第322章 擺鐘
耶卡回到雷巴村就把自己關進了屋子裡,他現在需要思考一下報時器的做法。
報時器其實就是地球上的鐘表。
對於怎樣做一個比較精準,又便宜實用的鐘表,基本地球上的高中生都知道——那就是擺鐘。
學過高中物理的都知道,一個鐘擺的擺動頻率與它的質量沒有關係,只跟重力加速度和擺的長度有關。所以有著固定長度的鐘擺的擺動頻率也是一樣的,這樣就可以顯示比較準確的時間。
但是,在費羅倫就有些麻煩了,因為有一個計時問題要解決。
耶卡以前看穿越小說,基本上在所有的穿越小說中,異世界的重力,一天的時間等等各種物理條件都是與地球一模一樣的。
但是在費羅倫,耶卡可不敢肯定它們是不是真的完全一樣。
至少他發現這個星球有許多與地球不同的東西,比如不鹹的海,沒有化石能源,有魔法的存在。
耶卡想要製作一個鐘錶,自然就會想到利用重力擺的擺鐘,可是想要精準的利用重力,就得確定費羅倫的重力加速度,要測量重力加速度就得需要準確的計時器。
這麼一想,好像事情陷入了死迴圈啊……
想來想去,耶卡最後決定採用一個笨辦法:先假定費羅倫的物理條件與地球一樣(因為他的感覺差不多),然後做出一個不太精準的擺鐘,然後再來看一天之內,這個鍾走多少時間,鐘擺擺了多少次(利用錶盤上的讀數加計算)。
而一天的時間是比較好確定的,只要在太陽下面立一個長的杆子,看杆子頂點的影子達到同一個位置時即可。
費羅倫也是一天二十四小時,一小時六十分鐘,一分鐘六十秒。
這種計算看起來複雜,其實也是就麻煩一點兒,計算一點兒都不難。
想明白思路之後,耶卡立刻從房間裡出來,找到伊麗莎白:“我需要一個優秀的銅匠,最好是一個能製作非常精緻的小物件的人。”
伊麗莎白笑了:“那你可能要花大價錢了。”
聽到錢的事耶卡就頭疼了起來,他現在最缺的就是錢,搞雷巴村的開發雖然拉了不少人入股,但是他自己是啥也沒有得到的。
“不過,為了大聖堂的準確報時,這個錢我可以向老師申請。”伊麗莎白看到耶卡表情笑得更開心了。
聽到有解決辦法,耶卡也鬆了一口氣:“那真是太好了,這樣下來應該是沒有問題了。”
雖然他說著沒有問題了,其實還是有問題的。
想要做好一個擺鐘還需要兩個關鍵東西,一個是擒縱機構,一個是齒輪。
擒縱器是一個很巧妙的結構,簡單來說它就是一個卡子,卡子下來的時候就可以把一個齒輪卡住,讓它不能轉動。等卡子升起時又可以把齒輪鬆開,讓它轉動。
把一個鐘擺跟擒縱器連線在一起,那就可以利用鐘擺有規律的搖擺,使得擒縱器以固定頻率放開齒輪,齒輪再以一定的齒數比率帶動其它的齒輪轉動,就可以分別顯出正確的秒,分,時了。
所以,除了一個精準的擒縱器外,一些精密的齒輪也是必需的。
在伊麗莎白幫忙尋找銅匠的時候,耶卡又回到房間裡開始設計鐘錶的結構。
鐘錶是一項非常緊密的事情,在地球上,鐘錶發明之後曾經誕生了鐘錶匠這種職業,以至於到了現代社會各種更加精確便宜的電子錶已經橫行於世的時候,機械錶竟然還能有一竟之地,並且為了保證它們的精確度,價格更是貴得離譜,但是它們並沒有退出歷史的舞臺,反而成為了身份的象徵。
由此也可以想象得到,機械鐘錶需要的技藝是多麼的嚴苛。
耶卡自然是沒有這種技藝,他現在只能做出最基本的鐘表,以後對更高精準的度的追求只能交給其它人了。
或者他去研發石英錶那種加工要求更低,製作更方便,也更加準確的表。
石英錶的原理說起來更加簡單,因為石英有一種特性,就是加了電壓之後會以固定的頻率震動,而且頻率比較高,一秒鐘高達三萬多次,所以只需要用電路數它的震動次數就能算出一鐘的時間,誤差輕鬆就能小到三萬分之一秒以下。所以一天的誤差最大也就兩秒多,而擺鐘的誤差卻是常常高達幾十秒的。
擺鐘的誤差雖然很大,但是與費羅倫現在所採用的計算方法誤差應該是差不多的,但是擺鐘的優勢也是肯定的,它在地球上能風靡全世界,把各種日晷水鐘漏壺統統淘汰就是原因。
根據地球上的資料,耶卡為它的鐘採用了一米長的擺,因為一米長的擺在地球上擺一次幾乎就是一秒,那一米又是多長呢?耶卡是按一碼等於零點九米算的,等比劃出長度感覺還算靠譜之後,他就決定採用這個資料,反正整個鍾都是不準確的,還要等做出來,確實的測量過時間資料才能決定,耶卡也就湊合了。
為了方便調整,鐘擺也要做成可以調節長度的型別。
決定了一米的鐘擺,那就可以做一個兩個頭的擒縱裝置,讓它在鐘擺處於擺到最高處時都能卡住齒輪,然後在鐘擺處在最低處的時候放開齒輪讓它走一個齒,這樣一來秒針就確定了。
秒針所在的齒輪上再帶上小的齒輪,小的齒輪再與一個大的齒輪相咬合……
就這樣,經過多次轉換之後,讓秒針轉六十圈的時間,分針轉一圈,而時針轉十二分之一圈,一個完成的鐘表結構就具備了。
然後又分別給鐘擺和秒針加上動力驅動裝置,動力耶卡乾脆的採用了魔法驅動,反正需要的力量也不大,一個魔晶石應該能用上很久一陣子,最後再加上調校裝置和報時裝置。
再一看自己設計的齒輪數,已經有十數個之多,這麼一看,他終於明白為什麼自己小時候拆的鐘表裡齒輪都那麼多的原因了。
檢查了自己的設計圖沒有問題之後,他終於鬆了一口氣,下面就看製作的了。
製作精度是非常影響計時精度的。
在費羅倫除了昂貴的魔法計時器外,還有大量的水鍾。
水鍾光是聽名字就知道是什麼樣的原理,其實就是滴漏,水滴以一定的速率從小孔裡滴下來,然後弄一把尺子浮在水面上,光是看尺子露出來的高度就能確定時間。