让张衡地动仪重新回到课本
一说起张衡地动仪,一些历史虚无主义者就喋喋不休说张衡地动仪是假的,其实古人智慧不容小觑,在千年以前就发明了世界第一台地动仪,在制作地动仪时使用了悬摆垂,里面根很粗大的铜柱,(显然就是摆锤),向周围伸出八条横杆,横杆上装置机关,这显然是连杆机构,(用来)拨动机件。但是可惜的是,张衡制造的地动仪并没有传下来。据了解,张衡发明的地震仪早在公元200年就消失了。
这么明确的道理后人没有掌握,某博物馆的王处长居然做了一个没有功效的“仿制赝品”来代替,以致后面以讹传讹,现在有人就吵吵张衡地动仪不存在,其实张衡地动仪不应当被拆除,改一下就可以了,张衡地动仪历史上是有的,后人不懂装懂,仿造了个不能用的,应当改正错误就是了,不应当随便拆除和从课本删除中国四大发明的历史精华。
重新设计地动仪,首先我们要考虑测量信号的性质,先到的是p波,考虑需要感知的灾害性地震一般7以上,人们不易感觉距离千公里,那么信号的振幅估计就是百微米左右量级,最后推动滚珠这样的位移该是5毫米的量级,所以至少要放大50倍,考虑这个设计还要符合张衡地动仪的历史资料中间的关键信息。所谓“中有都柱”实际就是中有重锤悬挂,“旁行八道“指的是有八套系统结构,对应八个方向,”施关发机”根据那时的科技水平估计是连杆机构,其牙机巧制,实际就是制造精度高,位
移放大率高,因此我们设计成两级连杆,每级放大8-10倍,以满足要求。这样技术要求就定下来了,具体要实现可以有不同方法。
下面是本人提供的一个方案。这里面的重锤是顶着的。主要考虑易于开盖维修,其实也可以改成挂着的。只要外壳结构足够结实就行。因为本文考虑的是要改造现存的各种假的地动仪。估计那些外壳都不是十分坚固。如果坚固可以挂在横盖上。
如果那个博物馆或者院校希望改造原来的废旧地动仪,让他真正有功能,可以和我联系,我的邮箱是:yangxintie@126.com。
下面这个方案这个创意也很好,虽然没有用连杆放大,但用了滚珠,滚道滚下产生的动能,撞击拨杆,吐出滚珠
下面是一个比较牵强的方案,这个方案自称复原了张衡的地动仪, 那个被复原的图显然也是没有经过集思广益,我们都知道地动仪主要扑捉P波,P波传来,悬挂重锤摆动,把他用连杆放大是最重要的,这个图上的放大量小不说,还用了钉子代替连杆,增加制造难度,和内部摩擦,而且位置那么靠上,把摆锤随着地震的位移量损失了一半,不是一个经过集思广益的方案。
顺便谈一个张衡地动仪数字化的问题,其实我们用最简单的办法,把光电鼠标固定在摆锤下端,把他的电源通过吊绳连到外电源,让他的的红外激光孔对着下面,然后把鼠标垫铺在下面,鼠标就忠实的记录了随着摆锤震动的轨迹,把这个轨迹用个小程序记录下来,设置一下报警的门限,这就是一个家庭用的简易地震仪了。大家想想一个小光电鼠标才5元钱,加上一个铁疙瘩当重锤,这个价格是多么便宜,为了做的更精密,可以把鼠标换成蓝牙连接的。那就更好了。
我们还可以让重锤微微摆动起来,成为一个傅珂摆,不仅能够守候地震,观察地球的自传。听说当月亮处于地球和太阳之间的时候,傅科摆的轨迹会迷乱,科学院还专门组织了大地固体潮汐观测团到漠河观察,但是没有报出结果,希望有兴趣的朋友们和我们一起用简单仪器观察和试验。
附件:为了大家猜想张衡地动仪结构,附上报道原文
阳嘉元年,复造候风地动仪。以精铜铸成,员径八尺,合盖隆起,形似酒尊,饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱,傍行八道,施关发机。外有八龙,首衔铜丸,下有蟾蜍,张口承之。其牙机巧制,皆隐在尊中,覆盖周密无际。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。虽一龙发机,而七首不动,寻其方面,乃知震之所在。验之以事,合契若神。自书典所记,未之有也。尝一龙机发而地不觉动,京师学者咸怪其无征。后数日驿至,果地震陇西,于是皆服其妙。自此以后,乃令史官记地动所从方起。
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