马德堡半球实验

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马德堡半球实验的故事

马德堡半球实验的故事

1654 年5 月8 日,阳光明媚,风和日丽,德国马德堡广场上人山人海,连皇帝、贵族和许多大官也都早早赶到现场。

这里正在进行一次“半球”实验。

此次实验,因科学界围绕空气有否压力的问题争论而举行的。

原因是科学家葛利克告诉人们:我们平时生活在空气中,每个人身上要受到20 多吨重的大气压。

这一论点使人惊讶,连许多科学家也不相信。

为了证实这一点,葛利克公开在此进行表演。

时值上午9 点,只见广场的中心停着16 匹骤悍精壮的骏马,表演的指挥者葛利克把马分成两群,每8 匹一边,中间是一只铜做的大圆球,由两个半球合成。

只要哨声一响,便让马像拔河一样,从相反的方向使劲拉着那合二为一的铜球。

马德堡半球实验的原理

马德堡半球实验的原理

马德堡半球实验的原理马德堡半球实验是由德国物理学家奥托·冯·瓦西里发明的一种经典物理实验,旨在展示气体的压力和大气压力之间的关系。

该实验使用了两个相互吻合的半球,将它们在真空中紧密封闭在一起,并通过抽气泵将内部空气抽出,从而形成一个真空密闭的空间。

这样,两个半球之间就会产生一个极为强大的真空密封,使得两个半球无法被分开。

实验原理主要是基于气体压力的概念。

根据气体的基本原理,气体会在容器内均匀地填充所有可用的空间,并且气体分子会不断地在容器内碰撞并产生压力。

当两个半球被封闭在一起并且内部的空气被抽出时,内外两侧的气体压力会失衡。

由于外部大气压力远远高于内部的真空压力,导致两个半球之间会产生一个极为强大的压力差,使得两个半球无法被分开。

这一实验生动地展示了气体的压力和大气压力之间的关系。

在这个实验中,大气压力的巨大力量被有效地利用,使得两个半球之间产生了一个稳固的真空密封,从而阻止了它们被分开的可能性。

这个实验不仅仅是一种展示物理原理的教学工具,更是一种引人入胜的科学探索过程。

通过马德堡半球实验,我们可以更好地理解气体的性质和压力的本质。

这个实验不仅仅是为了展示物理原理,更是为了引发人们对自然界奥秘的思考和探索。

气体的压力与大气压力之间微妙的关系,正是这一实验展示的重点,通过这个实验,我们可以更加深入地理解大气压力对物体的影响,并且更好地认识到我们周围世界的不可思议之处。

总的来说,马德堡半球实验的原理在于利用气体压力和大气压力之间的关系,通过真空密封的方式展示了这一原理。

这个实验生动地展示了物理学中的一些基本概念,同时也引发了人们对自然界奥秘的思考和探索。

通过这个实验,我们可以更好地认识到气体的压力和大气压力之间微妙的关系,从而更好地理解我们周围世界的奥秘与美妙。

马德堡半球实验

马德堡半球实验

马德堡半球实验马德堡半球(德语:Magdeburger Halbkugeln),亦作马格德堡半球,是1654年时,当时的马德堡市长奥托·冯·格里克于罗马帝国的雷根斯堡(今德国马格德堡)进行的一项科学实验,目的是为了证明真空的存在. 此实验也因格里克的职衔而被称为“马德堡半球”实验.当年的进行实验的两个半球仍保存在慕尼黑的德意志博物馆中.原由在17世纪那个时候,德国有一个热爱科学的市长,名叫格里克.他是个博学多才的军人,从小就喜欢听听伽利略的故事;爱好读书,爱好科学;一直读到莱比锡大学.1621年又到耶拿大学攻读法律;1623年,再到莱顿大学钻研数学和力学.他读了三所大学,知识面很广,上知天文,下识地理;什么数理、法律、哲学工程等等,无所不知,无所不通.因此,他既能在军旅中过活;又能在政界中立足;更能在科学界发言.他是1631年入伍,在军队中担任军械工程师,工作很出色.后来,投身政界,1646年当选为马德堡市市长.无论在军旅中,还是在市府内,都没停止科学探索.1654年,他听到托里拆利(意大利数学家、物理学家,测定了大气压强)的事儿,又听说还有许多人不相信大气压;还听到有少数人在嘲笑托里拆利;再听说双方争论得很激烈,互不相让,针锋相对.因此,格里克虽在远离意大利的德国,但很抱不平,义愤填膺.他匆匆忙忙找来玻璃管子和水银,重新做托里拆利这个实验,断定这个实验是准确无误的;再将一个密封完好的木桶中的空气抽走,木桶就“砰!”的一声被大气“压”碎了!有一天,他和助手做成两个半球,直径14英寸,即30多厘米,并请来一大队人马,在市郊做起“大型实验”.这年5月8日的这一天,美丽的马德堡市风和日丽,晴空万里,十分爽朗,一大批人围在实验场上,熙熙嚷嚷十分热闹.有的说这样,有的说那样;有的支持格里克,希望实验成功;有的断言实验会失败;人们在议论着,在争论着,在预言着;还有的人一边在大街小巷里往实验场跑,一边高声大叫:“市长演马戏了!市长演马戏了”.格里克和助手当众把这个黄铜的半球壳中间垫上橡皮圈,再把两个半球壳灌满水后合在一起;然后把水全部抽出,使球内形成真空.最后,把气嘴上的龙头拧紧封闭.这时,周围的大气把两个半球紧紧地压在一起.格里克一挥手,四个马夫牵来八匹高头大马,在球的两边各拴四匹.格里克一声令下,四个马夫扬鞭催马、背道而拉!好像在“拔河”似的.“加油!加油!”实验场上黑压压的人群一边整齐地喊着,一边打着拍子.4个马夫,8匹大马,都搞得浑身是汗.但是,铜球仍是原封不动.格里克只好摇摇手暂停一下.然后,左右两队,人马倍增.马夫们喝了些开水,擦擦头额上的汗水,又在准备着第二次表现.格里克再一挥手,实验场上更是热闹非常.16匹大马,死劲抗拉,八个马夫在大声吆喊,挥鞭催马……实验场上的人群,更是伸长脖子,一个劲儿地看着,不时地发出“哗!哗!”的响声.突然,“啪!”的一声巨响,铜球分开成原来的两半,格里克举起这两个重重的半球自豪地向大家高声宣告:“女士们!先生们!市民们!你们该相信了吧!大气压是有的,大气压力是大得这样厉害!这么惊人!……”.原理实验结束后,仍有些人不理解这两个半球为什么拉不开,七嘴八舌地问他,他又耐心地作着详尽的解释:“平时,我们将两个半球紧密合拢,无须用力,就会分开.这是因为球内球外都有大气压力的作用;相互抵消平衡了,好象没有大气压作用似的.今天,我把它抽成真空后,球内没有向外的大气压力了,只有球外的大气紧紧地压住这两个半球……”.马德堡半球实验 - 社会评价通过这次“大型实验”,人们终于相信有真空,有大气,大气有压力,大气压很惊人,但是,为了这次实验,格里克市长竟自己花费了4千英镑.西方科技的发展与兴盛就是因为涌现出一大批这样的人物的原因.今天,人们可以在慕尼黑的德意志博物馆看到这个实验的原始“设备”,也就是那两个半球.世纪之交时,马德堡市在当时的德国园林博览会场地内建起了一座“千年塔”,里面也放了两个半球,以纪念格里克,不过是复制品了.为了纪念这位老市长,马德堡人在老市政厅旁的小广场上竖起了他的雕像,还用他来为年轻的马德堡大学命名.马德堡半球实验 - 结论马德堡半球实验证明:大气压力是非常强大的.大气压强是存在的.实验中,将两个半球内的空气抽掉,使球内的空气粒子的数量减少、下降.球外的大气便把两个半球紧压在一起,因此就不容易分开了.抽掉越多,压力越大.。

