Герик искуство во 1654 година. Едноставните експерименти помагаат да се разбере како функционира законот на Бернули. Проучување на улогата на воздухот во согорувањето и преносот на звукот
Средно училиште во областа Актобе, област Алгински, Маржанбулак
Научно друштво на студенти „Жас Канат“
Смирнов Сергеј Андреевич
Камзин Исажан Мирзаханович
Тема:
Атмосферски притисок
Насока:
Научниот и технолошкиот напредок како клучна алка
економскиот раст
Дел:техника
Супервизор:Есмагамбетов
Каримсак Аристанули,
Наставник по физика
Научен советник:
Вонреден професор на регионалниот Актобе
Државниот универзитет именуван по К. Жубанов
д-р С.К. Тулепбергенов
Маржанбулак-2013 година
I Вовед
(За воздушната обвивка на Земјата)
II. Истражувачки дел
2.1. Евангелиста Торичели (1608-1647)
2.2. Даниел Бернули (1700-1782)
2.3. Историското искуство на Ото фон Герике (1654)
2.4. Паскалов барометар за вода (1646)
2.5. Забавни експерименти за атмосферскиот притисок
Едноставните експерименти помагаат да се разбере како функционира законот на Бернули
II. Заклучок
IV. Список на користена литература
Вовед
(За воздушната обвивка на Земјата)
Дури и во античко време, луѓето забележале дека воздухот врши притисок врз објектите на земјата, особено за време на бури и урагани. Тој го користел овој притисок, принудувајќи го ветрот да ги придвижува едрените бродови, да ги ротира крилата на ветерниците. Сепак, долго време не беше можно да се докаже дека воздухот има тежина. Само во 17 век беше спроведен експеримент кој ја докажа тежината на воздухот. Во Италија, во 1640 година, војводата од Тоскана решил да организира фонтана на терасата на својата палата. Водата за оваа фонтана морала да се испумпува од блиското езеро, но водата не отишла повисоко од 10,3 метри. Војводата му се обрати на Галилео, тогаш веќе многу стар човек, за разјаснување. Големиот научник бил збунет и не нашол веднаш како да го објасни овој феномен. И само студент на Галилео, Евангелиста Торичели во 1643 година покажа дека воздухот има тежина. Заедно со В. Во таква цевка, живата се издига до висина од околу 760 mm, тој исто така покажа дека притисокот на атмосферата е избалансиран со колона вода од 32 стапки, или 10,3 m. 
Атмосферски притисок - притисокот на атмосферата на сите објекти во неа и на површината на Земјата. Атмосферскиот притисок се создава со гравитациското привлекување на воздухот кон Земјата.
Според одлуката на Меѓународниот геофизички сојуз (1951), се смета дека атмосферата на Земјата се состои од 5 слоја: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и егзосфера. Овие слоеви немаат секогаш јасни граници; нивната дебелина варира во зависност од географската ширина, местото на набљудување и времето.
Зборувајќи за важноста на атмосферата, треба да се забележи дека атмосферата го штити целиот живот на Земјата од деструктивното дејство на ултравиолетовите зраци, од брзото загревање на Земјата од зраците на Сонцето и брзото ладење. Таа е и предавател на звук. Атмосферата ја расфрла сончевата светлина, а со тоа ги осветлува оние места каде што директните зраци на Сонцето не паѓаат.
ШТО ЌЕ СЕ СЛУЧИ НА ЗЕМЈАТА доколку ненадејно исчезне воздушната атмосфера?
На Земјата би била воспоставена температура од приближно -170 °C, сите водни простори би се замрзнале, а земјата би била покриена со ледена кора.Би имало целосна тишина, бидејќи звукот не се шири во празнината; небото би станало црно, бидејќи бојата на сводот зависи од воздухот; нема да има самрак, мугри, бели ноќи.Треперењето на ѕвездите би престанало, а самите ѕвезди би биле видливи не само ноќе, туку и дење (не ги гледаме во текот на денот поради расејувањето на сончевата светлина со честички на воздухот).Животните и растенијата би умреле.
На површината на земјата, атмосферскиот притисок варира од место до место и со текот на времето. Особено важни се временските непериодични промени во атмосферскиот притисок кои ги одредуваат временските услови поврзани со појавата, развојот и уништувањето на бавно подвижните области со висок притисок (антициклони) и релативно брзо движење огромни вртлози (циклони), во кои преовладува низок притисок. Имаше флуктуации на атмосферскиот притисок на ниво на морето во опсег од 641 - 816 mm Hg. чл. (во внатрешноста на торнадото, притисокот паѓа и може да достигне вредност од 560 mm Hg).
Нормалниот атмосферски притисок е притисок од 760 mm Hg. на ниво на морето на 0°C. (Меѓународна стандардна атмосфера - ISA) (101 325 Pa). Секое утро, временските извештаи емитуваат податоци за атмосферскиот притисок на нивото на морето.
