地震儀是壹種監視地震的發生,記錄地震相關參數的儀器。我國東漢時代的科學家張衡,在公元132年就制成了世界上最早的“地震儀”--地動儀。
地動儀
第壹臺真正意義上的地震儀由意大利科學家盧伊吉·帕爾米裏於1855年發明,它具有復雜的機械系統。這臺機器使用裝滿水銀的圓管並且裝有電磁裝置。當震動使水銀發生晃動時,電磁裝置會觸發壹個內設的記錄地殼移動的設備,粗略地顯示出地震發生的時間和強度。
第壹臺精確的地震儀,於1880年由英國地理學家約翰·米爾恩在日本發明,他也被譽為“地震儀之父”。在帝國大學的同事詹姆斯·尤因和托馬斯·格雷的幫助下,約翰·米爾恩發明出多種檢測地震波的裝置,其中壹種是水平擺地震波檢測儀。這個精妙的裝置有壹根加重的小棒,在受到震動作用時會移動壹個有光縫(壹個可以通過光線的細長縫)的金屬板。金屬板的移動使得壹束反射回來的光線穿過板上的光縫,同時穿過在這塊板下面的另外壹個靜止的光縫,落到壹張高度感光的紙上,光線隨後會將地震的移動“記錄”下來。今天大部分地震儀仍然按照米爾恩和他助手的發明原理進行設計。科學家將繼續通過研究地殼的移動和擺錘的擺動的關聯性來探測地球的震動。
地震儀
1906年俄國王子鮑裏斯·格裏芩發明了第壹臺電磁地震儀,在這臺機器的設計中,他利用了19 世紀由英國物理學家邁克爾·法拉第提出的電磁感應原理。法拉第的感應原理認為磁鐵磁力線密度的改變可以產生電荷。在此基礎上,格裏芩制造出壹種儀器,可以在感受到震動時將壹個線圈穿過磁場,產生電流並將電流導入檢流計中,檢流計可以測量並直接記錄電流。電流隨後移動壹面鏡子,如同米爾恩所制作的引導光線的金屬板壹樣。這個電子裝置的優點在於記錄器可以放置在實驗室裏,而地震儀可以被安放在比較偏僻的的可能會發生地震的地點。
20世紀時,核能測試檢測系統的出現促進了現代地震儀的發展。盡管地震會對人身和財產安全造成巨大損失,直到地下核爆炸的威脅促使世界性的地震監測儀網絡(WWSSN)於1960年建立後,地震儀才被大規模地投入使用,在60多個國家***設立了120多臺地震儀。
發展於第二次世界大戰後,普雷斯·尤因地震儀使研究者能夠記錄長周期地震波--波在相對較慢的速度下傳遞很長時間。這種地震儀使用的擺與米爾恩模型中所使用的類似,不同的是使用壹條有彈性的金屬線代替樞軸支撐加重的小棒以減少摩擦。戰後還對地震儀進行了以下改進,引進自動計時器使計時更加準確,使用獅子讀出器,可以將數據放入計算機中進行分析等。
地震儀
現代地震儀最重要的發展是應用地震檢波器組合。這種組合,有些由幾百個地震儀組成,都連接到壹個單獨的中心記錄器上。通過對不同地點產生的地震波圖的進行比較,研究者可以確定震中位置