张衡发明地动仪的故事
❶ 张衡发明的地动仪上面一共有几条龙
根据书本上记载的内容来看,张恒发明的这个地动仪上面一共是有8条龙,在8条龙的下方有8只蟾蜍。实际上在这个地震仪上面,8条龙就是代表着8个方位,据说如果是哪个方位发生了地震,那么这个方位对应的这条龙口中的铜珠就会掉到下方的蟾蜍嘴中。所以在古代就会以此来判断到底是哪个方位发生了地震。
以前我们在小学课本上就可以看到关于张衡发明地动仪的这篇文章,不过现在这篇文章已经被相关部门从小学课本当中删除了。因为截止到目前为止,我们并没有明确的证据来认定古代的地动仪就是张衡发明的,实际上我们现在所看到的这种地动仪是后人经过改造而做出的一个模型,并不是古代张衡发明的原样。
❷ 张衡是怎么发明地动仪的
张衡是东汉时候杰出的科学家。他从小就爱想问题,对周围的事物,总要寻根究底,弄个水落石出。
在一个夏天的晚上,张衡和爷爷、奶奶在院子里乘凉。他坐在一张竹床上,仰着头,呆呆地看着天空,还不时举手指指画画,认真地数星星。
张衡对爷爷说:“我数的时间久了,看见有的星星位置移动了,原来在天空东边的,偏到西边去了。有的星星出现了,有的星星又不见了。它们不是在跑动吗?”
爷爷说道:“星星确实是会移动的。你要认识星星,先要看北斗星。你看那边比较明亮的七颗星,连在一起就像做饭的勺子,很容易找到……”
“噢!我找到了!”小张衡很兴奋又问题:“那么,它是怎样移动的呢?”
爷爷想了想说:“大约到半夜,它就移到地平线上,到天快亮的时候,这北斗就翻了一个身,倒挂在天空……”
这天晚上,张衡一直睡不着,多次起来看北斗。夜深人静,当他看到那闪烁而明亮的北斗星时,果然倒挂着,他感到多么高兴啊!他想:这北斗为什么会这样转来转去,是什么原因呢?天一亮,他便赶去问爷爷,谁知爷爷也讲不清楚。
后来,张衡长大了,皇帝得知他文才出众,把张衡召到京城洛阳担任太史令,主要是掌管天文历法的事情。
为了探明自然界的奥秘,年轻的张衡常常一个人关在书房里读书、研究,还常常站在天文台上观察日月星辰。他想,如果能制造出一种仪器,能够上观天,下察地,预报自然界将要发生的情况,这对人们预防灾害,揭穿那些荒诞的迷信鬼话,该是多么好啊!
于是,张衡把从书本中和观察到的材料,进行分析研究,开始了试制“观天察地”仪器的工作。他把研究的心得先写成一本书,叫做《灵宪》。在这本书里,他告诉人们:天是球形的,像个鸡蛋,天就像鸡蛋壳,包在地的外面,地就像蛋黄,就叫做“浑天说”。
接着,张衡根据这种“浑天说”的理论,开始设计、制造仪器了。不知经过多少个风雨晨昏,熬过多少个不眠之夜,一个当时世界上最先进的天文仪器——浑天仪诞生了。这个大铜球很像今天的地球仪,它装在一个倾斜的轴上,利用水力转动,它转动一周的速度恰好和地球自转一周的速度相等。而且在这个人造的天体上,可以准确地看到太空中的星象。张衡说:“天上的星星,能见的共有二千五百颗,但我们经常能看到的却只有一百二十颗。”
那个时期,经常发生地震。有时候一年一次,也有一年两次。发生了一次大地震,就影响到好几十个郡,城墙、房屋发生倒坍,还死伤了许多人畜。
当时的封建帝王和一般人都把地震看做是不吉利的征兆,有的还趁机宣传迷信、欺骗人民。
但是,张衡却不信神,不信邪,他对记录下来的地震现象经过细心的考察和试验,发明了一个测报地震的仪器,叫做“地动仪”。
地动仪是用青铜制造的,外形有点像一个酒坛,四围刻铸着8条龙,龙头向8个方向伸着。每条龙的嘴里含了一颗小铜球:龙头下面,蹲了一个铜制的蛤蟆,对准龙嘴张着嘴。哪个方向发生了地震,朝着那个方向的龙嘴就会自动张开来,把铜球吐出。铜球掉在蛤蟆的嘴里,发出响亮的声音,就给人发出地震的警报。
