候风地动仪的作用有什么,地动仪的作用是什么?

发布时间:2020-07-10 12:36:34

候风地动仪的作用有什么,地动仪的作用是什么?

网友回答

候风地动仪是我国东汉时期天文学家张衡于132年制成。它仪用精铜制成,外形像一个大型酒樽,里面有精巧的结构。如果发生较强的地震,它便可知道地震发生的时间和方向。
  候风地动仪是世界上第一架测验地震的仪器,功能非凡。在我国科学史上,没有什么比候风地动仪更为引人注目。
  候风地动仪是东汉时期天文学家张衡创制的,用于测知地震的时间和方位。
  《后汉书·张衡传》详细记载了张衡的这一发明:候风地动仪用精铜制成,形如酒樽,内部结构精巧,主要为中间的都柱和它周围的8组形如蟾蜍的机械装置。都柱相当于一种倒立型的震摆。
  在候风地动仪外面相应地设置8条口含小铜珠的龙,每个龙头下面都有一只蟾蜍张口向上。如果发生较强的地震,都柱因受到震动而失去平衡,这样就会触动8道中的一道,使相应的龙口张开,小铜珠即落入蟾蜍口中,由此便可知道地震发生的时间和方向。
  从《后汉书·张衡传》的记载来看,候风地动仪应为一件仪器,而不是两件。张衡通过自己巧妙的设计,使地震时仪体与“都柱”之间产生相对运动,利用这一运动触发仪内机关,从而将地震报出。
  张衡的地动仪不仅在古代具有重要影响,也使现代研究者产生了极大兴趣,很多人就其对地震的反应机制和内部结构提出不同的设想。
  从现代地震学知识来看,地震过程复杂多变,前震后震强弱不同,方向也相异,要寻找震源只可能从多个台站的记录依时间差推算,这在古代是不可能的。
  但是张衡的地动仪在设计中的确考虑了方向因素,“寻其方面,乃知震之所在”,就反映了这一点。这也并非完全不可能。
  如果候风地动仪做到了感知一二级的微震,它应对远处震中传来的初波也就是P波敏感。初波的地面移动方向与震源方向一致,是纵向波,所以龙吐丸的方位应能显示一定量的方向信息。
  当然,这并非绝对,因为地动仪的灵敏度也会有一定限制。当地震的前锋纵波不够强时,地动仪可能会对之无动于衷,但后继横波却有可能把铜丸震落,这样落丸方向与震源就没什么关系了。
  由此,张衡的地动仪对于烈度为三级的弱震,是可以测报出来的。
  张衡地动仪的工作原理是以古代“候气”的理论,即“葭灰占律”的方式,所以称为“候风地动仪”。
  在选定的位置深埋入地一根大柱,像远古人们建房时的草房的中心柱,这个柱子用来感应来自地层的地震波。为了避免地面环境对“都柱”的影响,在适当的深度把柱周围掏空,或者先掘土井,然后将大柱埋入压实,距离地面相当距离使柱体与井壁分离,避免来自地面影响对“都柱”的干扰。
  柱顶收缩为一个有凹面或空心管的顶端。在顶端凹面或空心管上置一铜球,铜球直径和顶端凹面或空心管直径可以根据灵敏度需要制订,这就克服了“倒立柱”制作中摩擦系数的难题。
  都柱顶端放置铜球,犹如旗杆顶端的装饰圆球。在“都柱”开始收缩的地方,按东、南、西、北、东南、西北、西南、东北八个方向伸出8条轨道。
  当埋入地下的都柱感受到地震波在地层中传播时,会使都柱产生相应的位移。
  都柱受力位移,位于都柱顶端的铜球中心偏离重心,向力量来源相反方向脱落,都柱四旁8条伸向不同方向的轨道之一承接并导引向相应方位,触动龙口机关,龙口所含铜珠吐出,从而判定地震来源方向。
  综上所述,张衡创制的候风地动仪,是我国古代侦测地震的仪器,也是世界最早的地震仪,它并不能预测地震,其作用只是遥测地震时间和方向。
  候风地动仪在当代研究者中产生广泛影响,有许多人根据自己体悟的方法,各自复制不同的地动仪。可见其影响之深远。

网友回答

张衡下决心要在地震研究方面有所突破。他为了掌握地震的情报,得到比较完整的准确的地震记录,他经过多次试验,终于在公元132年,发明并制造出了我国也是世界上第一架测报地震的仪器——“地动仪”。
  这架地震仪是用精铜铸成,直径8尺,形状像个大酒坛,坛顶上有个突出的盖子,可以打开,坛下部雕刻着山龟鸟兽的花纹。坛内部有一个中枢机械“都柱”——一根上粗下细的柱子。柱子紧挨着8道机关,和8道机关相连接的是仪器外围镶着的8条头朝下的龙,8条龙的龙头分别对准东、东北、北、西北、西、西南、南、东南8个方向。每个龙头的嘴里都衔着一个铜球。对准龙嘴蹲着8个铜蛤蟆,昂着头,张着嘴,像期待着什么。
  如果什么地方发生了地震,仪器中间的立柱就倒向震区所在的方向,随即触动那个方向的机关,连接在那个机关上的龙头就张开嘴巴,吐出铜球,铜球即掉进蛤蟆的嘴里,并发出“哐啷”的响声,给管理人员报信,告知震源的方向。
  张衡研制的这台地动仪,相当灵敏、准确。公元138年的一天,地动仪正西方向的龙嘴突然张开,铜球准确无误地落到了蛤蟆嘴里,管理人员随即报告“西方发生地震”。但当时住在洛阳的人丝毫没有感觉到,人们开始表示怀疑。但是没过几天,便有人从陇西赶来报告,说那里发生地震。经核对,时间正是龙头吐球之时,人们这才信服了地动仪,赞叹它的灵敏,千里之外发生地震,居然能感之如此准确!说明这台地动仪的精密程度已达到相当高的水平。
  张衡发明的地动仪,是世界上最早的测定地震方法的仪器,比欧洲利用水银溢流记录地震的仪器早1700多年。张衡发明的地动仪,也是人类历史上用科学方法观测地震的开始,它揭开了地震科学的新纪元。
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