Зошто атмосферскиот притисок се мери на копно најчесто се намалува до нивото на морето? Факт е дека атмосферскиот притисок се намалува со висината и тоа доста значително. Значи на надморска височина од 5000 m веќе е околу два пати пониско. Затоа, за да се добие идеја за вистинската просторна распределба на атмосферскиот притисок и да се спореди неговата големина во различни области и на различни висини, да се состават синоптички карти итн., притисокот се намалува на едно ниво, т.е. до нивото на морето.
Атмосферскиот притисок измерен на местото на метеоролошката станица лоцирана на надморска височина од 187 m надморска височина, во просек 16-18 mm Hg. чл. пониско од долу покрај морето. Кога ќе се подигнете 10,5 метри, атмосферскиот притисок се намалува за 1 mmHg.
Атмосферскиот притисок не се менува само со висината. Во истата точка на површината на земјата, атмосферскиот притисок или се зголемува или се намалува. Причината за флуктуациите на атмосферскиот притисок е тоа што воздушниот притисок зависи од неговата температура. Воздухот се шири кога се загрева. Топлиот воздух е полесен од студениот воздух, така што 1 m 3 воздух на иста висина тежи помалку од 1 m 3 ладен воздух. Тоа значи дека притисокот на топол воздух на површината на земјата е помал од оној на ладниот воздух.
„Нормален“ атмосферски притисок е притисок еднаков на тежината на жива колона висока 760 mm на температура од 0,0 ° C, на географска ширина од 45 ° и на ниво на морето. Основната единица на притисок во системот SI е паскал [Pa]; 1 Pa = 1 N/m2. Во системот SI 101325 Pa или 101,3 kPa или 0,1 MPa.
ЕВАНГЕЛИСТА ТОРИЧЕЛИ (1608-1647)
Италијанскиот математичар и физичар Евангелиста Торичели е роден во Фаенца во сиромашно семејство, воспитано од неговиот вујко. Студирал на језуитски колеџ, а потоа добил математичко образование во Рим. Во 1641 година, Торичели се преселил во Арчетри, каде му помогнал на Галилео во обработката на неговите дела. Од 1642 година, по смртта на Галилео, тој бил дворски математичар на големиот војвода од Тоскана и во исто време професор по математика на Универзитетот во Фиренца.
Најпознатите дела на Торичели во областа на пневматиката и механиката. Во 1643 година измислил уред за мерење на атмосферскиот притисок - барометар.
Присуството на атмосферски притисок ги збуни луѓето во 1638 година, кога идејата на војводата од Тоскана да ги украси градините во Фиренца со фонтани пропадна - водата не се искачи над 10,3 метри. Потрагата по причините за ова и експериментите со потешка супстанција - жива, преземени од Евангелиста Торичели доведоа до фактот дека во 1643 година тој докажал дека воздухот има тежина. Со својот прилично едноставен експеримент, Евангелиста Торичели го измери атмосферскиот притисок и ги донесе првите заклучоци за притисокот на течна колона, кои се фиксирани во основниот закон за хидростатика. Во експериментот, изведен во 1643 година, користена е тенка стаклена цевка запечатена на едниот крај, која била наполнета со жива, по што била превртена и спуштена со отворениот крај во стаклена бања, исто така исполнета со жива (види Сл. ). Само дел од живата течеше во коритото, а на запечатениот крај на цевката се појави таканаречен „флатер“. празнината на Торичели (всушност, оваа „празнина“ беше исполнета со заситена пареа на жива, но нивниот притисок на собна температура е многу помал од атмосферскиот, така што оваа област може приближно да се нарече празнина).
Набљудуваниот ефект покажа дека живата не била целосно излеана од некоја сила што дејствувала од долниот крај на цевката. Оваа сила создаде атмосферски притисок, кој се спротивставува на тежината на течната колона.
Во моментов, атмосферскиот притисок, еднаков на притисокот на жива колона висока 760 mm на температура од 0 ° C, обично се нарекува нормален атмосферски притисок.
Заменувајќи ги во оваа формула вредностите на p \u003d 13595,1 kg / m 3 (густина на жива на 0 ° C), g \u003d 9,80665 m / s 2 (забрзување на слободен пад) и h \u003d \u003d 7du 0,76 m (висина на колоната жива, што одговара на нормалниот атмосферски притисок), ја добиваме следната вредност: P \u003d p gh \u003d 13595,1 kg / m 3 X 9,80665 m / s 2 X 0,76 m \u003d 101 35 Pa.
Ова е нормален атмосферски притисок.
