圖片來源：百度圖片 在德國(guó)慕尼黑的德意志博物館中,，靜靜地躺著兩個(gè)碩大的半球形金屬物體。除了體積以外,，這兩件物體似乎沒有可圈可點(diǎn)之處,，但是若看旁邊標(biāo)注的說明，那么它們的名字絕對(duì)無人不知――馬德堡半球,。而它也是在尚未存在科普概念之時(shí),，就擔(dān)當(dāng)了現(xiàn)場(chǎng)互動(dòng)版科普最好的范例。 1654年5月8日,，當(dāng)時(shí)的馬德堡市長(zhǎng)奧托?馮?格里克為了證明大氣壓強(qiáng)存在,，在今天德國(guó)雷根斯堡市郊進(jìn)行了一項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，目的是為了證明真空的存在。格里克制造了兩個(gè)直徑約50厘米（20英寸）的銅質(zhì)空心半球用于實(shí)驗(yàn),，半球中間有一層浸滿了油的皮革,，用以讓兩個(gè)半球能完全密合。其中一個(gè)半球上帶有連接管,，用以連接真空泵,，有閥門可將其關(guān)閉。當(dāng)兩個(gè)半球間的空氣被抽出后,，兩個(gè)半球便會(huì)受周圍的大氣擠壓而緊合在一起,。 然后，格里克將16匹馬分為兩組,，向相反的方向拉兩個(gè)半球。這16匹馬拼盡全力把兩個(gè)半球最后拉開的時(shí)候,，發(fā)出了很大的響聲,，像放炮一樣。當(dāng)時(shí)圍觀的市民非常吃驚,，而格里克則利用這一機(jī)會(huì),，告訴市民這是“空氣的力量”。如果把銅半球上的閥門擰開,，空氣經(jīng)閥門流進(jìn)球里,，用手一拉球就開了。 其實(shí),，根據(jù)理論計(jì)算,，使得兩個(gè)半球結(jié)合的力的大小可以由半球的直徑、半球內(nèi)外的壓強(qiáng)差計(jì)算得到,。在格里克的實(shí)驗(yàn)中,，由于無法得知其使用的真空泵效果如何，因此無法準(zhǔn)確計(jì)算使得兩個(gè)半球分開所需的力的大小,。假設(shè)其真空泵能夠抽出所有的空氣,，分開兩個(gè)半球則需要20千牛頓的力，相當(dāng)于舉起一頭幼年非洲象所需的力的大小,。而在馬德堡半球?qū)嶒?yàn)中,，為了將球體內(nèi)部抽成真空，格里克設(shè)計(jì)發(fā)明了世界上第一個(gè)真空泵,。 之后格里克多次在各地重現(xiàn)此實(shí)驗(yàn)以饗廣大好奇的觀眾,。1656年，他在他任職市長(zhǎng)的馬德堡用兩隊(duì)各8匹馬重復(fù)了這一實(shí)驗(yàn),，得到了相同的結(jié)果,。他還嘗試將兩個(gè)半球組成的球體抽出空氣后懸掛重物，兩個(gè)半球也沒有分離。1663年,，他在柏林用兩隊(duì)各12匹馬為勃蘭登堡選帝侯腓特烈?威廉重復(fù)了這一實(shí)驗(yàn),。 在此以后，馬德堡半球?qū)嶒?yàn)逐漸成為廣為人知的示范大氣壓力原理的實(shí)驗(yàn)方法,。波士頓等多地曾獨(dú)立重復(fù)過馬德堡半球?qū)嶒?yàn),。也有供教學(xué)用途的馬德堡半球的仿制品，它們的體積也比當(dāng)年的半球小得多,，把半球的空間抽真空后,，不再需要用馬力便可拉開。德國(guó)郵政還發(fā)行過紀(jì)念這一實(shí)驗(yàn)的郵票,。 轉(zhuǎn)自求是理論網(wǎng)-科學(xué)普及 |