基本內容
馬德堡半球(德語:Magdeburger Halbkugeln),亦作馬格德堡半球,是1654年時,當時的馬德堡市長奧托·馮·居里克於羅馬帝國的雷根斯堡(今德國雷根斯堡)進行的一項科學實驗,目的是為了證明真空的存在。而此實驗也因居里克的職銜而被稱為“馬德堡半球”實驗。當年的進行實驗的兩個半球仍保存在慕尼黑的德意志博物館中。現時也有供教學用途的仿製品,用作示範氣壓的原理,它們的體積也比當年的半球小得多,把半球的空間抽真空,不需再用十多匹馬,有的只需四個人便可拉開。
原由
1654年,他聽到托里拆利的事兒,又聽說還有許多人不相信大氣壓;還聽到有少數人在嘲笑托里拆利;再聽說雙方爭論得很激烈,互不相讓,針鋒相對.因此,格里克雖在遠離義大利的德國,但很抱不平,義憤填膺.
他匆匆忙忙找來玻璃管子和水銀,重新做托里拆利這個實驗,斷定這個實驗是準確無誤的;再將一個密封完好的木桶中的空氣抽走,木桶就“砰!”的一聲被大氣“壓”碎了!
有一天,他和助手做成兩個半球,直徑14英寸,即30多厘米,並請來一大隊人馬,在市郊做起“大型實驗”.
這年5月8日的這一天,美麗的馬德堡市風和日麗,晴空萬里,十分爽朗,一大批人圍在實驗場上,熙熙嚷嚷十分熱鬧.有的說這樣,有的說那樣;有的支持格里克,希望實驗成功;有的斷言實驗會失敗;人們在議論著,在爭論著;在預言著;還有的人一邊在大街小巷裡往實驗場跑,一邊高聲大叫: “市長演馬戲了!市長演馬戲了———”
格里克和助手當眾把這個黃銅的半球殼中間墊上橡皮圈;再把兩個半球殼灌滿水後合在一起;然後把水全部抽出,使球內形成真空;最後,把氣嘴上的龍頭擰緊封閉.這時,周圍的大氣把兩個半球緊緊地壓在一起.
格里克一揮手,四個馬夫牽來十六匹高頭大馬,在球的兩邊各拴四匹.格里克一聲令下,四個馬夫揚鞭催馬、背道而拉!好像在“拔河”似的.
4個馬夫,16匹大馬,都搞得渾身是汗.但是,銅球仍是原封不動.格里克只好搖搖手暫停一下.
然後,左右兩隊,人馬倍增.馬夫們喝了些開水,擦擦頭額上的汗水,又在準備著第二次表現.
格里克再一揮手,實驗場上更是熱鬧非常.16匹大馬,死勁抗拉,八個馬夫在大聲吆喊,揮鞭催馬……
實驗的上的人群,更是伸長脖子,一個勁兒地看著,不時地發出“嘩!嘩!”的響聲.
突然,“啪!”的一聲巨響,銅球分開成原來的兩半,格里克舉起這兩個重重的半球自豪地向大家高聲宣告:
“先生們!女士們!市民們!你們該相信了吧!大氣壓是有的,大氣壓力是大得這樣厲害!這么驚人!……”
原理
實驗結束後,仍有些人不理解這兩個半球為什麼拉不開,七嘴八舌地問他,他又耐心地作著詳盡的解釋:“平時,我們將兩個半球緊密合攏,無須用力,就會分開.這是因為球內球外都有大氣壓力的作用;相互抵消平衡了.好像沒有大氣作用似的.今天,我把它抽成真空後,球內沒有向外的大氣壓力了,只有球外大氣緊緊地壓住這兩個半球……”。
通過這次“大型實驗”,人們都終於相信有真空;有大氣;大氣有壓力;大氣壓很驚人,但是,為了這次實驗,格里克市長竟花費了4千英鎊.
社會評價
今天,人們可以在慕尼黑的德意志博物館看到這個實驗的原始“設備”,也就是那兩個半球。世紀之交時,馬德堡市在當時的德國園林博覽會場地內建起了一座“千年塔”,裡面也放了兩個半球,以紀念格里克,不過是複製品了。
為了紀念這位老市長,馬德堡人在老市政廳旁的小廣場上豎起了他的雕像,還用他來為年輕的馬德堡大學命名。
結論
馬德堡半球實驗證明:大氣壓力是非常強大的。實驗中,將兩個半球內的空氣抽掉,使球內的空氣粒子的數量減少, 下降。球外的大氣便把兩個半球緊壓在一起,因此就不容易分開了。抽掉越多,壓力越大。
實驗者
在17世紀那個時候,德國有一個熱愛科學的市長,名叫奧托·馮·格里克.他是個博學多才的軍人,從小就喜歡聽聽伽利略的故事;愛好讀書,愛好科學;一直讀到萊比錫大學.1621年又到耶拿大學攻讀法律;1623年,再到萊頓大學鑽研數學和力學.他讀了三所大學,知識面很廣,上知天文,下識地理;什麼數理、法律、哲學工程等等,無所不知,無所不通.因此,他能在軍旅中過活;又可在政界中立足;更能在科學界發言.他是1631年入伍,在軍隊中擔任軍械工程師,工作很出色.後來,投身政界,1646年當選為馬德堡市市長.無論在軍旅中,還是在市府內,都沒停止科學探索