张衡的地动仪是什么原理?
2021-10-24 13:10
您好,您所提出的问题正在研究中。
我们都知道,据史书记载,我国汉代天文学家张衡在公元132年,发明了世界上第一台测定地震方位的科学仪器——候风地动仪。它是世界上最早,比波斯(今伊朗)的类似发明早1100年,比欧洲早1700多年。据记载,公元138年,候风地动仪成功测报了陇西发生的一次六级以上地震。
虽然很厉害很辉煌,但地动仪究竟是什么原理,内部是什么构造,至今没有统一的研究成果。可能大家会觉得很遗憾,其实也不是没有记载,南北朝时期的《器准》,隋朝的《地动铜仪经》,都有记载,可惜唐以后两书均失传了。
今人研究也很火热,影响比较大的主要有两种:直立杆式和悬垂摆式。之前小学课本上还有王振铎先生复原的直立杆式地动仪,结构简单来说就是中心树立一根都柱,这根都柱的高:直径=40:1,哪个方位地震了,就往哪个方向倒,导致龙嘴里的小球掉落进响应的蟾蜍嘴里,从而测定方向。但这都柱本身就立不稳,因而受到地动仪界学者的很多质疑。
后来,国家地震台网中心冯锐教授推翻了前者,认为是利用惯性原理,需要通过悬垂摆结构来实现测定功能。见如下各图。
为了让各位更加清晰两者的区别,下面给大家两张内部结构原理图,可以对比着看一看。第一张是王振铎复原的直立杆式,第二张是冯锐复原的悬垂摆式。
当然,除此之外还有很多种想法,到底一千八百多年前,张衡是怎么做到的,有待今人继续探索。相信这一辉煌创造会在某一天揭开神秘面纱,各位加油啦!
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