托里拆利
托里拆利悖论
托里拆利悖论
托里拆利悖论是数学中一种著名的悖论，它源于哥德尔的不完备性定理。该悖论指出，任何一个能够证明自己正确性的公理系统，必然包含一个未能被证明的命题。也就是说，不存在一个公理系统能够同时满足完备性和一致性。
该悖论的名称来自于哥德尔的学生托里拆利(Tarski)，他在20
世纪30年代发现了该悖论。这个悖论的发现震惊了数学界，因为它
揭示了数学中的一个重要问题：是否存在一个完备性和一致性的公理系统。
尽管托里拆利悖论揭示了数学中的一个问题，但它也可以被视为哥德尔不完备性定理的一个推论。哥德尔不完备性定理指出，任何一个形式化的公理系统，如果它是一致的，就不可能同时满足完备性和可判定性。
总之，托里拆利悖论揭示了数学中的一个深刻问题，并推动了数学基础的研究。它也被视为现代哲学和计算机科学中重要的概念之一。
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名人托里拆利的故事
名人托里拆利的故事
托里拆利是17世纪西方的一位颇负盛名的科学家。他在正当39岁生日之际，突然病倒，与世长辞。可他在短短的一生中，获得了多方面出色的成就，赢得了很高的声誉。
伽利略学说的扞卫者
托里拆利出生在意大利华耶查城的富有的贵族家庭。
他从小就受到了良好的数学教育。在十七八岁时，卓越的数学才能已初露锋芒。于是在他二十岁时，伯父将他带到罗马，受教于伽利略的学生卡斯德利。卡斯德利是当时远近闻名的数学家和水利工程师，他在数学领域内很多方面都有卓着的成就，还为水力学创立了科学的基础。卡斯德利见托里拆利年轻聪明，十分喜欢，便指派他为自己的私人秘书，在学术上给予他指导。
托里拆利深刻研究了伽利略的《两种新科学的对话》一书。从中获得了有关力学原理的开展的很多启发。1641年，托里拆利出版了《论重物的运动》一书，企图对伽利略的动力学定律作出新的自己的结论。卡斯德利在一次造访伽利略时，将托里拆利的论着给伽利略看了，还热情推荐了托里拆利。伽利略看完托里拆利论着之后，表示非常欣赏他的卓越见解，便邀请他前来充当助手。1614年，托里拆利来到佛罗伦萨，会见了伽利略，此时伽利略已双目失明，终日卧在病床上。在他生命的最后三个月中，托里拆利和他的学生维维安尼担任了伽利略口述的笔记者，成了伽利略的最后的学生。
1642年伽利略逝世后，托里拆利接替伽利略任佛罗伦萨科学院的物理学和数学教授，并被任命为宫廷首席数学家。从此他有钱可以做一些实验研究，不再像以往那样只能从事理论探索。后来，托里拆利大大充实了伽利略的《两门新科学的对话》“第五、六两天”的内容。
托里拆利定理
托里拆利定理
托里拆利定理
托里拆利定理是用于描述大气压强的著名定理，该定理的提出和验证对于人类对自然世界的理解有着深远的影响。以下是对托里拆利定理各方面的详细解释：
1.定义大气压强
大气压强是指地球表面大气层作用于任何表面上的压力。大气压强的大小与海拔高度、气温等因素有关。
2.大气压强的计算方法
托里拆利定理用于计算大气压强。在标准大气条件下（0°C, 海拔0米），大气压强约为101325帕斯卡（Pa）。这个值通常被称为标准大气压。
3.大气压强的产生原因
大气压强是由于地球引力和气体分子的热运动而产生的。地球引力将大气层向中心吸引，而气体分子的热运动则使大气层保持稳定。
4.证明大气压强的普遍存在性
大气压强在自然界中普遍存在。例如，在标准大气条件下，1平方厘米的面积上受到的大气压力约为10牛顿。这个压力可以支持约10米高的水柱。
5.大气压强的单位与测量标准
大气压强的单位是帕斯卡（Pa），表示每平方米上受到的大气压力。测量大气压强的标准单位是毫米汞柱（mmHg），其中1毫米汞柱约等于133.322368 Pascal的大气压强。
6.大气压强的变化情况
