張衡發(fā)明了什么
張衡是中國東漢時期偉大的天文學(xué)家,以下是學(xué)習(xí)啦小編為你整理的張衡發(fā)明了什么,希望能幫到你。
一、張衡發(fā)明過什么
地動儀結(jié)構(gòu)公元132年(陽嘉元年),張衡在太史令任上發(fā)明了最早的地動儀,稱為候風(fēng)地動儀。據(jù)《后漢書·張衡傳》記載:地動儀用精銅鑄成,圓徑八尺,頂蓋突起,形如酒樽,用篆文山龜鳥獸的形象裝飾。中有大柱,傍行八道,安關(guān)閉發(fā)動之機(jī)。它有八個方位,每個方位上均有一條口含銅珠的龍,在每條龍的下方都有一只蟾蜍與其對應(yīng)。任何一方如有地震發(fā)生,該方向龍口所含銅珠即落人蟾蜍口中,由此便可測出發(fā)生地震的方向。經(jīng)過試驗(yàn),與所設(shè)制,符合如神,自從有書籍記載以來,是沒有過的。曾經(jīng)一龍機(jī)發(fā),地不覺動,雒陽的學(xué)者都責(zé)怪不足信,幾天之后,送信人來了,果然在隴西地發(fā)生地震,眾人于是都服其神妙。自此之后,朝廷就令史官記載地動發(fā)生的地方。
關(guān)于地動儀的結(jié)構(gòu),流行的有兩個版本:王振鐸模型,即"都柱"是一個類似倒置酒瓶狀的圓柱體,控制龍口的機(jī)關(guān)在"都柱"周圍。這一種模型已被基本否定。 另一種模型由地震局馮銳提出,即"都柱"是懸垂擺(見袁宏《后漢紀(jì)》),擺下方有一個小球,球位于"米"字形滑道交匯處(即《后漢書·張衡傳》中所說的"關(guān)"),地震時,"都柱"撥動小球,小球擊發(fā)控制龍口的機(jī)關(guān),使龍口張開。另外,馮銳模型還把蟾蜍由面向樽體改為背向樽體并充當(dāng)儀器的腳。該模型經(jīng)模擬測試,結(jié)果與歷史記載吻合。
世界上地震頻繁,但真正能用儀器來觀測地震,在國外,是19世紀(jì)以后的事。候風(fēng)地動儀是世界上的地震儀之祖。雖然它的功能尚只限于測知震中的大概方位,但它卻超越了世界科技的發(fā)展約1800年。
漏水轉(zhuǎn)渾天儀是一種水運(yùn)渾象。用一個直徑四尺多的銅球,球上刻有二十八宿、中外星官以及黃赤道、南北極、二十四節(jié)氣、恒顯圈、恒隱圈等,成一渾象,再用一套轉(zhuǎn)動機(jī)械,把渾象和漏壺結(jié)合起來。以漏壺流水控制渾象,使它與天球同步轉(zhuǎn)動,以顯示星空的周日視運(yùn)動,如恒星的出沒和中天等。它還有一個附屬機(jī)構(gòu)即瑞輪冥菜,是一種機(jī)械日歷,由傳動裝置和渾象相連,從每月初一起,每天生一葉片;月半后每天落一葉片。它所用的兩級漏壺是現(xiàn)今所知最早的關(guān)于兩級漏壺的記載。
南陽張衡博物館內(nèi)渾天儀
南陽張衡博物館內(nèi)渾天儀張衡在創(chuàng)作了渾天儀之后曾寫過一篇文章。此文全文已佚。只是在梁代劉昭注《后漢書·律歷志》時作了大段引述而使之傳世。劉昭注中把這段文字標(biāo)題為《張衡渾儀》。稱之為"渾儀"可能是劉昭所作的一種簡化。在古代,儀器的定名并不嚴(yán)格。雖然后世將"渾儀"一詞規(guī)范為專指觀測儀器,但在隋、唐以前,"渾儀"也可用于表演儀器。
瑞輪莢是張衡別出心裁創(chuàng)造的自動日歷,它模仿神話中奇樹蓂莢的特征,靠流水作用,從每月初一開始,一天出現(xiàn)一片葉子,到滿月出齊15片,然后每天再收起一片,到月末為止,循環(huán)開合。這個神話曲折地反映了堯帝時天文歷法的進(jìn)步。張衡的機(jī)械裝置就是在這個神話的啟發(fā)下發(fā)明的。聽謂"隨月盈虛,依歷開落",其作用就相當(dāng)于現(xiàn)今鐘表中的日期顯示。