Колоната од жива во цевката секогаш имала иста висина, приближно 760 mm. Оттука, единицата за притисок е милиметар жива (mm Hg). Според формулата погоре, тоа го добиваме во Паскали
Торичели открил дека висината на живата колона во неговиот експеримент не зависи ниту од обликот на цевката ниту од нејзиниот наклон. На ниво на морето, висината на живата колона отсекогаш била околу 760 mm.
Научникот сугерираше дека висината на течната колона е избалансирана со воздушниот притисок. Знаејќи ја висината на столбот и густината на течноста, може да се одреди притисокот на атмосферата. Точноста на претпоставката на Торичели била потврдена во 1648 година со експериментот на Паскал на планината Пуј де Доме. Паскал докажал дека помала колона воздух врши помал притисок. Поради привлечноста на Земјата и недоволната брзина, молекулите на воздухот не можат да го напуштат просторот блиску до Земјата. Меѓутоа, тие не паѓаат на површината на Земјата, туку лебдат над неа, бидејќи. се во континуирано термичко движење.
Поради термичкото движење и привлекувањето на молекулите кон Земјата, нивната дистрибуција во атмосферата е нерамномерна. На мала надморска височина, на секои 12 m искачување, атмосферскиот притисок се намалува за 1 mm Hg. На големи надморски височини, оваа шема е нарушена.
Ова се случува затоа што висината на воздушниот столб што врши притисок се намалува како што се крева. Покрај тоа, воздухот во горниот дел од атмосферата е помалку густ.
ДАНИЕЛ БЕРНУЛИ (1700-1782)
Во 18 век, математичарот и механичарот, академик на Академијата на науките во Санкт Петербург Даниил Бернули спровел експеримент со цевка со различна дебелина, низ која течела течност. Да претпоставиме дека течноста тече низ хоризонтална цевка, чиј пресек е различен на различни места. Ајде ментално да издвоиме неколку делови во цевката, нивните области: S1 S2, S3. S4.
За одреден временски период t, течност со ист волумен мора да помине низ секој од овие делови. Целата течност што минува низ првиот дел во времето t мора да помине низ сите други сегменти со помал дијаметар во исто време. Ако тоа не беше случај, а низ делот со плоштина S3 во време t поминуваше помалку течност отколку низ делот со површина S1, тогаш вишокот течност требаше некаде да се акумулира. Но, течноста ја исполнува цевката и нема каде да се акумулира. Забележете дека претпоставуваме дека течноста е некомпресибилна и има ист волумен насекаде. Како течноста што протекла низ првиот дел може да „има време“ да тече низ многу помал дел со површина S3 во исто време? Очигледно, за ова, при минување низ тесните делови на цевката, брзината на течноста мора да биде поголема отколку кога поминува низ широките.
Цевка - манометар - е вертикално залемени во делови од цевката со различни дебелини. Во тесните места на цевката, висината на течната колона е помала отколку во широките. Тоа значи дека има помал притисок на тесните места.
Притисокот на течноста што тече во цевката е поголем во оние делови од цевката каде што брзината на нејзиното движење е помала, и, обратно, во оние делови каде што брзината е поголема, притисокот е помал. Ова е Законот на Бернули.
Во широкиот дел на цевката, брзината е помала отколку во тесниот дел онолку пати колку што површината на пресекот 1 е поголема од 2.
Оставете ја течноста да тече без триење низ цевка со променлив пресек:
Со други зборови, исти волумени на течност минуваат низ сите делови на цевката, инаку течноста или ќе треба да се скрши некаде или да се компресира, што е невозможно. За време на тпреку делот S1волумен на поминување
, и преку делот S 2 - волумен. Но, бидејќи овие волумени се еднакви, тогаш
Стапката на проток на течност во цевка со променлив пресек е обратно пропорционална на површината на напречниот пресек.
Ако површината на напречниот пресек се зголемила за 4 пати, тогаш брзината се намалила за иста количина и обратно, за колку пати се намалил пресекот на цевката, брзината на протокот на течност или гас се зголемила за иста количина. Каде е забележан овој феномен на промена на брзината? На пример, на река што се влева во морето, има намалување на брзината, водата од бања - брзината се зголемува, набљудуваме турбулентен проток на вода. Ако брзината е мала, тогаш течноста тече како поделена на слоеви („ламинија“ - слој). Протокот се нарекува ламинарен.
Значи, дознавме дека кога течноста тече од тесен дел во широк или обратно, брзината се менува, па затоа течноста се движи со забрзување. Што го предизвикува забрзувањето? (Сила (втор Њутнов закон)). Која сила и дава забрзување на течноста? Оваа сила може да биде само разлика помеѓу силите на притисокот на течноста во широките и тесните делови на цевката.
Равенката на Бернули покажува дека притисокот на течноста или гасот што тече е поголем таму каде што брзината е помала, а притисокот е помал каде што брзината на протокот е поголема. Овој навидум парадоксален заклучок е потврден со директни експерименти.