马德堡半球实验半径与拉力的关系的题目

马德堡半球实验半径与拉力的关系的题目

《探寻马德堡半球实验半径与拉力的关系》1. 引言马德堡半球实验是一个经典的物理实验,它通过探讨气体压力与容器体积之间的关系,揭示了气体的物理性质。

而在这个实验中,半球的半径对于实验结果是至关重要的。

2. 马德堡半球实验简介2.1 实验原理实验原理是很有意思的,它是通过将两个半径相当大的半球合拢在一起,并在内部抽空,然后用拉力拉开两个半球。

实验结果将会显示,在拉力大于一定数值时,无法再将两个半球分开。

2.2 实验意义这个实验对于研究气体的物理特性有着非常重要的意义,它揭示了气体压力与容器体积之间存在的关系。

3. 半径对拉力的影响3.1 半径增大,拉力减小根据实验结果,当半球的半径较大时,所需要的拉力也会相对较小。

3.2 半径减小,拉力增大反之,当半球的半径较小时,所需拉力也会相对较大。

4. 深入探讨马德堡半球实验和拉力的关系在实际应用中,我们可以利用这一结论来设计出更加节能高效的气体容器和设备。

通过对半径和拉力的关系进行精确控制,可以减少所需拉力,从而降低能耗。

5. 总结与回顾马德堡半球实验以及半径与拉力的关系,展示了在物理学领域中半径对于实验结果的重要性。

通过对实验结果的深入分析,我们能更好地理解气体的物理性质,并为工程设计提供新的理论支持。

6. 个人观点和理解个人认为,马德堡半球实验对于我们理解气体的行为和对工程设计起到了非常重要的作用。

在今后的研究和应用中,我们应该进一步深化对这一实验的理解,并不断探索更多的应用领域。

通过本文的探讨,相信读者也能对马德堡半球实验以及半径与拉力的关系有了更深入的理解。

希望这篇文章对您有所帮助。

7. 实验方法与数据分析为了更深入地探究马德堡半球实验中半径与拉力的关系,我们设计了一系列实验,在不同半径的半球上施加拉力,并记录所需的拉力值。

通过对实验数据的分析,我们可以找出半径与拉力之间的具体关系。

7.1 实验方法我们准备了多组不同半径的马德堡半球,并排列在实验台上。

马德堡半球实验作文400字三年级

马德堡半球实验作文400字三年级

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马德堡半球实验是本世纪初,奥地利科学家马德堡做出的。

他用自制的“半球”模型成功地解释了大气压强与海拔高度之间的关系,指出:当大气压强随着高度增加时,压强减小;反过来,在同一个标准大气压下,海平面上水的深度越浅,压强也就越低。

后人称这种实验为“马德堡半球实验”。

该实验具有重要的理论和实际意义。

对于天文学、力学、物理学等领域都有巨大的影响。

那么如何写一篇以马德堡半球实验作文呢?下面是小编收集整理的马德堡半球实验作文,欢迎阅读参考!
1932年9月30日,奥地利科学家马德堡教授应邀到维也纳的一所大学讲演。

在谈话中,他指着校园内一座雕像说道:“朋友们,请看!我站在一张桌子前面,桌面上放着一只罐头瓶,上面盖着一块玻璃板,但这玻璃板很特殊,因为它不是普通的玻璃,而是一块涂了清漆的铜板。

