科学发明的故事
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科学发明的故事--陀螺的发明
陀螺仪简称“陀螺”,亦称“回转仪”。主要由1个高速旋转的转子支承在1个或2个框架(亦称“平衡环”或“常平架”)中所组成。陀螺仪对各种交通工具的发展具有重要意义。陀螺仪源于我国。开始是作为玩具出现的。山西夏县新石器时代的遗址中,就发掘到了石制的陀螺。说明陀螺在我国已有5000年左右的历史。 1700多年前的晋代,我国出现了另一种有趣的玩具??竹蜻蜓。这种玩具18世纪传到欧洲后,被西方人称为“中国陀螺”。
可见真正的陀螺比这更早传到了外国。何以把竹蜻蜓叫“中国陀螺”呢?原来正式提出“陀螺”这个术语的是19世纪中叶的法国物理学家传科。英语陀螺即“回转体’的意思,陀螺是在地上转的回转体,竹蜻蜓是在空中转的回转体,故竹蜻蜓亦可说是种陀螺。1889年,奥地利军官奥波里首先将陀螺应用在军事上,他设计成功世界上第1架陀螺自动操纵舵,并把它装在鱼雷上。装有这种仪器的鱼雷,能准确无误地击中目标。此后,陀螺被不断用于各种交通工具上。
拓展:简介
陀螺又名【的喽】河南中原一带这么称呼,传统古陀螺大致是木或铁制的倒圆锥形,玩法是用鞭子劈(现在是拉靶子)。现代已有各式各样的材质(例如:钢铁,塑料等)与形状(例如:坨坨型)出现。当然,还有一些“手捻陀螺”十分普及。
陀螺,是青少年们十分熟悉的玩具。现在,这种玩具风靡全世界。中国是陀螺的老家。从我国山西夏县 新石器时代的遗址中,就发掘了石制的陀螺。可见,陀螺在我国最少有四、五千年的历史。
在1700多年前的晋代,我国还出现了另一种有趣的玩具——竹蜻蜓。这种玩具18世纪传到欧洲后,被西方人称为“中国陀螺”,可见,真正的陀螺比这更早到传到了国外。
为什么把竹蜻蜓叫做“中国陀螺”呢?原来正式提出“陀螺”这个术语的,是19世纪中叶的法国物理学家博科。在英语中,陀螺就是“回转体”的意思。陀螺是在地上转的回转体,竹蜻蜓是在空中转的回转体,所以竹蜻蜓也可以说是一种陀螺。
这样看来,凡是回转体都可以看作是陀螺。象我们玩的空竹,杂技里的转碟、耍盘子、扔帽子,飞速旋转的芭蕾舞,都是利用了陀螺原理。我们周围的世界中,到处可以看到陀螺。小到原子,大到地球,都可以看成回转的“陀螺”。
陀螺制作
纸陀螺
纸陀螺的大小不拘,可以随意制作。制作方法是,用圆规在表纸上画三个圆圈,再将圆圈用剪刀剪下来。剪好之后,在一个圆圈上,画上自己喜欢的图案,然后在图案上着色。再将三个圆用胶水重叠在一起,黏好,再压平。然后再用锥子在圆心的地方,钻一个小孔,再用牙签或削好的尖形竹筷子,穿过圆心,尖端朝下,就完成了。
铜钱陀螺
铜钱陀螺,材料有铜钱、小木棒和纸。它的制作方法是,先用牙签或小木棒,沾些胶水,紧紧地卷上纸条儿,但是要注意,这个厚度必须和钱孔或是铁片小孔的大小刚好密和了。
线轴陀螺
线轴陀螺制作材料有线轴、小木棒、纸、锯子。首先将线轴的一端锯断,注意要锯得光滑才行,然后着上彩色图案。再将竹筷子的一段,其中的一端削尖削圆,卷上纸条儿,同样的,纸的厚度一定要和线轴中央的小孔一样大,才不会松落。卷好之后,将木棒塞入线轴的孔内,注意要塞紧,而且要保持轴心的垂直。
竹陀螺
竹陀螺是用竹子做成的,因为它是空心的,竹管上有小孔,转动的时候,会发出嗡嗡的声音,也有人称它为地铃,或是「竹制响螺」。由于它和普通陀螺的形状不同,有一根轴柄,所以又称之为「有柄响螺」。它的制作方法是,先锯一段直径约5公分,长6.5公分的竹管,在竹管上挖一宽0.5公分,长3公分的小长孔,做为发声之用。