Овој заклучок првпат го донел академикот на Академијата на науките во Санкт Петербург Даниил Бернули во 1726 година и законот сега го носи неговото име.
Останува да важи за движење на течности и за гасови кои не се ограничени од ѕидовите на цевката - во слободен проток на течност.
ИСТОРИСКОТО ИСКУСТВО НА ОТО ФОН ГЕРИКЕ (1654)
Германскиот физичар Ото фон Герике (1602-1686) дошол до заклучок за постоењето на атмосферски притисок независно од Торичели (чии експерименти ги дознал околу девет години доцна). Додека некако испумпуваше воздух од метална топка со тенкоѕиди, Герике одеднаш виде како оваа топка е сплескана. Размислувајќи за причината за несреќата, тој сфатил дека срамнувањето на топката се должи на притисокот на околниот воздух.
Откако го открил атмосферскиот притисок, Герике изградил барометар за вода во близина на фасадата на неговата куќа во градот Магдебург, во кој на површината на течноста лебдела фигура во форма на човек, што укажува на поделбите направени на стаклото.
Во 1654 година, Герике, сакајќи да ги убеди сите во постоењето на атмосферски притисок, го направил познатиот експеримент со „магдебуршките хемисфери“. На демонстрациите присуствуваа императорот Фердинанд III и членовите на Регенсбуршкиот Рајхстаг. Во нивно присуство, воздухот се испумпуваше од шуплината помеѓу две метални хемисфери наредени заедно. Во исто време, силите на атмосферскиот притисок ги притискаа овие хемисфери една против друга што неколку пара коњи не можеа да ги разделат.Подолу е познатиот цртеж на Г.Шот, кој прикажува 16 коњи, по 8 на секоја страна од металните хемисфери на Магдебург. , меѓу кои вакуум. Хемисферите се притиснати една врз друга со ништо повеќе од атмосферски притисок, а оваа сила е толку голема што дури и таква пристојна теме не може да ги откине хемисферите една од друга. 
ПАСКАЛОВ ВОДЕН БАРОМЕТАР (1646)
Експериментите на Торичели заинтересираа многу научници - неговите современици. Кога францускиот научник Блез Паскал дознал за нив, ги повторил со различни течности (масло, вино и вода).
Сликата покажува барометар за вода создаден од Паскал во 1646 година. Водената колона, која го балансира притисокот на атмосферата, се покажа дека е многу повисока од живата колона. Испадна дека е еднакво на 10,3 метри.
ЗАБАВНИ ЕКСПЕРИМЕНТИ НА АТМОСФЕРСКИ ПРИТИСОК
Размислете за серија експерименти поврзани со дејството на атмосферскиот притисок.
Воздухот има тежина:
Со помош на вакуумска пумпа го испумпуваме воздухот од стаклена колба и ја балансираме колбата на рамнотежа. Ја отвораме чешмата и пуштаме воздух во колбата и гледаме дека рамнотежата на вагата е нарушена. Ова искуство убедливо покажува дека воздухот има тежина. Затоа, воздухот врши притисок врз сите објекти во близина на површината на Земјата. Атмосферски притисок е притисокот на атмосферата врз сите објекти во неа и на површината на Земјата. Се создава атмосферски притисок гравитациска привлечност воздухот кон земјата и термичко движење молекулите на воздухот.
Надувување бебешки балон со испумпување воздух!?:
Зошто, кога воздухот се испумпува од под ѕвоното на пумпата што се наоѓа на нејзината плоча, комората на детскиот балон со добро заврзан процес почнува да се надувува, како да е?
Одговор: Внатре во комората притисокот останува константен (атмосферски) цело време, додека надвор се намалува. Поради разликата во притисокот, балонот се „надува“.
Експериментирајте со епрувета со затворен гумен затворач:
Сличен експеримент може да се изведе и со епрувета со гумен затворач со затка. Кога воздухот се испумпува од под ѕвончето, плута излета од шишето?! Зошто? Одговор: Плута излета поради разликата во притисокот: притисокот во колбата е атмосферски, а надвор од неа, под ѕвоното, е намален.
Друг експеримент со епрувети:
Земаме две такви цевки за да може едната слободно да влезе во другата. Истурете малку вода во широката, а потоа вметнете кратка тесна епрувета во неа. Ако сега ги превртиме епруветите, ќе видиме дека тесната епрувета нема да падне, туку, напротив, како што истекува водата, таа ќе се крева нагоре, вовлечена во широката епрувета.
Зошто се случува ова?
Одговор: Притисокот во голема епрувета е помал од надворешната, поради одливот на вода, таму се создала празнина, па атмосферскиот притисок придвижува мала епрувета во голема.
Превртено стакло:
Наполнете обична чаша до работ со вода. Го покриваме со парче хартија, цврсто покривајќи го со рака, го превртуваме со хартија. Внимателно извадете ја раката, држејќи ја чашата до дното. Водата не се излева. Зошто се случува ова?
