水钟的设计思路（水钟里的数学）

武汉为古云梦泽地带，江汉平原的中心，这里的湖泊之多，可称为“千湖之城”。其中武汉长江大桥，武汉长江二桥等桥梁架起了武汉三镇，水文化在这里繁荣发展。

走进武汉科技馆水展厅，你会看到一座多彩的水钟屹立其中，钟的上半部分由数字，球型玻璃和玻璃管组成，下半部分是两个球型玻璃，里面充满蓝色液体，它叫虹吸水钟，是一件融汇了科学与艺术的展品，包含了滴漏计时、虹吸技术、单摆原理和能量转换等技术原理。

水钟是藉由水的重力带动钟摆并蓄积水量，当水位高度超过玻璃弯管时即产生虹吸作用，将水迅速吸排至一定位置，水钟藉由钟摆和多组的虹吸管循环运作来计算时间。水钟左边为小时柱，每一个瓶代表一个小时；右边为分钟柱，每一个瓶代表二分钟。

水钟在中国又叫做“刻漏”，“漏壶”。中国的水钟，最先是泄水型，后来泄水型与受水型同时并用或两者合一。自公元85年左右，浮子上装有漏箭的受水型漏壶逐渐流行，甚至到处使用。

事实上，水钟是整个古代世界报时的标准方式，它于公元前6世纪传入中国。水钟曾在雅典等城市成为一道常见的景观，如今在这些城市中已发现公元前35年左右建造的“城钟”的遗迹。这种钟的运行由一块浮标控制，当水从底部的一个小出口慢慢流出时，浮标也一点点地下沉。浮标大概与一根圆杆相连接。圆杆在下沉时使指示柄随之移动。通向水井的台阶的磨损程度表明，每天都要给蓄水池倒满水。

现在，钟表蓬勃发展，水钟慢慢的退出了主流舞台，但它代表的文化，孕育的科学知识让我们一代一代人流连忘返。

来源：武汉科技报

记者：任文 盛甜 肖凯

编辑：赵赵

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