測量沙子漏光需要多少時間。

(3)多測量幾次,紀錄之後再做比較。

討論活動:

1.沙漏是利用什麼方法來計時?

2.用沙漏計時會有什麼優缺點?

因為沙子的量是固定的,沙子通過的速率是一定的,所以沙子每次漏完的時間都差不多的特性來計時。

方法簡單易於操作;但只適合用來測量一段時間,不能像日、月、年方便累進延續。 對現代人而言不夠精確。

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〈P.13〉

測量時間的工具實驗設計《三》

實驗名稱:單擺與計時

實驗目的:單擺每次擺動的時間具有規律性

〈等時性〉

實驗器材:空心鐵片、尺、剪刀、碼錶、

紀錄表、棉線

實驗步驟與紀錄:

(1) 用棉線綁鐵片、螺帽、硬幣等當單擺。

(2) 記錄擺動次數固定所需要的時間,或固定

時間內的擺動次數。

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測量時間的工具實驗設計《三》

〈P.14〉

  • 實驗操作注意事項:《影響實驗的因素》
    • 每次試驗時都不能改變單擺的長度,單擺的繩結一定要用力綁緊,然後在結繩處做記號,若長度改變請隨時調整。
  • ◎ 棉線可以用其他的繩子代替。
  • ◎ 可增加鐵片的數量,鐵片越重慣性越大,
  • 越不容易停止。
  • ◎ 固定單擺的支架要避免晃動。
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測量時間的工具實驗設計《三》

〈P.15〉

我的發現:

擺動次數和擺動時間有什麼關係?

擺動次數與擺動時間成正比

※時間加倍〈例如20秒〉,來回擺動的次數也

增加相同倍數。

用單擺來計時有什麼優點?

比用線香、沙漏計時多了一些精確性;也減少點線香、頻頻倒置沙漏的不便。

用鐘擺來計時有什麼缺點?

體積太大攜帶不便。太重。沒有碼錶的功能。

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測量時間的工具實驗設計《三》

《影響實驗的因素》

伽利略和惠更斯的實驗:

在其他因素不變的狀態下,

擺幅的大小和擺錘的重量對擺動的週期是

沒有明顯的關係。

結論:擺長的長度會影響擺動的時間的長短。

擺長的準確度。計時器的正確使用。擺錘擺動與空氣的阻力的影響。支架的穩定性。

以上因素都會影響到實驗結果,產生誤差。

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〈P.16〉

活動三:善用計時工具

現代的計時工具

─ 和生活用品結合,例如電腦、手機等用品

都有時鐘的功能

你使用過哪些計時工具?

手錶、時鐘、鬧鐘、電腦上的計時、手機上的計時、電子錶、咕咕鐘、上發條的老爺鐘、懷錶…

這些工具適合用於什麼情況下?

鬧鐘

碼錶

手錶

懷錶

起床時、需要特別提醒時間的時候。

100公尺跑步、做實驗、需要做精確計時的時候。

想要知道時間的時候。

裁判、表示身分地位的人。

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〈P.17〉

習作P.10

活動三:時間的主人

討論一天的生活

1.放學以後你有哪些事情要做呢?

2.你認為做這些事情要花多少時間呢?

3.試試看,把你今天放學後要做的事,安排適當的時

間,做成一張工作計劃表。

4.檢討:這張計畫表的事情你都如期完成了嗎?如果

計畫的事情沒有完成,需要如何改進?

◎結論:擬定適當的計畫表可以提醒我們什麼時候該做什麼事,要按時完成工作養成愛惜光陰的習慣

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計時工具幫助我們規劃和管理時間,

讓生活更有效率。

做時間的主人