公元138年2月的一天,张衡的地动仪正对西方的龙嘴忽然张开来,吐出了铜球。按照张衡的设计,这就是报告西部发生了地震。
可是,那一天洛阳一点也没有地震的迹象,也没有听说四周有哪儿发生了地震。因此,大伙儿议论纷纷,都说张衡的地动仪是骗人的玩意儿,甚至有人说他有意造谣生事。
过了几天,有人骑着快马来向朝廷报告,离洛阳1000多里的金城、陇西一带发生了大地震,连山都有崩塌下来的。大伙儿这才信服。
可是在那个时候,朝廷掌权的全是宦官或是外戚,像张衡这样有才能的人不但不被重用,反而被打击排挤。张衡做侍中的时候,因为与皇帝接近,宦官怕张衡在皇帝面前揭他们的短,就在皇帝面前讲张衡很多坏话。他被调出了京城,到河间去当国相。
张衡在他61岁那年病死。但他在我国科学史上却留下了光辉的业绩。
知识点
浑天仪
浑天仪是浑仪和浑象的总称。浑天仪浑仪是测量天体球面坐标的一种仪器,而浑象是古代用来演示天象的仪表。它们是我国东汉天文学家张衡所制的。西方的浑天仪最早由埃拉托色尼于公元前255年发明。葡萄牙国旗上画有浑仪。自马努埃一世起浑天仪成为该国之象征。
❸ 张衡发明地动仪的故事
公元132年(阳嘉元年),张衡在太史令任上发明了最早的地动仪,称为候风地动仪。据《后汉书·张衡传》记载:地动仪用精铜铸成,圆径八尺,顶盖突起,形如酒樽,用篆文山龟鸟兽的形象装饰。中有大柱,傍行八道,安关闭发动之机。
它有八个方位,每个方位上均有一条口含铜珠的龙,在每条龙的下方都有一只蟾蜍与其对应。任何一方如有地震发生,该方向龙口所含铜珠即落人蟾蜍口中,由此便可测出发生地震的方向。经过试验,与所设制,符合如神,自从有书籍记载以来,是没有过的。
曾经一龙机发,地不觉动,雒阳的学者都责怪不足信,几天之后,送信人来了,果然在陇西地发生地震,众人于是都服其神妙。自此之后,朝廷就令史官记载地动发生的地方。
关于地动仪的结构,流行的有两个版本:王振铎模型,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提出,即“都柱”是悬垂摆(见袁宏《后汉纪》),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,冯锐模型还把蟾蜍由面向樽体改为背向樽体并充当仪器的脚。该模型经模拟测试,结果与历史记载吻合。
世界上地震频繁,但真正能用仪器来观测地震,在国外,是19世纪以后的事。候风地动仪是世界上的地震仪之祖。虽然它的功能尚只限于测知震中的大概方位,但它却超越了世界科技的发展约1800年。
(3)张衡发明地动仪的故事扩展阅读:
在科学发明创造方面,张衡更是对中国和世界文化做出了极大贡献。中国的浑天仪,从公元前一世纪中叶起,开始了迅速的发展。西汉的耿寿昌发明了最早的浑天仪。公元125年左右张衡在耿寿昌、傅安和贾逵的基础上,加上地平环和子午环,制作成了完整的浑天仪。
李约瑟给予了很高的评价:“张衡是演示用浑仪(中间装有地的模型)的首创者,同时又成功地利用水力来运转浑仪(包括观测用)上的环圈,他用一种方法把演示和观测两者的效用结合起来了。自此以后,这两种浑仪的制用方法经过几百年都没有多少改变”;“据我们所知,关于浑仪的资料,以张衡的《浑仪》一书的残篇为最古(约公元125年)。”
他还创制成功了世界上最早的用水力转动的浑天仪(亦名浑象)。根据《宋书·天文志》记载,该浑天仪至东晋犹存。张衡在公元132年制造了测定地震的候风地动仪,非常科学和准确,史称“验之以事,合契若神”。此外张衡还制造了三轮自转车、指南车、自飞木雕等。
❹ 张衡是怎样发明地动仪的