大气压强随着海拔高度、气温等因素的变化而变化。一般来说，海拔越高，大气压强越低；气温越高，大气压强越低。此外，天气状况也会影响大气压强，例如在风暴来临时，大气压强会降低。
7.大气压强与高度、温度的关系
大气压强与高度和温度有密切关系。随着海拔高度的增加，大气压强会逐渐降低；随着温度的升高，大气压强也会逐渐降低。这是因为在相同条件下，气体分子的热运动速度会随着温度的升高而增加，从而导致单位面积上的气体分子数量减少，因此气压降低。
托里拆利实验的原理。
托里拆利实验的原理是大气压的值直观化了，将之用水银柱的高度体现出来。连通器，管内的水银和管外的大气，大气对水银槽内水银面的压强和管内与水银槽内水银面等平面的压强相等，而管内的压强是由管内水银柱产生的，所以管内水银柱的压强等于大气压强。
托里拆利实验器（J2116型），水银，1米以上的长玻璃管（或两根玻璃管中间用橡皮管连接），水槽（烧杯)。意大利科学家托里拆利首先进行了这个实验，故名托里拆利实验。这个实验测出了1个标准大气压的大小为约760mm汞柱或10.3m水柱。若操作正确测量值小于真实值，则可能是管内有气体；若测量值大于真实值，则可能是没有把管放竖直，且沿管的方向测量水银柱的高度。
托里拆利实验应用的原理
托里拆利实验应用的原理
1. 引言
托里拆利实验是一种常用于分析固体材料力学性质的实验方法。它的原理基于
材料在外力作用下的变形行为，通过施加载荷并测量应变，可以得到材料的应力-
应变曲线，从而研究其力学性质。
2. 实验设备
托里拆利实验通常使用具有一对夹具的拉伸试验机，用于施加拉伸载荷。试验
样品通常是均质的材料条，端部装有标记点以测量应变的变化。此外，还需要应变测量设备，如应变计或拉伸计。
3. 实验步骤
进行托里拆利实验的一般步骤如下：
•准备样品：从材料中制备合适的试样，并确保试样的几何尺寸、表面质量等符合实验要求。
•安装样品：将样品夹持在拉伸试验机上，一端固定，另一端与加载头连接。
•施加载荷：逐渐施加拉伸载荷，保持均匀增加的速度。
•记录载荷和应变：使用应变计或拉伸计等设备测量应变的变化，并记录载荷与应变之间的关系。
•停止加载：当样品出现断裂或达到预定的应变阈值时，停止加载。
•制作应力-应变曲线：根据测量的载荷和应变数据，可以绘制应力-应变曲线。
4. 原理解释
托里拆利实验的原理基于弹性力学和材料力学的基本原理。当施加拉伸载荷时，外力作用于样品，导致材料内部产生形变。材料的形变可以分为弹性变形和塑性变形两个阶段。
•弹性变形：当样品受到较小的载荷时，材料表现出弹性行为，即形变是完全可逆的。在这个阶段，应力和应变之间存在线性关系，称为胡克定律。
应力-应变曲线出现线性段，称为弹性区。
•塑性变形：当载荷增大到一定程度时，材料开始发生塑性变形，即形变不再完全可逆。在这个阶段，应力和应变之间不再是线性关系，材料会逐渐变形，直到最终破裂。应力-应变曲线便出现非线性的塑性区。
物理学家：托里拆利
生平简介科学成就趣闻轶事
一、生平简介
托里拆利（1608～1642）是意大利物理学家。1608年10月15日诞生于意大利的法恩扎。托里拆利的父亲是一位纺织业主，由于经营情况不佳，日益衰落。父亲为了摆脱窘境，被迫把托里拆利送给伯父雅可布抚养。1627年，伯父在朋友们的劝说下，把托里拆利送到罗马，拜伽利略的得意门生、数学家和水力学工程师卡斯特里为师，继续深造。从1630年到1641年，托里拆利在伽利略的朋友夏波利手下工作，主要从事力学研究，写了一批论文。
为了向卡斯特里等有名
第一章声学部分
一、自制声学小实验辅助物理课教学
物理学是一门以实验为基础的科学，在目前新教材使用的初期阶段里，却出现了同步的实验器材还比较匮乏的现象。笔者在教学过程中，利用饮料瓶设计自制了百余种小实验，以弥补教学之不足。有些小实验可以用于课堂演示，有些还可以当成家庭作业布置给学生。现在将利用饮料瓶制作的部分声学小实验介绍给大家，以利于在今后的教学过程中选用。