張衡制造的指南車?yán)脵C(jī)械原理和齒輪的傳動作用,由一輛雙輪獨(dú)轅車組成。車箱內(nèi)用一種能自動離合的齒輪系統(tǒng),車箱外殼上層置一木刻仙人,無論車子朝哪個方向轉(zhuǎn)動,木人伸出的臂都指向南方。
張衡創(chuàng)造的計(jì)里鼓車是用以計(jì)算里程的機(jī)械。據(jù)《古今注》記載:"記里車,車為二層,皆有木人,行一里下層擊鼓,行十里上層擊鐲"。記里鼓車與指南車制造方法相同,所利用的差速齒輪原理,早于西方1800多年。
張衡制作獨(dú)飛木雕,是模仿鳥類高空翱翔的滑翔翼型設(shè)計(jì)。
張衡也研究過地理學(xué),根據(jù)他研究和考察的心得,畫過一幅地形圖。唐張彥遠(yuǎn)《歷代名畫記》卷三云:"衡嘗作地形圖,至唐猶存。"
二、張衡的發(fā)明
張衡利用當(dāng)時的機(jī)械技術(shù),巧妙地把計(jì)量時間用的壺漏與渾象聯(lián)系起來,即以漏水為原動力,并利用漏壺的等時性,采用齒輪系統(tǒng)把渾象和表示時間的壺漏結(jié)合在一起,以流水下落的力量帶動齒輪,通過齒輪的轉(zhuǎn)動帶動渾象每日均勻地繞軸旋轉(zhuǎn)一周,達(dá)到可自動地與地球同步運(yùn)轉(zhuǎn)的水平,自然而然地把天象演示出來。
水運(yùn)渾象在中國古代天文學(xué)上具有重大的科學(xué)價值,是世界最早利用水力轉(zhuǎn)動的渾天儀。它在天文儀器史上占有重要地位,對中國后來的天文儀器影響很大。唐宋以來就在它的基礎(chǔ)上進(jìn)行更完善的改進(jìn),發(fā)展成更復(fù)雜的天象表演儀器和世界最早的天文鐘。
地動儀是世界第一架觀測地震的儀器,于公元132年制成。張衡把它放置在洛陽的靈臺,同渾象、渾儀、圭表、刻漏等天文儀器一起,供觀測天文之用。
《后漢書·張衡傳》中記載著候風(fēng)地動儀制造的情況及其形狀、構(gòu)造和功能等情況。
候風(fēng)地動儀用青銅鑄成,圓徑8尺,通高約11尺5寸,頂上有個凸起的可以啟閉的蓋子,外形像個酒壇子。地動儀的周圍按八方附設(shè)八條垂龍,八條龍口中各銜銅珠,地上并設(shè)八個向上張口的銅蟾蜍,與龍頭上下對應(yīng),候風(fēng)地動儀利用慣性原理,在儀器內(nèi)部中央,立有一根“都柱”,即倒立狀的慣性震擺。圍繞都柱設(shè)有八條滑道,滑道上面裝有八組“牙機(jī)”,即傳動杠桿,其外端呈曲尺形,穿有樞軸,通出儀器外面與龍頭上頜接合。
一旦發(fā)生較強(qiáng)烈的地震,“都柱”因震動失去平衡而觸動“八道”中的一道,使相應(yīng)的龍口中的銅球失控而掉入蟾蜍口中,發(fā)出聲響,用以報警。觀測人員根據(jù)銅球“振聲激蕩”便可知道地震發(fā)生的方向和時間。
候風(fēng)地動儀靈敏度很高,最低可測地震烈度為三度左右的地震。據(jù)記載,曾接收到震中在隴西、而洛陽人未曾感受到的地震情況,開創(chuàng)了人類使用科學(xué)儀器觀測地震的歷史,為后人積累了許多防震抗震的知識和經(jīng)驗(yàn)。
張衡的候風(fēng)地動儀是當(dāng)時世界上遙遙領(lǐng)先的偉大發(fā)明,它的基本構(gòu)造附合物理學(xué)的原理,比歐洲早了1700多年
看過張衡發(fā)明了什么