關(guān)于張衡地動(dòng)儀的復(fù)原,130年來學(xué)者們提出多種模型。其中立柱模型往往被否定,因?yàn)榱⒅?yàn)震被斷定是不可能實(shí)現(xiàn)的。本文對(duì)立柱驗(yàn)震進(jìn)行分析,指出前人實(shí)驗(yàn)失敗是因?yàn)槎紱]有充分認(rèn)識(shí)到立柱驗(yàn)震的力學(xué)原理。根據(jù)力學(xué)原理列出的立柱驗(yàn)震的一系列必要條件,并用漢代工藝成功制作了三臺(tái)立柱驗(yàn)震演示儀實(shí)物。立柱模型必需在立柱下面安排一個(gè)精密的小"著地面",首先必須對(duì)立柱下的支承面進(jìn)行置平調(diào)整和對(duì)立柱的重心進(jìn)行平衡調(diào)整。立柱驗(yàn)震現(xiàn)場(chǎng)演示通過專家的鑒定,獲得成功,為張衡地動(dòng)儀的正名和復(fù)原提供了新的可靠的依據(jù)。 

【文章來源】：中國科技史雜志. 2020,41(03)北大核心CSSCICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

立柱能站住的力學(xué)條件

在制造立柱的著地面時(shí),工匠往往不可能保證那著地面能與立柱的中心線絕對(duì)垂直,這樣的立柱站在水平支承面上后,立柱的中心線就會(huì)與當(dāng)?shù)氐闹亓︺U垂線形成一個(gè)小夾角θ(見圖2),以致立柱重心的重力矢量W1將偏離著地面的中心。這就要求我們?cè)诹⒅耐鈧?cè)貼上一些小配重,以使配重的重力矢量W2與立柱本身的重力矢量W1的合力W3 能正好通過著地面的精確中心。這個(gè)重心調(diào)整過程,在精密測(cè)量儀器行業(yè)中被稱為“平衡調(diào)整”。對(duì)滿足上面六個(gè)條件的立柱,如果我們把“著地面內(nèi)的重力矢量與著地面邊緣的距離”記為r,那么由圖3,我們可以推導(dǎo)出以下公式,以討論立柱驗(yàn)震的力學(xué)原理。圖3 立柱驗(yàn)震原理圖

作者在2019年春制成的立柱驗(yàn)震演示儀如圖4所示:演示儀的調(diào)試是一件非常細(xì)致的工作。首先要將支承面調(diào)至水平。為此應(yīng)先將支架5上的多個(gè)工藝用凸起的表面和支承面(用一塊精密大平面)將它們磨成一個(gè)共同平面。然后就可以用置平螺釘4將支架5調(diào)整到三角板12的豎邊與鉛垂線11達(dá)到互相精確平行。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]張衡地動(dòng)儀工作原理新探討[J]. 殷正和.  自然辯證法通訊. 2020(03)
[2]地動(dòng)儀研究中的五個(gè)地震學(xué)基本概念[J]. 馮銳.  中國地震. 2016(04)
[3]對(duì)地動(dòng)儀傳統(tǒng)模型的置疑[J]. 馮銳,武玉霞,朱濤,李先登.  自然科學(xué)史研究. 2006(S1)



本文編號(hào)：3447200