地震仪

• 本节贡献者: 姚家园（作者）、田冬冬（审稿）

• 最近更新日期: 2023-04-19

基本原理

地震仪（seismograph）是检测和记录地面质点运动（位移、速度、加速度、转动等）的仪器， 主要由地震计（seismometer）和数据记录系统组成。其中，地震计用于直接拾取地面运动并将其转换 为符合数据记录系统需要的能量形式，而数据记录系统用于记录地面运动。

如以下卡通图所示，固定在地表的框架上挂有弹簧，并将重物悬挂在弹簧上，可以形象表示地震计； 固定在框架上的旋转的鼓形象地代表了数据记录系统。当地球表面振动时，框架、弹簧、鼓随之移动， 而重物悬浮不动。若在重物上固定一支笔，则地表和重物之间的相对运动就会被笔在旋转的鼓面上描绘出来， 鼓面记录到的运动轨迹代表了地面质点运动，即地震图（seismogram）。可以看出，地震仪的基本原理 是惯性定律。

Fig. 14 地震仪的原理示意图。引自 How Does a Seismometer Work?

地震学研究中使用的地震仪对地面运动高度敏感，在非常安静的地区，甚至可以检测到 1 纳米的位移， 几乎与原子间距一样小。大地震（如 2004 年印度尼西亚的苏门答腊地震）产生的地震波可以被全球范围 的地震仪记录到，振幅高达到几厘米。