张衡地动仪

东汉科学家张衡的伟大发明

历史背景与科学意义

"地动仪以精铜铸成,圆径八尺,合盖隆起,饰以山龙鸟兽之形。仪有八龙,口衔铜丸,下有蟾蜍,张口承之。"
—— 《后汉书·张衡传》

张衡(78 - 139年),字平子,东汉著名科学家、发明家、文学家、画家和地理学家。他是中国历史上最杰出的科学家之一,在天文学、地震学、数学和机械制造等领域都有重要贡献。

公元132年,张衡发明了历史上第一台地震仪器——地动仪,用于探测和记录地震,并能判断地震发生的方向。这比西方类似装置的发明早了近1700年。地动仪不仅是古代科技的杰作,也是中国古代科学思想的完美体现。

根据《后汉书》记载,当地震发生时,地动仪会自动感应震动并释放铜球,指示地震方向。历史上曾记录其成功探测到发生在陇西(今甘肃)的地震,而当时的首都洛阳并未感受到震动,数日后才收到从陇西传来的地震报告,证实了地动仪的准确性。

地动仪互动实验

在下方实验区域中,您可以点击八个方向的龙头或使用下方按钮,模拟不同方向的地震。观察地动仪如何通过龙口吐出铜球来指示地震方向。

西

点击龙头或下方按钮,模拟不同方向的地震

地动仪工作原理

张衡的地动仪是一种精巧的机械装置,其核心原理是利用倒置摆的原理来探测地震波。地动仪呈圆筒形,直径约八尺(约1.8米),外部装饰有山脉、龙、鸟等图案。内部构造包括一个中心悬挂机构和八个方向的触发装置。

当地震发生时,震动传递到仪器,使内部悬挂的摆产生摆动。摆动会触发对应地震方向的机关,使该方向的龙口释放铜球。铜球落入下方的蛙口中,发出声响,从而告知观测者地震的发生方向。

尺寸与材质

根据历史记载,地动仪直径约八尺(约1.8米),由精铜铸造而成,外表装饰有山、龙、鸟等图案,制作精美。

灵敏度

据《后汉书》记载,地动仪能够探测到数百里外的地震,即使在当地没有明显感受到震动的情况下也能准确报警。

历史意义

这是世界上第一台能够探测地震并指示方向的仪器,比17世纪欧洲发明的类似装置早了近1700年。

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