Одговор: Воздушниот притисок ја задржува водата. Воздушниот притисок се шири подеднакво во сите правци (според законот на Паскал), што значи дека и тој оди нагоре. Хартијата служи само за одржување на површината на водата совршено рамна.
Искуство со магдебуршките хемисфери:
Земаме две домашни железни хемисфери (со дијаметар од 10 см) рабовите на хемисферите се подмачкуваат со течно машинско масло, лесно се притискаат една на друга и се испумпува воздухот со помош на вакуум пумпа. Да ја затвориме славината и, како што е прикажано на фотографијата, да закачиме тежина од два килограми на нив, хемисферите не се откинуваат. Во хемисферата нема воздух или нема доволно, затоа надворешниот атмосферски притисок цврсто ги притиска еден на друг и не дозволува да пукнат. Во 1654 година, германскиот физичар Ото фон Герике, сакајќи да ги убеди сите во постоењето на атмосферски притисок, направил познат експеримент во Магдебург со слични хемисфери во дијаметар од околу еден метар, каде што осум пара коњи не можеле да ги скршат. Во чест на овој познат експеримент, таквите хемисфери биле наречени „Магдебуршки хемисфери“.
Торичели барометар:
Земаме тенка стаклена цевка, затворена на едниот крај, ја наполнуваме со синкаста вода (за подобра видливост) и потоа ја превртуваме и со отворениот крај ја спуштаме во стаклена бања. Во овој случај, дел од водата ќе се излее на чашата додека не се затвори вратот на цевката и водата не се излева понатаму, бидејќи ја задржува атмосферскиот притисок.
Италијанскиот математичар и физичар Евангелиста Торичели за прв пат во 1643 година постави сличен експеримент со жива: колона од жива во цевка имаше висина од приближно 760 mm. Таквиот инструмент подоцна беше наречен живен барометар. Францускиот научник Блез Паскал во 1646 година направи сличен експеримент со вода, колоната вода, која го балансира притисокот на атмосферата, се покажа дека е многу повисока од колоната на жива. Испадна дека е еднакво на 10,3 метри.
Фотографијата покажува како да се направи едноставен пијалок за птици користејќи атмосферски притисок. За да го направите ова, доволно е некако вертикално да фиксирате пластично шише исполнето со вода со вратот надолу и да поставите рамни садови одоздола. Кога птиците ќе пијат вода, водата од шишето ќе се излее доволно за да го затвори вратот на шишето.
Како работи шприцот?
Како што можете да видите на фотографијата, водата се движи зад клипот. Присилува течност во шприцот при атмосферски притисок.
Префрламе вода со дупчеста кригла:
Дали е можно да се префрли вода со шолја што протекува? Ние одговараме да, можеш! За да го направите ова, доволно е цврсто да го затворите врвот на криглата со нешто и можете да префрлите вода, атмосферскиот притисок ќе спречи излевање на водата. Ваков уред за експериментот, како што можете да видите на фотографијата, направивме од празна лимена канта.
ЕДНОСТАВНИТЕ ИСКУСТВА ВИ ПОМОГНУВААТ ДА РАЗБЕРЕТЕ КАКО РАБОТИ ЗАКОНОТ НА БЕРНУЛИ:
Искуство 1:
Ги притискаме чиниите и ливчињата туркајќи ги со воздушен млаз!: 
Кога дуваме воздух помеѓу плочите и ливчињата, наместо да се разминуваат, тие се притискаат еден на друг. Ова се случува затоа што помеѓу плочите и ливчињата се зголемува брзината на воздухот, а притисокот меѓу нив се намалува во споредба со атмосферскиот притисок. Оваа разлика во притисокот ги притиска.
Искуство 2: Лебдечка топка:
ЕАко ставите лесно тениско топче во млаз воздух, тоа ќе „танцува“ во млазот, дури и ако е малку наклонет. Зошто? Брзината на воздушниот млаз создаден од фен е голема, што значи дека притисокот во оваа област е низок. Брзината на воздухот во целата просторија е мала, што значи дека притисокот е висок. Областа со висок притисок ќе спречи топката да падне од областа со низок притисок.
Експеримент 3: Судир на два чамци:
Вда лансираме два брода во ист правец.Ќе почнат да се приближуваат и да се судираат.
Помеѓу страните излегува, како што беше, воден канал.
На тесно место помеѓу чамците притисокот е помал отколку во просторот околу нив, поголемиот притисок на околната вода ги зближува и ги турка.
