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地震仪
早在公元132年 , 中国的科学家张衡就发明了地震仪 , 当时称为地动仪 。据《后汉书》记载 , 张衡的地动仪“以精铜铸成 , 圆径八尺 , 盒盖隆起 , 形似酒樽” 。仪器内部中间设有“都柱”(相当于一种倒立型的震摆) , 周围有“八直”(装置在摆的周围的八组机械装置) , 樽外接相应东、西、南、北和东南、东北、西南、西北八个方向而设置的八条口含小铜珠的龙 , 每个龙头下面都有一只赡蜍张口向上 。一旦发生较强的地震 , “都柱”因震动失去平衡而触动“八道”中的一道 , 使相应的龙口张开 , 小铜珠即落入赡蜍口中 , 观测者便知道地震发生的时间和方向 。地动仪成功地记录了公元138年甘肃发生的一次强震 。
张衡的这个重大发明一直受到中外学者的赞扬和钦佩 , 成为现代地震仪的先驱 。张衡地动仪只能记录地震的初动方向 , 与近代地震仪比较 , 只能叫验震器 。1700多年以后的1848年 , 意大利人契托利才制成水银验震器 。在此基础上1855年意大利人帕尔米耶里发明了能记录地震强度及持续时间的仪器:一条U形玻璃管 , 地震对管内水银产生震动 , 水银面有浮标与笔连接 , 可在转筒表面的纸上画出标记 。
1883年在日本工作的英国地震学家米尔恩等人制成了摆式地震仪 。方法是把一枚坠子(摆)挂在长约1.5米的水平吊杆上 , 吊杆可像门一样自由横转 , 地面移动时坠子由于惯性趋向静止 , 因而相对地面运动 。
【地震仪】 米尔恩的她雷仪后来发展成一种现代地震仪 , 由三台仪器组成 , 其中两台分别记录地壳东西和南北的水平运动 , 第三台记录上下运动(利用弹簧挂起坠子 , 地震时能上下运动) 。
米尔恩之后很多科学家为地震仪器的发展作出贡献 。1888-1889年间 , 伯希维茨制成了光记录式水平摆 , 第一次记录到远震(在德国波茨坦记录到日本1889年4月17日地震) 。日本大森房吉制成水平摆式地震仪 , 采用机械杠杆放大 , 熏烟记录 。德国维谢特制成倒立摆式大型水平及垂直向地震仪 , 提高了放大倍率 。俄国伽利津制成了电流计记录式地震仪 , 将机械能转换为电能 , 更大地提高了地震仪的灵敏度 。此后美国的班尼奥夫在1932年制成电磁型垂直向地震仪 。
第二次世界大战后 , 地震仪的研究又有重要进展 。运用电子放大方法大大提高了地震仪的放大倍率 , 从千倍级提高到数万倍 , 甚至数百万倍 , 观测频率范围大大展宽 , 遥测技术也有很大发展 。1969年由“阿波罗11号”登月飞船宇航员安放了一台地震仪 , 通过地面遥感记录装置 , 得到了不少有关月球内部构造、月壳运动和组成成分的信息 。
地震仪不仅是观测地震的仪器 , 它也是探测地球内部构造的重要手段 。利用人工爆炸产生的震波传入地下可探测这个区域地下地层的构造 。1923年美国利用此法发现大量油田 。因此 , 地震仪又是勘探石油、天然气的不可缺少的工具 。此外 , 地震仪还可侦察地下核爆炸 。