Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Набросок Гаспара Шотта эксперимента Отто фон Герике с магдебургскими полушариями.

В полусферы Магдебургские являются парой больших медных полушарий, с сопрягаемыми ободами. Они использовались для демонстрации силы атмосферного давления . Когда обода были покрыты смазкой и воздух откачан, сфера содержала вакуум, и упряжка лошадей не могла ее разобрать. Полушария Магдебургские были изобретены немецким ученым и мэром Магдебурга , [1] Герике , чтобы продемонстрировать воздушный насос , что он изобрел и понятие атмосферного давления. Первый искусственный вакуум был создан несколькими годами ранее Евангелистой Торричелли и вдохновил Герике на создание первого в мире вакуумного насоса., который состоял из поршня и цилиндра с односторонними заслонками. Полушария стали популярными на лекциях по физике как иллюстрация силы давления воздуха и до сих пор используются в образовании. Оригинальные полушария выставлены в Немецком музее в Мюнхене .

Помимо своей научной важности, эксперимент послужил доказательством восстановления города Магдебурга, который всего два десятилетия назад подвергся ужасному разграблению Магдебурга - считающемуся самым ужасным злодеянием за Тридцатилетнюю войну - когда 20 000 его жителей были В конце войны в 1648 году в живых осталось только 4000 человек. Отто фон Герике был озабочен обоими аспектами эксперимента, будучи одновременно ведущим ученым и мэром Магдебурга, неустанно трудившимся над восстановлением состояния города.

Обзор [ править ]

Оригинальные магдебургские полушария и вакуумный насос Герике в Немецком музее , Мюнхен, Германия

Магдебургские полусферы диаметром около 50 см (20 дюймов) [2] [3] [4] [5] были разработаны для демонстрации вакуумного насоса , изобретенного Герике. У одного из них было трубное соединение для крепления насоса с клапаном для его закрытия. Когда воздух всасывался изнутри полушарий, а клапан был закрыт, шланг от насоса можно было отсоединить, и они были прочно удерживались вместе давлением воздуха окружающей атмосферы .

Сила, удерживающая полушария вместе, была равна площади, ограниченной стыком между полушариями, кругом диаметром 50 см, умноженной на разницу в давлении воздуха между внутренним и внешним пространством. Неясно, насколько сильного вакуума удалось достичь с помощью насоса Герике, но если бы он был в состоянии откачивать весь воздух изнутри, полушария удерживались бы вместе с силой около 20000  Н (4400  фунтов силы , или 2,2 короткие тонны ), [6] [7] эквивалент подъема автомобиля или небольшого слона ; Драматическая демонстрация атмосферного давления .

Демонстрации [ править ]

Маленькие 4-дюймовые полусферы, 1870-е гг.

Демонстрация Герике была проведена 8 мая 1654 г. [8] [9] перед императорским сеймом и императором Фердинандом III в Регенсбурге . [10] Тридцать лошадей в двух командах по пятнадцать человек не могли разделить полушария, пока не открывался клапан, чтобы уравновесить давление воздуха. В 1656 году он повторил демонстрацию с шестнадцатью лошадьми (две упряжки по восемь человек) в своем родном городе Магдебурге , где он был мэром. Он также взял две сферы, подвесил два полушария на опоре и удалил воздух изнутри. Затем он привязал к сферам веса, но сферы не сдвинулись с места. Гаспар Шоттбыл первым, кто описал эксперимент в печати в своей книге «Механика гидравлико-пневматика» (1657 г.). В 1663 году (или, по некоторым данным, в 1661 году) такая же демонстрация была проведена в Берлине перед курфюрстом Бранденбурга Фридрихом Вильгельмом с двадцатью четырьмя лошадьми.

Эксперимент стал популярным способом проиллюстрировать принципы действия давления воздуха , и было сделано множество уменьшенных копий полушарий, которые используются по сей день на уроках естествознания. Реконструкция эксперимента фон Герике 1654 года проводится в различных местах по всему миру Обществом Отто фон Герике. 18 марта 2000 года в Грейт-Торрингтоне компанией Barometer World была проведена демонстрация с участием шестнадцати лошадей .

Этот эксперимент отмечен как минимум на двух немецких марках.

Узнав о насосе Герике из книги Шотта, Роберт Бойль вместе с Робертом Гук разработал и построил улучшенный воздушный насос. Исходя из этого, с помощью различных экспериментов они сформулировали так называемый закон Бойля , который гласит, что объем тела идеального газа обратно пропорционален его давлению. Значительно позже в 1834 году был сформулирован закон идеального газа .

См. Также [ править ]

  • Horror vacui (физика)

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Герике, Отто фон" . Британская энциклопедия, 11-е изд . 12 . Cambridge Univ. Нажмите. 1910. с. 670.
  2. ^ Hablanian, MH; Хемеон, СН (2003). «Комментарии о реконструкции Магдебургских полушарий» . 50 лет АВС . Американское вакуумное общество. Архивировано из оригинала на 2008-08-03.
  3. Перейти ↑ Nave, CR (2000). «Оригинальные магдебургские полушария» . Гиперфизика . Кафедра физики и астрономии, Georgia State Univ.
  4. ^ "Магдебургские полушария" . Мультимедийный каталог . Институт и музей истории науки, Флоренция, Италия. 2006 г.
  5. ^ Холл, Эдвин Х .; Берген, Джозеф Ю. (1903). Учебник физики, 3-е изд . Нью-Йорк: Генри Холт и Ко, стр. 52 . Магдебургские полушария.
  6. Перейти ↑ Nave, Carl R. (2012). «Магдебургские полушария» . Гиперфизика . Кафедра физики и астрономии, Georgia State Univ . Проверено 12 ноября 2012 года .
  7. ^ Рассчитано для диаметра 0,5 м при атмосферном давлении ; сила определяется выражением P ₀ * π * r ² , где P ₀ = давление воздуха и r = радиус поперечного сечения полусферы. Из-за неэффективности вакуумного насоса искусственный вакуум, вероятно, был намного слабее.
  8. ^ Maleuvre, Didier (2011). Горизонт: история нашего бесконечного стремления . Калифорнийский университет Press. п. 181. ISBN. 978-0-520-94711-5. Отрывок страницы 181
  9. ^ Уоллес, Дэвид С. (2013). Двадцать два бурных года 1639 - 1661 . Быстрая печать. п. 156. ISBN. 978-1-78035-660-0. Отрывок страницы 156
  10. ^ "Герике, Отто фон" . Британская энциклопедия, 11-е издание . 9 . The Encyclopdia Britannica Co., 1910. стр. 670.
  • «Магдебургские полушария» . Шедевры из Немецкого музея . Архивировано из оригинального 12 ноября 2013 года . Проверено 27 июня 2005 года .
  • «Магдебургские полушария» . Проектный конный журнал . Архивировано из оригинального 28 ноября 2007 года . Проверено 31 октября 2006 года . опубликовано в печати летом 2004 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • Магдебургские полушария
  • Magdeburg Notgeld (аварийная банкнота) с изображением двух упряжек лошадей, пытающихся разделить половинки Магдебургского полушария. http://webgerman.com/Notgeld/Directory/M/Magdeburg3.htm