Референца за историја:Токму законот на Бернули овозможи да се разбере зошто во 1912 година, малиот оклопен крстосувач „Гаук“, поминувајќи покрај најголемиот брод во светот, „Олимпик“, кога бродовите зазеле позиција, како што е прикажано на сликата, како ако послушајќи се на некоја невидлива сила, „Гаук“ наеднаш го сврте носот кон „Олимпик“, и не послушувајќи го кормилото, се движеше право кон него и направи голема дупка на страната на „Олимпик“. Истата година потона близнакот на Олимпијадата, Титаник, кој не можеше да избегне судир со санта мраз.
Што мислите, што го предизвика бродот? Во овој случај, се формира канал помеѓу бродовите што се движат во иста насока со вода што тече во спротивна насока. И во млаз вода, притисокот е помал отколку околу него, во мирен океан. Огромната разлика во притисокот предизвика полесниот брод да се удри во Олимпискиот „пловечки град“, па Титаник не можеше да избегне судир со сантата мраз. Овој пример покажува дека феноменот Бернули се јавува не само во атмосферата, туку и во морето.
ЗАКЛУЧОК
Живееме на дното на огромен воздушен океан наречен атмосфера. Зборот е („атмос“ - воздух, „сфера“ - топка) воведен на руски јазик М.Ју. Ломоносов.
Ако некое лице не чувствува воздушен притисок, бидејќи надворешниот и внатрешниот притисок се избалансирани, тогаш притисокот се манифестира во ситуација кога нема притисок во близина или е многу мал.
Собравме многу историски и теоретски материјал за атмосферскиот притисок. Беа извршени квалитативни експерименти, кои ги потврдија познатите својства на атмосферскиот притисок.
Сепак, идејата на нашата работа не е да научиме како да го мериме атмосферскиот притисок, туку да покажеме дека постои. На индустриска основа, се произведува само еден уред Pascal's Ball за да се демонстрира законот за ширење на притисокот во течности и гасови. Направивме многу едноставни инструменти врз основа на дејството на атмосферскиот притисок и покажувајќи го постоењето на атмосферски притисок. Врз основа на овие уреди, може да се воведе концептот на атмосферски притисок и да се покаже ефектот на атмосферскиот притисок во забавните експерименти.
За производство на уреди не се потребни оскудни материјали. Уредите на инструментите се исклучително едноставни, димензиите и параметрите не бараат посебна точност, тие се во добра согласност со постоечките инструменти на училницата по физика.
Резултатите од нашата работа може да се користат за да се демонстрираат својствата на атмосферскиот притисок на часовите по физика и воннаставните кругови.
ЛИТЕРАТУРА
1. „Експериментално-експериментална и практична ориентација во наставата по физика“ Составил: К.А.Есмагамбетов; М.Г.Мукашев, Актобе, 2002, 46 стр.
2. K.A. Esmagambetov "Okytudyn үsh olshemdіk adistemelik zhүyesi: експериментален sertteu men nәtizhe". Актобе, 2010.- 62 облог.
3. П.Л. Головин. Училишен физички и технички круг. М.: „Просветителство“ 1991 година
4. С.А. Хорошавин. Физичко и техничко моделирање. М.: Просветителство 1988. -207 стр.
5. Модерен час по физика во средно училиште. Изменето од В.Г. Разумовски,
Л.С. Хижњакова М.: „Просветителство“ 1983 година -224 страници.
6. Е.Н. Горјачкин. Лабораториска опрема и занаетчиски техники. М .: „Просветување“
1969. -472 стр.
7. Весник за физика на училиште бр.6, 1984 година. СА Хорошовин „Демонстративен експеримент како извор на знаење на учениците“ стр.56.
Студирал право, математика и механика во Лајпциг, Јена и Лајден. Извесно време служел како инженер во Шведска. Од 1646 година бил бургомист на Магдебург. Во 1650 година, тој го измислил вакуумското пумпање и го применил својот изум за да ги проучува својствата на вакуумот и улогата на воздухот во процесот на согорување и човечкото дишење. Во 1654 година тој спроведе познат експеримент со хемисферите на Магдебург, кој го докажа присуството на воздушен притисок; ја утврди еластичноста и тежината на воздухот, способноста да се одржи согорување, да се спроведе звук.
Во 1657 година измислил барометар за вода, со чија помош во 1660 година предвидел претстојна бура 2 часа пред нејзиното појавување, со што останал во историјата како еден од првите метеоролози.
Во 1663 година тој измислил еден од првите електростатички генератори кои произведуваат електрична енергија со триење - топка од сулфур триење со рака. Во 1672 година, тој открил дека наполнетата топка крцка и свети во мракот (тој бил првиот што ја набљудувал електролуминисценцијата). Покрај тоа, тој открил и својство на електрично одбивање на униполарно наелектризирани објекти.
