张衡的发明 张衡发明的地动仪是什么样的?



这架地震仪是用精铜铸成张衡的发明,直径8尺,形状像个大酒坛,坛顶上有个突出的盖子,可以打开,坛下部雕刻着山龟鸟兽的花纹 。

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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 。
公元138年,东汉京都洛阳传开了惊人的消息:
“发生地震啦!”“京都西面发生地震啦!”
这消息是从太史令(专管天文和地震工作)张衡那里传出来的 。
然而,在京都,谁也没觉察发生过地震 。几天过去了,谁也没听说哪儿发生过地震 。“张衡吹牛!”“张衡瞎说!”京都议论纷纷 。
正在这时,从洛阳西面的陇西来人说,那里前几天发生了大地震!这下子,人们既震惊,又佩服 。
【张衡的发明 张衡发明的地动仪是什么样的?】
陇西位于今甘肃省西南部,离洛阳很远 。张衡怎么会知道那里发生了地震呢?原来,在张衡生活的年代,地震十分频繁 。光是从公元96年到公元125年这30年间,就有23年发生过大地震,有好几次就发生在洛阳附近 。正因为这样,地震引起了张衡的注意 。
张衡经过多年的摸索,在公元132年制成了世界上第一架测定地震的仪器,叫作“地动仪” 。
地动仪是铜做的,直径约3米,样子像酒坛 。在这个“酒坛”的外壁上,倒挂着8条龙 。每条龙的嘴里都含有一个铜球 。每条龙下面,蹲着一只铜蛤蟆 。蛤蟆仰着头,张大嘴巴 。8条龙的龙头,分别朝着东、南、西、北、东南、西南、西北、东北 。哪个方向发生地震,哪个方向的龙嘴里的铜球就震落下来,正好落在正对着它的铜蛤蟆嘴里,发出“当啷”一声 。
那天,朝西面的龙嘴里的铜球落下来了,于是,张衡断定是京都西面发生了地震 。
地动仪是根据惯性原理设计的 。发生地震之后,地震波传来,地动仪中间的“都柱”(类似于惯性运动的摆)就受到震动,朝那个方向偏动,通过杠杆,使那个方向的龙嘴张开,铜球坠落 。
在1800多年前,张衡能够制造出这样的精巧、灵敏、准确、造型美观的仪器,实在令人叹服!
张衡的祖父张堪,曾当过蜀郡太守 。到张衡出生时,家道已经衰落,生活贫苦 。但是张衡有志气,他说过:“不患位之不尊,而患德之不崇;不耻禄之不伙,而耻智之不博 。”意思是说:“不担心自己的地位不高,而担心自己的道德不高尚;不应当为收入菲薄而害羞,而应当为知识不广博而害臊 。”
张衡为人正直,知识渊博 。他当过太史令、郎中、尚书侍郎等官职,在皇宫里工作过,但受人排挤,郁郁不得志 。
张衡在科学上的另一大贡献是在公元117年制成了浑天仪 。这是一种观测天象的天文仪器 。什么是“浑天”呢?原来,在那时候,人们以为大地是平的(一说像覆着的盘),天像一只巨大的碗反扣在大地上面,这叫“盖天说” 。张衡根据自己对天文学的研究,认为地好像蛋黄,天好像蛋壳,包在地的外面,叫作“浑天说” 。浑天说比盖天说进步多了 。浑天仪是用铜做的,内有几层圆圈可以转动,上面刻着日、月和各种星辰 。这个大铜球可用水力使它慢慢转动,转动一周的速度跟地球自转一周的速度一样 。人们从浑天仪上可以看出星辰日月是怎样运动 。这在当时,是天文学上的一大创造 。
张衡用肉眼观测星星,曾把观测结果画成一幅星图 。当时,他看到的星星有2500多颗 。现在天文学上观测到的六等以上的星(即可用肉眼看见的星)为3000颗左右,只多500来颗 。可见张衡在1800多年前研究天文是多么细心!
张衡不仅是一位科学家,而且还是一位文学家、画家 。他29岁的时候,写过《东京赋》和《西京赋》 。这两篇散文深受人们欢迎 。据说,张衡写这两篇散文,前后花了10年时间!他着有诗、赋等32篇 。张衡画画、书法也很不错 。他还喜欢数学,算出圆周率为根号10,即3.16 。
就在张衡用地动仪测到了陇西地震的第二年,他不幸病逝,终年62岁 。
1956年,河南南阳县重修了张衡墓,深切怀念这位中国古代杰出的科学家 。郭沫若为张衡墓碑题词:“如此全面发展之人物,在世界史中亦所罕见 。”

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