地动仪的原理是什么? 地震仪的工作原理是什么?

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东汉时期,我国地bai震频繁。据《后汉书》记载,从公元96年到125年的30年间,就有23年在我国各地发生过地震、山崩、地裂或地陷等灾害。119年2月的一次地震,在京师洛阳和其他42个郡国地区,都或重或轻地受害。有的地方地面陷裂,有的地方从地下喷涌出水,有的地方城郭房屋倒塌,压死了人。那时候,人们对地震现象还不能解释,封建统治者借此宣扬神学迷信。东汉时候的伟大科学家张衡,冲破了神学迷信的束缚,发明和制造了人类历史上第一台观测地震的科学仪器——地动仪。《后汉书·张衡传》记载了他发明的这台地动仪。张衡发明的地动仪,是世界最早的地震仪。它是利用物体的惯性来拾取大地震动波,进行远距离测量的,这个原理至今仍然沿用。在国外,直到公元13世纪,古波斯的马拉哈天文台才有类似的仪器,18世纪,欧洲才出现了利用水银溢流来记录地震的仪器。可惜,张衡发明的那台地动仪不知在什么时候失毁了,现在我们看到的地动仪的模型,是解放以后,我国科技工作者,凭借现代科学知识,参照《后汉书·张衡传》里的简略记载,经过多方面钻研制成的。
这是地动仪的模型,地动仪原件由精铜铸成,中间的圆径八尺,顶上有突出的子仪器的外表刻有篆文以及山龟、鸟兽等图形,外部有八条龙,八只蟾蜍,按八方布列,龙头和内部的发动机相关连,每个龙头的嘴里都有一粒铜球内部中央垂直立着一根都柱,上粗下细,重心高,支面小,重心不稳,只要一点微弱的震动,便会倾斜,遇到哪里发生地震,地震波伟到仪器,由于惯性作用,都柱便会朝此方面倒去都柱触动械杆与其相连的龙头,就会张口吐出铜球,铜珠落在蟾蜍的嘴里,发出声响,人们就知道哪里发生了地震.
地动仪用精铜制成,圆经八尺,合盖隆起,形似酒樽。表面作金黄色,上部铸有八条金龙,分别伏在东、西、南、北及东北、东南、西北、西南八个方向。龙倒伏,龙首向下,龙嘴各衔一颗小铜球,与地上仰蹲张嘴的蟾蜍相对。地动仪空腔中央,立一根铜柱,上粗下细。铜柱周围有八根横杆,称为“八道”,各与一龙头相连。铜柱是震摆装置,八道用来控制和传导铜柱运动的方向。在地动仪受到地震波冲击时,铜柱就倒向发生地震的方向,推动同一方向的横杆和龙头,使龙嘴张开,铜球下落到蟾蜍嘴中,并发出响声,以提示人们注意发生了地震及地震的时间和方向。
一颗珠子放在平台上,如果将哪方稍微往下一按,珠于就向哪方滚动。又如我们点亮一支蜡烛,将它放在一张不平的桌子上,它总会向低的一方倒。地动仪就是根据这些简单的原理设计的。地动可以传到很远的地方,只不过太远了人就感觉不到了,但地动仪能准确地测到。
但是中国科学家认定地动仪的工作原理应该是“悬垂摆原理”,即地动仪是利用了一根悬挂柱体的惯性来验震的,而非当今历史教科书所说的在仪器底部简单地竖立一根直立杆。

据学者们考证,张衡在当时已经利用了力学上的惯性原理,“都柱”实际上起到的正是惯性摆的作用。同时张衡对地震波的传播和方向性也一定有所了解,这些成就在当时来说是十分了不起的,而欧洲直到1880年,才制成与此类似的仪器,比起张衡的发明足足晚了一千七百多年。
  关于地动仪的结构,目前流行的有两个版本:王振铎模型(1951年),即“都柱”是一个类似倒置酒瓶状的圆柱体,控制龙口的机关在“都柱”周围。这一种模型最近已被基本否定。另一种模型由地震局冯锐(2005年)提出,即“都柱”是悬垂摆,摆下方有一个小球,球位于“米”字形滑道交汇处(即《后汉书·张衡传》中所说的“关”),地震时,“都柱”拨动小球,小球击发控制龙口的机关,使龙口张开。另外,冯锐模型还把蛤蟆由面向樽体改为背向樽体并充当仪器的脚(见上图)。该模型经模拟测试,结果与历史记载吻合。(详见参考资料)