如果将罐头瓶倒置过来,那么我手上拿的是空罐头瓶,可是瓶里却装满了啤酒;然而如果我向外拉那层玻璃板,则会发现这只罐头瓶竟然变瘪了。

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马德堡半球实验

马德堡半球实验

马德堡半球实验
亦称“马德堡圆盘”,是用来演示大气压强的仪器。

1654年德国马德堡市的市长、学者奥托•格里克表演了一个最惊人的试验。

他把两个铜质直径三十多厘米的空心半球紧贴在一起,两半球的对口处经过研磨。

在贴在一起之前,应用抹布将对口处擦净,并涂上凡士林,两半球接触后,要用力压一下并稍稍左右转动一下。

然后打开阀门,并用胶皮管把气嘴跟抽气机相连接,将球内气体抽出后,球外的大气压使两半球合在一起。

在半球的两侧各装有一个巨铜环,环上各用八匹马向两侧拉动,结果用了相当大的力却未拉开。

球内的空气被抽出,没有空气压强,而外面的大气压就将两个半球紧紧地压在一起。

通过上述实验不仅证明大气压的存在而且证明大气压是很大的。

这个实验是在
马德堡市进行的,因此将这两个半球叫“马德堡半球”,而将这个试验叫“马德堡半球实验”。

后来各学校物理实验室所用的是铸铁制成直径10厘米左右的两半球体,目前教学仪器改进而用硬橡胶制成扁圆形的半球体,省去了用抽气机抽气的装置。

实验时只要将两半球紧压,将球体内空气挤出即可,也能说明球内外具有压强差。

市场商店出售的塑胶制品的挂衣钩,也是根据上述实验及其原理而制成的。

在解释实验原理时应注意:拉开马德堡半球的力并不是大气压乘以球的“表面积”。

作用在马德堡半球的表面上的大气压,其中有一部分作用是互相抵消的,所产生的压紧半球的力,不等于大气压强乘球的表面积,而是等于大气压强乘球的横截面积。

马德堡半球实验

马德堡半球实验

马德堡半球实验的故事1654 年5 月8 日,阳光明媚,风和日丽,德国马德堡广场上人山人海,连皇帝、贵族和许多大官也都早早赶到现场。

这里正在进行一次“半球”实验。

此次实验,因科学界围绕空气有否压力的问题争论而举行的。

原因是科学家葛利克告诉人们:我们平时生活在空气中,每个人身上要受到20 多吨重的大气压。

这一论点使人惊讶,连许多科学家也不相信。

为了证实这一点,葛利克公开在此进行表演。

时值上午9 点,只见广场的中心停着16 匹彪悍精壮的骏马,表演的指挥者葛利克把马分成两群,每8 匹一边,中间是一只铜做的大圆球,由两个半球合成。

只要哨声一响,便让马像拔河一样,从相反的方向使劲拉着那合二为一的铜球。

一切准备就绪。

葛利克向皇帝请示后,一声令下,赶马人使劲地抽着鞭子,烈马引颈长嘶。

一分钟、二分钟、三分钟……五分钟过去了,奇怪的是16 匹烈马如此大力却分不开两只半球合在一起的铜球,两边的马拼命喘着粗气,僵持着,突然“砰”地一声巨响,铜球被分成两半。

在场观看的人们,个个瞪大眼睛,感到十分惊奇。

葛利克表演成功了。

这项“半球”试验充分向人们证明大气不仅有压力,而且它的力量大得惊人!葛利克表演时所用的那两个半球做得很精致,合起来不会漏气,表演前他先在球中装水,然后把球中的水全部抽出来,再把口密封住,这样铜球内几乎变成了真空。

由于大气中存在着惊人的压力,真空铜球受到大气压力后,以至要用几十匹马力才能把它们分开。

也许人们要问:既然大气压力这么大,那我们平时怎么很轻松,丝毫没有任何感觉呢?原来,空气是从四面八方包围着一件东西的,它的压力也是均匀地从四面八方压向同一物体,我们人的身体几乎是和外界相通的,身体内部也有空气,也有压力,这个由里向外的压力和外界的压力平衡,互相抵消了,所以我们身体就不再觉得受到压力了。

马德堡半球实验报告

马德堡半球实验报告

一、实验背景马德堡半球实验,亦称马格德堡半球实验,是由德国物理学家、时任马德堡市长奥托·冯·格里克于1654年在神圣罗马帝国的雷根斯堡(今德国雷根斯堡)进行的一项著名物理实验。

该实验旨在证明大气压的存在,以及大气压对物体产生的作用力。

二、实验目的1. 验证大气压的存在;2. 探究大气压对物体产生的作用力;3. 了解大气压与高度的关系。

三、实验原理马德堡半球实验的基本原理是:将两个铜质空心半球合在一起,在半球吻合处加上浸透蜡和松节油的皮圈以防止漏气。

其中一个半球上装有活栓,通过活栓用抽气机抽出球里的空气,使半球内部形成近似真空状态。

此时,大气压会作用在半球外部,使两个半球紧紧地压在一起。

四、实验材料1. 铜质空心半球两个(直径约36公分);2. 油浸皮革一层;3. 真空泵一台;4. 马匹两队;5. 活栓一个。

五、实验步骤1. 将两个铜质空心半球合在一起,在吻合处加上油浸皮革,确保密封;2. 将其中一个半球上的活栓打开,用真空泵抽出球里的空气,形成近似真空状态;3. 关闭活栓,观察两个半球是否能够分开;4. 用马匹两队分别从两个半球相反方向拉扯,观察半球是否被拉开;5. 打开活栓,让空气进入半球,观察两个半球是否能够轻易分开。