汉章帝在位的时期,东汉的政治比较稳定。到汉章帝一死,继承皇位的汉和帝才十岁,窦太后临朝执政,让他的哥哥窦宪掌握了朝政大权,东汉王朝就开始走下坡路了。
在这个时期,出了一位著名的科学家张衡。
张衡是南阳人。十七岁那年,他离开家乡,先后到了长安和洛阳,在太学里用功读书。当时洛阳和长安都是很繁华的城市,城里的王公贵族过的是骄奢淫逸的生活。张衡对这些都看不惯。他写了两篇文学作品《西京赋》和《东京赋》(西京就是长安,东京就是洛阳),讽刺这种现象。据说他为了写这两篇作品,经过深思熟虑,反复修改,前后一共花了十年工夫,可见他研究学问的精神是很认真严肃的。
但是张衡的特长还不是文学,他特别爱好数学和天文研究。朝廷听说张衡是个有学问的人,召他到京里做官,先是在宫里做郎中,后来,担任了太史令,叫他负责观察天文。这个工作正好符合他研究的兴趣。
经过他的观察研究,他断定地球是圆的,月亮是借太阳的照射才反射出光来。他还认为天好像鸡蛋壳,包在地的外面;地好像鸡蛋黄,在天的中间。这种学说虽然不完全精确,但在一千八百多年以前,能说出这种科学的见解来,不能不使后来的天文学家钦佩。
不光是这样,张衡还用铜制造了一种测量天文的仪器,叫做“浑天仪”。上面刻着日月星辰等天文的现象。他设法利用水力来转动这种仪器。据说什么星从东方升起来,什么星向西方落下去,都能在浑天仪上看得清清楚楚。
那个时期,经常发生地震。有时候一年一次,也有一年两次。发生了一次大地震,就影响到好几十个郡,城墙、房屋发生倒坍,还死伤了许多人畜。
当时的封建帝王和一般人都把地震看作是不吉利的征兆,有的还趁机宣传迷信、欺骗人民。
但是,张衡却不信神,不信邪,他对记录下来的地震现象经过细心的考察和试验,发明了一个测报地震的仪器,叫做“地动仪”。
地动仪是用青铜制造的,形状有点像一个酒坛,四围刻铸着八条龙,龙头向八个方向伸着。每条龙的嘴里含了一颗小铜球:龙头下面,蹲了一个铜制的蛤蟆,对准龙嘴张着嘴。哪个方向发生了地震,朝着那个方向的龙嘴就会自动张开来,把铜球吐出。铜球掉在蛤蟆的嘴里,发出响亮的声音,就给人发出地震的警报。
公元138年2月的一天,张衡的地动仪正对西方的龙嘴突然张开来,吐出了铜球。按照张衡的设计,这就是报告西部发生了地震。
可是,那一天洛阳一点也没有地震的迹象,也没有听说附近有哪儿发生了地震。因此,大伙儿议论纷纷,都说张衡的地动仪是骗人的玩意儿,甚至有人说他有意造谣生事。
过了几天,有人骑着快马来向朝廷报告,离洛阳一千多里的金城、陇西一带发生了大地震,连山都有崩塌下来的。大伙儿这才信服。
可是在那个时候,朝廷掌权的全是宦官或是外戚,像张衡这样有才能的人不但不被重用,反而被打击排挤。张衡做侍中的时候,因为与皇帝接近,宦官怕张衡在皇帝面前揭他们的短,就在皇帝面前讲张衡很多坏话。他被调出了京城,到河间去当国相。
张衡在他六十一岁那年病死。他在我国科学史上留下了光辉的业绩。
❺ 张衡发明了地动仪是不是真的
我们可以从力学的角度上来分析这个事情。
我们知道,张衡时代的仪器是机械仪器,那时候还没有电子设备,什么传感器,模拟电路与数字电路都是没有的,唯一有的就是青铜器。那么张衡在公元134年前做的地动仪的核心部件就是一个青铜的圆柱子——根据《后汉书》的语焉不详的记载,我们大致可以判断,该圆柱子可以存在3种不同的可能性,分别是:
a:上端自由,下端固定
b:下端自由,上端固定
c:上端与下端都是自由的,都不固定
冯锐等人重现的张衡地动仪模型
因此,要想预测地震的方位,还需要更先进的仪器设备,这对东汉时代的张衡来说,是一个不可能完成的任务。
作者:蝌蚪君
❻ 张衡发明地动仪的故事