1 钟声响起
将两个饮料瓶都剪去底部并做成喇叭状，用细线系在瓶口的瓶盖上，再用细绳的中间部分系住一把钢勺(图1)。将两个喇叭口罩住两只耳朵并贴紧耳根，并用钢勺去撞击桌子等物品时，你能听到什么?可以请几位学生上台试试，并谈谈自己的感受。通过课堂参与的小活动，可以激发学生的兴趣，调动其求知的积极性。继续让一个学生手提着细线并用钢勺碰撞课桌，再谈谈手上的感受。通过刚才的小实验可以让学生了解到，振动能够发出声音来，并且可以通过细绳等物体向外传播；同一个声音从空气传到耳朵和从细线等传入耳朵，其感受却是不同的。
托里拆利
托里拆利在佛罗伦萨生活了五年，直至去世。 托里拆利在佛罗伦萨生活了五年，直至去世。在这五年多的时 间里，他进行了大量的科学研究，还结识了画家罗莎， 间里，他进行了大量的科学研究，还结识了画家罗莎，古希腊 文明学者达狄和水利工程师阿里盖提， 文明学者达狄和水利工程师阿里盖提，并受到了上层人物们的 普遍敬重。他还应邀在秕糠学会作了12次学术演讲， 12次学术演讲 普遍敬重。他还应邀在秕糠学会作了12次学术演讲，演讲题材 广泛，其中有6次是关于物理学方面的。 广泛，其中有6次是关于物理学方面的。这些讲稿在语词方面均 无瑕疵可挑，为常人所不及，是典型的意大利文学作品。 无瑕疵可挑，为常人所不及，是典型的意大利文学作品。他的 演讲中还充满着文艺复学时代的那股斗争精神， 演讲中还充满着文艺复学时代的那股斗争精神，抨击了那种尽 全力维护顽固守旧势力的天主教思想，多次欢呼伽利略的成就， 全力维护顽固守旧势力的天主教思想，多次欢呼伽利略的成就， 捍卫伽利略的学说。 捍卫伽利略的学说。 纠正卡斯德利的错误 托里拆利对发展力学所作的最重要的贡献是创立了著名的 液体从容器细孔流出的理论。当时， 液体从容器细孔流出的理论。当时，水力学权威卡斯德利认为 水流的速度跟孔到水面的距离成正比， 水流的速度跟孔到水面的距离成正比，且这一见解又得到伽利 略的赞同，无人敢怀疑。托里拆利为弄清楚这一道理， 略的赞同，无人敢怀疑。托里拆利为弄清楚这一道理，认真地 做了实验，进行了仔细的测量。结果发现， 做了实验，进行了仔细的测量。结果发现，从器壁小孔流出的 水流的速度不是跟孔到水面的距离成正比， 水流的速度不是跟孔到水面的距离成正比，而是跟此距离的平 方根成正比。 方根成正比。
托里拆利
托里拆利
托里拆利（Evangelista Torricelli,1608～1647）意大利物理学家、数学家。1608年10月15日出生于贵族家庭，幼年时表现出数学才能，20岁时到罗马在伽利略早年的学生B.卡斯提利指导下学习数学，毕业后成为他的秘书。1641年写了第一篇论文《论自由坠落物体的运动》，发展了伽利略关于运动的想法。经卡斯提利推荐做了伽利略的助手，伽利略去世后接替伽利略作了宫廷数学家,1647年10月25日（39岁）过早去世。
当时罗马、佛罗伦萨的学者们热烈讨论着自然的本性是否“厌恶真空”和如何解释矿井中的水泵只能把水提到18肘（10.5米）高的问题。伽利略虽做过称量空气的实验，证明空气有重量，但仍认为可能有一种“真空阻力”。意大利学者G.B.巴利安尼1630年写信给伽利略，提出可能存在大气压力的假设。1644年，托里拆利和伽利略的另一位学生维维安尼在一起进行实验研究，他们用汞代替水进行实验，认为比水重14倍的汞大约只能升起水柱的1／14。将玻璃管装满汞后倒置于盛汞容器中，玻璃管上端就获得“托里拆利真空”。此时水银柱高约76厘米，由此测出大气压值。与此管对比的还有另一个上面带圆玻璃泡的玻璃管，托里拆利原来猜想容积大的真空应有较大的“真空阻力”，但两管的水银柱却等高。在1644年他给罗马M.里奇的信中说：“我们是生活在大气组成的海底之下的。实验证明它的确有重量……”“我们看到：一个真空的空间形成了……它是外在的并且是来自外界的”“它们的设计不仅要造出真空，而且要造出可以指明气压变化的仪器。”这一实验之所以能率先在意大利做成功，还因为罗马和佛罗伦萨在当时的吹制玻璃器皿的技术最先进。这个实验传到西欧后随即引起了帕斯卡、盖利克等人对大气压的研究热潮。
