地动仪的原理是什么？

Question

张衡发明的地动仪能测量地震发生，它的工作原理是什么？

Answer 1

东汉时期，我国地bai震频繁。据《后汉书》记载，从公元96年到125年的30年间，就有23年在我国各地发生过地震、山崩、地裂或地陷等灾害。119年2月的一次地震，在京师洛阳和其他42个郡国地区，都或重或轻地受害。有的地方地面陷裂，有的地方从地下喷涌出水，有的地方城郭房屋倒塌，压死了人。那时候，人们对地震现象还不能解释，封建统治者借此宣扬神学迷信。东汉时候的伟大科学家张衡，冲破了神学迷信的束缚，发明和制造了人类历史上第一台观测地震的科学仪器——地动仪。《后汉书·张衡传》记载了他发明的这台地动仪。张衡发明的地动仪，是世界最早的地震仪。它是利用物体的惯性来拾取大地震动波，进行远距离测量的，这个原理至今仍然沿用。在国外，直到公元13世纪，古波斯的马拉哈天文台才有类似的仪器，18世纪，欧洲才出现了利用水银溢流来记录地震的仪器。可惜，张衡发明的那台地动仪不知在什么时候失毁了，现在我们看到的地动仪的模型，是解放以后，我国科技工作者，凭借现代科学知识，参照《后汉书·张衡传》里的简略记载，经过多方面钻研制成的。
这是地动仪的模型，地动仪原件由精铜铸成，中间的圆径八尺，顶上有突出的子仪器的外表刻有篆文以及山龟、鸟兽等图形，外部有八条龙，八只蟾蜍，按八方布列，龙头和内部的发动机相关连，每个龙头的嘴里都有一粒铜球内部中央垂直立着一根都柱，上粗下细，重心高，支面小，重心不稳，只要一点微弱的震动，便会倾斜，遇到哪里发生地震，地震波伟到仪器，由于惯性作用，都柱便会朝此方面倒去都柱触动械杆与其相连的龙头，就会张口吐出铜球，铜珠落在蟾蜍的嘴里，发出声响，人们就知道哪里发生了地震.
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。地动可以传到很远的地方，只不过太远了人就感觉不到了，但地动仪能准确地测到。
但是中国科学家认定地动仪的工作原理应该是“悬垂摆原理”，即地动仪是利用了一根悬挂柱体的惯性来验震的，而非当今历史教科书所说的在仪器底部简单地竖立一根直立杆。

Answer 2

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（见上图）。该模型经模拟测试，结果与历史记载吻合。（详见参考资料）

Answer 3

东汉时期，我国地震频繁。据《后汉书》记载，从公元96年到125年的30年间，就有23年在我国各地发生过地震、山崩、地裂或地陷等灾害。119年2月的一次地震，在京师洛阳和其他42个郡国地区，都或重或轻地受害。有的地方地面陷裂，有的地方从地下喷涌出水，有的地方城郭房屋倒塌，压死了人。那时候，人们对地震现象还不能解释，封建统治者借此宣扬神学迷信。东汉时候的伟大科学家张衡，冲破了神学迷信的束缚，发明和制造了人类历史上第一台观测地震的科学仪器——地动仪。《后汉书·张衡传》记载了他发明的这台地动仪。张衡发明的地动仪，是世界最早的地震仪。它是利用物体的惯性来拾取大地震动波，进行远距离测量的，这个原理至今仍然沿用。在国外，直到公元13世纪，古波斯的马拉哈天文台才有类似的仪器，18世纪，欧洲才出现了利用水银溢流来记录地震的仪器。可惜，张衡发明的那台地动仪不知在什么时候失毁了，现在我们看到的地动仪的模型，是解放以后，我国科技工作者，凭借现代科学知识，参照《后汉书·张衡传》里的简略记载，经过多方面钻研制成的。

这是地动仪的模型，地动仪原件由精铜铸成，中间的圆径八尺，顶上有突出的子仪器的外表刻有篆文以及山龟、鸟兽等图形，外部有八条龙，八只蟾蜍，按八方布列，龙头和内部的发动机相关连，每个龙头的嘴里都有一粒铜球内部中央垂直立着一根都柱，上粗下细，重心高，支面小，重心不稳，只要一点微弱的震动，便会倾斜，遇到哪里发生地震，地震波伟到仪器，由于惯性作用，都柱便会朝此方面倒去都柱触动械杆与其相连的龙头，就会张口吐出铜球，铜珠落在蟾蜍的嘴里，发出声响，人们就知道哪里发生了地震.

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。地动可以传到很远的地方，只不过太远了人就感觉不到了，但地动仪能准确地测到。
但是中国科学家认定地动仪的工作原理应该是“悬垂摆原理”，即地动仪是利用了一根悬挂柱体的惯性来验震的，而非当今历史教科书所说的在仪器底部简单地竖立一根直立杆。本回答被网友采纳

Answer 4

解谜
　　找到“垂悬摆原理”
　　该课题的负责人是中国地震台网中心冯锐研究员。冯先生表示，1700多年前的地动仪究竟如何工作是首先须破译的谜团，深入研究证实，地动仪应该是“悬垂摆原理”而不是王振铎模型的“直立杆原理”。
　　几十年来，国内外地震学界对王振铎模型的否定意见一直没有停。更有近现代西方学者认为张衡地动仪之所以失传，是因为它没有达到科学的要求，它不是个科学的东西。冯锐说：“看到这些严厉的批评以后，我们才感到问题的严重性。”
　　历时1年多，课题组最终确认了地动仪的工作原理应该是“悬垂摆原理”，而不是“直立杆原理”。 http://baike.baidu.com/view/60377.htm

Answer 5

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。 希望对你有帮助