那个时期,经常发生地震。发生一次大地震,就会给老百姓和国家带来很多的伤害。当时的皇上和老百姓都把地震看作是不吉利的征兆,张衡却不信神邪,他对记录下来的地震现象经过细心的考察和试验,发明了一个能测出地震的仪器,叫做"地动仪"。
地动仪是用青铜制造的,形状像一个酒坛,四围铸着八条龙,龙头伸向八个方向。公元138年2月的一天,地动仪正对着西方的龙嘴突然张开来,吐出了铜球,过了没几天,有人骑着快马来向朝廷报告,离洛阳一千多里的金城、陇西一带发生了大地震,连山都有崩塌下来的。
地动仪:
1.是汉代科学家张衡制作的测量地震的仪器,地动仪由青铜铸成,外表刻有篆文以及山、龟、鸟、兽等图形。仪器内部中央立着一根铜质都柱;仪体外部周围铸着八条龙,按东,南,西,北,东南,东北,西南,西北八个方向布列。
2.龙头和内部信道中的发动机关相连,每个龙头嘴里衔有一粒小铜珠。地上对准龙嘴处,蹲着八个铜蟾蜍,昂着头,张着嘴。
3.据学者们考证,张衡在当时已经利用了力学上的惯性原理,“都柱”实际上起到的正是惯性摆的作用。同时张衡对地震波的传播和方向性也一定有所了解,这些成就在当时来说是十分了不起的,而欧洲直到1880年,才制成与此类似的仪器,比起张衡的发明足足晚了一千七百多年。
4.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。这一种模型最近已被基本否定。
❼ 张衡发明地震仪的故事
地动仪用精铜制成,圆经八尺,合盖隆起,形似酒樽。表面作金黄色,上部铸有八条金龙,分别伏在东、西、南、北及东北、东南、西北、西南八个方向。龙倒伏,龙首向下,龙嘴各衔一颗小铜球,与地上仰蹲张嘴的蟾蜍相对。地动仪空腔中央,立一根铜柱,上粗下细。铜柱周围有八根横杆,称为“八道”,各与一龙头相连。铜柱是震摆装置,八道用来控制和传导铜柱运动的方向。在地动仪受到地震波冲击时,铜柱就倒向发生地震的方向,推动同一方向的横杆和龙头,使龙嘴张开,铜球下落到蟾蜍嘴中,并发出响声,以提示人们注意发生了地震及地震的时间和方向。
一颗珠子放在平台上,如果将哪方稍微往下一按,珠于就向哪方滚动。又如我们点亮一支蜡烛,将它放在一张不平的桌子上,它总会向低的一方倒。地动仪就是根据这些简单的原理设计的。地动可以传到很远的地方,只不过太远了人就感觉不到了,但地动仪能准确地测到。
遗憾的是关于张衡浑天仪中的动力和传动装置的具体情况史书没有留下记载。
张衡写的有关浑天仪的文章也只留存片断。这片断中也没有提及动力和传动装置
问题。近几十年来,人们曾运用现代机械科技知识对这个装置作了一些探讨。最
初,人们曾认为是由一个水轮带动一组齿轮系统构成。但因有记载明言浑天仪是
“以漏水转之”,而又有记载明言这漏水又是流入一把承水壶中以计量时间的。因
此,就不能把这漏水再用来推动原动水轮。所以,原动水轮加齿轮传动系统的方
案近年来受到了怀疑。最近有人提出了一种完全不同的设计。他们把漏壶中的浮
子用绳索绕过天球极轴,和一个平衡重锤相连。当漏壶受水时壶中水量增加,浮
子上升,绳索另一头的平衡锤下降。这时绳索牵动天球极轴,产生转动。此种结
构比水轮带动齿轮系的结构较为合理。因为(i)张衡时代的齿轮构造尚相当粗糙,
难以满足张衡浑天仪的精度要求。(ii)这个齿轮系必含有相当数量的齿轮,而齿
轮越多,带动齿轮旋转的动力就必须越大。漏壶细小缓慢的水流量就越难以驱动
这个系统。(iii)更关键的是前面已提到的漏壶流水无法既推动仪器,又用于显
示时刻。而浮子控制的绳索传动就可避开上述三大困难。人们已就此设想做过小
型的模拟实验。用一个直径为6.5厘米,高3.5厘米的圆柱形浮子和一块27克重的