托里拆利实验原理
托里拆利实验原理
托里拆利实验原理是一个基于原子吸收光谱的分析方法。在这个实验中，我们通过测量原子在光谱中的吸收特性来定量分析样品中的金属元素含量。
该实验的原理基于原子的吸收能级和能量转移。当我们将样品中的金属物质转化成原子态时，这些原子会吸收特定波长的光。这个吸收波长与金属元素的种类和浓度有关。通过测量样品在不同波长下的光吸收强度，我们可以推断出样品中金属元素的含量。
托里拆利实验需要一个原子吸收光谱仪，它包含一个光源、一个样品室和一个光检测器。首先，我们需要将样品与适当的溶液混合，以将金属物质转化为原子态。然后，将样品置于样品室中，并选择适当的波长范围进行测量。
在测量过程中，光源会产生一束特定波长的光。这束光穿过样品室，并与样品中的金属元素发生相互作用。一部分光被样品吸收，而另一部分则通过样品并到达光检测器。
光检测器测量吸收光的强度，然后将其转换为一个电信号。该电信号经过放大和处理后，最终通过一个仪器显示出样品中金属元素的浓度。
由于每个金属元素都有不同的吸收特性，所以我们可以通过比较测量结果和已知标准样品的结果来确定样品中金属元素的含量。
托里拆利实验广泛应用于许多领域，例如环境监测、医学诊断和食品安全检测等。它是一种快速、准确且非常灵敏的分析方法，对于确定样品中金属元素含量非常有帮助。
托里拆利实验原理讲解
托里拆利实验原理讲解
托里拆利实验是一种用于测定物质表面张力的实验方法。它是由意大
利物理学家托里拆利于1774年发明的，因此得名。该实验原理基于表面张力的概念，即液体表面上的分子间相互作用力。
实验装置主要由一个U形玻璃管和一个测量器组成。U形玻璃管的一
端被浸入待测液体中，另一端则与测量器相连。测量器中装有一根细管，细管的一端与U形玻璃管相连，另一端则与一个水平的标尺相连。实验时，将U形玻璃管浸入液体中，使液体充满U形玻璃管，并使液面与细管的开口处齐平。然后，通过测量细管内液面的高度，可以计
算出液体表面张力的大小。
液体表面张力的大小与液体分子间的相互作用力有关。在液体表面上，由于液体分子与空气分子之间的相互作用力比液体分子之间的相互作
用力要小，因此液体表面上的分子会受到向内的拉力。这种拉力就是
表面张力。表面张力的大小与液体的种类、温度、压力等因素有关。
在托里拆利实验中，当U形玻璃管浸入液体中时，液体表面张力会使
液面在U形玻璃管内形成一个弯曲的形状。这个弯曲的形状可以看作
是由两个半圆形组成的。根据几何原理，可以计算出液面的曲率半径。液面的曲率半径与液体表面张力的大小成反比例关系。因此，通过测
量液面的曲率半径，就可以计算出液体表面张力的大小。
托里拆利实验是一种简单而有效的测量液体表面张力的方法。它广泛
应用于化学、物理、生物等领域。在化学实验中，托里拆利实验可以
用于测量溶液的表面张力，从而研究溶液的性质。在物理实验中，托
里拆利实验可以用于测量液态金属的表面张力，从而研究金属的物理
性质。在生物实验中，托里拆利实验可以用于测量细胞膜的表面张力，从而研究细胞的生物学特性。
人物简介 发现大气压力的科学家——托里拆利
人物简介: 发现大气压力的科学家——托里拆利
托里拆利(Evangelista Torricelli，1608—1647)在物理学中的主要贡献是设计了有名的托里拆利实验，证明了真空的存在，发现了大气压力。他是意大利物理学家、数学家，1608年10月15日诞生于意大利的法恩扎的贵族家庭。
