1.
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◎觀念 1 時間
1. 太陽日
圖 1-1 仰角示意圖
自古以來，人們藉由觀察日月星辰的規律
變化，訂出年、月、日等時間計量單位。根據
人們的觀測，太陽連續出現兩次最大仰角所經
歷的時間定為一個「太陽日」，雖然「太陽
日」的時間長短會隨季節而變化，但是兩個夏
至（正午影子最短的那一刻）之間的時間長度
卻很穩定，約是 365 又 1／4 個「太陽日」，因
此以這樣的日數定義為「一年」，一年中各太
陽日的平均值稱為一個平均太陽日，即所謂的
「一日」。一日有 24 小時，1 小時分成 60 分
鐘，1 分鐘又細分成 60 秒。【南版】
▲ 知識便利貼：秒的定義【南版 110】
西元 1967 年，世界度量衡標準會（CIPM）以銫原子釋放的輻射波頻率作為時間計時的依據，將
「1 秒」定義為這種輻射波振動 9,192,631,770 次所需的時間。銫原子鐘非常準確，三百萬年內誤差還
不到 1 秒。
2. 計時工具
圖 1-2 日晷 圖 1-3 擺鐘
過去人們利用竿影和沙漏等會隨著時間規律變化的工具來計時；現今人們則使用機械鐘、擺
鐘、石英錶和電子錶等較精確的計時器來計時。
隨著科學的進步，科學家訂定以銫原子產生之輻射的振盪次數作為計時標準，稱為原子鐘，
目前國際單位制所使用的時間單位「秒」，就是以原子鐘制訂的。【康版】

2.
2
★ 考前複習
1. 時間的單位
年 地球繞太陽公轉一周，所經歷的時間為一年。
天
太陽連續出現兩次仰角最大所經歷的時間為一個太陽日。
一年中各太陽日的平均值為 1 平均太陽日（一天）。
秒 時間的基本國際單位，由銫原子鐘（目前最精確計時的工具）的振盪定義。
2. 時間單位換算：1 平均太陽日＝24 小時＝1440 分＝86400 秒。
3. 計時工具：具有 規律變化 （不需週而復始）的特性，即可測量時間，如沙漏、日晷、月相等。
4. 時刻 t 與時間△t 的區別
(1)時刻 t：某事件發生或結束的那一瞬間或那一剎那。ex.第 1 秒、第 2 秒…等。
▲「第 1 秒末」，又稱「第 1 秒」，同時也是「第 2 秒初」。
(2)時間△t：事件發生的長短。△t＝t2－t1。ex.4 秒內(0 秒～4 秒)、第 4 秒內(第 3 秒～第 4 秒)。
★ 試題精選 1
1. 古人利用日、月東升西落的現象來測量時間，因而訂出太陽日，有關太陽日的定義，下列各項敘
述何者正確？
(A)每天太陽從出現到落下所經過的時間 (B)連續兩次太陽升起所經過的時間
(C)連續兩次太陽出現在天頂所經歷的時間 (D)連續兩次太陽落下地平線所經歷的時間
2. 下列有關測量時間的裝置之敘述，何者錯誤？
(A)能隨時間規律變化 (B)具有重複發生的現象
(C)日晷、竿影、沙漏皆能用來計時 (D)目前國際公制使用的時間單位「秒」是以石英錶制定的
◎ 回家練習 1(每題 10 分，共 100 分)
1. 下列有關太陽日的敘述，何者錯誤？
(A)一個平均太陽日等於 86400 秒
(B)在同一年中，各個太陽日的長短均相同
(C)一年中各個太陽日的平均值為一個平均太陽日
(D)太陽連續兩次在天空中高度角最大的位置時，所經歷的時間為一個太陽日
2. 下列有關太陽日的敘述，何者正確？
(A)太陽連續兩次出現在天頂所經歷的時間為一個平均太陽日
(B)一年中各個太陽日的平均值為一個平均太陽日
(C)同一年中，各個太陽日的長短皆相同
(D)一個太陽日等於 24 小時
3. 下列有關時間的敘述，哪一項錯誤？
(A)一年中各太陽日的長短並不一致
(B)手錶的秒針跳動一次所需的時間為 1 秒
(C)單擺擺動一次的時間為 1 秒
(D)有些具有規律變化但並無週而復始的現象，亦可用來測量時間
1 2 3 4 5
0
第 1 秒內 第 2 秒內 第 3 秒內 第 4 秒內
4 秒內
時軸(秒)
計時
開始
第
秒
末
2
第
秒
2
第
秒
初
3
(
)
第
秒
末
1
第
秒
1
第
秒
初
2
(
)
第
秒
末
3
第
秒
3
第
秒
初
4
(
)
第
秒
末
4
第
秒
4
第
秒
初
5
(
)
三種時刻
描述方式
二種△t 描述方式

