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候风地动仪结构模型

日期:2019-08-02 02:56
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摘要:
    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**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。
    这两个模型的基本理论都是错误的。张衡地动仪的工作原理是以古代“候气”的理论,即“葭灰占律”的方式,所以称为“候风地动仪”。张衡地动仪的工作原理不能用现代知识去诠释,更不能只关注它的尊体。 “都”即固定,是针对远古逐水草而居所言,“都柱”即固定的柱,用来感受来自地下的地震波,张衡用“候气”的原理把这种“波”定义为“风”,所以称它为“候风地动仪”。“候”,如果是读过包括《后汉书律历志》在内的古代文献,完全能够理解“候”在这里的含义。 其具体制作方法和工作原理是:在选定的位置深埋入地一根大柱,像远古人们建房时的草房的中心柱,这个柱子用来感应来自地层的地震波。为了避免地面环境对“都柱”的影响,在适当的深度把柱周围掏空,或者先掘土井,然后将大柱埋入压实,距离地面相当距离使柱体与井壁分离,避免来自地面影响对“都柱”的干扰。柱顶收缩为一个有凹面或空心管的顶端。顶端凹面或空心管上置一铜球,铜球直径和顶端凹面或空心管直径可以根据灵敏度需要制定,这就克服了“倒立柱”制作中摩擦系数的难题。都柱顶端放置铜球,犹如旗杆顶端的装饰圆球。在“都柱”开始收缩处,按东、南、西、北、东南、西北、西南、东北八个方向伸出八条轨道。当埋入地下的“都柱”感受到地震波在地层中传播时,会使都柱产生相应的位移。都柱受力位移,位于都柱顶端的铜球中心偏离重心,向力量来源相反方向脱落,都柱四旁八条伸向不同方向的轨道之一承接并导引向相应方位,触动龙口机关,龙口所含铜珠吐出,从而判定地震来源方向。 
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