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講故事學(xué)知識:馬德堡半球?qū)嶒炦^程及原理

1654年,馬德堡市長奧托?馮?格里克聽到托里拆利的事,又聽說還有許多人不相信大氣壓強;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,但他很為托里拆利抱不平。  

他匆匆忙忙找來玻璃管子和水銀,重新做托里拆利這個實驗,斷定這個實驗是準(zhǔn)確無誤的;再將一個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,他和助手做成兩個半球,直徑14英寸,約37厘米,并請來一大隊人馬,在市郊做起“大型實驗”。  

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這年5月8日,馬德堡市風(fēng)和日麗,一大批人圍在實驗場上,熙熙攘攘十分熱鬧。有的支持格里克,希望實驗成功;有的斷言實驗會失敗;人們在議論著、在爭論著、在預(yù)言著;還有的人一邊在大街小巷里往實驗場跑,一邊高聲大叫:“市長演馬戲了!市長演馬戲了———”  

格里克和助手當(dāng)眾把這個黃銅的半球殼中間墊上橡皮圈;再把兩個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,周圍的大氣把兩個半球緊緊地壓在一起。  

格里克一揮手,四個馬夫牽來十六匹高頭大馬,在球的兩邊各拴四匹。格里克一聲令下,四個馬夫揚鞭催馬、背道而拉!好像在“拔河”似的。  

“加油!加油!”實驗場上黑壓壓的人群一邊整齊地喊著,一邊打著拍子。  

4個馬夫,8匹大馬,都搞得渾身是汗。但是,銅球仍是原封不動。格里克只好搖搖手暫停一下。然后,左右兩隊,人馬倍增。馬夫們喝了些水,擦擦頭額上的汗水,又在準(zhǔn)備著第二次實驗。  

格里克再一揮手,實驗場上更是熱鬧非常。16匹大馬,使勁拉,八個馬夫在大聲吆喊,揮鞭催馬……  

實驗場上的人群,更是伸長脖子,一個勁兒地看著,不時地發(fā)出“嘩!嘩!”的響聲。  

突然,“啪!”的一聲巨響,銅球分開成原來的兩半,格里克舉起這兩個重重的半球自豪地向大家高聲宣告:  

“先生們!女士們!市民們!你們該相信了吧!大氣壓是有的,大氣壓強是大得這樣厲害!這么驚人!……”  

原理:  

實驗結(jié)束后,仍有些人不理解這兩個半球為什么拉不開,七嘴八舌地問他,他又耐心地作著詳盡的解釋:“平時,我們將兩個半球緊密合攏,無須用力,就會分開。這是因為球內(nèi)球外都有大氣壓力的作用;相互抵消平衡了。好像沒有大氣作用似的。今天,我把它抽成真空后,球內(nèi)沒有向外的大氣壓力了,只有球外大氣緊緊地壓住這兩個半球……”。  

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”住了兩個半球。所以這兩個半球必須用較大的力才能拉開。  

通過這次“大型實驗”,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,為了這次實驗,格里克市長竟花費了4千英鎊。