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日晷计时的原理与什么有关？是光沿直线传播吗？( 二 )

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【日晷计时的原理与什么有关？是光沿直线传播吗？】图4 浑天仪
在学会运用水流动来计时的基础上，以水作动力的计时器也问世了，相传东汉张衡的浑天仪就是用水作动力，可以准确记录日出星辰 。唐朝的僧一行和梁令瓒设计了第一代水运浑天仪，它可以模仿天体运动，也可测定时间，据《新唐书·天文志》记载，浑天仪上装有日、月两个轮环，以水击轮，令其自转，浑象转一周即为一天，日便环转1/365周，仪上还装有两个木偶，分别击鼓报刻，这时一个设计十分精妙的机械，媲美现在的挂钟一样准点报时，简单来说就是世界上最早的机械时钟，比西方要早六百年 。
有了这么一个开端，后面的发明自然是接踵而来，北宋的苏颂等人发明了水运仪象台，相比水运浑天仪，它的齿轮机构更加复杂，精度也更高，意义最大的是在仪器上装有一擒纵机构—-“天衡”，这一机构可以让齿轮由连续运转转为间隔运转，即减少了机械疲劳，又提高了精度，一举两得 。元代天文学家郭守敬利用水作动力制造了大明殿灯漏，它可以“一刻鸣钟、二刻鼓、三钲、四铙”的自动报时 。
图5 水运仪象台
以水作动力的计时装置，虽然水易得，但在冬天夜晚温度很低，水极易结冰，那岂不是这些计时装置都失效了，纵使古人可把几种计时器结合使用，也不至于影响生活，但终究不是长久的办法，这时古人又采用流沙作动力，明代詹希元发明了五轮沙漏，由沙池、斗轮、减速齿轮组和刻度显示器组成 。但五轮沙漏易堵塞，后由周述学改进，《明史·天文志》：“厥后周述学病其窍太小，而沙易堙，乃更制为六轮，其五轮悉三十齿，而微裕其窍，运行始与晷协”，成为六轮沙漏 。
古人的智慧是无穷无尽的，计时工具的发明很大程度促进了生产力发展，是很多现在历法计算的基础 。

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