張衡為什麼發明地動儀
⑴ 張衡發明地動儀的原理是什麼,除了地動儀,張衡還做了什麼
張衡生在東漢時期,據記載當時竟然出現連續20年無年不震,地震災害十分猖獗。可想當時的朝堂和民眾受此影響之大,嚴重的年份可謂是民不聊生。太史令張衡更是深受其擾,通過一次又一次的試驗探究,經過年復一年的努力,於公元132年有所成,成功創造了地動儀。世界其他國家類似地震測量類儀器的發明均是1800年以後的事情了。
張衡是東漢時人,最為人們熟知的是他發明了「渾天儀」和「地動儀」,也正因此他在人們的印象中大多是以科學家的形象出現。其實不然,張衡不光精於天文歷算之學,同時還著有詩、賦、銘、七言等詩文三十多篇。尤其是他寫的《四愁詩》對後世七言詩的形成產生了一定影響。
張衡的祖父張堪能文能武。張堪早年喪父,他把父親留下的千萬資財留給侄子,自己去長安求學,他品行高潔,嚴格自勵,儒生們稱他為「聖童」。光武帝任命張堪為蜀郡太守。後來又任命他為漁陽太守,他領兵打敗匈奴,使匈奴很長時間不敢來犯。他心地仁慈,愛護部下,勸農耕桑,帶領百姓開墾出八千多畝荒田,使百姓生活富裕起來。漁陽百姓稱頌他:「桑無附枝,麥穗兩歧;張君為政,樂不可支」。
張衡是渾天派的主要代表人之一,他傑出的改進了渾天儀,利用了齒輪的系統把渾象與計時漏壺之間很好的把握了起來,聯系在一起,從而能夠在以我們從室內的角度去有效測看和計量恆星的位置。
張衡地動儀全身精銅打造,直徑有2.7米,外形神似酒樽,中有都柱。八龍八蟾餘,精準對應。地震發生前或者說地震發生時,總有異於平時的波動,而不同的聲波傳播的時間不同。張衡地動儀可以先於人類其他感知提前接受到這樣的波動,從而觸動內懸都柱,引發銅球掉進蟾餘的口中,發出聲音引起人們的警覺。
張衡著有一本天文學著名《靈憲》,他認為宇宙是無限的。天體的動行有規律可循,月亮不會發光,它是反射太陽的光芒,日蝕是地球遮擋了太陽光。月亮繞著地球運行並有所升降。他推算出一周天為三百六十五度又四分度之一,與近世所測一年為365天5小時48分46秒的數值十分相近。
永和初年,張衡擔任河間王的相。河間王驕橫奢侈,不遵守制度法令,豪門大戶胡作非為。張衡上任之後,暗中探得奸黨的姓名,將他們全部逮捕,一時剎住歪風邪氣。張衡雖有官才,卻無官欲,品行高尚,對貪官污吏絕不心慈手軟。他的政治眼光敏銳,政治頭腦清醒,政治手腕高明,懂得如何獨善其身。腳踏實地,不為名利,洞察社會百態,其為人處世,皆有自己的一套作風。
⑵ 張衡為什麼要發明地動儀
東漢時候,我國經常不斷地發生地震。根據歷史記載:從漢和帝永元八年(公元96年)到漢安帝延光四年(公元125年)的30年中,我國幾乎連年發生地震。特別是公元119年,洛陽和附近地區連續發生兩次大地震,波及到35個郡,頃刻之間房倒屋塌,隨著巨大的轟鳴聲,地面裂開一尺來寬的大裂縫,人畜死傷無數。在那封建迷信的時代,一切天災人禍人們都認為是觸犯了上天,觸犯了鬼神。況且地震又是災中之首,爆發突然,毫無預感,幾秒鍾之內,山崩地裂,城市、村莊都將變為廢墟。當時,一旦什麼地方發生了地震,地方官都要趕快報到朝廷,由太史令把情況記錄下來,稍有遲誤、差錯,就會被判刑。
張衡是唯物論者,又多年從事科學研究,他不信什麼上天,更不信鬼神,他認為地震與刮風下雨,電閃雷鳴一樣,只不過是一種比較可怕的自然現象,人們僅僅被動地記錄地震的情況還不夠,更重要的是要研究和掌握地震的規律,以至於能夠預測或盡早了解地震發生的地區,以減輕地震帶給人類的災難和損失。