平衡重锤,就可通过绳索带动质量为1040克的旋转轴体作比较均匀的转动。其不
均匀的跃动在一昼夜中不过数次,且跃动范围多在2°以下,这种误差在古代的
条件下是可以允许的。因此,看来浮子- 平衡重锤- 绳索系统比原动水轮- 齿轮
系统的合理性要大一些。不过,张衡的仪器是个直径达1米以上的铜制大物。目
前的小型实验尚不足以保证在张衡的仪器情况下也能成功,还有待更进一步的条
件极相近的模拟实验才能作出更可信的结论。
不管张衡的动力和传动系统的实情究竟如何,总之,他是用一个机械系统来
实现一种与自然界的天球旋转相同步的机械运动。这种作法本身在中国是史无前
例的。由此开始,我们诞生了一个制造水运仪象的传统,它力图用机械运动来精
确地反映天球的周日转动。而直到20世纪下半叶原子钟发明和采用之前,一切机
械钟表都是以地球自转,亦即天球的周日转动为基础的。所以,中国的水运仪象
传统乃是后世机械钟表的肇始。诚然,在公元前4世纪到公元前1世纪的希腊化时
代,西方也出现过一种浮子升降钟(anaphoric clock),它的结构和最近人们所
设想的浮子- 平衡锤- 绳索系统浑天仪相仿,不过其中所带动的不是一架天球仪,
而是一块平面星图。可是在随后的罗马时代和黑暗的中世纪,浮子升降钟的传统
完全中断而消失。所以,中国的水运仪象传统对后世机械钟表的发展具有极其重
要的意义。而这个传统的创始者张衡的功绩自然也是不可磨灭的。
从当时人的描述来看,张衡浑天仪能和自然界的天球的转动配合得丝丝入扣,
“皆如合符”,可见浑天仪的转动速度的稳定性相当高。而浑天仪是以刻漏的运
行为基础的。由此可以知道,张衡的刻漏技术也很高明。
刻漏是我国古代最重要的计时仪器。目前传世的三件西汉时代的刻漏,都是
所谓“泄水型沉箭式单漏”。这种刻漏只有一只圆柱形盛水容器。器底部伸出一
根小管,向外滴水。容器内水面不断降低。浮在水面的箭舟(即浮子)所托着的刻
箭也逐渐下降。刻箭穿过容器盖上的孔,向外伸出,从孔沿即可读得时刻读数。
这种刻漏的计时准确性主要决定于漏水滴出的速度是否均匀。而滴水速度则与管
口的水压成正比变化。即随着水的滴失,容器内水面越来越降低,水的滴出速度
也会越来越慢。
❽ 汉朝时候,张衡发明的地动仪
地动仪是中国东汉科学家张衡创造的一传世杰作。张衡所处的东汉时代,地震比较频繁。张衡对地震有不少亲身体验,为了掌握全国地震动态,他经过长年研究,终于在阳嘉元年(公元132年)发明了候风地动仪,这也是世界上的第一架地动仪[1]。 地动仪有八个方位,每个方位上均有口含龙珠的龙头,在每条龙头的下方都有一只蟾蜍与其对应。任何一方如有地震发生,该方向龙口所含龙珠即落入蟾蜍口中,由此便可测出发生地震的方向。汉顺帝阳嘉三年十一月壬寅(公元134年12月13日),地动仪的一个龙机突然发动,吐出了铜球,掉进了那个蟾蜍的嘴里。当时在京师(洛阳)的人们却丝毫没有感觉到地震的迹象,于是有人开始议论纷纷,责怪地动仪不灵验。没过几天,陇西(今甘肃省天水地区)有人快马来报,证实那里前几天确实发生了地震,于是人们开始对张衡的高超技术极为信服。陇西距洛阳有一千多里,地动仪标示无误,说明它的测震灵敏度是比较高的。
❾ 张衡的地动仪 发明故事
张衡观天察地
张衡是东汉时候杰出的科学家。他从小就爱想问题,对周围的事物,总要寻根究底,弄个水落石出。
在一个夏天的晚上,张衡和爷爷、奶奶在院子里乘凉。他坐在一张竹床上,仰着头,呆呆地看着天空,还不时举手指指划划,认真地数星星。
张衡对爷爷说:“我数的时间久了,看见有的星星位置移动了,原来在天空的,偏到西边去了。有的星星出现了,有的星星又不见了。它们不是在跑动吗?”
