那個時期，經常發生地震。發生一次大地震，就會給老百姓和國家帶來很多的傷害。當時的皇上和老百姓都把地震看作是不吉利的征兆，張衡卻不信神邪，他對記錄下來的地震現象經過細心的考察和試驗，發明了一個能測出地震的儀器，叫做"地動儀"。

地動儀是用青銅制造的，形狀像一個酒壇，四圍鑄著八條龍，龍頭伸向八個方向。公元138年2月的一天，地動儀正對著西方的龍嘴突然張開來，吐出了銅球，過了沒幾天，有人騎著快馬來向朝廷報告，離洛陽一千多里的金城、隴西一帶發生了大地震，連山都有崩塌下來的。

地動儀：

1.是漢代科學家張衡制作的測量地震的儀器，地動儀由青銅鑄成，外表刻有篆文以及山、龜、鳥、獸等圖形。儀器內部中央立著一根銅質都柱；儀體外部周圍鑄著八條龍，按東，南，西，北，東南，東北，西南，西北八個方向布列。

2.龍頭和內部信道中的發動機關相連，每個龍頭嘴里銜有一粒小銅珠。地上對準龍嘴處，蹲著八個銅蟾蜍，昂著頭，張著嘴。

3.據學者們考證，張衡在當時已經利用了力學上的慣性原理，“都柱”實際上起到的正是慣性擺的作用。同時張衡對地震波的傳播和方向性也一定有所了解，這些成就在當時來說是十分了不起的，而歐洲直到1880年，才制成與此類似的儀器，比起張衡的發明足足晚了一千七百多年。

4.關于地動儀的結構，目前流行的有兩個版本：王振鐸模型（1951年），即“都柱”是一個類似倒置酒瓶狀的圓柱體，控制龍口的機關在“都柱”周圍。這一種模型最近已被基本否定。

說起地動儀，想必大家第一時間想到的就是張衡這個名字，但是大部分人對于張衡發明地動儀這個過程，都不是很了解，其實張衡的發明過程，也跟科學家們的研究是一樣艱難的。當時張衡是經歷了太多的地震，所以決心要發明一樣東西來提前直到地震，這樣才有助于人們躲避災難，后來張衡慢慢利用慣性的原理，經過了幾年的反復測驗，才終于發明出了地動儀。

首先，張衡是我國古代的封建王朝東漢時期的科學家，也是我國古代最偉大的科學家之一。根據史料記載，我國曾經在東漢時期發生過很多次地震，尤其是在公元92年到公元125年這三十二年里，我國發生了大大小小的地震共計二十六次，所以當時發生地震的頻率差不多是一年就有一次，而且每一次地震都會導致無數百姓流離失所，這也刺激了?張衡開始研究地動儀。

其次，張衡當時就是想要提前知道地震的來臨，經過研究后，張衡發現動物們似乎可以提前感知災難的來臨，尤其是住在地下的蛇、螞蟻等，總是能夠提前感知到地震，所以張衡也確定了地震是可以提前預測到的，于是便開始著手設計。由于人本身的反應是比較遲鈍的，所以地震剛開始的微小振動，人很難察覺到，所以地動儀最重要的就是靈敏，這也是張衡設計地動儀的核心觀念。

最后，經過張衡的多年研究，地動儀終于成功發明出來了，而且還成功檢測到一次地震事件，在當時直接引起了轟動。后來，地動儀在洛陽出現了反應，但是洛陽當時并沒有出現地震，所以大家都開始質疑地動儀的能力，結果過了幾天，洛陽果然發生了地震。

張衡發明的地動儀工作的原理是通過感測地震波來感測地震。

什么是地震波

地球上的地震，大多是由于地球深處板塊之間的擠壓碰撞所引起。由震源向四處傳播的振動，即地震波。

震源發出地震波分為縱波（P波）和橫波（S波）兩種。

縱波質點運動方向與傳播方向一致；橫波質點運動方向與傳播方向相垂直。縱波速度快，最先到達，主要使地面上下顛動；橫波速度慢，第二個到達，主要使地面側向晃動。

在S波之后或同時，面波洛夫波（Love波）到來，地面開始水平橫向振動（和S波方向一致）。接著是面波瑞利波（Rayleigh波）到來，它使地面在縱向和垂直方向都產生搖動，形如逆進的橢圓。

一臺地震儀很難全部覆蓋，因此，現有地震儀按需求可分為短、長、中長、寬帶等不同頻段。

張衡地動儀工作方法

張衡地動儀是早期機械式地動儀，頻帶窄。

地動儀的測震原理模仿了懸掛物對地震的反應，技術實現上借鑒了門閂類的觸發機構，通過龍首吐丸的方式留下了發生地震的證據。

后漢書中記載的是：

以精銅鑄成，員徑八尺，合蓋隆起，形似酒尊。中有都柱，傍行八道，施關發機。如有地動，尊則振，龍機發，吐丸，而蟾蜍銜之。尋其方面，乃知震之所在。當一龍機發，而地不覺動。

就是地動儀的“都柱”和“樽體”之間在地震之時會出現相對位移，在非慣性系統，即搖動的樽體中所顯現出來的都柱慣性力就先施加于關，再觸發于機，銅丸隨之而吐出。

如果發生了地震引起的振動，尊體會出現持續性的左右搖晃，于是與龍體相連的機關便繼而啟動，龍首銜的銅丸隨即被吐出，然后由蟾蜍張開的口接住。

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