地动仪原理,古代朴素唯物主义有哪些代表人物?张衡发明地动仪的原理是不是?
地动仪原理,古代朴素唯物主义有哪些代表人物?张衡发明地动仪的原理是不是?
古代朴素唯物主义有哪些代表人物张衡发明地动仪的原理是不是
荀子,张衡,王充,范缜等。
是。张衡发明的地动仪工作的原理是通过感测地震波来感测地震。
什么是地震波地球上的地震,大多是由于地球深处板块之间的挤压碰撞所引起。由震源向四处传播的振动,即地震波。
震源发出地震波分为纵波(P波)和横波(S波)两种。
在那个地震频发的年代,给普通民众造成的伤害是巨大的,老百姓流离失所,家毁人亡。当时的历史时期,朝廷也是没有任何办法能够预测这种天灾人祸的。张衡地震仪的发明,无疑是给当时的朝廷和百姓犹如打了一针强心剂,在灾难频发面前看到了一些曙光。张衡所在的东汉时代,地震发生比较频繁。地震引起的灾害房屋倒塌、山崩地裂、江河泛滥,给当时东汉时期人们的生活造成了极大的损失和伤害。
世界上最早的一地动仪,不同复原模型了解这件古验证器的设计原理
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,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。该模型经模拟测试,结果与历史记载吻合。那么,地动仪的内部结构究竟什么样子呢?有不少学者对此作过探讨。早在南北朝时,北齐信都芳撰《器准》,隋初临孝恭作《地动铜仪经》,都对之有所记述,并传有它的图式和制作方法。
可惜的是唐代以后,二书均失传。今人的研究则以王振铎之说影响最大。王振铎根据前人的猜测,讨论了地动仪内部可能有的各种结构,最后推断都柱的工作原理与近代地震仪中倒立式震摆相仿。具体说来,都柱就是倒立于仪体中央的一根铜柱,八道围绕都柱架设。都柱竖直站立,重心高,一有地动,就失去平衡,倒入八道中的一道。
八道中装有杠杆,叫做牙机。杠杆穿过仪体,连接龙头上颌。都柱倾入道中以后,推动杠杆,使龙头上颌抬起,将铜丸吐出,起到报警作用。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。
候风地动仪的原理
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。