爷爷说道:“星星确实是会移动的。你要认识星星,先要看北斗星。你看那边比较明亮的七颗星,连在一起就像烫衣服的熨斗,很容易找到……”
“噢!我找到了!”小张衡很兴奋又问:“那么,它是怎样移动的呢?”
爷爷想了想说:“大约到半夜,它就移到地平线上,到天快亮的时候,这北斗就翻了一个身,倒挂在天空……”
这天晚上,张衡一直睡不着,多次起来看北斗。夜深人静,当他看到那闪烁而明亮的北斗星时,果然倒挂着,他感到多么高兴啊!他想:这北斗为什么会这样转来转去,是什么原因呢?天一亮,他便赶去问爷爷,谁知爷爷也讲不清楚。于是,他带着这个问题,读天文书去了。
后来,张衡长大了,皇帝得知他文才出众,把张衡召到京城洛阳担任太史令,主要是掌管天文历法的事情。
为了探明自然界的奥秘,年轻的张衡常常一个人关在书房里读书、研究,还常常站在天文台上观察日月星辰。他想,如果能制造出一种仪器,能够上观天,下察地,预报自然界将要发生的情况,这对人们预防灾害,揭穿那些荒诞的迷信鬼话,该是多么好啊!
于是,张衡把从书本中和观察到的材料,进行分析研究,开始了试制“观天察地”仪器的工作。他把研究的心得先写成一本书,叫做《灵宪》。在这本书里,他告诉人们:天是球型的,像个鸡蛋,天就像鸡蛋壳,包在地的外面,地就像蛋黄,就叫做“浑天说”。
接着,张衡根据这种“浑天说”的理论,开始设计、制造仪器了。不知经过多少个风雨晨昏,熬过多少个不眠之夜,一个当时世界上最先进的天文仪器--浑天仪诞生了。这个大铜球很像今天的地球仪,它装在一个倾斜的轴上,利用水力转动,它转动一周的速度恰好和地球自转一周的速度相等。而且在这个人造的天体上,可以准确地看到太空中的星象。张衡说:“天上的星星,能见的共有二千五百颗,但我们经常能看到的却只有一百二十颗。”
后来,张衡经过努力钻研,又发明创造了世界上第一架能预报地震的仪器--地动仪。这个地动仪也是钢铸造的,形状像个酒坛子,四周铸着八条龙,每条龙口里含着一个小铜球。只要哪一条龙口中的铜球吐了出来,就预示着那个方向发生地震了。测试非常灵验,没有一次不准。
张衡在科学上的创造发明是伟大的,这是由于他从小就爱科学,勤奋地学习钻研和不懈地观察实验,而且能把书本知识和实践经验结合起来,通过自己刻苦研究、创造才获得的。
❿ 张骞出事西域开辟丝绸之路,张衡发明地动仪的故事都出自什么朝
这些都是出自汉朝,都是脍炙人口的故事,都是中国历史上了不起的人物。
张骞出使西域,打通了连往西域的道路,开辟了丝绸之路,同时也为汉朝抗击匈奴提供了有利条件。
张衡是西汉时期著名科学家,发明了地动仪,可以准确告知地震发生的地点,为救灾提供很好的帮助。
这两人都是了不起的人物。