地震儀的工作原理究竟是什么?
地震儀是***種監(jiān)視地震的發(fā)生,記錄地震相關(guān)參數(shù)的儀器。我***東漢時代的科學(xué)***張衡,在公元132年就制成了世界上***早的“地震儀”--地動儀。
在地震研究中使用的地震儀主要有三種,每***種都有與它們將要測量的地震震動幅度(速度和強(qiáng)度)相應(yīng)的周期(周期指的是擺完成***次擺動所需的時間長度,或者來回擺動***次所需的時間)。
短周期
***般用于研究初次和二次震動,測量移動速度***快的地震波。這是因為這些地震波移動速度太快,短周期地震儀在不到***秒鐘的時間就能完成***次擺動;它同樣能夠放大記錄下來的地震波圖,使研究人員能夠看出地殼瞬間運動的軌跡。
長周期
使用的擺錘***般需要20秒左右的時間完成***次擺動,可以用來測量跟隨在地殼初次和二次震動后的較緩慢的移動。地震檢測儀網(wǎng)絡(luò)使用的就是這種類型的工具。
超長或?qū)挷ǘ?/p>
具有***長擺錘擺動周期的地震儀叫超長型或?qū)挷ǘ蔚卣饍x。寬波段地震儀的應(yīng)用越來越廣泛,通常能夠?qū)θ澜绶秶鷥?nèi)的地殼運動提供更為全面的信息。
記載的地動儀發(fā)機(jī)原理是施關(guān)發(fā)機(jī)。整個記載說中有都柱傍行八道施關(guān)發(fā)機(jī)。都柱在地動儀中心位置,它是內(nèi)部有結(jié)構(gòu)的柱子。所謂的候風(fēng)機(jī)件就在其中。牙機(jī)的延伸部分叫關(guān),關(guān)注八道之內(nèi)與候風(fēng)部件接近。其之間的縫隙不足***毫米。地震波到來,侯風(fēng)部件擺動到關(guān)的位置推動關(guān)移動觸發(fā)牙機(jī)。產(chǎn)生機(jī)發(fā)吐丸的結(jié)果。這是其真正的工作原理。牙機(jī)可以做到這地震波波前到來時發(fā)機(jī)。理論上牙機(jī) 的靈敏度可以做到***個幾何點。其它發(fā)機(jī)方式都不是候風(fēng)地動儀的。
以下說法不對。請注意對比閱讀。
地動儀中有***根倒立的、重心較高的長木椎,處于不穩(wěn)定狀態(tài),這和倒豎***個啤酒瓶相似。當(dāng)?shù)卣鸩▊鱽頃r,儀器的底座起始的運動方向是指向震中,向相反方向的。由于本身的慣性作用,這時候木椎倒下的方向,就是指向震中的。木椎倒下觸發(fā)了這個方向的***個杠桿,杠桿帶動這個方向的***個龍頭,龍頭就釋放了口中的木珠,從而指示了震中的方向。
地動儀不能判定震中的距離和大小。
地震儀原理的解釋出現(xiàn)在《新概念英語》第四冊的***篇課文上。文章的題目為《記錄地震》。那么,地震儀是如何工作的呢?***粗糙的測試地震的方法是將不同高度的小圓柱體放在***個水平的平面上,當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時,這些圓柱體會倒下。不同程度的地震會導(dǎo)致不同穩(wěn)定性的圓柱體倒下。也就是說,當(dāng)?shù)卣鸩粡?qiáng)烈時,僅僅那些***不穩(wěn)定的圓柱體倒下,而地震很強(qiáng)時,所有的圓柱體都會倒下。這只是簡單的***個測試地震的方法,無法精確的記錄地震的波動狀況。因此,這種測試工具需要進(jìn)***步改進(jìn)。
我們知道,當(dāng)我們寫字的時候,筆在紙上移動,從而留下了痕跡。相反,如果我們保持筆不動而紙移動,我們也可以在紙上留下痕跡。這種原理可以用來記錄地震的波動情況。有些人會擔(dān)心,當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時,紙和筆都在動,如何可以精確的記錄地震的運動情況呢?我們可以做***個小試驗。取***段長線(***米足矣),在線的***頭系上***個重物,用手拿住線的另***頭,將重物懸于空中,但是保持重物的低段剛好輕輕接觸地面,然后輕輕的前后左右的擺動拿著線的手,你會發(fā)現(xiàn)重物的低端幾乎不會移動。這其中的原理就是慣性。線***端已經(jīng)隨手的移動而移動,但是重物的***端由于慣性的作用,仍然保持在原處。也許移動的手會對重物的位置產(chǎn)生影響,這種影響已經(jīng)通過長長的線大大地削弱了。同樣的道理,如果,我們將紙放在下面,用***支可以書寫的筆代替重物,我們就可以記錄地震的波動情況了。
事實上,為了記錄更精確,平鋪的紙可以用***個隨著輪子轉(zhuǎn)動的紙圈代替,這樣,當(dāng)?shù)卣饹]有發(fā)生的時候,筆會在紙上留下***條直線,當(dāng)?shù)孛姘l(fā)生于此垂直的波動時,就會在紙上留下波浪狀的記錄。但是,問題是,無法記錄與直線同方向的波動。但是,多個不同方向的設(shè)備可以削弱這些不利情況。隨著科學(xué)發(fā)著,這些問題已得到解決。