Научна дејност
И покрај таквата јасна склоност кон научните студии, Ото фон Герике никогаш не се оддалечи од граѓанските должности што му беа доделени од неговиот роден град и, откако ја презеде почесната позиција на бургомастер на градот Магдебург, речиси во најтешкото време за земјата. , бил принуден постојано да отсуствува за да извршува различни дипломатски мисии; ако додадеме и дека тој бил на оваа проблематична позиција 32 години, а пред тоа бил во заробеништво и воен рок и бил ангажиран во изградба на утврдувања и мостови, тогаш не може да не се изненади од истрајноста. со кои во слободните денови и часови се препушташе на омилените занимања во физиката и толку значителен број пронајдоци и нови експерименти со кои ја збогати науката и чиј детален опис остави во својата позната книга: „Ottonis de Guericke Experivmenta Nova ( ut vacantus) Магдебургица“.
Како физичар, Герике беше пред сè експериментатор кој целосно го разбираше научното значење на експериментот, што во негово време може да се смета за знак на гениј. Во 17 век сè уште беше многу тешко да се напушти схоластичкиот тренд кој толку долго доминираше на науката и да се навикне умот на независна проценка на набљудуваните феномени. Меѓу научниците, само неколку би можеле да кажат како Герике:
Вакуумски експерименти
Не знаејќи ништо за пронајдокот на живиниот барометар (1643) и за таканаречената Торикелијанска празнина, Герике упорно се обидуваше да го уништи стариот филозофски спор за празниот простор преку искуство. И така, околу 1650 година, резултатот на оваа упорност е изумот на воздушната пумпа.
Герике, како што знаете, на почетокот не сметаше дека е можно директно да се испумпува воздухот и сакаше да формира празен простор во херметички затворено буре со отстранување на водата што го наполни. За таа цел, тој прикачи пумпа на дното на бурето, мислејќи дека само со таква поставеност на уредот водата ќе го следи клипот на пумпата поради неговата гравитација. Од ова гледаме дека на почетокот Герике сè уште немал дефинитивен концепт за атмосферскиот притисок и, воопшто, за еластичноста на воздухот. Кога овој прв обид не успеа, бидејќи надворешниот воздух шушкал во настанатата празнина низ пукнатините и порите на бурето, Герике се обидел да го стави своето буре во друго, исто така исполнето со вода, сугерирајќи на овој начин да се заштити празнината од воздухот што брза во тоа од надвор. Но, овој пат експериментот се покажа како неуспешен, бидејќи водата од надворешното буре, под влијание на атмосферскиот притисок, течеше низ порите во внатрешниот и ја пополни празнината. Потоа, конечно, Герике реши да ја примени пумпата на директно испумпување на воздух од бакар сферичен сад, сепак придржувајќи се до неговата лажна претпоставка дека воздухот, како и водата, може да го следи клипот на пумпата само поради неговата гравитација, затоа, сега пумпата се навртуваше на дното на садот и беше поставена вертикално. Резултатот од испумпувањето беше сосема неочекуван и ги исплаши сите присутни: бакарната топка не можеше да го издржи надворешниот притисок и беше стуткана и сплескана со удар. Ова го принуди Герике да подготви посилни и поредовни тенкови за следните експерименти. Неповолната локација на пумпата наскоро го принуди Герике да организира статив специјален за целиот уред и да прикачи лост на клипот; Така е изградена првата воздушна пумпа, именувана од авторот Antlia pneumatica. Се разбира, уредот сè уште беше многу далеку од совршен и бараше најмалку три лица да манипулираат со клипот и славините потопени во вода со цел подобро да се изолира добиената празнина од надворешниот воздух.
Студирал право, математика и механика во Лајпциг, Јена и Лајден. Извесно време служел како инженер во Шведска. Од 1646 година бил бургомист на Магдебург. Во 1650 година, тој го измислил вакуумското пумпање и го применил својот изум за да ги проучува својствата на вакуумот и улогата на воздухот во процесот на согорување и човечкото дишење. Во 1654 година тој спроведе познат експеримент со хемисферите на Магдебург, кој го докажа присуството на воздушен притисок; ја утврди еластичноста и тежината на воздухот, способноста да се одржи согорување, да се спроведе звук.
Во 1657 година измислил барометар за вода, со чија помош во 1660 година предвидел претстојна бура 2 часа пред нејзиното појавување, со што останал во историјата како еден од првите метеоролози.
Во 1663 година тој измислил еден од првите електростатички генератори кои произведуваат електрична енергија со триење - топка од сулфур триење со рака. Во 1672 година, тој открил дека наполнетата топка крцка и свети во мракот (тој бил првиот што ја набљудувал електролуминисценцијата). Покрај тоа, тој открил и својство на електрично одбивање на униполарно наелектризирани објекти.