張衡下決心要在地震研究方面有所突破。他為了掌握地震的情報,得到比較完整的准確的地震記錄,他經過多次試驗,終於在公元132年,發明並製造出了我國也是世界上第一架測報地震的儀器——「地動儀」。
⑶ 張衡發明地動儀的故事
公元132年(陽嘉元年),張衡在太史令任上發明了最早的地動儀,稱為候風地動儀。據《後漢書·張衡傳》記載:地動儀用精銅鑄成,圓徑八尺,頂蓋突起,形如酒樽,用篆文山龜鳥獸的形象裝飾。中有大柱,傍行八道,安關閉發動之機。
它有八個方位,每個方位上均有一條口含銅珠的龍,在每條龍的下方都有一隻蟾蜍與其對應。任何一方如有地震發生,該方向龍口所含銅珠即落人蟾蜍口中,由此便可測出發生地震的方向。經過試驗,與所設制,符合如神,自從有書籍記載以來,是沒有過的。
曾經一龍機發,地不覺動,雒陽的學者都責怪不足信,幾天之後,送信人來了,果然在隴西地發生地震,眾人於是都服其神妙。自此之後,朝廷就令史官記載地動發生的地方。
關於地動儀的結構,流行的有兩個版本:王振鐸模型,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。這一種模型已被基本否定。 另一種模型由地震局馮銳提出,即「都柱」是懸垂擺(見袁宏《後漢紀》),擺下方有一個小球,球位於「米」字形滑道交匯處(即《後漢書·張衡傳》中所說的「關」),地震時,「都柱」撥動小球,小球擊發控制龍口的機關,使龍口張開。
另外,馮銳模型還把蟾蜍由面向樽體改為背向樽體並充當儀器的腳。該模型經模擬測試,結果與歷史記載吻合。
世界上地震頻繁,但真正能用儀器來觀測地震,在國外,是19世紀以後的事。候風地動儀是世界上的地震儀之祖。雖然它的功能尚只限於測知震中的大概方位,但它卻超越了世界科技的發展約1800年。
(3)張衡為什麼發明地動儀擴展閱讀:
在科學發明創造方面,張衡更是對中國和世界文化做出了極大貢獻。中國的渾天儀,從公元前一世紀中葉起,開始了迅速的發展。西漢的耿壽昌發明了最早的渾天儀。公元125年左右張衡在耿壽昌、傅安和賈逵的基礎上,加上地平環和子午環,製作成了完整的渾天儀。
李約瑟給予了很高的評價:「張衡是演示用渾儀(中間裝有地的模型)的首創者,同時又成功地利用水力來運轉渾儀(包括觀測用)上的環圈,他用一種方法把演示和觀測兩者的效用結合起來了。自此以後,這兩種渾儀的制用方法經過幾百年都沒有多少改變」;「據我們所知,關於渾儀的資料,以張衡的《渾儀》一書的殘篇為最古(約公元125年)。」
他還創製成功了世界上最早的用水力轉動的渾天儀(亦名渾象)。根據《宋書·天文志》記載,該渾天儀至東晉猶存。張衡在公元132年製造了測定地震的候風地動儀,非常科學和准確,史稱「驗之以事,合契若神」。此外張衡還製造了三輪自轉車、指南車、自飛木雕等。
⑷ 張衡為什麼能發明地動儀
張衡(78~139)字平子,南陽(令河南南陽)人,家境貧寒,幼年便立定了發憤讀書的志向。張衡最感興趣的是研究機械、天文、歷法、數學等自然科學。他為了解決一個問題,製造一種儀器,常常可以一連幾天不間斷地工作,直到成功為止。
