首頁(yè) > 應(yīng)用 > 知識(shí)庫(kù)> 講故事學(xué)知識(shí):馬德堡半球?qū)嶒?yàn)過(guò)程及原理
1654年,馬德堡市長(zhǎng)奧托?馮?格里克聽到托里拆利的事,又聽說(shuō)還有許多人不相信大氣壓強(qiáng);還聽到有少數(shù)人在嘲笑托里拆利。因此,雖然遠(yuǎn)離意大利的格里克在德國(guó),但他很為托里拆利抱不平。
他匆匆忙忙找來(lái)玻璃管子和水銀,重新做托里拆利這個(gè)實(shí)驗(yàn),斷定這個(gè)實(shí)驗(yàn)是準(zhǔn)確無(wú)誤的;再將一個(gè)密封完好的木桶中的空氣抽走,木桶就“砰!”的一聲被大氣“壓”碎了!
有一天,他和助手做成兩個(gè)半球,直徑14英寸,約37厘米,并請(qǐng)來(lái)一大隊(duì)人馬,在市郊做起“大型實(shí)驗(yàn)”。
這年5月8日,馬德堡市風(fēng)和日麗,一大批人圍在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)上,熙熙攘攘十分熱鬧。有的支持格里克,希望實(shí)驗(yàn)成功;有的斷言實(shí)驗(yàn)會(huì)失??;人們?cè)谧h論著、在爭(zhēng)論著、在預(yù)言著;還有的人一邊在大街小巷里往實(shí)驗(yàn)場(chǎng)跑,一邊高聲大叫:“市長(zhǎng)演馬戲了!市長(zhǎng)演馬戲了———”
格里克和助手當(dāng)眾把這個(gè)黃銅的半球殼中間墊上橡皮圈;再把兩個(gè)半球殼灌滿水后合在一起;然后把水全部抽出,使球內(nèi)形成真空;最后,把氣嘴上的龍頭擰緊封閉。這時(shí),周圍的大氣把兩個(gè)半球緊緊地壓在一起。
格里克一揮手,四個(gè)馬夫牽來(lái)十六匹高頭大馬,在球的兩邊各拴四匹。格里克一聲令下,四個(gè)馬夫揚(yáng)鞭催馬、背道而拉!好像在“拔河”似的。
“加油!加油!”實(shí)驗(yàn)場(chǎng)上黑壓壓的人群一邊整齊地喊著,一邊打著拍子。
4個(gè)馬夫,8匹大馬,都搞得渾身是汗。但是,銅球仍是原封不動(dòng)。格里克只好搖搖手暫停一下。然后,左右兩隊(duì),人馬倍增。馬夫們喝了些水,擦擦頭額上的汗水,又在準(zhǔn)備著第二次實(shí)驗(yàn)。
格里克再一揮手,實(shí)驗(yàn)場(chǎng)上更是熱鬧非常。16匹大馬,使勁拉,八個(gè)馬夫在大聲吆喊,揮鞭催馬……
實(shí)驗(yàn)場(chǎng)上的人群,更是伸長(zhǎng)脖子,一個(gè)勁兒地看著,不時(shí)地發(fā)出“嘩!嘩!”的響聲。
突然,“啪!”的一聲巨響,銅球分開成原來(lái)的兩半,格里克舉起這兩個(gè)重重的半球自豪地向大家高聲宣告:
“先生們!女士們!市民們!你們?cè)撓嘈帕税?!大氣壓是有的,大氣壓?qiáng)是大得這樣厲害!這么驚人!……”
原理:
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,仍有些人不理解這兩個(gè)半球?yàn)槭裁蠢婚_,七嘴八舌地問(wèn)他,他又耐心地作著詳盡的解釋:“平時(shí),我們將兩個(gè)半球緊密合攏,無(wú)須用力,就會(huì)分開。這是因?yàn)榍騼?nèi)球外都有大氣壓力的作用;相互抵消平衡了。好像沒(méi)有大氣作用似的。今天,我把它抽成真空后,球內(nèi)沒(méi)有向外的大氣壓力了,只有球外大氣緊緊地壓住這兩個(gè)半球……”。
即抽氣前,半球的外部壓力等于其內(nèi)部壓力等于大氣壓。但抽氣后,半球外部壓力大于其內(nèi)部壓力,并且半球內(nèi)部為真空。就好像大氣壓“壓”住了兩個(gè)半球。所以這兩個(gè)半球必須用較大的力才能拉開。
通過(guò)這次“大型實(shí)驗(yàn)”,人們都終于相信有真空;有大氣;大氣有壓力并且很驚人,但是,為了這次實(shí)驗(yàn),格里克市長(zhǎng)竟花費(fèi)了4千英鎊。