8 年 1654 月 XNUMX 日，在德国马格德堡市，皇帝斐迪南三世和他的随从展示了由该市市长德国科学家冯·格里克设计和实施的一项壮观的实验。 当时的几幅雕刻反映了这一事件。 这是关于 马格德堡半球. 实验包括试图将两个直径约 50 厘米的金属半球分开，通过简单的接触连接，形成一个密封的球体，顺便说一下，用他自己发明的真空泵将空气从球体中抽出。 为了便于密封金属半球或半球，在接触表面之间放置了一个皮革环。 每个半球都有几个环，绳子或链条可以穿过这些环，以便将其拉到相对的两侧。
在本文中，我们将告诉您有关马格德堡半球实验及其重要性的所有信息。
马格德堡半球
它是一种旨在证明真空和大气压存在的装置。 它由两个中空的半球组成，如果它们相互连接并抽出里面的空气， 将产生内部真空。 在这些条件下，大气对外表面施加压力，使得分离碎片变得非常困难。 事实上，这些必须非常坚固，因为一旦内部被抽空，它就能够在大气压下将它们爆裂。
这些以德国马格德堡市命名的半球， 1654 年，他们被用来进行一项奇怪的实验。 该市市长兼专业物理学家奥托·冯·格里克 (Otto von Guericke) 在勃兰登堡州选举人弗雷德里克·威廉 (Frederick William) 和雷根斯堡议会议员的见证下，在两个金属半球上练习吸尘。
实验
为了将它们分开， 将一个半球与一组马绑在一起，将另一个半球与相同数量的马绑在一起，但方向相反。 经过多次尝试，令与会者惊讶的是，不可能将球体的两半分开。 效果类似于我们在底部放置两个排水柱塞并将它们相互挤压时所达到的效果。 真空是不完整的，但需要很大的力量才能将它们分开。
观众们惊讶地看到不同的男人们使出浑身解数拉到一边，却未能分开半球。 它们最初也不能被 16 匹马分开，分成两组，每组 8 匹马。 经过努力， 他们达到了目的，引起了不小的轰动。 组成球体的半球需要很大的努力才能打开，只需让空气重新进入球体内部即可轻松分离。
2005 年在格拉纳达对 16 匹马进行的实验中， 半球无法分开. 请记住，XNUMX 世纪 Von Guericke 泵所达到的真空度低于我们现代真空泵所达到的真空度。
为什么很难分开马格德堡的半球
在这一点上，问题的第一部分对于任何对物理有很好理解的高中生来说都很容易回答。 地球表面的一切都在重空气的海洋中，受到各个方向垂直于其表面的力。 以同样的方式， 被半球接收，由内向外，由内向外. 如果一旦两个半球闭合形成一个球体，几乎所有内部的空气都被去除，外表面的压力比向外作用的空气要大得多，使它们难以分离。
挤压两个半球的合力，分布在整个形成的球体中，即 假设室内达到的真空度约为室外空气的 10%， 必须克服将它们分开的力，它的重量约为七吨。
问题的第二部分，为什么马格德堡的居民如此印象深刻？ 它与流体的知识及其随时间的行为有关。 我们处于 XNUMX 世纪，科学界的一个重要组成部分认为不可能创造真空，即“真空恐怖”，这是流体运动的原因，阻止它发生。
因此，通过用吸管啜饮玻璃杯中的液体，从而去除其中所含的一些空气，大自然在空杯时所感受到的恐惧会导致液体上升。 在进行实验的历史性时刻，像托里切利这样的科学家放弃了这一理论，并表明大气施加的压力，空气的重量，而不是真空的恐怖。
实验说明
要了解皇帝斐迪南三世所见证的，我们必须记住，我们的生活发生在浩瀚的空气海洋中，而空气就像任何流体一样，具有质量，因此给定体积的空气具有能够对其施加力的重量。他。 但这些力量的作用不仅仅是放在我们头上的一堆砖头。 事情有点复杂 因为每个淹没在这片空气海洋中的物体都会受到一组倾向于压缩它的力，作用于其表面上的每一点。 此外，这些力总是垂直于所讨论的表面施加。
同样，如果空气被封闭在一个容器中，该容器的壁在每个点都会受到垂直于其表面的力，导致它膨胀。 要更详细地了解这种现象，我们必须记住，空气是由大量分子组成的， 你可以把它想象成在各个方向随机移动的微观球体， 碰撞并反弹其路径上的所有东西。 这些小碰撞中的每一个都会产生很小的力，再加上每秒不停地发生的无数次撞击，可以产生相当大的力。 这种恒定分子冲击的净效应是一组始终垂直于冲击表面的点力。
我希望通过这些信息，您可以更多地了解马格德堡半球及其特征。