托里拆利的父亲是一位纺织业主，由于经营情况不佳，日益衰落。父亲为了摆脱困境，被迫把托里拆利送给伯父雅可布抚养。托里拆利小时候酷爱学习，表现出很出色的才能，尤其在法恩扎耶稣教会学校学习数学和哲学课程的时候，成绩特别出众。1627年，伯父在朋友们的劝说下，把托里拆利送到罗马，拜伽利略的得意门生、数学家和水力学工程师卡斯特里为师，继续深造。从1630—1641年，托里拆利在伽利略的朋友夏波利手下工作，主要从事力学研究，写了一批论文。
为了向卡斯特里等有名的学者请教，托里拆利于1641年再度来到罗马。在卡斯特里的推荐下，托里拆利于1641年10月10日来到伽利略身边工作，并和伽利略的学生维维安尼结成了很好的朋友。伽利略去世后，他的保护人托斯吉姆大公爵让托里拆利以学院数学教授的名义作为伽利略的继承人。
卡斯特里非常赏识托里拆利的才华。1628年，卡斯特里出版了一本有关流体力学的著作。托里拆利仔细研读了导师的名著，还做了一系列实验，逐个验证书中的重要结论。他发现，书中关于液体从容器底部小孔流出的速度和小孔离液面高度成正比的结论，和实验不符。经过反复测量和计算，他总结出水从容器底部小孔流出的速度和水从小孔上方的水面高度自由下落到小孔时候的速度相等，进一步得到了这个速度和小孔上方水面高度的平方根成正比的正确结论。
流体力学的奠基人托里拆利
流体力学的奠基人托里拆利
托里拆利（Leonardo da Vinci）是一位多才多艺的文艺复兴时期大师，他的视野十分宽广，对于各种领域的知识都有研究。他不仅是一位杰出的画家、雕塑家和建筑师，而且还是一位笃信实验方法的科学家。在物理学和数学方面，他的贡献也是不可忽视的。他在流体力学方面的研究可以说是开创了这个领域的先河。
流体力学研究的基础是质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律，这些定律一直以来都是物理学的核心内容。虽然这些定律在当时已经被提出了，但是缺乏实验数据和现代数学工具的支持，使得流体力学这个领域的研究一直没有取得很大的进展。
托里拆利对于流体力学方面的研究可谓颇有建树，他通过一系列的实验和观察，最终发现了“充满了空气的涡流”的存在。他认为，当流体通过一系列的约束和限制时，其速度和压力在不同的点之间会产生变化。这个现象被称为涡流。
涡流是流体力学研究中的一个重要现象，它有着广泛的应用，包括航空工程、海洋工程、地质勘探等方面。涡流的研究不仅可以用于优化设计，还可以用于预防灾难、改善环境等方面。因此，涡流作为流体力学的研究重点之一，也成为了托里拆利开辟的一条新的研究方向。
此外，作为一名多才多艺的大师，托里拆利对于流体力学方面的研究也与他在绘画方面的艺术作品有着密切的关系。他在画中经常描绘水流、气流等流体现象，以此来表现他对于自然界各种物理现象的关注和理解。在他的艺术作品中，我们可以看到许多流体现象的形象化描绘，这也为流体力学研究提供了新的视角和启示。
综上所述，托里拆利是一位对于流体力学领域做出了重要贡献的大师。他通过实验和观察，开辟了涡流这一领域的研究，并为流体力学的发展奠定了坚实的基础。同时，他在绘画艺术方面的成就也为流体现象的形象化描绘提供了新的启示，丰富了流体力学领域中的研究内容。
物理学家托里拆利的名人故事
物理学家托里拆利的名人故事
物理学家托里拆利的名人故事
托里拆利是意大利物理学家、数学家。1608年10月15日生于法恩扎的贵族家庭。
他在20岁时去罗马跟随开斯脱里学习数学。在开斯脱里的建议下，于1641年去佛罗伦萨拜访伽利略，成为伽利略的助手，帮助着作。
三个月以后伽利略去世，多斯加尼的君主非常器重年轻的.托里拆利，委任他为宫廷数学家。
1644年托里拆利发表有关几何学和物体运动的着作。同一时期他还论述了空气的重量，正确区别重量和压力等问题。
1647年10月25日托里拆利在佛罗伦萨逝世。
托里拆利是以创造气压计而闻名的，以他的姓名命名的托里拆利实验和气压计也是分不开的。1644年6月11日他宣布创造了气压计，并对他的实验作了解释。
