张衡地动仪最新研究成果[权威资料]

张衡地动仪最新研究成果[权威资料] 张衡地动仪最新研究成果 【摘 要】文章对张衡地动仪最新研究成果“液力地动仪”进行了解析。 【关键词】张衡;地动仪;液力地动仪 介绍一种“液力地动仪”，它区别于“直立杆”或“悬垂摆”式的地动仪。首先从质疑开始。 质疑之一:天鹅肉真的令蛤蟆激动不已,在地动仪的史料中有这样一段话:“如有地动，尊则振龙，机发吐丸，而蟾蜍衔之。振声激扬，伺者因此觉知”。质疑这句话的起因，是源于一个声学小问题。人们通常见到的大钟，都是被高高挂起，用硬物敲击钟的底部边缘，声音便会振荡开来。试想以蛤蟆那副尊荣，它与铜丸该有怎样的亲密接触，才能“振声激扬”呢,显然古时的“振声激扬”与现代的声音沉闷，不可能是同一个概念。 质疑之二:地动仪为何要做得如此庞大,有人认为这是某种政治需求，但最新的考古发现，安装地动仪的密室宽度仅有2.2米，没有供人们瞻仰膜拜、举行图腾仪式的空间。因此，可以认为地动仪是一种较纯的技术，按“直立杆”或“悬垂摆”的原理，张衡完全可以把地动仪设计得小些、小些、再小些～可为什么张衡要把地动仪做得如此之大并“形似酒尊”呢,其实这个问题不难解释:张衡庞大的地动仪，只是为了接收并放大微弱的地震信号，就像现代人把天文望远镜越做越大，甚至还要架上航天飞机。 质疑之三:近现代理论是否误导了地动仪的复原,作为科学仪器，实验条件相同时，实验的结果应当是唯一的。大型金属锻件或铸件，为防止变形一般都要经过时效处理，即放置在室外数月甚至几年。对于‘员径八尺’的大型地动仪来说，它的变形会很复杂，举例来说，悬垂摆式的地动 仪，其摆下的铜丸在安装时，它可能处在恰当的位置，数月之后谁都不能保证它还在合适的位置。由于变形、制造或安装方面的原因，悬垂摆、铜丸以及铜丸支点保持在同一条直线上是困难的，同样是变形的原因，地动仪可能产生方向异性――即不同方向的灵敏度会有很大的差异。因此，这种结构的地动仪可靠性是极低的，是不能够作为科学仪器来使用的。从浑天仪到地动仪，张衡是博学的，但同时又是亲历亲为的实干家，他的动手能力是许多人欠缺也是无法模仿的。 “液力地动仪”理论基础:大家先看一个实验:将一个饮料瓶水平放置，沿瓶口方向前后运动，这时瓶中的液体，将会对瓶底产生冲击，冲击力的大小取决于移动的加速度、瓶子的容量以及液体的密度，这可用牛顿的惯性定律来解释。地震波也是一种能量，可产生改变物体运动状态的加速度，那么地动仪是如何借力于此呢,我们知道，河床狭窄处的水流流速较快，而在宽阔的地段则流速较慢。也就是说在河流的任一横截面上，在单位时间内水的流量是相等的，既流体的连续性原理。利用这一原理，就可以将微弱的地震信号加以放大。 “液力地动仪”的工作原理: 当地震波从左至右传来时，樽体向右运动，樽内液体各处压力的变化，导致左边的浮筒下降(与其相邻的两个浮筒也略有下降，只是程度稍小些)，右边的浮筒上升(同理与其相邻的俩个浮筒也略有上升)。8个浮杆运动的结果导致支架向震源方向倾斜，支架顶端的铜丸则顺导向盘落下，由于重量减轻，8只浮筒将支架上抬，计时器上方的小孔同时被打开，开始计时。而铜丸在落下的过程中，首先撞击接收器的外侧边缘并发出巨响，而后反弹之接收器内侧边缘再发巨响，最后落入接收器底部，沿斜面滚到最低处。