張衡做了太史令以後,為了工作上的需要,製造了一個叫做渾象的儀器。渾象是一種天文儀器,是觀測星象、確定節氣和了解其他天文現象用的。張衡的渾象是古代比較精確的天文儀器。接著,張衡又發明了觀測地震用的地動儀。東漢時,我國經常不斷地發生地震。那時人們不懂科學知識,以為地震是鬼神發怒了在顯靈。張衡是個科學家,不迷信鬼神,他認為地震是一種自然災害,人們應當研究地震的規律,地動儀就是為了充分掌握地震的情報而發明的。
地動儀製造成功以後,放在京城洛陽一間觀測地震的屋子裡。有一天,西北方的龍頭突然張嘴吐出銅球,掉到了蟾蜍嘴裡,說明西北方向發生了地震。可是當時住在洛陽的人並沒有感覺到發生地震。這樣,人們就懷疑起來了,都說張衡的發明靠不住,地動儀這東西不準確。過了幾天,隴西地方(令甘肅)派人趕到京城洛陽來報告,說幾天以前他們那裡發生了地震。雙方一查對日期,正好就是地動儀上龍頭吐出銅球的那一天。人們這才相信張衡發明的地動儀是准確可靠的。
張衡發明的地動儀是世界上第一架記錄地震的儀器,歐洲在公元1880年才製造出類似的儀器,比張衡晚了1700多年。
⑸ 張衡發明地動儀的原理是什麼
是利用慣性原理。利用一個與地面固定在一起的物體上懸掛一個擺,上端與地面一起運動,下面的擺由於慣性而滯後。進而推動牙機動作,分離,使龍吐丸。同時利用龍顎下落的能量帶動巧制系統,完成擺的止動,達到防止誤動作。
拓展資料:
地動儀有八個方位,每個方位上均有口含龍珠的龍頭,在每條龍頭的下方都有一隻蟾蜍與其對應。任何一方如有地震發生,該方向龍口所含龍珠即落入蟾蜍口中,由此便可測出發生地震的方向。
⑹ 張衡是怎樣發明地動儀的
漢章帝在位的時期,東漢的政治比較穩定。到漢章帝一死,繼承皇位的漢和帝才十歲,竇太後臨朝執政,讓他的哥哥竇憲掌握了朝政大權,東漢王朝就開始走下坡路了。
在這個時期,出了一位著名的科學家張衡。
張衡是南陽人。十七歲那年,他離開家鄉,先後到了長安和洛陽,在太學里用功讀書。當時洛陽和長安都是很繁華的城市,城裡的王公貴族過的是驕奢淫逸的生活。張衡對這些都看不慣。他寫了兩篇文學作品《西京賦》和《東京賦》(西京就是長安,東京就是洛陽),諷刺這種現象。據說他為了寫這兩篇作品,經過深思熟慮,反復修改,前後一共花了十年工夫,可見他研究學問的精神是很認真嚴肅的。
但是張衡的特長還不是文學,他特別愛好數學和天文研究。朝廷聽說張衡是個有學問的人,召他到京里做官,先是在宮里做郎中,後來,擔任了太史令,叫他負責觀察天文。這個工作正好符合他研究的興趣。
經過他的觀察研究,他斷定地球是圓的,月亮是借太陽的照射才反射出光來。他還認為天好像雞蛋殼,包在地的外面;地好像雞蛋黃,在天的中間。這種學說雖然不完全精確,但在一千八百多年以前,能說出這種科學的見解來,不能不使後來的天文學家欽佩。
不光是這樣,張衡還用銅製造了一種測量天文的儀器,叫做「渾天儀」。上面刻著日月星辰等天文的現象。他設法利用水力來轉動這種儀器。據說什麼星從東方升起來,什麼星向西方落下去,都能在渾天儀上看得清清楚楚。
那個時期,經常發生地震。有時候一年一次,也有一年兩次。發生了一次大地震,就影響到好幾十個郡,城牆、房屋發生倒坍,還死傷了許多人畜。
當時的封建帝王和一般人都把地震看作是不吉利的徵兆,有的還趁機宣傳迷信、欺騙人民。
但是,張衡卻不信神,不信邪,他對記錄下來的地震現象經過細心的考察和試驗,發明了一個測報地震的儀器,叫做「地動儀」。