3.
3
4. 下列有關時間的換算關係，何者錯誤？
(A)一個星期為 10080 分鐘 (B)半分鐘為 1／120 小時 (C)半天為 86400 秒 (D)兩天為 2880 分鐘
5. 有關時間單位的換算，下列敘述何者錯誤？
(A)一太陽日，恰等於 24 小時 (B)一年有 365 又 1／4 平均太陽日
(C)一分鐘等於 1／1440 平均太陽日 (D)一分鐘有 60 秒
6. 下列何者計時花費的時間需要最長？
(A)時鐘的時針轉一圈 (B)地球繞太陽公轉一圈 (C)地球自轉一圈 (D)月球繞地球公轉一圈
7. 下列何者最適合用來作為計時的工具？
(A)竹竿的影子 (B)樓梯的級數 (C)手掌的大小 (D)走路的步伐
8. 上課時老師問小順一個問題，題目是：用下列何者當作計時工具，精確度最不好？
(A)單擺 (B)石英錶 (C)沙漏 (D)脈搏跳動
9. 下列哪一項計時的工具由於精準度最差，最不適合做為計時的工具？
(A)石英鐘 (B)日晷 (C)脈搏 (D)竿影
10.下列現象，何者不適宜用來測量時間？(A)蠟燭燃燒 (B)節拍器 (C)沙的滴漏 (D)閃爍的星光
知識補給站：時間的測量
比較規律而重複發生的現象都可用來測量時間，測量的方法為計算重複的次數，例如計算單
擺擺動的次數或石英晶體週期性振盪的振盪次數等。為達更精確的時間標準，目前已發展出原子
鐘，使用原子產生之輻射的週期性振盪作為時間標準，其中銫原子鐘非常穩定，依目前科技的精
密度推算，約一百億年才會產生 1 秒的誤差。【康版 110】
知識補給站：時間
任何有規律的現象，都可作為時間的單位或測量工具，例如：日夜交替、月亮圓缺與季節變
化的週期，分別可作為日、月與年的計時單位，而日、月本身就是判斷時間的最簡單工具。
隨著社會的演進與需求，測量工具從日晷、沙漏、單擺到鐘錶，單位從日、時、分到秒，時
間的測量愈來愈方便與準確。【翰版 108】
知識補給站：太陽日與平均太陽日
地球繞太陽公轉的軌道為橢圓形，因此各太陽日的長短並不一致，科學家取一年中各太陽日
的平均值定為平均太陽日，一個平均太陽日等分為 24 小時，1 小時等分為 60 分鐘，1 分鐘再等分
為 60 秒，即一個平均太陽日相當於 86400 秒。【南版 110】
知識補給站：平均太陽日
時間的單位經過不斷的演變與選擇，目前是以秒為時間的基本單位。早先對秒的界定是來自
平均太陽日，太陽日是指同一地點連續兩次正對太陽的時間間隔，但太陽日因季節不同而有些微
變化，將一年內所測得的太陽日予以平均，所得的平均值，稱為平均太陽日。一個平均太陽日可
分成 24 小時，1 小時分成 60 分鐘，1 分鐘分成 60 秒，因此時間的基本單位「秒」就定義為一個
平均太陽日的 86400 分之一。
平均太陽日並不是恆久不變的，西元 1967 年國際度量衡會議決定，採用以銫-133 原子鐘所發
出特定波長的頻率，作為「秒」的基準根據。這種原子鐘非常穩定，幾乎不受環境變化的影響，
而且各地的實驗室都能複製這個標準。目前為止，國際間仍沿用此標準。有了計時的基準與工
具，要測量物體移動的快慢就方便多了。【翰版 108】

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知識補給站：平均太陽日
右圖為一年 365 日中每日時間和平均日時間的誤差，由圖
可見最長的一天與最短的一天差異大約可達半小時（30 分）。
為求時間單位的統一，現行所使用的「一天 24 小時」，實際上
是將一年中每個太陽日平均後的結果，又稱「平均太陽日」。
【翰版高中地科 110】
知識補給站：石英錶
石英錶以電力來維持石英晶體的週期性振盪，最好的石英錶其計時一年的誤差不超過 0.02
秒。手機的時間乃是基地臺接收到 GPS（global positioning system）衛星裡的原子鐘取得。【康版
110】
知識補給站：太陽日與恆星日
○
1 太陽日（右圖 1、3 所經歷的時間）：太陽連續兩次正對地球上
某處子午線所經歷的時間（地球上每個地方都會有自己的子午
線， 把所在位置的正北方、正南方及天頂三點連線起來的那條
線，就稱為該位置的子午線）。
○
2 3 恆星日（右圖 1、2 所經歷的時間）：太陽系外的某顆恆星連
續兩次正對地球上某處子午線所經歷的時間。恆星日都比平均
太陽日短了大約 3 分 56 秒。【翰版地科】
知識補給站：擺的等時性
擺的等時性是指擺角不大於 10°時，擺在擺動的過程中，即使擺角有變動，但每一次來回擺動
所需的時間都相同。【康版 110】