六、实验结果与分析1. 在抽出空气后,两个半球紧密结合,难以分开;2. 用马匹两队从两个半球相反方向拉扯,半球未被拉开;3. 打开活栓,让空气进入半球,两个半球轻易分开。

实验结果表明,大气压确实存在,并且对物体产生作用力。

在近似真空状态下,大气压使两个半球紧密结合,而马匹两队无法将半球拉开。

这说明大气压具有强大的作用力,足以克服马的拉力。

七、实验结论1. 大气压确实存在,且具有强大的作用力;2. 大气压与高度有关,高度越高,大气压越小;3. 马德堡半球实验是验证大气压存在的重要实验之一。

八、实验心得通过马德堡半球实验,我们深刻认识到大气压的存在及其作用力。

这个实验不仅验证了大气压的理论,还让我们体会到科学家们严谨的治学态度和勇于探索的精神。

马德堡半球实验原理

马德堡半球实验原理

马德堡半球实验原理
马德堡半球实验是由德国科学家奥托·冯·格里克(Otto von Guericke)在17世纪进行的一项经典实验。

该实验旨在证明气体的存在和压力的作用。

实验装置由两个金属半球组成,半球之间通过真空密封。

其中一个半球连接一个抽气泵,可以用于将气体抽出半球。

另一半球上有一个小孔,可以引入气体或与外界进行交换。

在实验中,先将两个半球合拢并通过抽气泵将其中一个半球内的空气抽出,创造真空状态。

接着,将两个半球分开,观察其行为。

当两个半球分开时,如果存在气体,将会出现以下现象:两个半球之间会受到外界大气压力的作用,气体将会从外界进入其中一个半球,使得两个半球之间产生压力差。

由于内外压力差的存在,外部高压气体会使得半球合拢更加困难。

如果将气体引入一个半球中,然后将两个半球合拢,也会观察到类似的效果:在两个半球随着合拢的过程中,内部气体会逐渐充满整个半球空间,并受到外界大气压力的作用。

同样地,内外压力差的存在使得半球合拢更加困难。

通过这种实验,马德堡半球实验证明了气体的存在和压力的存在。

这一发现对于理解气体特性以及研究压力学和流体力学等领域有着重要的意义。

马德堡半球实验

马德堡半球实验

证明大气压的存在。

实验器材马德堡半球模型。

实验原理当马德堡半球中空气抽出后,在外部大气压强作用下,球很难被拉开。

实验作用1.落实“从生活走向物理,从物理走向社会”的教学理念。

2.感知大气压强的存在,培养学生抽象思维能力。

实验拓展1.大气压强很大,设计实验测量大气压强。

2.大气压的五种变化(1)大气压随地势高低的变化从微观角度看,决定气体压强大小的因素主要有两点:一是气体的密度;二是气体的热力学温度T。

在地球表面随地势的升高,地球对大气层气体分子的引力逐渐减小,空气分子的密度减小;同时大气的温度也降低。

所以在地球表面,随地势高度的增加,大气压的数值是逐渐减小的。

如果把大气层的空气看成理想气体,我们可以推得近似反映大气压随高度而变化的公式如下:(μ为空气的平均摩尔质量,p0为地球表面处的大气压值,g为地球表面处的重力加速度,R为普适气体恒量,T为大气热力学温度,h为气柱高度)由上式我们可以看出,在不考虑大气温度变化这一次要因素的影响时,大气压值随地理高度h的增加按指数规律减小,其函数图象如图所示。

在2km以内,大气压值可近似认为随地理高度的增加而线性减小;在2km以外,大气压值随地理高度的增加而减小渐缓。

所以过去在初中物理教材中有介绍:在海拔2千米以内,可以近似地认为每升高12米,大气压降低1毫米汞柱。

(2)大气压随地理纬度的变化地球表面大气层里的成份,变化比较大的就是水汽。

人们把含水汽比较多的空气叫“湿空气”,把含水汽较少的空气叫“干空气”。

有些人直觉地认为湿空气比干空气重,这是不正确的。

干空气的平均分子量为28.966,而水气的分子量只有18.106,所以含有较多水汽的湿空气的密度要比干空气小。

即在相同的物理条件下,干空气的压强比湿空气的压强大。

在地球表面,由赤道到两极,随地理纬度的增加,一方面由于地球的自转和极地半径的减小,地球对大气的吸引力逐渐增大,空气密度增大;另一方面由于两极地区温度较低,所以空气中的水汽较少,可近似看成干空气,所以由赤道向两极,随地理纬度增加,大气压总的变化规律是逐渐增大(因气候等因素影响,局部某处的大气压值变化可能不遵循这一规律)。