他说：“我们是浸沉在空气海洋的底部中生活，毫无疑问根据实验可知空气是有重量的，在地球外表附近最密的空气的重量大约是水的重量的四百分之一。”
托里拆利实验应用的原理
托里拆利实验应用的原理
托利拆利实验是一种经典的心理学实验，旨在研究人们对待自由意志
和责任的态度及对失败的应对方式。实验的核心原理是希望通过给予参与
者明确的任务，并在任务失败后观察他们的反应和行为，从而揭示出他们
的内在动机和对外部因素的认知。以下是有关托利拆利实验的更详细解释，并探讨实验中所涉及的原理。
1.自由意志与责任：
托利拆利实验围绕着自由意志和责任的概念展开。参与者在实验中被
赋予自由决策和选择的能力，以及承担失败的责任。实验室为他们提供了
一个相对自由的环境，以观察他们如何利用这种自由度，并如何对自己的
行为负责。
2.任务设定与明确性：
实验以一个明确的任务为基础，要求参与者按照特定规则进行操作。
任务清晰明确，参与者知道应该做什么，应该遵守哪些规则，并有明确的
目标。这种任务设定和明确性帮助研究人员研究参与者在面对失败时的反
应以及他们如何应对挫折和困难。
3.失败与挫折：
托利拆利实验的一个关键点是让参与者面对失败和挫折。实验设定中，参与者需要解决一个看似简单但实际上非常具有挑战性的任务。无论他们
的表现如何，最终都会面对失败。这是为了观察他们的应对方式，探究他
们对失败的意义和对自己能力的评价。
4.内在动机和外部因素：
通过托利拆利实验，研究人员试图了解人们行为背后的动机和驱动因素。参与者在实验过程中会产生内在的动机，比如表现出色、获得奖励或避免惩罚。同时，他们也会面临外部压力和约束，比如时间限制或其他人的期望。通过观察参与者如何平衡内在和外部因素，研究人员能够揭示出个体行为选择的机制。
5.个体差异：
托里拆利实验原理
托里拆利实验原理
托里拆利实验原理指的是通过观察两个不同材料界面上的托里拆利浸润现象，来研究固体表面的润湿性和界面相互作用的一种实验方法。根据托里拆利实验原理，当一个固体试样与一种液体接触时，会发生两种情况：一种是液体迅速渗透到固体中，这种现象称为润湿；另一种是液体无法渗透到固体中，形成液滴，这种现象称为不润湿。
实验原理的核心是表面张力和固体表面自由能之间的关系。表面张力是指液体表面上一个光滑线段的两侧液体分子间的相互吸引力。表面张力越大，液体在固体表面上的润湿性越差；表面张力越小，液体在固体表面上的润湿性越好。固体表面自由能则是指固体表面上的分子或原子与其周围环境之间的相互作用能量。固体表面自由能越小，固体越容易被液体润湿。
实验中，通常会利用一根细管将液体滴在固体表面上，然后通过观察滴水的行为来判断润湿性。如果液体能够迅速渗透到固体中，形成均匀的液体薄层，说明液体对固体具有较好的润湿性；如果液体无法渗透，形成不规则的液滴，说明液体对固体的润湿性较差。
通过托里拆利实验，可以观察和比较不同液体和固体材料之间的润湿性差异，进一步了解固体表面的性质和液体与固体界面相互作用的机制。实验结果有助于指导材料的选择和表面处理，以提高润湿性和降低表面粘附等问题。
托里拆利实验的原理
托里拆利实验的原理
托里拆利实验是用来验证磁场对带电粒子的影响的一种实验。该实验的原理是利用洛伦兹力，即静电力和磁场相互作用的合力，来使带电粒子在磁场中进行弯曲运动。
在托里拆利实验中，首先需把带电粒子（例如电子）注入到一个真空的环形轨道中。然后，在轨道的一段区域内设立一个稳定的磁场，使得带电粒子在这个磁场中发生偏转运动，最终在轨道中形成一个环形电流。接着，通过改变磁场的强度或方向，可以改变带电粒子的偏转轨迹，从而研究磁场对带电粒子的影响。
具体来说，洛伦兹力的大小取决于带电粒子的电荷量、速度和磁场的强度和方向，其方向则由右手定则来确定：用右手将磁场方向的手指弯曲成一定角度，拇指方向就是粒子运动方向所受的洛伦兹力方向。当带电粒子与磁场方向垂直时，洛伦兹力达到最大值，使粒子的偏转轨迹最为显著。因此，托里拆利实验模拟了这种情况并用来验证电荷粒子受磁场影响的原理。
