Магдебургский полушария

Гаспар Шотт Эксперимент « » Отто фон Гурике в Магдебургском полушарии.

Магдебургские полушарии представляют собой пару больших медных полушарий с сопрягающими динами, которые использовались в знаменитом эксперименте 1654 года, чтобы продемонстрировать силу атмосферного давления . Когда диски были запечатаны смазкой, а воздух выкачивал, сфера содержала вакуум и не могла быть разряжена командами лошадей. Как только клапан был открыт, воздух бросился, и полушария были легко разделены. Магдебургские полушарии были изобретены немецким ученым и мэром Магдебурга , ^{[ 1 ]} Отто фон Герике , чтобы продемонстрировать воздушный насос, который он изобрел, и концепцию атмосферного давления.

Предположения варьировались в отношении содержимого сферы. Многие думали, что это просто пусто, в то время как другие утверждали, что вакуум содержал воздух или какое -то более тонкое воздушное вещество, взятое с ртуть. Звук не передавал через сферу, что указывает на то, что звук нуждается в среде, чтобы быть услышанным, а свет - нет. ^{[ 2 ]}

Первый искусственный вакуум был произведен evangelista Torricelli и вдохновил Guericke на разработке первого в мире вакуумного насоса , который состоял из поршня и цилиндра с односторонними клапанами клапанов. Полушария стало популярной в лекциях физики как иллюстрация силы давления воздуха и все еще используется в образовании. Оригинальные полушарии выставлены в музее Deutsches в Мюнхене .

Помимо его научного значения, эксперимент послужил в доказывании восстановления города Магдебург, который только двумя десятилетиями ранее подвергся мелу Магдебурга - считалось худшим злодеянием тридцатилетней войны - когда 20 000 его жителей были убиты, было убито, и только 4000 оставалось в конце войны в 1648 году. Фон Герике был обеспокоен обоими аспектами эксперимента, в его двойной способности в качестве ведущего ученого и как мэр, который неустанно работал над восстановлением богатства города.

Обзор

Магдебургские полушарии, диаметром около 50 см (20 дюймов), ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} были разработаны, чтобы продемонстрировать вакуумный насос , который изобрел Герике. У одного из них было соединение трубки, чтобы прикрепить насос с клапаном, чтобы закрыть его. Когда воздух был высашен изнутри полушария, а клапан был закрыт, шланг от насоса мог быть отстранен, и их крепко удерживалось под давлением воздуха окружающей атмосферы .

Сила, удерживаемая полушария вместе, была равна площади, ограниченной суставом между полушариями, кругом диаметром 50 см, умноженным на разницу в давлении воздуха между внутренней частью и внешней стороной. Неясно, насколько сильно смог насос вакуумного Герикея, но если бы он смог эвакуировать весь воздух изнутри, полушария было бы удерживалось вместе с силой около 20 килонвов (4500 фунтов ; 2,2 коротких тонн. -сила ), ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]} эквивалент подъему автомобиля или маленького слона ; Драматическая демонстрация давления атмосферы .

Демонстрации

Демонстрация Гурике, что исполнилось 8 мая 1654 года ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]} перед имперской диетой и императором Фердинанд III в Регенсбурге . ^{[ 11 ]} Тридцать лошадей, в двух командах пятнадцати, не могли отделить полушарии, пока клапан не будет открыт для выравнивания давления воздуха. В 1656 году он повторил демонстрацию с шестнадцатью лошадьми (две команды из восьми) в своем родном городе Магдебург , где он был мэром. Он также взял две сферы, повесил два полушария с поддержкой и удалил воздух изнутри. Затем он пристегнул веса к сферам, но сферы не сдвинулись с места. Гаспар Шотт был первым, кто описал эксперимент в печати в своей механике Hydraulico-Pneumatica (1657). В 1663 году (или, согласно некоторым источникам, в 1661 году) такая же демонстрация была проведена в Берлине перед Фредериком Уильямом, избирателем Бранденбурга с двадцатью четырьмя лошадьми.

Эксперимент стал популярным способом проиллюстрировать принципы давления воздуха , и были сделаны многие мелкие копии полушарий, и по сей день используются на уроках науки. Реконструкция эксперимента фон Герике в 1654 году проводится в местах по всему миру Обществом Отто фон Герике. демонстрация с использованием шестнадцати лошадей в Великом Торрингтоне проводилась 18 марта 2000 года в Великом Торрингтоне .

Эксперимент был отмечен на трех немецких марках.

Узнав о насосе Гурике через книгу Шотта, Роберт Бойл работал с Робертом Гуком, чтобы дизайн и построить улучшенный воздушный насос. Исходя из этого, благодаря различным экспериментам они сформулировали так называемый закон Бойла , в котором говорится, что объем тела идеального газа обратно пропорционален его давлению. Гораздо позже законопроект об идеальном газе был разработан в 1834 году.