在最低处，有一略小于铜丸直径的孔，孔被杠杆的一端挡住，当铜丸压下杠杆后，杠杆的另一端在龙首内抬起，释放龙首内的铜 丸。铜丸下落经蟾蜍导引撞击樽体发出巨响，完成“振声激扬”的全部。 图是地动仪的结构示意图:它的主体犹如一只桔子齐腰被剖开，8个相同的容器与都柱整体铸成，下有底座、外有樽体、上有合盖。现将其主要部件及功能逐一介绍:1.合盖:应为大小俩部分，便于内部零件的安装调试。 2.樽体:面对樽体用木槌上下轻轻叩击，将会发现若要得到最好的音响效果，樽体与龙首、蟾蜍应分别铸造然后组装。 3.浮筒:拟采用上好楠木，再经深度防腐、防变形处理，局部镂空以期达到均匀一致的浮力。 4.接收器:一个截面呈“U”的环形发声器，开口向上被分成8个区，每个区的底部均向中间倾斜，最低处各有一个略小于铜丸直径的孔。 5.支架组件:支架外缘与8个浮筒均灵活、可靠连接。支架的中间是一个直立杆，直立杆的底部有一小小的凸起，在其下方的计时器上有一小孔作为支点。支架可绕支点在水平方向上任意倾斜。在直立杆的上部装有导向盘，顶端则是用来置放铜丸的。 6.铜丸:铜丸的尺寸应仔细考量，其重量与支架组件的重量之和，应略大于8只浮筒所提供的浮力。 7.导向盘:其实用不着精确导向。铜丸大致向震源方向滚落，经接收器自动矫正于震中方向。 8.计时器:这是一个上下各有一个小孔的中空容器，可以注入液体用来计时。 9.底座:单独浇铸当然是为了减轻劳动强度。古人铸造的“司母戊方鼎”，重量为833千克，有人测算过，需要人工210个，坩埚70个。 10.都柱及旁行八道:最为关键的一个部件。 结束语: “液力地动仪”除了计时和指示地震方位的两项功能外，还可以提取地震强弱的信息。如图所示当有液 体体从容器小端上行时，便会被浮筒上端的凹槽吸纳，凹槽中液体的“量”与地震的强弱有正比的关系。因此只需驿者报出震中的地点，就可以根据此“量”大致估算出震级来，相比驿者口口相传要科学许多。复原张衡地动仪是否成功，有一个重要指标:灵敏度，即“尝一龙机发而地不觉动”。汞亦称水银，密度13.6g/cm^3，唯一的液态金属。密度是水的13.6倍。假如张衡在解决或未完全解决相应的环保问题后，地动仪采用了铜汞饱和溶液，那么地动仪的复原是变得更为简单或是更复杂了呢, 【参考文献】 [1]张衡传.候风地动仪[A].范晔.后汉[M]. [2]冯锐.张衡地动仪的教学内容和观点需要更新[J].中学历史教学参考，2006(11). 文档资料:张衡地动仪最新研究成果 完整下载 完整阅读 全文下载 全文阅读 免费阅读及下载 合作治理视域下的中国式扶贫 浅析医院流程优化 从社会保障学阅读相关文档: 视角看公务员热 变频器的工程实践探讨 智能语音识别遥控系统分析 论时尚买手职业素质和个人修养的结合 对现代大学生心理健康问题的思考 浅析中国画的 浅析会计人员继续教育问题研究 论工程软件在工程造价中的应用 从表现技法 承办方角度谈挑战杯赛事的组织与实施 铁路货场装卸安全管理中存在的问题和对策 纪录片《幼儿园》视听语言分析 试论网络时代政府对突发事件的舆论引导 浅谈色彩在商业摄影中的应用 中韩双边贸易发展中存在的问题及对策分析 新媒体技术对现代大学教育的影响 井冈山精神的时代价值 建筑工程预算与成本控制 感谢你的阅读和下载 *资源、信息来源于网络。本文若侵犯了您的权益，请留言或者发站内信息。我将尽快删除。*