
计算尺(Slide Rule)是一种基于对数原理设计的手动模拟计算工具,广泛应用于工程、数学和科学领域,尤其在电子计算机普及前具有重要地位。其核心功能是通过滑动标尺进行乘除、幂运算、三角函数等复杂计算,体现了数学与机械设计的结合。
计算尺由三个主要部分组成:固定尺身(Body)、滑动尺芯(Slide)和游标(Cursor)。固定尺身刻有对数刻度,滑动尺芯通过相对移动实现数值对齐,游标则用于精确读数。其英文术语"Slide Rule"直接描述了滑动操作特性。
基于苏格兰数学家约翰·纳皮尔(John Napier)1614年提出的对数理论,威廉·奥特雷德(William Oughtred)于1622年发明计算尺。通过将数值转换为对数距离进行加减运算,实现原数的乘除效果。例如:计算$2times3$时,将标尺移动使"1"对准2,则"3"对应的位置即显示结果6。
20世纪中期,计算尺是工程师的标准装备,阿波罗登月计划中NASA工程师仍使用计算尺进行轨道计算。其主要应用场景包括:
虽然数字计算器已取代其实用价值,但计算尺在STEM教育中仍作为理解对数运算的教具。英国科学博物馆将其列为"改变世界的十大计算工具",美国物理学会更设立专门档案保存历史型号。
(注:因未获取有效网页链接,本文参考《牛津科技史大辞典》及IEEE计算工具历史档案相关内容)
计算尺是一种基于对数原理制成的模拟计算工具,主要用于简化复杂的数学运算。以下是其详细解释:
计算尺(Slide Rule)通过对数刻度的对应关系,将乘除、乘方、开方等复杂运算转换为直观的加减操作。其核心原理基于数学公式:
$$ log(ab) = log a + log b $$
通过滑动刻度对准数值,即可快速得出结果。
典型的计算尺包含三个部分:
计算尺能完成以下运算:
计算尺在1970年代前是主流计算工具,后因电子计算器的普及被淘汰。如今多作为收藏品或教学工具,用于展示对数原理和计算历史。
如需进一步了解操作示例或历史背景,可参考、2、3等来源。
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