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1643年，托里拆利与伽利略的另一个更年轻的学生维维安尼一起在佛罗伦萨做了著名的“托里拆利实验”地点在意大利的佛罗伦萨。托里拆利实验【目的和要求】理解托里拆利实验的原理，了解实验的作法、操作过程和步骤。【仪器和器材】托里拆利实验器（J2116型），水银，1米以上的长玻璃管（或两根玻璃管中间用橡皮管连接），烧杯，红色水。【实验方法】1．一只手握住玻璃管中部，在管内灌满水银，排除空气，用另一只手的食指紧紧堵住玻璃管开口端（图1．33－1甲），把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里（图1．33－1乙），待开口端全部浸入水银槽内时放开手指，将管子竖直固定（图1．33－1丙），读出水银柱的竖直高度。2．逐渐倾斜玻璃管（图1．33－1丁），管内水银柱的竖直高度不变。3．继续倾斜玻璃管（图1．33－1戊），当倾斜到一定程度，管内充满水银，说明管内确实没有空气。4．用内径不同的玻璃管和长短不同的玻璃管重做这个实验（或同时做，把它们并列在一起对比），可以发现水银柱的竖直高度不变。说明大气压强与玻璃管的粗细、长短无关。5．将长玻璃管一端用橡皮塞塞紧封闭，往管中注满红色水，用手指堵住另一端，把玻璃管倒插在水中，松开手指（图1．33－2）。观察现象并提问学生：“如把顶端橡皮塞拔去，在外部大气压强作用下，水柱会不会从管顶喷出？”然后演示验证，从而消除一些片面认识，加深理解。【注意事项】1．说明托里拆利真空的存在，是实验的关键，只有这一点成立，才能得出“水银柱的压强等于大气压强”。2．水银有剧毒，对人体非常有害，要特别注意安全操作。玻璃管要选管壁较厚、内径较小的。操作时要避免碰撞和晃动，严防管子折断。切不可将水银散失在教室里。灌水银时最好用注射针筒或用细颈尖口的漏斗，下面用大塑料盒（搪瓷盆）垫上，以防水银溅落在地。右手食指如有伤口，绝对不能带
伤口操作，可用胶皮手指套保护食指。如水银万一溅落在地，要设法收集，无法收集时，可撒硫磺粉使之硫化，然后收集埋掉，并打开窗户通风。3．要减少实验误差，必须注意：①玻璃管、水银槽必须清洁、干燥，不能有灰尘、杂质和水分。②水银必须清洁，如混入尘埃杂质，或溶有其他金属生成汞齐而附在玻璃管内表面，会使读数不精确，影响效果。③灌水银时和灌后倒置水银槽中都不能混入空气。可用一根纱包线或漆包线一直通到玻璃管底部，灌水银时，不时地上下拉动纱包线，使气泡跟着排出。4．托里拆利实验是定量测量大气压强值的重要实验，教师要认真准备，操作要规范，给学生作出表率。要教会学生读数和观察的方法：如米尺的起点线与槽内水银面凸面要处于同一水平线上；读数时，视线应与水银面、刻度线在同一水平线上等。托里拆利(Torricelli，Evangelista，1608-1647)是17世纪西方的一位颇负盛名的科学家。他在正当39岁生日之际，突然病倒，与世长辞。可他在短短的一生中，取得了多方面杰出的成就，赢得了很高的声誉。伽利略学说的捍卫者托里拆利出生在意大利华耶查城的富裕的贵族家庭。他从小就受到了良好的数学教育。在十七八岁时，卓越的数学才能已初露锋芒。于是在他二十岁时，伯父将他带到罗马，受教于伽利略的学生卡斯德利。卡斯德利是当时远近闻名的数学家和水利工程师，他在数学领域内很多方面都有卓著的成就，还为水力学创立了科学的基础。卡斯德利见托里拆利年轻聪慧，十分喜爱，便指派他为自己的私人秘书，在学术上给予他指导。托里拆利深刻研究了伽利略的《两种新科学的对话》一书。从中获得了有关力学原理的发展的很多启发。1641年，托里拆利出版了《论重物的运动》一书，企图对伽利略的动力学定律作出新的自己的结论。卡斯德利在一次拜访伽利略时，将托里拆利的论著给伽利略看了，还热情推荐了托里拆利。伽利略看完托
