大气压的发现
大气压的发现
两千多年以前,古希腊学者亚里士多德提出了自然界害怕真空的说法,他认为抽水机能把水抽上来,是因为活塞上升后,水要立即填满活塞原来占据的空间,以阻止真空的形成.也就是说,自然界是不可能有真空存在的.
可有一件事,却使人们感到很困惑.1600年,在意大利城市佛罗伦萨,人们用一台抽水机想抽走深矿坑里的水.但是用抽水机一试,发现水被提到不足10米高的地方就不再上升了,技师们千方百计地改进抽水机,以保证活塞和水面间是真空.可是仍然不能将水位提得很高.没办法,人们只好去请教著名的物理学家伽利略,伽利略对自然界害怕真空的说法一直有怀疑.他想可能是空气有压力吧,抽水机是靠空气的压力把水压上来的,而这个压力所支持水的高度是有限度的.但是不久伽利略就去世了.
后来,伽利略的学生托里拆利对这个问题进行了深入的研究.托里拆利想,如果用水银代替水,那么水银升起的高度应该是水升起高度的1/14,因为水银的密度大约是水的14倍.1642年,托里拆利设计了用水银柱检验这个预想的方案.1643年,托里拆利的学生做了这个实验,结果证明了他的这个预想是正确的,这就是著名的托里拆利实验. 托里拆利实验告诉我们,在管外的水银面上有一个压强,这个压强跟管里76厘米高的水银柱产生的压强相等,由于管外只有空气,所以作用在管外水银面上的压强,只能是空气产生的,托里拆利实验有力的证明了大气压的存在.
托里拆利的实验很快传到了法国,引起了法国科学家帕斯卡的注意,他进一步猜想,大气压既然是由大气重力产生的,那么,越向高处,大气压越薄,大气压也应当越小,水银柱也应该越短.1648年,帕斯卡在巴黎的教堂顶上做了实验,为了得到更肯定的结果,他写信给他的妻兄,请妻兄在高约1000米的多姆山的山顶上和山脚下分别做托里拆利实验,实验结果完全证明了帕斯卡的推论是正确的.
这样用帕斯卡的实验就解答了长期以来困惑人们的“高山之谜”,在高山上,人们呼吸困难,往往煮不熟饭,这就是由于高山大气压低,空气稀薄,水的沸点低的缘故. 1654年,德国科学家格里克在市中心举行了著名的马德堡半球实验,从而使人们真实的感受到了大气压的存在.