地動(dòng)儀是漢代科學(xué)家張衡制作的測(cè)量地震的儀器，以下是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的張衡發(fā)明的地動(dòng)儀是什么原理，希望能幫到你。

　　張衡發(fā)明的地動(dòng)儀是什么原理

　　據(jù)學(xué)者們考證，張衡在當(dāng)時(shí)已經(jīng)利用了力學(xué)上的慣性原理，“都柱”實(shí)際上起到的正是慣性擺的作用。同時(shí)張衡對(duì)地震波的傳播和方向性也一定有所了解，這些成就在當(dāng)時(shí)來(lái)說(shuō)是十分了不起的，而歐洲直到1880年，才制成與此類(lèi)似的儀器，比起張衡的發(fā)明足足晚了一千七百多年。

　　關(guān)于地動(dòng)儀的結(jié)構(gòu)，目前流行的有兩個(gè)版本：王振鐸模型(1951年)，即“都柱”是一個(gè)類(lèi)似倒置酒瓶狀的圓柱體，控制龍口的機(jī)關(guān)在“都柱”周?chē)＿@一種模型最近已被基本否定。另一種模型由地震局馮銳(2005年)提出，即“都柱”是懸垂擺，擺下方有一個(gè)小球，球位于“米”字形滑道交匯處(即《后漢書(shū)·張衡傳》中所說(shuō)的“關(guān)”)，地震時(shí)，都柱撥動(dòng)小球，小球擊發(fā)控制龍口的機(jī)關(guān)，使龍口張開(kāi)。另外，馮銳模型還把蛤蟆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(cè)試，結(jié)果與歷史記載吻合。

　　國(guó)寶檔案地動(dòng)儀上國(guó)寶檔案地動(dòng)儀上那么，地動(dòng)儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)究竟什么樣子呢?有不少學(xué)者對(duì)此作過(guò)探討。早在南北朝時(shí)，北齊信都芳撰《器準(zhǔn)》，隋初臨孝恭作《地動(dòng)銅儀經(jīng)》，都對(duì)之有所記述，并傳有它的圖式和制作方法。可惜的是唐代以后，二書(shū)均失傳。今人的研究則以王振鐸之說(shuō)影響最大。王振鐸根據(jù)前人的猜測(cè)，討論了地動(dòng)儀內(nèi)部可能有的各種結(jié)構(gòu)，最后推斷都柱的工作原理與近代地震儀中倒立式震擺相仿。具體說(shuō)來(lái)，都柱就是倒立于儀體中央的一根銅柱，八道圍繞都柱架設(shè)。都柱豎直站立，重心高，一有地動(dòng)，就失去平衡，倒入八道中的一道。八道中裝有杠桿，叫做牙機(jī)。杠桿穿過(guò)儀體，連接龍頭上頜。都柱傾入道中以后，推動(dòng)杠桿，使龍頭上頜抬起，將銅丸吐出，起到報(bào)警作用。

　　國(guó)寶檔案：地動(dòng)儀(下)國(guó)寶檔案：地動(dòng)儀(下)地動(dòng)儀用青銅制成，圓經(jīng)八尺，合蓋隆起，形似酒樽。表面作金黃色，上部鑄有八條金龍，分別伏在東、西、南、北及東北、東南、西北、西南八個(gè)方向。龍倒伏，龍首向下，龍嘴各銜一顆小銅球，與地上仰蹲張嘴的蟾蜍相對(duì)。地動(dòng)儀空腔中央，立一根銅柱，上粗下細(xì)。銅柱周?chē)邪烁鶛M桿，稱為“八道”，各與一龍頭相連。銅柱是震擺裝置，八道用來(lái)控制和傳導(dǎo)銅柱運(yùn)動(dòng)的方向。在地動(dòng)儀受到地震波沖擊時(shí)，銅柱就倒向發(fā)生地震的方向，推動(dòng)同一方向的橫桿和龍頭，使龍嘴張開(kāi)，銅球下落到蟾蜍嘴中，并發(fā)出響聲，以提示人們注意發(fā)生了地震及地震的時(shí)間和方向。

　　一顆珠子放在平臺(tái)上，如果將哪方稍微往下一按，珠于就向哪方滾動(dòng)。又如我們點(diǎn)亮一支蠟燭，將它放在一張不平的桌子上，它總會(huì)向低的一方倒。地動(dòng)儀就是根據(jù)這些簡(jiǎn)單的原理設(shè)計(jì)的。地動(dòng)可以傳到很遠(yuǎn)的地方，只不過(guò)太遠(yuǎn)了人就感覺(jué)不到了，但地動(dòng)儀能準(zhǔn)確地測(cè)到。但是中國(guó)科學(xué)家認(rèn)定地動(dòng)儀的工作原理應(yīng)該是“懸垂擺原理”，即地動(dòng)儀是利用了一根懸掛柱體的慣性來(lái)驗(yàn)震的，而非當(dāng)今歷史教科書(shū)所說(shuō)的在儀器底部簡(jiǎn)單地豎立一根直立桿。

　　張衡發(fā)明的地動(dòng)儀結(jié)構(gòu)模型

　　王振鐸的推斷得到了廣泛贊同。中國(guó)歷史博物館陳列的張衡地震儀模型，就是根據(jù)王振鐸的設(shè)計(jì)復(fù)原的。但是，也有學(xué)者提出不同意見(jiàn)。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)__就曾對(duì)倒立擺結(jié)構(gòu)提出過(guò)異議，他以全新的視角，提出了自己對(duì)候風(fēng)地動(dòng)儀的理解(參見(jiàn)__，《天人古義》，河南教育出版社，1995年版)。

　　__認(rèn)為，從文獻(xiàn)角度來(lái)看，漢代字書(shū)《釋名》解釋“柱”，說(shuō)“柱，住也”，表明柱字原義是建筑中不動(dòng)的支撐件。由此，倒立擺結(jié)構(gòu)不得稱“柱”，只合稱錐。“都”是集總之義，說(shuō)明不是孤柱，應(yīng)該還附帶八套機(jī)關(guān)，而立錐卻只能是光桿。這樣，僅由“都柱”這一名稱來(lái)看，倒立擺之說(shuō)也不能成立。

　　__進(jìn)一步指出，倒立錐的設(shè)計(jì)使原文所述其他一切部件皆成畫(huà)蛇添足。尤其是龐大的銅尊，毫無(wú)道理可言。再者，從物理評(píng)價(jià)角度來(lái)看，任何測(cè)量?jī)x器的性能一般都可用兩個(gè)互相矛盾的指標(biāo)表征：靈敏度和穩(wěn)定度。倒立錐的設(shè)計(jì)正好突出了精密計(jì)量技術(shù)這一主要矛盾。例如，為提高地動(dòng)儀的靈敏度，就要把倒立錐的錐底做得很小，使之形成一個(gè)錐尖，但很小的錐尖承受巨大的重力壓強(qiáng)，在不可避免的微小震動(dòng)作用中必將逐漸形成不可逆的變形，其趨向是錐尖下面的支承面形成坑窩，錐尖變得圓滑。這一過(guò)程不可逆，而且是加速的。這樣，倒立錐最終要倒下來(lái)，不管有無(wú)地震。如果為提高穩(wěn)定度，將錐尖做成寬到實(shí)際不變形，那它的靈敏度必然很低，感知量比人所能察覺(jué)的還要大，地動(dòng)儀也就失去了它的存在價(jià)值。

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