WikiDer > Магдебургские полушария

Magdeburg hemispheres
Гаспар Шоттэскиз Отто фон ГерикеМагдебургский эксперимент.

В Магдебургские полушария представляют собой пару больших медных полусфер с сопряженными ободами. Они использовались для демонстрации силы атмосферное давление. Когда обода были запломбированы смазкой и откачан воздух, сфера содержала вакуум и их не могли развести упряжки лошадей. Полушария Магдебурга были изобретены немецким ученым и мэром Магдебург,[1] Отто фон Герике, чтобы продемонстрировать изобретенный им воздушный насос и концепцию атмосферного давления. Первый искусственный вакуум был создан несколькими годами ранее Евангелиста Торричелли, и вдохновил Герике на создание первого в мире вакуумный насос, состоящий из поршня и цилиндра с односторонними заслонками. Полушария стали популярными в лекциях по физике как иллюстрация силы давления воздуха и до сих пор используются в образовании. Оригинальные полусферы выставлены в Немецкий музей в Мюнхен.

Обзор

Оригинальные полусферы Магдебурга и вакуумный насос Герике в Немецкий музей, Мюнхен, Германия

Магдебургские полушария диаметром около 50 см (20 дюймов),[2][3][4][5] были разработаны, чтобы продемонстрировать вакуумный насос что изобрел Герике. У одного из них было трубное соединение для крепления насоса с клапаном для его закрытия. Когда воздух всасывался изнутри полушарий и клапан был закрыт, шланг от насоса можно было отсоединить, и они были прочно удерживались вместе с помощью давление воздуха окружающих атмосфера.

Сила, удерживающая полушария вместе, была равна площади, ограниченной стыком между полушариями, a круг диаметром 50 см, умноженное на разницу в давлении воздуха внутри и снаружи. Неясно, насколько сильного вакуума удалось достичь с помощью насоса Герике, но если бы он мог откачивать весь воздух изнутри, полушария удерживались бы вместе с силой около 20000N (4400 фунт-сила, или 2,2 короткие тонны),[6][7] эквивалент подъема автомобиля или небольшого слон; драматическая демонстрация давление атмосферы.

Демонстрации

Маленькие 4-дюймовые полусферы, 1870-е гг.

Демонстрация Герике состоялась 8 мая 1654 г.[8][9] напротив Императорская диета, а Император Фердинанд III в Регенсбург.[10] Тридцать лошадей в двух командах по пятнадцать человек не могли разделить полушария до тех пор, пока не откроется клапан для выравнивания давления воздуха. В 1656 году он повторил демонстрацию с шестнадцатью лошадьми (двумя упряжками по восемь человек) в своем родном городе Магдебург, 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 Шотт первым описал эксперимент в печати в своем Mechanica Hydraulico-Pneumatica (1657). В 1663 г. (или, по некоторым данным, в 1661 г.) такая же демонстрация проводилась в Берлин перед Фредерик Вильгельм, курфюрст Бранденбурга с двадцатью четырьмя лошадьми.

Эксперимент стал популярным способом проиллюстрировать принципы давление воздуха, и было сделано множество уменьшенных копий полушарий, которые используются по сей день на уроках естествознания. Реконструкция эксперимента фон Герике 1654 года проводится в разных местах по всему миру Обществом Отто фон Герике. 18 марта 2000 г. была проведена демонстрация с участием шестнадцати лошадей в г. Великий Торрингтон от Барометр Мир.

Этот эксперимент отмечен как минимум на двух немецких марках.

Узнав о насосе Герике из книги Шотта, Роберт Бойл работал с Роберт Гук спроектировать и построить улучшенный воздушный насос. Исходя из этого, посредством различных экспериментов они сформулировали то, что называется Закон Бойля, который утверждает, что объем тела идеального газа обратно пропорционален его давлению. Намного позже закон идеального газа была сформулирована в 1834 году.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ "Герике, Отто фон". Британская энциклопедия, 11-е изд.. 12. Cambridge Univ. Нажмите. 1910. с. 670.
  2. ^ Hablanian, M. H .; Хемеон, К. Х. (2003). «Комментарии к реконструкции Магдебургских полушарий». 50 лет АВС. Американское вакуумное общество. Архивировано из оригинал на 2008-08-03.
  3. ^ Нейв, C.R. (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. ^ Нейв, Карл Р. (2012). "Магдебургские полушария". Гиперфизика. Кафедра физики и астрономии, Университет штата Джорджия. Получено 12 ноября, 2012.
  7. ^ Рассчитано для диаметра 0,5 м с атмосферное давление; сила дается п₀ * π * р², где п₀ = давление воздуха и р= радиус поперечного сечения полусферы. Из-за неэффективности вакуумного насоса искусственный вакуум, вероятно, был намного слабее.
  8. ^ Малевр, Дидье (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". Энциклопедия Британника, 11-е издание. 9. The Encyclopdia Britannica Co. 1910. стр. 670.

внешние ссылки