里拆利论著之后，表示非常欣赏他的卓越见解，便邀请他前来充当助手。1614年，托里拆利来到佛罗伦萨，会见了伽利略，此时伽利略已双目失明，终日卧在病床上。在他生命的最后三个月中，托里拆利和他的学生维维安尼担任了伽利略口述的笔记者，成了伽利略的最后的学生。1642年伽利略逝世后，托里拆利接替伽利略任佛罗伦萨科学院的物理学和数学教授，并被任命为宫廷首席数学家。从此他有钱可以做一些实验研究，不再像以往那样只能从事理论探索。后来，托里拆利大大充实了伽利略的《两门新科学的对话》“第五、六两天”的内容。托里拆利在佛罗伦萨生活了五年，直至去世。在这五年多的时间里，他进行了大量的科学研究，还结识了画家罗莎，古希腊文明学者达狄和水利工程师阿里盖提，并受到了上层人物们的普遍敬重。他还应邀在秕糠学会作了12次学术演讲，演讲题材广泛，其中有6次是关于物理学方面的。这些讲稿在语词方面均无瑕疵可挑，为常人所不及，是典型的意大利文学作品。他的演讲中还充满着文艺复学时代的那股斗争精神，抨击了那种尽全力维护顽固守旧势力的天主教思想，多次欢呼伽利略的成就，捍卫伽利略的学说。纠正卡斯德利的错误托里拆利对发展力学所作的最重要的贡献是创立了著名的液体从容器细孔流出的理论。当时，水力学权威卡斯德利认为水流的速度跟孔到水面的距离成正比，且这一见解又得到伽利略的赞同，无人敢怀疑。托里拆利为弄清楚这一道理，认真地做了实验，进行了仔细的测量。结果发现，从器壁小孔流出的水流的速度不是跟孔到水面的距离成正比，而是跟此距离的平方根成正比。水流初速度v与桶中水面相对于孔口高度差h的关系式为v=A√h(A为常数)。后人称此式为托氏的射流定律。约在他之后的一个世纪，丹尼尔·伯努利才得出v=√2gh的结果。托里拆利后来又通过实验证明了从侧壁细孔喷出来的水流的轨迹是抛物线形状。托里拆利的这些发
现，为使流体力学成为力学的一个独立的分支奠定了基础。大气压的测定当时学术界对空气是否有重量和真空是否可能存在的问题还认识不清，主要是受亚里士多德思想的遗留影响，认为“世间万物之中除了火和空气以外均有各自的重量。”并坚持自然界“害怕真空”的说法。伽利略对此说法表示怀疑，他说：“我们不能相信亚里士多德所说的那样，仅仅认为某物是轻的，某物是重的，而应当认识到所有的物体都有其各自的重量，只不过各有重量大小不同和质地疏密之分而已。”“如果人们凭感觉和理解都还不能认识到真空的存在，那么凭感觉和理解又如何能否认真空的存在呢？”伽利略曾发现，抽水机在工作时，不能把水抽到10米以上的高度，他把这一现象归结为水柱受不了它本身重量之故，再找不到合理满意的解释。托里拆利坚决赞同伽利略的关于空气有重量和真空存在的说法。在总结前人理论和实验的基础上，托里拆利进行了大量的实验，实现了真空，验证了空气有重量的事实，否定了伽利略的关于真空力的说法。大约在1641年，一位著名的数学家、天文学家贝尔提曾用一根10米多长的铅管做成了一个真空实验。托里拆利受到了这个实验的启发，想到用较大密度的海水、蜂蜜、水银等做实验。他选用的水银实验，取得了最成功的结果。他将一根长度为1米的玻璃管灌满水银，然后用手指顶住管口，将其倒插进装有水银的水银槽里，放开手指后，可见管内部顶上的水银已下落，留出空间来了，而下面的部分则仍充满水银。为了进一步证明管中水银面上部确实是真空，托里拆利又改进了实验。他在水银槽中将其水银面以上直到缸口注满清水，然后把玻璃管缓缓地向上提起，当玻璃管管口提高到水银和水的界面以上时，管中的水银便很快地泻出来了，同时水猛然向上窜管中，直至管顶。由此可见，原先管内水银柱以上部分确实是空无所有的空间。原先的水银柱和现在的水柱都不是被什么真空力所吸引住的，