东汉时期,我国地震频繁。据《后汉书》记载,从公元96年到125年的30年间,就有23年在我国各地发生过地震、山崩、地裂或地陷等灾害。119年2月的一次地震,在京师洛阳和其他42个郡国地区,都或重或轻地受害。有的地方地面陷裂,有的地方从地下喷涌出水,有的地方城郭房屋倒塌,压死了人。那时候,人们对地震现象还不能解释,封建统治者借此宣扬神学迷信。东汉时候的伟大科学家张衡,冲破了神学迷信的束缚,发明和制造了人类历史上第一台观测地震的科学仪器——地动仪。《后汉书·张衡传》记载了他发明的这台地动仪。张衡发明的地动仪,是世界最早的地震仪。它是利用物体的惯性来拾取大地震动波,进行远距离测量的,这个原理至今仍然沿用。在国外,直到公元13世纪,古波斯的马拉哈天文台才有类似的仪器,18世纪,欧洲才出现了利用水银溢流来记录地震的仪器。可惜,张衡发明的那台地动仪不知在什么时候失毁了,现在我们看到的地动仪的模型,是解放以后,我国科技工作者,凭借现代科学知识,参照《后汉书·张衡传》里的简略记载,经过多方面钻研制成的。

这是地动仪的模型,地动仪原件由精铜铸成,中间的圆径八尺,顶上有突出的子仪器的外表刻有篆文以及山龟、鸟兽等图形,外部有八条龙,八只蟾蜍,按八方布列,龙头和内部的发动机相关连,每个龙头的嘴里都有一粒铜球内部中央垂直立着一根都柱,上粗下细,重心高,支面小,重心不稳,只要一点微弱的震动,便会倾斜,遇到哪里发生地震,地震波伟到仪器,由于惯性作用,都柱便会朝此方面倒去都柱触动械杆与其相连的龙头,就会张口吐出铜球,铜珠落在蟾蜍的嘴里,发出声响,人们就知道哪里发生了地震.

地动仪用精铜制成,圆经八尺,合盖隆起,形似酒樽。表面作金黄色,上部铸有八条金龙,分别伏在东、西、南、北及东北、东南、西北、西南八个方向。龙倒伏,龙首向下,龙嘴各衔一颗小铜球,与地上仰蹲张嘴的蟾蜍相对。地动仪空腔中央,立一根铜柱,上粗下细。铜柱周围有八根横杆,称为“八道”,各与一龙头相连。铜柱是震摆装置,八道用来控制和传导铜柱运动的方向。在地动仪受到地震波冲击时,铜柱就倒向发生地震的方向,推动同一方向的横杆和龙头,使龙嘴张开,铜球下落到蟾蜍嘴中,并发出响声,以提示人们注意发生了地震及地震的时间和方向。
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但是中国科学家认定地动仪的工作原理应该是“悬垂摆原理”,即地动仪是利用了一根悬挂柱体的惯性来验震的,而非当今历史教科书所说的在仪器底部简单地竖立一根直立杆。

解谜
  找到“垂悬摆原理”
  该课题的负责人是中国地震台网中心冯锐研究员。冯先生表示,1700多年前的地动仪究竟如何工作是首先须破译的谜团,深入研究证实,地动仪应该是“悬垂摆原理”而不是王振铎模型的“直立杆原理”。
  几十年来,国内外地震学界对王振铎模型的否定意见一直没有停。更有近现代西方学者认为张衡地动仪之所以失传,是因为它没有达到科学的要求,它不是个科学的东西。冯锐说:“看到这些严厉的批评以后,我们才感到问题的严重性。”
  历时1年多,课题组最终确认了地动仪的工作原理应该是“悬垂摆原理”,而不是“直立杆原理”。 http://baike.baidu.com/view/60377.htm

已知最早的地震仪是由中国学者张衡在公元132年制造的。这台艺术性的仪器被称之为“候风地动仪”。设计者的意图是让它能指示地震波产生和传来的方向。流传下来的记载仅提供了该仪器外观的详细描述。它是一个金属桶,直径大约2米,图3.1显示的是缩小的模型。有8条龙附在它的外侧,面朝着8个主要方向。在每条龙头下面有一只青蛙蹲着,它的嘴张开朝向龙。每条龙的口里含着小球,小球是由其内部某种机制通过小杠杆连接而固定在那里。很不幸,详细的内部机制没有被记录保留下来。 希望对你有帮助

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  • 扩展阅读:地动仪被哪个专家拆了 ... 地震仪的原理是杠杆吗 ... 真正的地动仪在哪 ... 地动仪是怎么做出来的 ... 地动仪被专家玩坏了 ... 浑天仪 ... 地动仪原理动画演示 ... 地动仪失传的原因 ... 地动仪为什么被踢出教科书 ...

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