地動儀是用青銅製造的,形狀有點像一個酒壇,四圍刻鑄著八條龍,龍頭向八個方向伸著。每條龍的嘴裡含了一顆小銅球:龍頭下面,蹲了一個銅制的蛤蟆,對准龍嘴張著嘴。哪個方向發生了地震,朝著那個方向的龍嘴就會自動張開來,把銅球吐出。銅球掉在蛤蟆的嘴裡,發出響亮的聲音,就給人發出地震的警報。
公元138年2月的一天,張衡的地動儀正對西方的龍嘴突然張開來,吐出了銅球。按照張衡的設計,這就是報告西部發生了地震。
可是,那一天洛陽一點也沒有地震的跡象,也沒有聽說附近有哪兒發生了地震。因此,大夥兒議論紛紛,都說張衡的地動儀是騙人的玩意兒,甚至有人說他有意造謠生事。
過了幾天,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。大夥兒這才信服。
可是在那個時候,朝廷掌權的全是宦官或是外戚,像張衡這樣有才能的人不但不被重用,反而被打擊排擠。張衡做侍中的時候,因為與皇帝接近,宦官怕張衡在皇帝面前揭他們的短,就在皇帝面前講張衡很多壞話。他被調出了京城,到河間去當國相。
張衡在他六十一歲那年病死。他在我國科學史上留下了光輝的業績。
⑺ 張衡為什麼會發明地動儀
有需求。有能力。
地動儀,也稱「候風地動儀」,不是預測地震的儀器,是報告內地震的儀器(而且,不是容准確報告,只是提供一個方位,距離遠近,地震大小都不清楚)。
為什麼需要報告這個呢?
因為,一旦發生地震,就意味著某一地區受災,可能需要調整國家的某些部署,至少也要盡快組織救災。
越早知道,就越有利。~~比較起古代的烽火、馬遞來說,候風地動儀的效率是劃時代的。
有能力就簡單了。張衡,乃是那個時代最出色的科學家。天文、歷法、數算、乃至於辭賦,都是當時頂級。
⑻ 張衡為什麼要發明地動儀
東漢時,我國經常不斷地發生地震。那時人們不懂科學知識,以為地震是鬼神發怒了在顯靈。版張衡權是個科學家,不迷信鬼神,他認為地震是一種自然災害,人們應當研究地震的規律,地動儀就是為了充分掌握地震的情報而發明的。
求採納
⑼ 張衡是怎麼發明地動儀的
張衡是東漢時候傑出的科學家。他從小就愛想問題,對周圍的事物,總要尋根究底,弄個水落石出。
在一個夏天的晚上,張衡和爺爺、奶奶在院子里乘涼。他坐在一張竹床上,仰著頭,獃獃地看著天空,還不時舉手指指畫畫,認真地數星星。
張衡對爺爺說:「我數的時間久了,看見有的星星位置移動了,原來在天空東邊的,偏到西邊去了。有的星星出現了,有的星星又不見了。它們不是在跑動嗎?」
爺爺說道:「星星確實是會移動的。你要認識星星,先要看北斗星。你看那邊比較明亮的七顆星,連在一起就像做飯的勺子,很容易找到……」
「噢!我找到了!」小張衡很興奮又問題:「那麼,它是怎樣移動的呢?」
爺爺想了想說:「大約到半夜,它就移到地平線上,到天快亮的時候,這北斗就翻了一個身,倒掛在天空……」
這天晚上,張衡一直睡不著,多次起來看北斗。夜深人靜,當他看到那閃爍而明亮的北斗星時,果然倒掛著,他感到多麼高興啊!他想:這北斗為什麼會這樣轉來轉去,是什麼原因呢?天一亮,他便趕去問爺爺,誰知爺爺也講不清楚。
後來,張衡長大了,皇帝得知他文才出眾,把張衡召到京城洛陽擔任太史令,主要是掌管天文歷法的事情。
為了探明自然界的奧秘,年輕的張衡常常一個人關在書房裡讀書、研究,還常常站在天文台上觀察日月星辰。他想,如果能製造出一種儀器,能夠上觀天,下察地,預報自然界將要發生的情況,這對人們預防災害,揭穿那些荒誕的迷信鬼話,該是多麼好啊!
