Магдебургские полушария Отто фон Герике: как физический эксперимент доказал силу вакуума
До середины XVII века в европейской науке господствовала аристотелевская догма о том, что «природа не терпит пустоты» (horror vacui). Ученые полагали, что создать абсолютный вакуум невозможно, а механизмы всасывающих насосов объясняли якобы природным стремлением материи заполнять любое свободное пространство. В 1654 году немецкий физик, инженер и бургомистр города Магдебурга Отто фон Герике опроверг многовековые заблуждения, создав воздушный насос и проведя знаменитый публичный эксперимент с магдебургскими полушариями.
Конструкция полушарий и суть эксперимента 1654 года
Для демонстрации силы атмосферного давления Отто фон Герике изготовил два медных полушария диаметром около 50 сантиметров с тщательно пригнанными краями. Между ними помещалось кожаное кольцо, пропитанное воском и маслом для герметичности.
Ход публичного эксперимента на рейхстаге в Регенсбурге:
- Сборка сферы: Полушария складывались вместе, образуя герметичную полую сферу без внешнего скрепления.
- Откачка воздуха: Через специальный кран с помощью поршневого воздушного насоса Герике откачивал из сферы весь воздух.
- Действие атмосферы: После закрытия крана внутреннее давление падало до нуля, а внешнее атмосферное давление с огромной силой сжимало медные чаши.
- Сила удержания: Две упряжки по 8 лошадей (всего 16 лошадей), тянувшие полушария в противоположные стороны, не смогли разорвать образованную сферу. Когда же в сферу снова впускали воздух, полушария свободно распадались от легкого прикосновения.
Физические характеристики опыта Герике
Математический расчет объясняет невероятную прочность сцепления полушарий под действием воздуха.
| Параметр | Значение в опыте Герике (1654) |
|---|---|
| Диаметр медных полушарий | Около 50 см (0,5 м) |
| Площадь поперечного сечения | Около 0,2 квадратного метра |
| Сила атмосферного давления на сферу | Около 20 000 Ньютонов (эквивалент 2 тонн) |
| Количество лошадей в упряжках | 16 лошадей (по 8 с каждой стороны) |
Совет от sorokainfo.com
Понимание физики атмосферного давления и вакуума сегодня лежит в основе работы огромного количества бытовой и промышленной техники — от обычных медицинских шприцев и присосок до вакуумных упаковщиков и космических испытательных камер. Читайте обзоры великих физических экспериментов на sorokainfo.com.
