خودتان لرزه نگار بسازید

زلزله، تکان و لرزش ناگهانی زمین است. در اثر زلزله، امواجی به نام لرزه پدید می‌آید که ما آنها را به وسیله دستگاهی به نام لرزه نگار ثبت می‌کنیم. پیشرفت در تکنولوژی لرزه نگاری اطلاعات …

زلزله، تکان و لرزش ناگهانی زمین است. در اثر زلزله، امواجی به نام لرزه پدید می‌آید که ما آنها را به وسیله دستگاهی به نام لرزه نگار ثبت می‌کنیم. پیشرفت در تکنولوژی لرزه نگاری اطلاعات بسیار مفیدی در اختیار ما قرار داده است. اولین لرزه نگار ۱۳۶ سال قبل از میلاد، در چین اختراع شده است. این لرزه نگار از یک ظرف مسی تشکیل می‌شد که سر هشت اژدها به آن وصل شده و زیر هر اژدها قورباغه ای دهان گشوده بود. هر اژدها گلوله ای در دهان داشت که در اثر تکان شدید زمین در دهان قورباغه زیرینش می‌افتاد. بعد از وقوع زمین لرزه، توجه به قورباغه هایی که گلوله داشتند، جهت احتمالی نقطه وقوع را نشان می‌داد.

در پایان قرن نوزدهم، مخترعان اروپایی متعددی لرزه نگارهای متفاوتی ساختند که اکثر آنها الکترومغناطیسی بودند. یعنی در ساختار آنها از یک پاندول یا جرم مغناطیسی آویخته در سیم پیچ الکتریکی استفاده می‌شد. چون حرکت مغناطیس درون سیم پیچ باعث ایجاد جریان می‌شود، این لرزه نگارها می‌توانستند حرکت زمین در طول زمین لرزه را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل کنند. برای اطلاع بیشتر از این موضوع می‌توانید به اینجا رجوع کنید. این سیگنال بعداً به نور تبدیل شد و روی فیلم عکاسی تأثیر می‌گذاشت یا سوزنی را روی کاغذ به حرکت در می‌آورد و حرکات زمین را نمایش می‌داد.

دامنه سیگنالهایی که لرزه نگارهای قدیمی اندازه گیری می‌کردند، توسط اندازه ممکن حرکت پاندول و محفظه دستگاه، محدود می‌شد. اما لرزه نگارهای امروزی با اندازه گیری انرژی الکتریکی لازم برای نگه داشتن جرم در مرکز سیم پیچ در طول زلزله، کار می‌کنند و می‌توانند سیگنالهای خیلی کوچک و خیلی بزرگ را هم ثبت کنند.

تکنولوژی امروز لرزه نگارهایی را پدید آورده است که در گستره بزرگی از فرکانس‌ها و دامنه‌ها کار می‌کنند.

با شروع دهه ۶۰ میلادی پیشرفتهای عظیمی در مطالعه زلزله‌ها پدید آمد. این پیشرفت به خاطر وجود شبکه جهانی ایستگاههای لرزه نگاری بود. این شبکه از ۱۲۰ لرزه نگار در ۶۰ کشور دنیا تشکیل شده است که اطلاعات مربوط به فعالیتهای زمین را با هم رد و بدل می‌کنند. این لرزه نگارها در معادن قدیمی و در اعماق زمین گذاشته می‌شوند تا سیگنالهای مزاحم مثل ارتعاشات ناشی از حرکت ماشین‌ها و عوامل محیطی روی آنها تأثیر نگذارند.

خودتان لرزه نگار بسازید

با داشتن چند وسیله و اندکی وقت می‌توانید لرزه نگار خودتان را بسازید.

برای انجام این کار به موارد زیر احتیاج دارید:

ابتدا باید بدانید طرز کار لرزه نگار چطور است.

لرزه نگار ما چنین ساختاری دارد:

یک وزنه سنگین به یک میله افقی وصل شده است که می‌توانید آن را دراین شکل ببینید.

این میله به یک پایه متصل است و می‌تواند در زمان لرزیدن زمین آزادانه نوسان کند.

