張衡發明了什么
張衡是中國東漢時期偉大的天文學家,以下是學習啦小編為你整理的張衡發明了什么,希望能幫到你。
一、張衡發明過什么
地動儀結構公元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《后漢書·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只蟾蜍與其對應。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,幾天之后,送信人來了,果然在隴西地發生地震,眾人于是都服其神妙。自此之后,朝廷就令史官記載地動發生的地方。
關于地動儀的結構,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《后漢紀》),擺下方有一個小球,球位于"米"字形滑道交匯處(即《后漢書·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并充當儀器的腳。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世紀以后的事。候風地動儀是世界上的地震儀之祖。雖然它的功能尚只限于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。
漏水轉渾天儀是一種水運渾象。用一個直徑四尺多的銅球,球上刻有二十八宿、中外星官以及黃赤道、南北極、二十四節氣、恒顯圈、恒隱圈等,成一渾象,再用一套轉動機械,把渾象和漏壺結合起來。以漏壺流水控制渾象,使它與天球同步轉動,以顯示星空的周日視運動,如恒星的出沒和中天等。它還有一個附屬機構即瑞輪冥菜,是一種機械日歷,由傳動裝置和渾象相連,從每月初一起,每天生一葉片;月半后每天落一葉片。它所用的兩級漏壺是現今所知最早的關于兩級漏壺的記載。
南陽張衡博物館內渾天儀
南陽張衡博物館內渾天儀張衡在創作了渾天儀之后曾寫過一篇文章。此文全文已佚。只是在梁代劉昭注《后漢書·律歷志》時作了大段引述而使之傳世。劉昭注中把這段文字標題為《張衡渾儀》。稱之為"渾儀"可能是劉昭所作的一種簡化。在古代,儀器的定名并不嚴格。雖然后世將"渾儀"一詞規范為專指觀測儀器,但在隋、唐以前,"渾儀"也可用于表演儀器。
瑞輪莢是張衡別出心裁創造的自動日歷,它模仿神話中奇樹蓂莢的特征,靠流水作用,從每月初一開始,一天出現一片葉子,到滿月出齊15片,然后每天再收起一片,到月末為止,循環開合。這個神話曲折地反映了堯帝時天文歷法的進步。張衡的機械裝置就是在這個神話的啟發下發明的。聽謂"隨月盈虛,依歷開落",其作用就相當于現今鐘表中的日期顯示。
張衡制造的指南車利用機械原理和齒輪的傳動作用,由一輛雙輪獨轅車組成。車箱內用一種能自動離合的齒輪系統,車箱外殼上層置一木刻仙人,無論車子朝哪個方向轉動,木人伸出的臂都指向南方。
張衡創造的計里鼓車是用以計算里程的機械。據《古今注》記載:"記里車,車為二層,皆有木人,行一里下層擊鼓,行十里上層擊鐲"。記里鼓車與指南車制造方法相同,所利用的差速齒輪原理,早于西方1800多年。
張衡制作獨飛木雕,是模仿鳥類高空翱翔的滑翔翼型設計。
張衡也研究過地理學,根據他研究和考察的心得,畫過一幅地形圖。唐張彥遠《歷代名畫記》卷三云:"衡嘗作地形圖,至唐猶存。"
二、張衡的發明
張衡利用當時的機械技術,巧妙地把計量時間用的壺漏與渾象聯系起來,即以漏水為原動力,并利用漏壺的等時性,采用齒輪系統把渾象和表示時間的壺漏結合在一起,以流水下落的力量帶動齒輪,通過齒輪的轉動帶動渾象每日均勻地繞軸旋轉一周,達到可自動地與地球同步運轉的水平,自然而然地把天象演示出來。
水運渾象在中國古代天文學上具有重大的科學價值,是世界最早利用水力轉動的渾天儀。它在天文儀器史上占有重要地位,對中國后來的天文儀器影響很大。唐宋以來就在它的基礎上進行更完善的改進,發展成更復雜的天象表演儀器和世界最早的天文鐘。
地動儀是世界第一架觀測地震的儀器,于公元132年制成。張衡把它放置在洛陽的靈臺,同渾象、渾儀、圭表、刻漏等天文儀器一起,供觀測天文之用。
《后漢書·張衡傳》中記載著候風地動儀制造的情況及其形狀、構造和功能等情況。
候風地動儀用青銅鑄成,圓徑8尺,通高約11尺5寸,頂上有個凸起的可以啟閉的蓋子,外形像個酒壇子。地動儀的周圍按八方附設八條垂龍,八條龍口中各銜銅珠,地上并設八個向上張口的銅蟾蜍,與龍頭上下對應,候風地動儀利用慣性原理,在儀器內部中央,立有一根“都柱”,即倒立狀的慣性震擺。圍繞都柱設有八條滑道,滑道上面裝有八組“牙機”,即傳動杠桿,其外端呈曲尺形,穿有樞軸,通出儀器外面與龍頭上頜接合。
一旦發生較強烈的地震,“都柱”因震動失去平衡而觸動“八道”中的一道,使相應的龍口中的銅球失控而掉入蟾蜍口中,發出聲響,用以報警。觀測人員根據銅球“振聲激蕩”便可知道地震發生的方向和時間。
候風地動儀靈敏度很高,最低可測地震烈度為三度左右的地震。據記載,曾接收到震中在隴西、而洛陽人未曾感受到的地震情況,開創了人類使用科學儀器觀測地震的歷史,為后人積累了許多防震抗震的知識和經驗。
張衡的候風地動儀是當時世界上遙遙領先的偉大發明,它的基本構造附合物理學的原理,比歐洲早了1700多年
看過張衡發明了什么