马德堡半球实验原理

马德堡半球实验原理

马德堡半球实验原理马德堡半球实验是由德国物理学家奥托·冯·格里克斯(Otto von Guericke)于1654年首次进行的实验。

该实验旨在证明大气压力的存在和作用。

马德堡半球实验原理包括以下几个方面。

首先,大气压力是指空气分子对物体表面单位面积上施加的压力。

空气分子是由大量微观粒子组成,它们在空气中碰撞和运动,形成了大气压力。

大气压力的大小与空气分子的数量以及它们运动的速度有关。

其次,马德堡半球实验中使用的装置主要是由两个金属半球组成。

这两个半球通过一个空气密封圈连接在一起,形成一个封闭的空腔。

实验时,将空气密封圈与外界分开,使半球内外的气压完全隔离。

接下来,通过一个抽气泵将半球内的空气抽空,使半球内的气压下降。

实验者将两个半球推开时,半球内的空气压力小于外面的大气压力,这样空气压力将推动两个半球分开。

这是因为外部大气压力迫使半球内外的气压保持平衡,但由于半球内部没有气体,所以内部的气压小于外部的气压。

最后,当实验者停止推动两个半球分开后,两个半球将会恢复到原来的位置,并重新合拢在一起。

这是因为外部大气压力会将两个半球推向一起,使它们重新达到平衡状态。

通过马德堡半球实验,我们可以清楚地看到大气压力的存在和作用。

当半球内的气压小于外部大气压力时,两个半球会被推开;而当半球内的气压和外部大气压力达到平衡时,两个半球会合拢在一起。

此外,马德堡半球实验还可以用来演示其他与大气压力相关的现象,例如,将两个半球连在一起后,用抽气泵将内部气压抽出,然后将其沉入水中。

当再次停止抽气时,水将进入半球内,形成真空,由于水压迫使两个半球分离。

这个实验说明了液压对物体运动的推动作用。

总之,马德堡半球实验通过实际演示和观察,证明了大气压力的存在和作用。

它揭示了大气压力对物体运动的重要性,并对液压原理的理解也提供了重要的参考。

这个实验为我们解释和理解大气压力提供了重要的实际依据。

马德堡半球实验原理及应用

马德堡半球实验原理及应用

马德堡半球实验原理及应用
马德堡半球实验是由德国物理学家奥托·冯·格里克斯马德堡于1657年提出的一种实验,用来验证气体真空和大气压力的存在。

实验原理:
马德堡半球实验原理基于大气压力作用在物体表面产生的力。

实验中,马德堡半球是由两个金属半球组成的,半球之间有密封的橡胶垫。

在半球内抽出空气后,由于外界大气压力作用于半球外表面,形成了一个外强内弱的压力差。

然后,对半球表面上密封的环形握手用力,试图将两个半球分开。

由于内部空气压力较低,外部大气压力迫使半球保持闭合状态,不容易分开。

应用:
1. 证明大气压力的存在:马德堡半球实验可以直观地显示大气压力对物体的作用。

当实验者试图分开半球时,感受到了大气压力的力量,从而证明了大气压力的存在。

2. 安全与气密性测试:马德堡半球实验可以用于安全阀和气密性测试。

以阀门为例,将阀门置于马德堡半球实验装置中,密封好并抽出内部空气。

然后通过封闭的阀门,利用外界大气压力产生的压力差,验证阀门的气密性能。

3. 大气压力教学实验:马德堡半球实验可用于教学中,演示大气压力的产生原理以及对物体的作用。

通过实验的过程,学生们能够直观地了解大气压力对于物体的影响,并加深对于气体
压力概念的理解。

总的来说,马德堡半球实验通过实际演示,直观地展示了大气压力的存在和作用,具有重要的教学和应用价值。

马德堡半球实验

马德堡半球实验

证明大气压的存在。

实验器材马德堡半球模型。

实验原理当马德堡半球中空气抽出后,在外部大气压强作用下,球很难被拉开。

实验作用1.落实“从生活走向物理,从物理走向社会”的教学理念。

2.感知大气压强的存在,培养学生抽象思维能力。

实验拓展1.大气压强很大,设计实验测量大气压强。

2.大气压的五种变化(1)大气压随地势高低的变化从微观角度看,决定气体压强大小的因素主要有两点:一是气体的密度;二是气体的热力学温度T。

在地球表面随地势的升高,地球对大气层气体分子的引力逐渐减小,空气分子的密度减小;同时大气的温度也降低。

所以在地球表面,随地势高度的增加,大气压的数值是逐渐减小的。

如果把大气层的空气看成理想气体,我们可以推得近似反映大气压随高度而变化的公式如下:(μ为空气的平均摩尔质量,p0为地球表面处的大气压值,g为地球表面处的重力加速度,R为普适气体恒量,T为大气热力学温度,h为气柱高度)由上式我们可以看出,在不考虑大气温度变化这一次要因素的影响时,大气压值随地理高度h的增加按指数规律减小,其函数图象如图所示。

在2km以内,大气压值可近似认为随地理高度的增加而线性减小;在2km以外,大气压值随地理高度的增加而减小渐缓。

所以过去在初中物理教材中有介绍:在海拔2千米以内,可以近似地认为每升高12米,大气压降低1毫米汞柱。

(2)大气压随地理纬度的变化地球表面大气层里的成份,变化比较大的就是水汽。

人们把含水汽比较多的空气叫“湿空气”,把含水汽较少的空气叫“干空气”。

有些人直觉地认为湿空气比干空气重,这是不正确的。

干空气的平均分子量为28.966,而水气的分子量只有18.106,所以含有较多水汽的湿空气的密度要比干空气小。

即在相同的物理条件下,干空气的压强比湿空气的压强大。

在地球表面,由赤道到两极,随地理纬度的增加,一方面由于地球的自转和极地半径的减小,地球对大气的吸引力逐渐增大,空气密度增大;另一方面由于两极地区温度较低,所以空气中的水汽较少,可近似看成干空气,所以由赤道向两极,随地理纬度增加,大气压总的变化规律是逐渐增大(因气候等因素影响,局部某处的大气压值变化可能不遵循这一规律)。

