用一根長為1米的細線，在線的一頭拴一把小鐵鎖，把細線的另一頭係到門框上的一根釘子上。輕輕推一下鐵鎖，鐵鎖便擺起來了。類似這樣的裝置就叫單擺。細線的長度叫做擺長。
單擺靜止的時候是垂直於地麵的，這時候擺所處的位置叫平衡位置。單擺從平衡位置向左（或右）擺動，又經過平衡位置向右（或左）擺動，最後返回平衡位置所用的時間，叫單擺的運動周期。
在擺動中，單擺離開平衡位置的最遠距離，叫做振幅。
用一個帶秒針的鍾表就可以測量單擺的周期。設一點為A，另一點為B，平衡位置為C，從A點開始記時，當擺錘從A點擺向B，由B返回擺向C，又返回到A點總共用的時間就是一個周期。如果你做的擺擺長是1米，那麼它的周期大約是2秒。
但是，這樣測出的周期總是不太準確，因為你既要看表又要看擺，難免不出誤差。為了測得更準，你可以先測出單擺擺動100個來回所費的時間，取一個平均值，這就是單擺一個周期的時間。這樣測出的結果會準確得多。學會測周期以後，你就可以通過實驗來研究一下擺的周期和哪些因素有關了。
把小鐵鎖換成一個更重一點的東西，比如一把大一點的鐵鎖。注意保持擺長不變，你會發現它的周期還是那麼長。這說明單擺的周期和擺錘的重量沒有關係。
推動單擺的時候，用較大的振幅和較小的振幅各試一次（擺幅最大不要超過5°），分別測一下擺的周期。你會發現，周期和振幅的大小也沒有關係。所以在空氣阻力的作用下，雖然擺幅會逐漸減小，但單擺來回擺動一次的時間還是那麼多。
改變一下擺長，或者再做一個擺長不同的擺，你會發現：擺長改變了，單擺的周期會改變。擺長越短，周期也越短（但是二者並不成正比）。
以上的實驗說明：單擺的周期和振幅沒有關係，和擺的重量沒有關係，隻和擺長有關係。這個原理就叫單擺的等時性原理。
單擺的等時性原理是意大利科學家伽利略發現的，伽利略發現這個原理之後，一直想用單擺的周期來指示時間。
在他活著的時候，這個想法一直未能實現。直到1656年，才由荷蘭科學家惠更斯實現了伽利略的遺願，製成了歐洲第一座擺鍾，從此，鍾表製造業就發展起來，鍾表上用的擺也不斷地得到改進，出現了遊絲和擺輪。
做一個擺長30厘米左右的單擺，利用鍾表計算一下1秒鍾內它擺動幾次（單擺擺過去再擺回來算一次），這個數值叫做單擺的頻率。你會發現，擺長一定，擺的頻率也是一定的。
頻率的單位叫赫茲，也常用“周/秒”（讀作“周每秒”）來表示。從這裏可以看出：
如果周期是2秒，頻率就是周/秒；周期是秒，頻率就是3周/秒。
近年來，機械表中出現了一種“高頻表”。這種表的擺擺動起來周期短，頻率高，所以又叫“快擺”表。
高頻表為什麼受歡迎呢？原來，擺的頻率越高，就越不容易受外界影響，指示鍾點就越準確。有人作過比較，擺輪頻率為2.5周/秒的表，一天誤差180秒；擺輪頻率為3周/秒的表，一天誤差12秒；擺輪頻率為5～6周/秒的快擺手表，一天誤差隻有6秒。
你也許以為，一天誤差6秒鍾的手表平均每小時隻差0.25秒，夠準確的了，何必還要研究更精密的鍾表呢？
我們再做個實驗，你就會明白為什麼需要更精確地計量時間。
伸開手指，用消過毒的縫衣針（或大頭針），輕輕刺你一下。這時，你的手會猛然縮回來，等到手縮回來了，你才感覺有點兒疼。你能測出手指動作的時間嗎？
上邊的實驗說明，針刺到你的手上，你手上的神經可以在幾百分之一秒的時間內把信號傳到脊髓，同時向大腦報告。脊髓指揮手指縮回也是很快的。等你感到痛，已經是半秒鍾以後的事情了。
在現代化的工業生產、科學研究和軍事活動中，精確地計量時間是非常重要的。
火星是運動著的星球，從地球發往火星的飛船，如果起飛時刻差上1‰秒，飛船的著陸點就會差上15千米。