Смотрите также

Пылесос ужасов (физика)

Ссылки

^ "Герике, Отто фон" . Encyclopædia Britannica, 11 -е изд . Том 12. Кембриджский университет. Нажимать. 1910. П. 670.
^ Принсипи, Лоуренс М., «Введение», «Научная революция: очень короткое введение», «Очень короткие представления» (Oxford, 2011; Online Edn, Oxford Academic, 24 сентября 2013 г.), https://doi.org/10.1093/ Actrade/9780199567416.003.0001 , доступ к 4 сентября.
^ Hablanian, MH; Hemeon, Ch (2003). «Комментарии о реконструкции полушария Магдебург» . 50 лет AVS . Американское вакуумное общество. Архивировано из оригинала 2008-08-03.
^ Nave, CR (2000). «Оригинальные магдебургские полушарии» . Гиперфизика . Департамент физики и астрономии, штат Джорджия Univ.
^ «Магдебургские полушарии» . Мультимедийный каталог . Институт и музей истории науки, Флоренция, Италия. 2006.
^ Холл, Эдвин Х.; Берген, Джозеф Ю. (1903). Учебник физики, 3 -е изд . Нью -Йорк: Генри Холт и Ко р. 52 Магдебургский полушария.
^ Нев, Карл Р. (2012). «Магдебургские полушарии» . Гиперфизика . Департамент физики и астрономии, штат Джорджия Univ . Получено 12 ноября 2012 года .
^ Рассчитывается с использованием диаметра 0,5 м с атмосферным давлением ; сила дается $P 0 * π * r 2$ , где P ₀ = давление воздуха и R = радиус поперечного сечения полушария. Из -за неэффективности вакуумного насоса искусственный вакуум, вероятно, был намного слабее.
^ Maleuvre, Didier (2011). Горизонт: история нашей бесконечной тоски . Калифорнийский университет. п. 181. ISBN 978-0-520-94711-5 Полем Выдержка страницы 181
^ Уоллес, Дэвид С. (2013). Двадцать два турбулентных года 1639 - 1661 . Быстрый отпечаток издательства. п. 156. ISBN 978-1-78035-660-0 Полем Извлечение страницы 156
^ "Герике, Отто фон" . Энциклопедия Британская, 11 -е издание . Тол. 9. Энциклопедия Britannica Co. 1910. с. 670.

«Магдебургские полушарии» . Шедевры из Музея Дойшес . Архивировано с оригинала 12 ноября 2013 года . Получено 27 июня 2005 года .
«Магдебургские полушарии» . Проект Horse Journal . Архивировано из оригинала 28 ноября 2007 года . Получено 31 октября 2006 года . Опубликовано в печатном лете 2004.

Внешние ссылки

Магдебургский полушария
Magdeburg Notgeld (аварийная банкнота), изображающая две команды лошадей, пытающихся разделить половинки магдебургского полушария. http://webgerman.com/notgeld/directory/m/magdeburg3.htm

[1] "Герике, Отто фон" . Encyclopædia Britannica, 11 -е изд . Том 12. Кембриджский университет. Нажимать. 1910. П. 670.

[2] Принсипи, Лоуренс М., «Введение», «Научная революция: очень короткое введение», «Очень короткие представления» (Oxford, 2011; Online Edn, Oxford Academic, 24 сентября 2013 г.), https://doi.org/10.1093/ Actrade/9780199567416.003.0001 , доступ к 4 сентября.

[3] Hablanian, MH; Hemeon, Ch (2003). «Комментарии о реконструкции полушария Магдебург» . 50 лет AVS . Американское вакуумное общество. Архивировано из оригинала 2008-08-03.

[4] Nave, CR (2000). «Оригинальные магдебургские полушарии» . Гиперфизика . Департамент физики и астрономии, штат Джорджия Univ.

[5] «Магдебургские полушарии» . Мультимедийный каталог . Институт и музей истории науки, Флоренция, Италия. 2006.

[6] Холл, Эдвин Х.; Берген, Джозеф Ю. (1903). Учебник физики, 3 -е изд . Нью -Йорк: Генри Холт и Ко р. 52 Магдебургский полушария.

[Hyperphysics-7] Нев, Карл Р. (2012). «Магдебургские полушарии» . Гиперфизика . Департамент физики и астрономии, штат Джорджия Univ . Получено 12 ноября 2012 года .

[8] Рассчитывается с использованием диаметра 0,5 м с атмосферным давлением ; сила дается $P 0 * π * r 2$ , где P ₀ = давление воздуха и R = радиус поперечного сечения полушария. Из -за неэффективности вакуумного насоса искусственный вакуум, вероятно, был намного слабее.

[9] Maleuvre, Didier (2011). Горизонт: история нашей бесконечной тоски . Калифорнийский университет. п. 181. ISBN 978-0-520-94711-5 Полем Выдержка страницы 181

[10] Уоллес, Дэвид С. (2013). Двадцать два турбулентных года 1639 - 1661 . Быстрый отпечаток издательства. п. 156. ISBN 978-1-78035-660-0 Полем Извлечение страницы 156

[11] "Герике, Отто фон" . Энциклопедия Британская, 11 -е издание . Тол. 9. Энциклопедия Britannica Co. 1910. с. 670.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]