马德堡半球原理的应用

马德堡半球原理的应用

马德堡半球原理的应用1. 什么是马德堡半球原理?马德堡半球原理是由德国科学家奥托·冯·瓦尔塔利斯于1654年提出的实验原理。

该原理指出,当空气或气体被封闭在两个贴合的半球形容器之间,通过抽出容器内的空气或气体会产生外部压力,导致两个半球无法分离。

这一原理是气压实验的重要理论基础,在实际应用中被广泛探索和应用。

2. 马德堡半球原理在实际应用中的重要性马德堡半球原理在实际应用中具有广泛的重要性。

以下是一些马德堡半球原理的应用示例:•真空封装:马德堡半球原理被应用于真空封装技术中。

将物体封装在真空容器中,并通过抽气使容器内产生真空,可以保护物体免受氧化、湿气和其他外界因素的影响。

这广泛应用于食品和药品的包装,延长了其保鲜期和有效性。

•空气制动系统:马德堡半球原理被应用于空气制动系统中,例如汽车和火车的制动系统。

当制动装置施加压力时,通过释放空气使制动系统中形成真空,产生较大的摩擦力,从而减慢车辆的速度或停止。

•核磁共振成像(MRI):MRI是一种非侵入性的医学成像技术,马德堡半球原理被应用于MRI中。

在MRI扫描中,患者被放置在一个密封的环境中,并通过抽取空气来产生真空,以确保获得更准确的成像结果。

•高空气密封装置:在航天器和潜水器等高空气密封装置中,马德堡半球原理被应用于确保封闭环境的安全性和密封性。

通过抽取容器内的空气来产生真空,可以降低内部和外部环境之间的压力差,减少对装置的损坏和泄漏的风险。

3. 马德堡半球原理的工作原理马德堡半球原理的工作原理可以通过以下步骤来解释:1.将两个半球形容器贴合在一起,确保密封性。

2.通过某种方式(例如手动或机械抽气装置)将容器内的空气或气体抽出。

3.随着空气或气体被抽出,容器内部形成真空或低气压状态。

4.外部大气压力迅速占据了优势,使得两个半球之间产生压力差。

5.压力差导致两个半球形容器之间产生紧密的贴合,并且无法分离。

4. 马德堡半球原理的未来应用展望在当前科学技术的发展趋势下,马德堡半球原理的应用也在不断扩展和创新。

马德堡半球实验

马德堡半球实验

奥托·冯·居里克
17世纪那个时候 世纪那个时候, 在17世纪那个时候,德国 有一个热爱科学的市长, 有一个热爱科学的市长,名叫 奥托·冯 居里 居里克 奥托 冯·居里克.他是个博学多 才的军人,从小就喜欢听听伽 才的军人,从小就喜欢听听伽 利略的故事 爱好读书, 的故事; 利略的故事;爱好读书,爱好 科学;一直读到莱比锡大 科学;一直读到莱比锡大 1621年又到耶拿大学攻读 年又到耶拿大学 学.1621年又到耶拿大学攻读 法律;1623年 再到莱顿大学 法律;1623年,再到莱顿大学 钻研数学 力学. 数学和 钻研数学和力学.他读了三所 大学,知识面很广,上知天文, 大学,知识面很广,上知天文, 下识地理;什么数理、法律、 下识地理;什么数理、法律、 哲学工程等等,无所不知, 哲学工程等等,无所不知,无 所不通.因此, 所不通.因此,他能在军旅中 过活;又可在政界中立足; 过活;又可在政界中立足;更 能在科学界发言.他是1631 1631年 能在科学界发言.他是1631年 入伍, 入伍,在军队中担任军械工程 工作很出色.后来, 师,工作很出色.后来,投身 政界,1646年当选为马德堡市 政界,1646年当选为马德堡市 市长.无论在军旅中, 市长.无论在军旅中,还是在 市府内,都没停止科学探索. 市府内,都没停止科学探索.
关于马德堡半球实验的几个问题
• 1.马德堡半球实验和托里拆利实验先后问题。 • 2.实验中两个半球上所受压力的计算。 • 3.列举现实生活的实例来证实大气压的存在。
托里拆利实验
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 住玻璃管开口端把玻璃管小心地倒插在盛 有水银的槽里待开口端全部浸入水银槽内 时放开手指,将管子竖直固定当管内外贡 液液面的高度差约为76cm时,它就停止 下降,读出水银柱的竖直高度。 2.逐渐倾斜玻璃管,管内水银柱的竖直高 度不变。 3.继续倾斜玻璃管,当倾斜到一定程度, 管内充满水银,说明管内确实没有空气, 而管外液面上受到的大气压强,正是大气 压强支持着管内76cm高的汞柱,也就是 大气压跟76cm高的汞柱产生的压强相等。 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。

为什么“马德堡半球实验”能证明压强的存在

为什么“马德堡半球实验”能证明压强的存在

为什么“马德堡半球实验”能证明压强的存在马德堡半球实验是重要的科学实验,它旨在证明压强的存在。

这项实验由奥地利物理学家、工程师、数学家奥托·冯·格里克斯和德国物理学家、医生格奥尔格·西蒙·永贝尔在1654年共同进行,它为压强的研究提供了重要的观测数据。

本文将详述马德堡半球实验如何证明压强的存在。

首先,我们需要了解压强的概念和重要性。

压强是物质受到的压力和其所受面积的比例。

压强概念的应用非常广泛,例如:我们坐在厚软沙发上感到舒适是因为我们的身体重量是分散在沙发表面的,如果我们坐在一块尖锐的石头上,那么我们就会感到不舒服,因为我们的体重集中在一个很小的面积上。

