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张衡的地动仪的原理是什么?

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:语文作业 时间:2021/04/20 15:47:23
张衡的地动仪的原理是什么?
张衡地动仪,指示地震的原理是什么啊?
据《后汉书·张衡传》记载,候风地动仪“以精铜铸成,圆径八尺”,“形似酒樽”,上有隆起的圆盖,仪器的外表刻有篆文以及山、龟、鸟、兽等图形.仪器的内部中央有一根铜质“都柱”,柱旁有八条通道,称为“八道,还有巧妙的机关.仪体外部周围有八个龙,按东、南、西、北、东南、东北、西南、西北八个方向布列.龙头和内部通道中的发动机关相连,每个龙头嘴里都衔有一个铜球.对着龙头,八个蟾蜍蹲在地上,个个昂头张嘴,准备承接铜球.当某个地方发生地震时,樽体随之运动,触动机关,使发生地震方向的龙头张开嘴,吐出铜球,落到铜蟾蜍的嘴里,发生很大的声响.于是人们就可以知道地震发生的方向.
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.该模型经模拟测试,结果与历史记载吻合.