陀螺 再削一支竹棒做轴,然后用薄木板做成两块圆板,圆板的直径,大概是跟竹管内壁的圆周是差不多的,再将两块圆板中央挖洞,用强力胶紧黏在竹管内壁上下,再将竹轴穿插木板中央,要注意竹轴下端短而尖,而上端比较长。另削一竹片,并钻孔,用一长棉绳穿过竹片小孔,缠在竹棒上就可玩耍了。
木制陀螺
木制陀螺也是中国传统的陀螺。木陀螺是一种钟形,而能在地上转动的玩具,利用坚硬的木材,像蕃石榴、龙眼等树的树干做成的。过去孩子们所玩的小型陀螺,都是孩子们自己削制而成的,可以获得一种成就感,和一种自我创作成功的快乐。现在由于工业的进步,有很多大型或特大型的木陀螺,都是用机器车床制造的,没有一定的规格,通常以重量来决定陀螺的大小。
木陀螺的种类依体积大小来说,木陀螺大致可分为以下七类:
* 超小型陀螺:直径在1公分左右,体积比手指头还要小。
小型陀螺 * 小型陀螺:直径在4到5公分左右,通常十岁以下的孩子所玩就是这种。
* 中小型陀螺:重量在10公斤以下,小学五、六年级的同学可玩这种陀螺。
* 中型陀螺:重量约15公斤至三十公斤以内,13岁以上的孩子可玩这种陀螺。
* 大型陀螺:直径在45公分以上,重量在31公斤以上,是一种适合成年人玩的大陀螺。
* 特大型陀螺:重量在50公斤左右。
* 陀螺王:重量高达70公斤以上。桃园大溪的陀螺王,最高记录已有187.5公斤。
小型木陀的分类,继续要介绍的是小型木陀的分类。因功能的差异分为下列三类:
* 针钉陀螺:尖端为钉形或圆珠形,适宜旋转。
* 剑钉陀螺:尖端成剑尖形,不但适宜于旋转,而且兼有劈击的功能。
* 斧钉陀螺:尖端像斧形,用力劈击时可以将别人的陀螺分解成两半,所以有「杀手」陀螺之称。
塑胶类陀螺
塑胶弹簧陀螺,这种陀螺是塑胶工厂所制造的,整个陀螺分成上下两节,上节是按钮和弹簧装置,下节是有孔响螺。
金属陀螺陀螺的起源与发展 陀螺的起源因年代久远并无详细纪录可供查考,但是在新石器时代的遗址中出土过陀螺,如江苏常州出土的新石器马家窑文化 木陀螺及山西龙山文化遗址中出土陶陀螺;目前文史记载则多以宋朝时出现的一种类似陀螺的玩具为开端,称做“千千”(或称千千车);那是一个中心轴(铁制)长约一寸的圆盘形(直径约四寸)物体,用手捻在盘中旋转,比赛谁转得久,这是当时身处深宫後院的嫔妃宫女用以打发寂寥时光的游戏之一。
在台湾 故宫博物院收藏的宋代苏汉臣(开封人,曾在北宋徽宗 宣和画院当过招待,以刘宗古为师,工于释道人物之画,尤其婴戏画更有独创之功力)《婴戏图》中,画面的前方有两个孩童,正打著陀螺玩耍,也证实当时确有倒钟体的陀螺出现,由画面考察, 当时的陀螺应是木制的,像个圆锥体,用绳子缠好了,往地上前抛後扯,陀螺便在地上旋转起来。当它速度慢下来时,再用绳子不断抽打它的侧面,如此便可转个不停。
一直到现在,大陆北方的儿童在冬季及早春时节还流行这样的玩法,尤其在结得厚实的冰面上抛打,更别有乐趣。另外一幅苏汉臣的作品《秋庭戏婴》中,有个推枣磨的道具,利用两个枣子,加上一个剖了一半的枣子作成支架而成枣磨玩具,那是一种旋转、平衡的游戏,游戏时,谁能让枣磨保持平衡、转得久,谁就获胜;这幅画也能证明当时已有多元的陀螺玩具型态出现。
明朝《帝京景物略》记载,陀螺者,木制如小空钟,中实而无柄,绕以鞭之绳而无竹尺,卓于地,急掣其鞭。一掣,陀螺则转,无声也。视其缓而鞭之,转转无复往。转之疾,正如卓立地上,顶光旋旋,影不动也。其小空钟形体、中实无柄、绕以鞭之绳等描述,证之明代晚期的陀螺已跟今日的鞭打陀螺无异;刘侗的诗歌《杨柳活》撰述:杨柳儿活,鞭陀罗,这时期“陀螺“一词已正式出现。