*
‘n Seismometer – ‘n aardbewingdetektor – is in 132 nC deur Chang Heng uitgevind. Hy was volgens berigte ‘n briljante wiskundige en wetenskaplike in die Han-dinastie. Die antieke Chinese het geglo seismiese gebeure, met hul dood en vernietiging, was belangrike tekens uit die hemel en vir hul as volk en koninkryk van groot belang.
*
Volgens foto’s en berigte, was dit ‘n gegote brons seismometer met ‘n koepelvormige deksel, wat heelwat soos ‘n wynkruik gelyk het. Die werkende binnegoed, van “getande masjinerie en vernuftige konstruksies,” was weggesteek. Die oppervlak van die instrument was versier met motiewe van berge, skilpaaie, voëls, diere en antieke geskrifte. Rondom was agt drake wie se bekke ‘n bal vasgehou het. Om die basis van die instrument het agt ooreenstemmende paddas met hul bekke oop gesit en boontoe gekyk. Elke draak se kop het in ‘n ander rigting gewys (noord, suid, oos, wes, noordoos, suidoos, suidwes en noordwes), en elkeen het ‘n koperbal in sy bek gehad. Onder die drake se bekke was agt koperpaddas met hul bekke omhoog. Wetenskaplikes dink die meganisme binne die toestel was ‘n tipe pendulumstelsel wat baie sensitief was vir vibrasies.
Die teken vir ‘n aardbewing was die val van ‘n bal van die draak in die bek van ‘n padda. Die rigting van die aardbewing word aangedui deur die posisie van die padda wat die bal ingesluk het. Hierdie instrument was die mees merkwaardige.
Tydens een geleentheid het een van die drake ‘n bal uit sy bek laat val. Daar is geen waarneembare aardskok gevoel kon word nie. Al die geleerdes in die hoofstad was verstom oor hierdie vreemde effek wat plaasgevind het sonder enige bewyse van ‘n aardbewing wat dit veroorsaak het. Maar ‘n paar dae later het ‘n boodskapper aangekom wat nuus van ‘n aardbewing in Lung-Hsi (400 myl weg) bring. Hierop het almal die geheimsinnige krag van die instrument erken.
Die presiese werking van Chang Heng se seismometer is nooit onthul nie. Die meeste kenners stem egter saam dat dit op die beginsel van traagheid gewerk het. ‘n Aardbewing skud die houer, wat ‘n effense verplasing tussen die onbeweegbare massa en die houer veroorsaak. Hierdie beweging word deur hefbome oorgedra om ‘n bal uit te druk. In die ontwerp van enige instrument is die doel om die instrument sensitief te maak vir die verlangde sein en terselfdertyd vals seine te verwerp. Vir ‘n pendulum is hierdie optimale punt by sy resonansie.
Die seismometer is bedoel as ‘n demonstreerder. Die besoeker skud die tafel om ‘n aardbewing na te boots. Ons slinger is “ingestel” op hierdie inset. Die aardkors absorbeer die hoëfrekwensie-inhoud van ‘n aardbewing, die sein van ‘n verafgeleë aardbewing is in die sub-klankreeks. Om werklike aardbewings op te spoor sal die slinger etlike voet lank moet wees.
Inderdaad, daar word opgemerk dat Chang Heng se seismometer beskryf is as ‘n deursnee van “agt chhih”! (‘n Bietjie meer as 6 voet). Sy toestel blyk “wetenskaplik ontwerp” te wees. Het hy in 132 nC “regtig geweet” wat ons vandag weet? Of het hy dit deur pure geluk getref? Aardbewings kom so selde voor, hoe bestudeer mens dit? Oorweeg ook die koste om bronsgietstukke so groot soos ‘n perd te maak in daardie ouderdom.
*
Notas oor die ontwerp en konstruksie van die model seismometer:
Die pendulum is gelaai met metaalwassers wat 600 gram weeg. Sy massa moet baie groter wees as die massa van die bewegende dele, die stawe en balle, saam.
Die lengte van die slinger is 23 cm.
Die resonansie-frekwensie van ‘n slinger wissel omgekeerd met die vierkantswortel van sy lengte: ? = 1/2p v(g/l) , waar: ? is die resonansiefrekwensie in Hertz of siklusse per sekonde, g is die gravitasiekonstante, 9,8 m/sek2, en l die lengte van die slinger in meter.
Die resonante frekwensie van ons slinger is 1,04 Hz.
Die balle is van lae massa hout, beskikbaar by stokperdjiewinkels (geselekteer met kalipers vir rondheid en identiese grootte.) Die balle is in vlak inkepings op die platforms geplaas.
Die arms is lae massa hol plexiglas buise, vry om in die lengte te beweeg, elkeen afgewerk om net aan die slinger en die bal te raak.
Die model moet perfek gelyk wees; let op die verstelbare bene en die rooi borrelvlakke (een versteek.)
Verskeie gewigte van bakstene en rotse word nie getoon nie, wat op die tafel geplaas is sodat die resonansie daarvan ooreenstem met dié van die model seismometer.
Die frekwensie-inhoud van verafgeleë aardbewings is in die reeks van 0,01 Hz, om dit op te spoor moet die slinger 10 keer langer wees, of meer as sewe voet lank.
*
Die instrument kon nie aardbewings voorspel nie, maar dit het gewys uit watter rigting hulle kom – selfs toe hulle honderde kilometers ver was!
Zhang was ‘n wiskundige en meganiese ingenieur wat baie praktiese toestelle gebou het, insluitend ‘n wa om die Chinese myl te meet, en ‘n vroeë armillêre sfeer, of aardbolvormige model van die hemele. Sy seismometer, die eerste bekende instrument wat gebou is om aardbewings op te spoor, was belangrik, want verwoestende aardbewings het in baie afgeleë streke van China plaasgevind. So ‘n opsporingstoestel het die keiser gehelp om te weet wanneer en waarheen om tydige hulp uit die hoofstad te stuur.
n 2006 het Chinese wetenskaplikes wat historiese rekords van aardbewings bestudeer het, uitgepluis dat hierdie aardbewing sterkte 7 op die Richterskaal was, ‘n redelike groot skudder!
BRONNE
https://www.chcp.org/ancient-seismometer/
*
*
ONAFHANKLIK 
[…] Antieke seismometer – China […]
LikeLike