於是,張衡把從書本中和觀察到的材料,進行分析研究,開始了試制「觀天察地」儀器的工作。他把研究的心得先寫成一本書,叫做《靈憲》。在這本書里,他告訴人們:天是球形的,像個雞蛋,天就像雞蛋殼,包在地的外面,地就像蛋黃,就叫做「渾天說」。
接著,張衡根據這種「渾天說」的理論,開始設計、製造儀器了。不知經過多少個風雨晨昏,熬過多少個不眠之夜,一個當時世界上最先進的天文儀器——渾天儀誕生了。這個大銅球很像今天的地球儀,它裝在一個傾斜的軸上,利用水力轉動,它轉動一周的速度恰好和地球自轉一周的速度相等。而且在這個人造的天體上,可以准確地看到太空中的星象。張衡說:「天上的星星,能見的共有二千五百顆,但我們經常能看到的卻只有一百二十顆。」
那個時期,經常發生地震。有時候一年一次,也有一年兩次。發生了一次大地震,就影響到好幾十個郡,城牆、房屋發生倒坍,還死傷了許多人畜。
當時的封建帝王和一般人都把地震看做是不吉利的徵兆,有的還趁機宣傳迷信、欺騙人民。
但是,張衡卻不信神,不信邪,他對記錄下來的地震現象經過細心的考察和試驗,發明了一個測報地震的儀器,叫做「地動儀」。
地動儀是用青銅製造的,外形有點像一個酒壇,四圍刻鑄著8條龍,龍頭向8個方向伸著。每條龍的嘴裡含了一顆小銅球:龍頭下面,蹲了一個銅制的蛤蟆,對准龍嘴張著嘴。哪個方向發生了地震,朝著那個方向的龍嘴就會自動張開來,把銅球吐出。銅球掉在蛤蟆的嘴裡,發出響亮的聲音,就給人發出地震的警報。
公元138年2月的一天,張衡的地動儀正對西方的龍嘴忽然張開來,吐出了銅球。按照張衡的設計,這就是報告西部發生了地震。
可是,那一天洛陽一點也沒有地震的跡象,也沒有聽說四周有哪兒發生了地震。因此,大夥兒議論紛紛,都說張衡的地動儀是騙人的玩意兒,甚至有人說他有意造謠生事。
過了幾天,有人騎著快馬來向朝廷報告,離洛陽1000多里的金城、隴西一帶發生了大地震,連山都有崩塌下來的。大夥兒這才信服。
可是在那個時候,朝廷掌權的全是宦官或是外戚,像張衡這樣有才能的人不但不被重用,反而被打擊排擠。張衡做侍中的時候,因為與皇帝接近,宦官怕張衡在皇帝面前揭他們的短,就在皇帝面前講張衡很多壞話。他被調出了京城,到河間去當國相。
張衡在他61歲那年病死。但他在我國科學史上卻留下了光輝的業績。
知識點
渾天儀
渾天儀是渾儀和渾象的總稱。渾天儀渾儀是測量天體球面坐標的一種儀器,而渾象是古代用來演示天象的儀表。它們是我國東漢天文學家張衡所制的。西方的渾天儀最早由埃拉托色尼於公元前255年發明。葡萄牙國旗上畫有渾儀。自馬努埃一世起渾天儀成為該國之象徵。
⑽ 張衡為什麼會研究發明地動儀
據史書的記載,漢朝從公元96年到125年這三十年期間,有二十三年曾經發生過專大地震,尤屬其是公元119年(漢安帝元初六年)發生的兩次大地震,造成了很嚴重的災害。第一次發生在二月間,京師和四十二個郡都受到影響,嚴重的地方土地陷裂,地下湧出洪水來,城郭房屋倒塌,死傷了很多人。第二次是在冬天,地震的范圍也有八個郡,生命財產的損失也不少。當時人們因為缺乏科學知識,對於地震非常懼怕,還以為是神靈在主宰。張衡並不這樣想。他細心研究這個問題,經過長期的努力,終於在他五十五歲的時候(132),發明了可以測定地震的方向的地動儀———世界上第一架地震儀。