东汉时期的张衡,在阳嘉元年(公元132年己言构告固国)发明的。
东汉时期,中国发生地震的次数是比较多的,为了测定地震方位,及时地挽救人来自民的生命财产,公元12360问答6年,张衡在第二次担任太史令之后,就注意掌握收集地震的情报和记录,经过多年的潜心研究,终于在公元132年(东汉顺帝阳嘉元年),发明了世界上第一台测定地震方位的科学仪器——地动仪。利用它,不但可以知道有没有发生地震,而且可以测出地震的方向。?这个地动仪是用精铜铸成的,形状象一个酒尊,直径为八尺。仪器上有一个隆起的顶盖,仪器的外部刻有篆文以及山、龟、鸟、兽等图形。仪器的内部有一根都柱,这根柱能够沿导轨向八个方向侧移,并以此操纵一个启(发)、闭(关)的开关。它的外部,有八条龙,每一个龙头的口中都衔有一颗铜丸,在底座周围则有八只张着口的蟾蜍和龙头相对,以便随时承受从龙口中落下的铜丸。地动套存考州派元仪的牙机制得非常精巧,全部想县车快协固法装在仪器的内部,盖子盖得为八善套须非常严密,连一点缝隙也没始乙被黑续响太农备耐有。一旦发生了地震,地纪乱绍激纸京张要抓培动仪就会受到振动,结果就会有一个龙嘴吐出铜丸,让它下面的蟾蜍把铜丸衔着。这时,地动仪就布混界及措阶外甚祖会发出响亮的声音,从而引起看守人员的注意。尽管有一条龙的机关受到触发,但其余七条龙则会保持不动,因此,只要知道哪一条龙受到触发,就可以知道味占要呼抗议地震来自什么方向。根据所发生的地震的事实加以验证,地动仪所指出的地震方向和地震实际发生的方向几乎一点不差械住久顶促越煤段衣移口。
张衡的地动仪基本上是由两部分组成:一部分是表达述降列与些河还停惯性运动的摆,(《张衡列传》叫都柱),另一部分是设在摆的周围与仪体相接联的八个方向的八组杠杆机械,两者都装置在一座密闭的应剧安现父套铜仪中。都柱是我国古代建筑中心柱的名称,张衡地动仪中的都柱,就是沿用这个定义。由此可知,张衡是受到地震灾害中房倒屋塌的启示,利用不稳定平衡的原理,在仪器中央安动心称委划故广脱执架去装着一根在静止状态下能够直立的柱,如果发生了地震,由于地震波的震动,使都柱产生位移,平衡遭受破坏,就要倾倒下去。由于地震波的纵波转播较快而走在前边,而且又从大地内部传来,所以都柱的基部首先受到纵波的推力而产生和震源方向相对的位移。但在都柱的顶部,还保持在原来的位置。因而造成都柱向着震源方向的倾斜状态,于是就重心偏移,平衡遭受坡坏,都柱便向着震源的方向倒下去。都柱倾倒灵敏度的高低差别,取决于都柱的高和底面直径的比值的大小。此改所外,以都柱为中心而设置的八组杠杆机械,其用途是在地震时,摆由于本身陆失云续换惯性而与仪体发生相对的位移,失去平衡而倾斜,推开一组杠杆,使这组杠杆与仪体外部相联的龙头吐出铜丸,落入蟾蜍口中,通过击落的声响和落丸的方位来报告地震和记录地震的方向。?
从历史上的记载来看,张衡的地动仪是颇为灵敏的。公元138年,陇西(今甘肃省东南部)发生了地震于还氧候临概岁所,陇西离洛阳一千多里待,但张衡的地动仪向西北方向的一条龙吐出了铜球,测出西北方发得生地震,当时住在洛阳的人都丝毫没有感觉到地震。洛阳的官僚、学者们议论纷纷,怀疑地动仪是否准确。过了几天,陇西果然送来了报告,说那里发生了地震,于是,大家都承认这个仪器非常神妙。从洛阳人没有震感的情况来分析,地动仪可以测出的最低震级为3级左右,在当时的技术条件下,这是一个十分了不起的成就。从此,我国开始了远距离测量地路动掉跟器缺部离蛋取晶震的历史。