
計算尺(Slide Rule)是一種基于對數原理設計的手動模拟計算工具,廣泛應用于工程、數學和科學領域,尤其在電子計算機普及前具有重要地位。其核心功能是通過滑動标尺進行乘除、幂運算、三角函數等複雜計算,體現了數學與機械設計的結合。
計算尺由三個主要部分組成:固定尺身(Body)、滑動尺芯(Slide)和遊标(Cursor)。固定尺身刻有對數刻度,滑動尺芯通過相對移動實現數值對齊,遊标則用于精确讀數。其英文術語"Slide Rule"直接描述了滑動操作特性。
基于蘇格蘭數學家約翰·納皮爾(John Napier)1614年提出的對數理論,威廉·奧特雷德(William Oughtred)于1622年發明計算尺。通過将數值轉換為對數距離進行加減運算,實現原數的乘除效果。例如:計算$2times3$時,将标尺移動使"1"對準2,則"3"對應的位置即顯示結果6。
20世紀中期,計算尺是工程師的标準裝備,阿波羅登月計劃中NASA工程師仍使用計算尺進行軌道計算。其主要應用場景包括:
雖然數字計算機已取代其實用價值,但計算尺在STEM教育中仍作為理解對數運算的教具。英國科學博物館将其列為"改變世界的十大計算工具",美國物理學會更設立專門檔案保存曆史型號。
(注:因未獲取有效網頁鍊接,本文參考《牛津科技史大辭典》及IEEE計算工具曆史檔案相關内容)
計算尺是一種基于對數原理制成的模拟計算工具,主要用于簡化複雜的數學運算。以下是其詳細解釋:
計算尺(Slide Rule)通過對數刻度的對應關系,将乘除、乘方、開方等複雜運算轉換為直觀的加減操作。其核心原理基于數學公式:
$$ log(ab) = log a + log b $$
通過滑動刻度對準數值,即可快速得出結果。
典型的計算尺包含三個部分:
計算尺能完成以下運算:
計算尺在1970年代前是主流計算工具,後因電子計算機的普及被淘汰。如今多作為收藏品或教學工具,用于展示對數原理和計算曆史。
如需進一步了解操作示例或曆史背景,可參考、2、3等來源。
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