Pada 8 Mei 1654, di bandar Magdeburg di Jerman, Maharaja Ferdinand III dan rombongannya menunjukkan eksperimen hebat yang direka dan dijalankan oleh datuk bandar bandar itu, saintis Jerman von Glick. Beberapa ukiran dari masa itu menggambarkan peristiwa ini. Ia mengenai hemisfera magdeburg. Percubaan ini terdiri daripada cuba memisahkan dua hemisfera logam dengan diameter kira-kira 50 sentimeter, digabungkan dengan sentuhan mudah, untuk membentuk sfera tertutup, dan secara kebetulan, mengepam udara keluar dari sfera dengan pam vakum ciptaannya sendiri. Untuk memudahkan pengedap hemisfera logam atau hemisfera, cincin kulit diletakkan di antara permukaan sentuhan. Setiap hemisfera mempunyai beberapa gelung di mana tali atau rantai boleh dilalui supaya ia boleh ditarik ke sisi yang bertentangan.
Dalam artikel ini kami akan memberitahu anda semua yang anda perlu ketahui tentang eksperimen hemisfera Magdeburg dan kepentingannya.
Hemisfera Magdeburg
Ia adalah peranti yang direka untuk menunjukkan kewujudan vakum dan tekanan atmosfera. Ia terdiri daripada dua hemisfera berongga, dan jika ia bersambung antara satu sama lain dan udara di dalamnya ditarik, vakum dalaman akan dibuat. Di bawah keadaan ini, atmosfera memberikan tekanan pada permukaan luar, menjadikannya sangat sukar untuk memisahkan serpihan. Malah, ini mesti sangat kuat, kerana sebaik sahaja bahagian dalam telah dipindahkan, ia akan mampu meletupkannya pada tekanan atmosfera.
Hemisfera ini, dinamakan sempena bandar Magdeburg di Jerman, mereka digunakan untuk melakukan eksperimen aneh pada tahun 1654. Otto von Guericke, datuk bandar dan ahli fizik profesional, di hadapan Pemilih Frederick William dari Brandenburg dan ahli Parlimen Regensburg, berlatih mengosongkan pada dua hemisfera logam.
Percubaan
Dalam usaha memisahkan mereka, mengikat satu hemisfera kepada sekumpulan kuda dan satu lagi dengan bilangan kuda yang sama, tetapi dalam arah yang bertentangan. Selepas banyak percubaan dan mengejutkan para hadirin, adalah mustahil untuk memisahkan dua bahagian sfera. Kesannya serupa dengan apa yang kita capai apabila kita meletakkan dua pelocok longkang di bahagian bawah dan menekannya antara satu sama lain. Vakum tidak lengkap, tetapi memerlukan banyak daya untuk memisahkannya.
Penonton berasa kagum melihat kumpulan lelaki yang berbeza menarik ke tepi dengan sekuat tenaga dan gagal memisahkan hemisfera. Mereka juga tidak boleh pada mulanya dipisahkan oleh 16 kuda, dibahagikan kepada dua kumpulan 8 kuda setiap satu. Selepas bekerja keras, mereka mencapai matlamat mereka dan menimbulkan kekecohan. Hemisfera yang membentuk sfera, yang memerlukan banyak usaha untuk membuka, boleh dipisahkan dengan mudah hanya dengan membenarkan udara memasuki semula bahagian dalam sfera.
Dalam percubaan 2005 dengan 16 kuda di Granada, hemisfera tidak dapat dipisahkan. Perlu diingat bahawa vakum yang dicapai oleh pam Von Guericke pada abad ke-XNUMX adalah lebih rendah daripada yang dicapai oleh pam vakum moden kami.
Mengapa sukar untuk memisahkan hemisfera Magdeburg
Bahagian pertama soalan, pada ketika ini, mudah dijawab oleh mana-mana pelajar sekolah menengah yang mempunyai pemahaman yang baik tentang fizik. Segala-galanya di permukaan Bumi berada dalam lautan udara berat, tertakluk kepada daya yang normal ke permukaannya ke semua arah. Dengan cara yang sama, diterima oleh hemisfera, dalam ke luar dan luar ke dalam. Jika sekali hemisfera ditutup untuk membentuk sfera, hampir semua udara di dalam dikeluarkan dan daya pada permukaan luar menekannya lebih banyak daripada udara yang bertindak ke luar, menjadikannya sukar untuk dipisahkan.
Daya bersih yang memerah dua hemisfera, diedarkan ke seluruh sfera yang terbentuk, iaitu, dengan mengandaikan bahawa vakum yang dicapai di dalam adalah kira-kira 10% daripada udara luar, mesti mengatasi daya yang memisahkan mereka, ia adalah daripada perintah tujuh tan berat.
Bahagian kedua soalan, mengapa penduduk Magdeburg begitu kagum? Ia mempunyai kaitan dengan pengetahuan tentang bendalir dan tingkah lakunya dari semasa ke semasa. Kita berada di abad ke-XNUMX, dan sebahagian penting komuniti saintifik percaya bahawa adalah mustahil untuk mencipta vakum, "keganasan vakum", yang merupakan punca pergerakan cecair, menghalangnya daripada berlaku.
Jadi, dengan menghirup cecair dari gelas melalui penyedut minuman, sekali gus mengeluarkan sebahagian udara yang terkandung di dalamnya, seram yang dirasai alam apabila ia kosong menyebabkan cecair itu naik. Dalam detik bersejarah menjalankan eksperimen, saintis seperti Torricelli meninggalkan teori ini dan menunjukkan bahawa tekanan yang dikenakan oleh atmosfera, berat udara, bukan kengerian vakum.
Penjelasan eksperimen
Untuk memahami apa yang disaksikan Maharaja Ferdinand III, kita mesti ingat bahawa kehidupan kita berlaku di lautan udara yang luas, dan ini, seperti mana-mana cecair, mempunyai jisim, jadi isipadu udara tertentu mempunyai berat yang mampu mengenakan daya ke atasnya. dia. Tetapi kuasa-kuasa ini bertindak lebih daripada seperti timbunan batu bata yang diletakkan di atas kepala kita. Perkara menjadi lebih rumit kerana setiap objek yang tenggelam dalam lautan udara ini tertakluk kepada satu set daya yang cenderung untuk memampatkannya, bertindak pada setiap titik di permukaannya. Tambahan pula, daya ini sentiasa digunakan berserenjang dengan permukaan yang dimaksudkan.
Begitu juga, jika udara tertutup di dalam bekas, dinding bekas itu akan mengalami daya yang normal pada permukaannya pada setiap titik, menyebabkan ia mengembang. Untuk memahami fenomena ini dengan lebih terperinci, kita mesti ingat bahawa udara terdiri daripada sejumlah besar molekul, yang boleh anda bayangkan sebagai sfera mikroskopik yang bergerak secara rawak ke semua arah, terhempas dan melantun segala yang dilaluinya. Setiap perlanggaran kecil ini menghasilkan daya kecil yang, digabungkan dengan pukulan yang tidak terkira banyaknya yang berlaku tanpa henti setiap saat, boleh mencipta sedikit daya. Kesan bersih hentaman molekul malar ini ialah satu set daya titik yang sentiasa berserenjang dengan permukaan hentaman.
Saya berharap dengan maklumat ini anda boleh mengetahui lebih lanjut tentang hemisfera Magdeburg dan ciri-cirinya.