در انتهای دیگر میله یک قلم قرار دارد که نوک آن روی کاغذی است که دور یک استوانه می‌پیچد.

این استوانه دور خودش می‌چرخد. پس باعث می‌شود که قلم روی کاغذ یک خط ممتد رسم کند.

با لرزیدن زمین این خط صاف ممتد به یک زیگزاک تبدیل می‌شود. هر چقدر لرزه قویتر باشد، زیگزاگهای تیزتری رسم خواهند شد.

پروژه اول:

طرح شما

الف) به چند راه خلاق اما موثر برای اندازه گیری امواج لرزه فکر کنید. یک نمودار واضح بکشید که لرزه نگار و همه اجزای آن را نشان بدهد. حالا یک پاراگراف بنویسید که چگونگی کار طرح شما را شرح می‌دهد.

یک طرح خوب باید :

۱) از مواد ارزان و معمولی ای ساخته شود که بتوان آنها را از فروشگاههای محلی تهیه کرد.

۲) بتواند بزرگی نسبی ( اندازه ) ارتعاشات را مشخص کند.

۳) بتواند لااقل به مدت یک دقیقه پیوسته ارتعاش را اندازه بگیرد.

۴) بتواند ارتعاشات نه چندان قوی ( مانند بالا و پایین پریدن فردی در کنار لرزه نگار) را هم اندازه بگیرد.

ب) مواردی را که لازم دارید فراهم کنید و طرحتان را بسازید!

پروژه دوم:

طرح ما را هم امتحان کنید

این طرح یک لرزه نگار است که می‌توانید بسازید: (ابعاد تقریبی هستند ولی می‌توانید آنها را تغییر بدهید.)

پایه چوبی (۲۵×۶۰×۲/۱)

پایه چوبی ایستاده (۵×۱۰×۳۰)

دو بلوک چوبی کناری (۵×۱۰×۲۰)

میله چوبی (۵/۲×۵/۲×۵۰)

دو عدد پین چوبی ( قطر ۶/۰ و به طول ۲۵ ) یکی از پینها باید بتواند در مرکز رول کاغذ فاکس بچرخد.

آجر یا یک جسم سنگین

سیم کلفت یا طناب کلفت غیر کشسان (۲متر)

یک رول کاغذ فاکس (به پهنای بیشتر از ۵)

یک قوطی با در و بدنه صاف (به ابعاد رول کاغذ)

پیچ سر صاف یا میخ

قلم

نوار چسب

اندازه‌ها بر حسب سانتی متر هستند.

حالا از روی طرح شروع به کار کنید. اما این نکات را در نظر بگیرید.

۱) اگر دریل دارید، می‌توانید در بلوکهای کناری برای ورود پینها سوراخ درست کنید. اگر دریل ندارید در لبه بالایی هر بلوک شکافی با اره درست کنید و پینها را درون آنها قرار دهید.

۲) قلم باید بتواند به آسانی روی رول بنویسد. وقتی در حال کار نیست، در آن را ببندید. شاید هم بخواهید مداد یا زغال یا مداد شمعی را جایگزین آن کنید.

۳) پایه ایستاده را با میخ، کاملاً به پایه دیگر وصل کنید. سیم یا طناب وصل شده به پشت و کنار پایه ایستاده به ثابت ماندن آن کمک می‌کند.

۴) پیچ را کاملاً به یک انتهای چوبی فرو کنید. این پیچ در مقابل پایه ایستاده قرار گرفته و موازی بودن آن با پایه زیری را نشان می‌دهد. برای اینکه پیچ در جای خود ثابت قرار بگیرد، یک سوراخ اندکی بزرگتر از قطر سر پیچ در پایه ایستاده درست کنید.

۵) هم کاغذ رول و هم قوطی باید توانایی چرخیدن داشته باشند. انتهای کاغذ را به بدنه قوطی وصل کنید به طوری که با چرخیدن قوطی حول محور پین، کاغذ دور آن بپیچد.

۶) یک کار خلاق، پیدا کردن یک سیستم دیگر برای پیچیدن کاغذ دور قوطی است!

ساناز فرهنگی