原来如此！沙漏里的“时间流”竟是这样的 | 科学小馆儿引用1来源1.https://share.shkp.org.cn/articles/2025/02/if462819.html 沙漏，这个古老而神秘的计时工具，以其独特的魅力吸引着人们的目光。它不仅是一种简单的计时装置，更蕴含着丰富的科学原理。让我们跟随中国科技馆的科普团队，一起探索沙漏背后的科学奥秘。 “一寸光阴一寸金，寸金难买寸光阴”如果说有什么东西能够清楚的看见时间的流逝那计时器必然是榜上有名如果更进一步让人们直观的看见时间剩余的额度那沙漏中一点一滴都会被倍加珍惜一花一世界，一树一菩提胖科今天就带大家从科学的角度出发谈一谈沙漏里的“时间观”沙漏是如何计时的沙漏是一种古老的计时装置在钟表发明以前曾经广泛用于时间测量西方沙漏由两个玻璃球和一个狭窄的连接管道组成的通过充满了沙子的玻璃球从上面穿过狭窄的管道流入底部玻璃球所需要的时间来对时间进行测量一旦所有的沙子都已流到的底部玻璃球该沙漏可以被颠倒以测量时间了西方发现最早的沙漏大约在公元1100年比我国的沙漏出现要晚我国的沙漏据记载最早出现在西汉时期也是古代一种计量时间的仪器沙漏的制造原理与漏刻大体相同它是根据流沙从一个容器漏到另一个容器的时间来计量时间我国还曾有过日晷、漏刻等计时器但由于日晷只能在白天和晴天使用而漏刻也会受到天气气候的限制所以沙漏的使用范围会更广泛一些最著名的沙漏是1360年詹希元创制的“五轮沙漏”五轮沙漏 工人日报流沙从漏斗形的沙池流到初轮边上的沙斗里驱动初轮从而带动各级机械齿轮旋转最后一级齿轮带动在水平面上旋转的中轮中轮的轴心上有一根指针指针则在一个有刻线的仪器圆盘上转动以此显示时刻这种沙漏脱离了辅助的天文仪器已经独立成为一种机械性的时钟结构由于无水压限制沙漏比漏刻更精确沙漏的下落速度是否可以改变生活中常见的沙漏都是由两个封闭的玻璃空腔构成里面装有光滑的玻璃微珠这些微珠单个来看都是一个个普通的固体但是聚合在沙漏这个物体内部便形成了似液体般流动的全新群体状态这在化工上称为“颗粒流”比如流动的沙子、雪、大米等都属颗粒流甚至于在日常生活中遇到的交通流、人流、散态物料输送、雪崩和泥石流也都属于颗粒流单独一个颗粒的运动行为可用牛顿运动定律精确描述出其在某时间下的运动状态而当一群颗粒聚集在一起共同运动时对其行为的描述就变得错综复杂在研究中发现从同一竖直高度下落大小不同的颗粒流动速度不同易在出口处形成拱形结构而阻塞所以在沙漏下落的过程有时也会出现此种状况这个时候即可使用外力来打破现有局面影响沙漏的下落速度除此之外还可以借助压强的变化来改变沙漏下落的速度1993年Wu和Bideau等人在研究中表明沙漏的下落速度并不是均匀的而是整体呈现波动的趋势——忽快忽慢研究中对这一现象解释到沙子下落时上层玻璃空腔体积增大压强随之降低而下层的玻璃空腔体积减小压强随之增大正是这个微小的压差使沙漏下落减速随后上下气体重新连通压差消失，沙漏下落加速沙漏下落的全过程就是在上下压强一增一减的交替中进行如果想改变沙漏的下落速度既可以从外部出发影响沙漏上下两个玻璃空腔的压强大小即可其它计时方式探究除了沙漏这种计时方式之外漏刻和日晷也是古代人们常用的计时方式漏刻：其中“漏”是指漏壶，“刻”是指刻箭。在一个有小孔的漏壶中注满水，再用另一个放有刻度标记箭杆的容器收集从壶孔漏出来的水，箭杆上刻有96格，每格为15分钟，人们可根据箭杆上水面达到的标记来报告时间。曰晷：也称日规，是利用太阳投射的影子来测定时刻的装置。通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。其中，铜制的指针叫做“晷针”，垂直与圆盘中心，石制的圆盘叫做“晷面”，安放在石台上，晷面平行于天赤道面，晷针的上端正好指向北天极，下端正好指向南天极。在晷面的正反两面刻划出12个大格，每个大格代表两个小时。当太阳光照在日晷上时，晷针的影子就会投向晷面，太阳由东向西移动，投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动。于是，移动着的晷针影子好像是现代钟表的指针，晷面则是钟表的表面，以此来显示时刻。看完上面的介绍是不是被古人的智慧所折服呢如果觉得只看文字不过瘾那一定要来中科馆华夏之光展厅哦这里有不同时间、不同维度的展品等你亲身体验胖科在中科馆与大家不见不散 本文原文来自中国科技馆