马德堡半球实验

物理实验

马德堡半球（德语：Magdeburger Halbkugeln，英语：Magdeburg hemispheres），亦作马格德堡半球，是1654年时，当时的马德堡市长奥托·冯·格里克于神圣罗马帝国的雷根斯堡（今德国雷根斯堡）进行的一项科学实验，目的是证明大气压的存在。而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。现实也有供教学用途的仿制品，用作示范气压的原理，它们的体积也比当年的半球小很多。若把半球的空间抽成真空，就需再用十六匹马才能拉开。

事件

原由

1654年，马德堡市长奥托·冯·格里克听到托里拆利的事，又听说还有许多人不相信大气压强；还听到有少数人在嘲笑托里拆利。因此，虽然远离意大利的格里克在德国，但他很为托里拆利抱不平。

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，约37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，马德堡市风和日丽，一大批人围在实验场上，熙熙攘攘十分热闹．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．马夫们喝了些水，擦擦头额上的汗水，又在准备着第二次实验．

格里克再一挥手，实验场上更是热闹非常．16匹大马，使劲拉，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：

“先生们！女士们！市民们！你们该相信了吧！大气压是有的，大气压强是大得这样厉害！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……”．

即抽气前，半球的外部压力等于其内部压力等于大气压。但抽气后，半球外部压力大于其内部压力，并且半球内部为真空。就好像大气压“压”住了两个半球。所以这两个半球必须用较大的力才能拉开。

通过这次“大型实验”，人们都终于相信有真空；有大气；大气有压力并且很惊人，但是，为了这次实验，格里克市长竟花费了4千英镑。

社会评价

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，这两个半球是复制品。

为了纪念这位市长，马德堡市民在老市政厅旁的小广场上竖起了他的雕像，还用他的名字来为年轻的马德堡大学命名。

实验者

奥托·冯·格里克（德语：Otto von Guericke，1602年11月20日～1686年5月11日）．德国物理学家、政治家，出生在马德堡贵族家庭，就读于莱布尼兹和莱顿大学。他曾在军队中以工程师身份服役，曾于1646年～1676年间任马德堡市市长。这时他一方面从政，一方面从事自然科学的研究。他于1650年发明了活塞式真空泵，并利用这一发明于1654年设计并进行了著名的马德堡半球实验。

结论

马德堡半球实验证明：大气压强是存在的，并且十分强大。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。抽掉的空气越多，半球所受大气压力越大，两个半球越不容易分开。

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