马德堡半球实验.ppt

2010 9 16 马德堡半球实验 实验简介 马德堡半球是1654年时 当时的马德堡市长奥托 冯 居里克于罗马帝国的雷根斯堡 今德国雷根斯堡 进行的一项科学实验 目的是为了证明真空的存在 而此实验也因居里克的职衔而被称为 马德堡半球 实验 居里克和助手当众把这个黄铜的半球壳中间垫上橡皮圈 再把两个半球壳灌满水后合在一起 然后把水全部抽出 使球内形成真空 最后 把气嘴上的龙头拧紧封闭 这时 周围的大气把两个半球紧紧地压在一起 然后 用十六匹马分别栓在球的两边 使马向相反的方向用力拉开压在一起的半球 最后费了九牛二虎之力才成功了 这个实验确实说明了大气压的存在 奥托 冯 居里克 在17世纪那个时候 德国有一个热爱科学的市长 名叫奥托 冯 居里克 他是个博学多才的军人 从小就喜欢听听伽利略的故事 爱好读书 爱好科学 一直读到莱比锡大学 1621年又到耶拿大学攻读法律 1623年 再到莱顿大学钻研数学和力学 他读了三所大学 知识面很广 上知天文 下识地理 什么数理 法律 哲学工程等等 无所不知 无所不通 因此 他能在军旅中过活 又可在政界中立足 更能在科学界发言 他是1631年入伍 在军队中担任军械工程师 工作很出色 后来 投身政界 1646年当选为马德堡市市长 无论在军旅中 还是在市府内 都没停止科学探索 关于马德堡半球实验的几个问题 1 马德堡半球实验和托里拆利实验先后问题 2 实验中两个半球上所受压力的计算 3 列举现实生活的实例来证实大气压的存在 托里拆利实验 1 一只手握住玻璃管中部 在管内灌满水银 排除空气 用另一只手的食指紧紧堵住玻璃管开口端把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里待开口端全部浸入水银槽内时放开手指 将管子竖直固定当管内外贡液液面的高度差约为76cm时 它就停止下降 读出水银柱的竖直高度 2 逐渐倾斜玻璃管 管内水银柱的竖直高度不变 3 继续倾斜玻璃管 当倾斜到一定程度 管内充满水银 说明管内确实没有空气 而管外液面上受到的大气压强 正是大气压强支持着管内76cm高的汞柱 也就是大气压跟76cm高的汞柱产生的压强相等 4 用内径不同的玻璃管和长短不同的玻璃管重做这个实验 或同时做 把它们并列在一起对比 可以发现水银柱的竖直高度不变 说明大气压强与玻璃管的粗细 长短无关 托里拆利 Torricelli 作为伽利略学说的捍卫者 托里拆利出生在意大利华耶查城的富裕的贵族家庭 他从小就受到了良好的数学教育 在十七八岁时 卓越的数学才能已初露锋芒 于是在他二十岁时 伯父将他带到罗马 受教于伽利略的学生卡斯德利 卡斯德利是当时远近闻名的数学家和水利工程师 他在数学领域内很多方面都有卓著的成就 还为水力学创立了科学的基础 卡斯德利见托里拆利年轻聪慧 十分喜爱 便指派他为自己的私人秘书 在学术上给予他指导 托里拆利深刻研究了伽利略的 两种新科学的对话 一书 从中获得了有关力学原理的发展的很多启发 1641年 托里拆利出版了 论重物的运动 一书 企图对伽利略的动力学定律作出新的自己的结论 卡斯德利在一次拜访伽利略时 将托里拆利的论著给伽利略看了 还热情推荐了托里拆利 伽利略看完托里拆利论著之后 表示非常欣赏他的卓越见解 便邀请他前来充当助手 1614年 托里拆利来到佛罗伦萨 会见了伽利略 此时伽利略已双目失明 终日卧在病床上 在他生命的最后三个月中 托里拆利和他的学生维维安尼担任了伽利略口述的笔记者 成了伽利略的最后的学生 1642年伽利略逝世后 托里拆利接替伽利略任佛罗伦萨科学院的物理学和数学教授 并被任命为宫廷首席数学家 从此他有钱可以做一些实验研究 不再像以往那样只能从事理论探索 后来 托里拆利大大充实了伽利略的 两门新科学的对话 第五 六两天 的内容 托里拆利在佛罗伦萨生活了五年 直至去世 在这五年多的时间里 他进行了大量的科学研究 还结识了画家罗莎 古希腊文明学者达狄和水利工程师阿里盖提 并受到了上层人物们的普遍敬重 他还应邀在秕糠学会作了12次学术演讲 演讲题材广泛 其中有6次是关于物理学方面的 这些讲稿在语词方面均无瑕疵可挑 为常人所不及 是典型的意大利文学作品 他的演讲中还充满着文艺复学时代的那股斗争精神 抨击了那种尽全力维护顽固守旧势力的天主教思想 多次欢呼伽利略的成就 捍卫伽利略的学说 托里拆利在正当39岁生日之际 突然病倒 与世长辞 可谓英年早逝 1590年的某一天 25岁的意大利科学家伽利略登上了50多米高的比萨斜塔 他的右手拿一个10磅重的铁球 左手拿一个1磅重的铁球 他将在两个铁球同时放下 结果同时落地 于是实验证实了古希腊杰出学者亚里斯多德的理论是错误的 伽利略斜塔实验 伽利略 物理学家 数学家 天文学家 主张研究自然界必须进行系统的观察和实验 是近代实验科学和机械唯物主义的奠基者之一 它通过实验 建立了自由落体定律 还发现了物体的惯性定律 摆振动的等时性 抛体运动规律 并确定了伽利略相对性原理 他因此被认为是经典力学和实验物理学的先驱 追求科学需要特殊的勇气 关于伽利略斜塔实验的几个讨论 1 斜塔实验一般被概括为 两个铁球同时落地 但若你换作是当时的观众 会不会怀疑同时落下的原因是两个都是铁球 怎样才会使得 自由落体和质量无关 更有说服力 2 知道伽利略发现自由落体定律是因为先发现了摆的等时性吗 3 既然斜塔实验证明了物体做自由落体运动时 与质量无关 那么与什么有关呢 光照派 illuminati 和罗马教廷 光照派 Illuminati 各种自称获得上帝特别光照启示的基督教神秘主义派别的总称 光照派最早的首脑是伽