压强也是在气体、液体等介质中传导力的重要参数,例如气压可以驱动风、使得水从高处流到低处等等。

因此,理解压强的概念和研究压强的变化对于许多实际应用至关重要,这正是马德堡半球实验所关注的问题。

接下来,我们来介绍马德堡半球实验的基本思路。

这项实验利用两个漆面的铜制半球构成了一个完整的球体。

这两个半球被完全密封在一起,并用一支抽空泵将内部的空气抽出,以产生真空。

当真空达到一定程度后,这两个半球因为气压的原因将不可避免地粘合在一起,且由于巨大的气压作用,任何手工的尝试都无法将这两个半球分开。

这个实验可以告诉我们大气的压强究竟有多大,以及气压力对物体的作用。

在当时,气压力的概念并不是很清晰。

因此,通过马德堡半球实验来研究气压力的作用以及其对物体的影响就显得尤为重要。

通过这个实验,我们可以清晰地看到气压力的存在以及对物体的作用。

由于抽出了内部的气体,我们在实验中形成了一个无空气的真空状态。

在这样的环境下,密封在一起的两个半球表面被大气压力所推动,它们彼此互相压迫并形成真正的粘合。

如果我们能够将外面的气压加大,那么这两个半球就会因为气压的增加再次分开。

这不仅证实了气压的存在,而且也验证了气压对物体的作用力。

马德堡半球实验的重要性也在于它证明了气压力的存在,这是物理学中一个关键的概念。

大气压马德堡半球实验意义

大气压马德堡半球实验意义

大气压马德堡半球实验意义英文回答:The Magdeburg hemispheres experiment was a groundbreaking experiment conducted by Otto von Guericke in the 17th century. It demonstrated the power of atmospheric pressure and its ability to do work.The experiment involved two hollow brass hemispheresthat were fitted together to form a sphere. A vacuum was then created inside the sphere using a pump. When the pump was stopped, the two hemispheres were held together by the force of atmospheric pressure.Von Guericke then attached a team of horses to each hemisphere. The horses were unable to pull the hemispheres apart, even though they were pulling with all their might. This demonstrated the immense power of atmospheric pressure.The Magdeburg hemispheres experiment had a profoundimpact on the understanding of atmospheric pressure. It showed that the atmosphere exerted a significant force on objects, and that this force could be used to do work. The experiment also paved the way for the development of new technologies, such as the steam engine and the vacuum cleaner.中文回答:马德堡半球实验是17世纪由奥托·冯·格里克进行的一项突破性实验。

马德堡半球实验

马德堡半球实验

在17世纪那个时候,德国有一个热爱科学的市长,名叫格里克.他是个博学多才的军人,从小就喜欢听听伽利略的故事;爱好读书,爱好科学;一直读到莱比锡大学.1621年又到耶拿大学攻读法律;1623年,再到莱顿大学钻研数学和力学.他读了三所大学,知识面很广,上知天文,下识地理;什么数理、法律、哲学工程等等,无所不知,无所不通.因此,他能在军旅中过活;又可在政界中立足;更能在科学界发言.他是1631年入伍,在军队中担任军械工程师,工作很出色.后来,投身政界,1646年当选为马德堡市市长.无论在军旅中,还是在市府内,都没停止科学探索.1654年,他听到托里拆利的事儿,又听说还有许多人不相信大气压;还听到有少数人在嘲笑托里拆利;再听说双方争论得很激烈,互不相让,针锋相对.因此,格里克虽在远离意大利的德国,但很抱不平,义愤填膺.他匆匆忙忙找来玻璃管子和水银,重新做托里拆利这个实验,断定这个实验是准确无误的;再将一个密封完好的木桶中的空气抽走,木桶就“砰!”的一声被大气“压”碎了!有一天,他和助手做成两个半球,直径14英寸,即30多厘米,并请来一大队人马,在市郊做起“大型实验”.这年5月8日的这一天,美丽的马德堡市风和日丽,晴空万里,十分爽朗,一大批人围在实验场上,熙熙嚷嚷十分热闹.有的说这样,有的说那样;有的支持格里克,希望实验成功;有的断言实验会失败;人们在议论着,在争论着;在预言着;还有的人一边在大街小巷里往实验场跑,一边高声大叫:“市长演马戏了!市长演马戏了—”格里克和助手当众把这个黄铜的半球壳中间垫上橡皮圈;再把两个半球壳灌满水后合在一起;然后把水全部抽出,使球内形成真空;最后,把气嘴上的龙头拧紧封闭.这时,周围的大气把两个半球紧紧地压在一起.格里克一挥手,四个马夫牵来八匹高头大马,在球的两边各拴四匹.格里克一声令下,四个马夫扬鞭催马、背道而拉!好像在“拔河”似的.“加油!加油!”实验场上黑压压的人群一边整齐地喊着,一边打着拍子.4个马夫,8匹大马,都搞得浑身是汗.但是,铜球仍是原封不动.格里克只好摇摇手暂停一下.然后,左右两队,人马倍增.马夫们喝了些开水,擦擦头额上的汗水,又在准备着第二次表现.格里克再一挥手,实验场上更是热闹非常.16匹大马,死劲抗拉,八个马夫在大声吆喊,挥鞭催马……实验的上的人群,更是伸长脖子,一个劲儿地看着,不时地发出“哗!哗!”的响声.突然,“啪!”的一声巨响,铜球分开成原来的两半,格里克举起这两个重重的半球自豪地向大家高声宣告:“先生们!女士们!市民们!你们该相信了吧!大气压是有的,大气压力是大得这样厉害!这么惊人!……”实验结束后,仍有些人不理解这两个半球为什么拉不开,七嘴八舌地问他,他又耐心地作着详尽的解释:“平时,我们将两个半球紧密合拢,无须用力,就会分开fēn kāi.这是因为球内球外都有大气压力的作用;相互抵消平衡了.好像没有大气作用似的.今天,我把它抽成真空后,球内没有向外的大气压力了,只有球外大气紧紧地压住这两个半球……”.通过这次“大型实验”,人们都终于相信有真空;有大气;大气有压力;大气压很惊人,但是,为了这次实验,格里克市长竟花费了4千英镑.。

