地震仪的工作原理

初中的时候学习历史，就知道了著名的科学家张衡制造了人类历史上的第一个地震仪，并为此感到深为一个中国人的骄傲与自豪，但是，地震仪到底是怎样工作的，其工作的原理是什么对于我来说一直是个谜。
　　
　　张衡的“候风地动仪”的功能是判定地震方向的。
　　
　　地动仪中有一根倒立的、重心较高的长木椎，处于不稳定状态，这和倒竖一个啤酒瓶相似。当地震波传来是，仪器的底座起始的运动方向是指向震中，向相反方向的。由于本身的惯性作用，这时候木椎倒下的方向，就是指向震中的。木椎倒下触发了这个方向的一个杠杆，杠杆带动这个方向的一个龙头，龙头就释放了口中的木珠，从而指示了震中的方向。
　　
　　地动仪不能判定震中的距离和大小。
　　
　　现在的地震仪原理的解释出现在《新概念英语》第四册的一篇课文上。文章的题目为《记录地震》。那么，地震已是如何工作的呢？最粗糙的测试地震的方法是将不同高度的小圆柱体放在一个水平的平面上，当地震发生时，这些圆柱体会倒下。不同程度的地震会导致不同稳定性的圆柱体倒下。也就是说，当地震不强烈时，仅仅那些最不稳定的圆柱体倒下，而地震很强时，所有的圆柱体都会倒下。这只是简单的一个测试地震的方法，无法精确的记录地震的波动状况。因此，这种测试工具需要进一步改进。
　　
　　我们知道，当我们写字的时候，笔在纸上移动，从而留下了痕迹。相反，如果我们保持笔不动而纸移动，我们也可以在纸上留下痕迹。这种原理可以用来记录地震的波动情况。有些人会担心，当地震发生时，纸和笔都在动，如何可以精确的记录地震的运动情况呢？我们可以做一个小试验。取一段长线（一米足矣），在线的一头系上一个重物，用手拿住线的另一头，将重物悬于空中，但是保持重物的地段刚好轻轻接触地面，然后轻轻的前后左右的摆动拿着线的手，你会发现重物的低端几乎不会移动。这其中的原理就是惯性。线一端已经随手的移动而移动，但是重物的一端由于惯性的作用，仍然保持在原处。也许移动的手会对重物的位置产生影响，这种影响已经通过长长的线大大地削弱了。同样的道理，如果，我们将纸放在下面，用一支可以书写的笔代替重物，我们就可以记录地震的波动情况了。
　　
　　事实上，为了记录更精确，平铺的纸可以用一个随着轮子转动的纸圈代替，这样，当地震没有发生的时候，笔会在纸上留下一条直线，当地面发生于此垂直的波动时，就会在纸上留下波浪状的记录。但是，问题是，无法记录与直线同方向的波动。但是，多个不同方向的设备可以削弱这些不利情况。
　　