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马德堡半球实验
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实验目的
证明大气压的存在。

实验器材
马德堡半球模型。

实验原理
当马德堡半球中空气抽出后,在外部大气压强作用下,球很难被拉开。

实验作用
1.落实“从生活走向物理,从物理走向社会”的教学理念。

2.感知大气压强的存在,培养学生抽象思维能力。

实验拓展
1.大气压强很大,设计实验测量大气压强。

2.大气压的五种变化
(1)大气压随地势高低的变化
从微观角度看,决定气体压强大小的因素主要有两点:一是气体的密度;二是气体的热力学温度T。

在地球表面随地势的升高,地球对大气层气体分子的引力逐渐减小,空气分子的密度减小;同时大气的温度也降低。

所以在地球
表面,随地势高度的增加,大气压的数值是逐渐减小的。

如果把大气层的空气看成理想气体,我们可以推得近似反映大气压随高度而变化的公式如下:eμgh/RT
p=p
(μ为空气的平均摩尔质量,p0为地球表面处的大气压值,g为地球表面处的重力加速度,R为普适气体恒量,T为大气热力学温度,h为气柱高度)由上式我们可以看出,在不考虑大气温度变化这一次要因素的影响时,大气压值随地理高度h的增加按指数规律减小,其函数图象如图所示。

在2km以内,大气压值可近似认为随地理高度的增加而线性减小;在2km以外,大气压值随地理高度的增加而减小渐缓。

所以过去在初中物理教材中有介绍:在海拔2千米以内,可以近似地认为每升高12米,大气压降低1毫米汞柱。

(2)大气压随地理纬度的变化
地球表面大气层里的成份,变化比较大的就是水汽。

人们把含水汽比较多的空气叫“湿空气”,把含水汽较少的空气叫“干空气”。

有些人直觉地认为湿空气比干空气重,这是不正确的。

干空气的平均分子量为,而水气的分子量只有,所以含有较多水汽的湿空气的密度要比干空气小。

即在相同的物理条件下,干空气的压强比湿空气的压强大。

在地球表面,由赤道到两极,随地理纬度的增加,一方面由于地球的自转和极地半径的减小,地球对大气的吸引力逐渐增大,空气密度增大;另一方面由于两极地区温度较低,所以空气中的水汽较少,可近似看成干空气,所以由赤道向两极,随地理纬度增加,大气压总的变化规律是逐渐增大(因气候等因素影响,局部某处的大气压值变化可能不遵循这一规律)。

(3)大气压的日变化
对于同一地区,在一天之内的不同时间,地面的大气压值也会有所不同,这叫大气压的日变化。

一天中,地球表面的大气压有一个最高值和一个最低值。

最高值出现在9~10时。

最低值出现在15~16时。

导致大气压日变化的原因主要有三点。

一是大气的运动;二是大气温度的变化;三是大气湿度的变化。

日出以后,地面开始积累热量,同时地面将部分热量输送给大气,大气也不断地积累热量,其温度升高湿度增大。

当温度升高后,大气逐渐向高空做上升辐散运动,在下午15~16时,大气上升辐散运动的速度达最大值,同时大气的湿度也达较大值,由于此二因素的影响,导致一天中此时的大气压最低。

16时以后,大气温度逐渐降低,其湿度减小,向上的辐散运动减弱,大气压值开始升高;进入夜晚;大气变冷开始向地面辐合下降,在上午9~10时,大气辐合下降压缩到最大程度,空气密度最大,此时的大气压是一天中的最高值。

(4)大气压的年变化
同一地区,在一年之中的不同时间其大气压的值也有所不同。

这叫大气压的年变化。

大气压的年变化,具体又分为三种类型,即大陆型、海洋型和高山型。

其中海洋型大气压的年变化刚好与大陆型的相反。

通常所说的“冬天的大气压比夏天高”,指的就是大陆型大气压的年变化规律。

下面对此略做分析(另外两种情况不做讨论)。

由于大气处于地球周围一个开放没有具体疆界的空间之内,这就使它与密闭容器中的气体有着很多区别。

夏天,大陆中的气温比海洋上高,大气的湿度也比较大(相对冬天而言),这样大陆上的空气不断向海洋上扩散,导致其压强
减小。

到了冬天,大陆上气温比海洋上低,大陆上的空气湿度也较夏天小,这样海洋上的空气就向大陆上扩散,使大陆上的气压升高。

这就是大陆上冬天的大气压比夏天高的原因(大气温度也是影响大气压的一个因素,但在这里决定大气压变化的因素不是气温,而是大气的流动及大气的密度)。

(5)大气压随气候的变化
大气压随气候变化的情况比较多,但最为典型的就是晴天与阴天大气压的变化。

有句谚语叫“晴天的大气压比阴天高”,反映的就是大气压的这一变化规律。

通常情况下,地面不断地向大气中进行长波有效辐射,同时大气也在不断地向地面进行逆辐射。

晴天,地面的热量可以较为通畅地通过有效辐射和对流气层的向上辐散运动向外输运。

阴天时,云层减少了对流层大气向外的辐散运动。

云层这种保存地表和对液层热量的作用称为“温室效应”。

这样,阴天地区的大气膨胀就比较厉害,从而导致阴天地区的大气横向向外扩散,使空气的密度减小,同时阴天地区大气的湿度比较大,也使大气的密度减小。

因这两个因素的影响,从而导致阴天的大气压比晴天的大气压低。

实验要求。

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