Научна дејност
И покрај таквата јасна склоност кон научните студии, Ото фон Герике никогаш не се оддалечи од граѓанските должности што му беа доделени од неговиот роден град и, откако ја презеде почесната позиција на бургомастер на градот Магдебург, речиси во најтешкото време за земјата. , бил принуден постојано да отсуствува за да извршува различни дипломатски мисии; ако додадеме и дека тој бил на оваа проблематична позиција 32 години, а пред тоа бил во заробеништво и воен рок и бил ангажиран во изградба на утврдувања и мостови, тогаш не може да не се изненади од истрајноста. со кои во слободните денови и часови се препушташе на омилените занимања во физиката и толку значителен број пронајдоци и нови експерименти со кои ја збогати науката и чиј детален опис остави во својата позната книга: „Ottonis de Guericke Experivmenta Nova ( ut vacantus) Магдебургица“.
Како физичар, Герике беше пред сè експериментатор кој целосно го разбираше научното значење на експериментот, што во негово време може да се смета за знак на гениј. Во 17 век сè уште беше многу тешко да се напушти схоластичкиот тренд кој толку долго доминираше на науката и да се навикне умот на независна проценка на набљудуваните феномени. Меѓу научниците, само неколку би можеле да кажат како Герике:
Вакуумски експерименти
Не знаејќи ништо за пронајдокот на живиниот барометар (1643) и за таканаречената Торикелијанска празнина, Герике упорно се обидуваше да го уништи стариот филозофски спор за празниот простор преку искуство. И така, околу 1650 година, резултатот на оваа упорност е изумот на воздушната пумпа.
Герике, како што знаете, на почетокот не сметаше дека е можно директно да се испумпува воздухот и сакаше да формира празен простор во херметички затворено буре со отстранување на водата што го наполни. За таа цел, тој прикачи пумпа на дното на бурето, мислејќи дека само со таква поставеност на уредот водата ќе го следи клипот на пумпата поради неговата гравитација. Од ова гледаме дека на почетокот Герике сè уште немал дефинитивен концепт за атмосферскиот притисок и, воопшто, за еластичноста на воздухот. Кога овој прв обид не успеа, бидејќи надворешниот воздух шушкал во настанатата празнина низ пукнатините и порите на бурето, Герике се обидел да го стави своето буре во друго, исто така исполнето со вода, сугерирајќи на овој начин да се заштити празнината од воздухот што брза во тоа од надвор. Но, овој пат експериментот се покажа како неуспешен, бидејќи водата од надворешното буре, под влијание на атмосферскиот притисок, течеше низ порите во внатрешниот и ја пополни празнината. Потоа, конечно, Герике реши да ја примени пумпата на директно испумпување на воздух од бакар сферичен сад, сепак придржувајќи се до неговата лажна претпоставка дека воздухот, како и водата, може да го следи клипот на пумпата само поради неговата гравитација, затоа, сега пумпата се навртуваше на дното на садот и беше поставена вертикално. Резултатот од испумпувањето беше сосема неочекуван и ги исплаши сите присутни: бакарната топка не можеше да го издржи надворешниот притисок и беше стуткана и сплескана со удар. Ова го принуди Герике да подготви посилни и поредовни тенкови за следните експерименти. Неповолната локација на пумпата наскоро го принуди Герике да организира статив специјален за целиот уред и да прикачи лост на клипот; Така е изградена првата воздушна пумпа, именувана од авторот Antlia pneumatica. Се разбира, уредот сè уште беше многу далеку од совршен и бараше најмалку три лица да манипулираат со клипот и славините потопени во вода со цел подобро да се изолира добиената празнина од надворешниот воздух.
Роберт Бојл, кој направи значителни подобрувања на пневматската машина, го сметаше Ото фон Герике за нејзин вистински пронаоѓач. И иако Герике, на почетокот на своето истражување, погрешно го протолкувал дејството на неговиот уред (според тежината, а не по еластичноста на воздухот затворен во резервоарот), сепак, тој очигледно добро ја разбрал неможноста да се постигне апсолутна празнина преку воздушна пумпа.
Герике треба да се смета за пронаоѓач само на пумпата за рефлексија на воздухот: пумпи за притисок биле познати во антиката, а нивниот изум му се припишува на Ктесибиус, кој живеел во 2 век п.н.е. д. во Александрија. На Герика веќе му биле познати и дувачките пиштоли, но тој дошол до концептот за еластичност на воздухот дури по изградбата на неговата пумпа, врз основа на многу експерименти. Очигледно, ова прашање, толку елементарно денес, мора да се смета за едно од најтешките за тоа време, а воспоставувањето на законот Бојл-Мариот околу 1676 година е едно од најважните освојувања на тогашниот човечки ум.
Експериментите кои Герике ги покажа јавно со неговите воздушни пумпи му донесоа голема слава. Различни достоинственици намерно дојдоа во Магдебург за да се уверат во праведноста на сите овие новитети. Добро познатото искуство со магдебуршките хемисфери било прикажано во 1654 година во Регенсбург за време на Рајхстагот. Искуството го докажа присуството на воздушен притисок. Други негови пневматски експерименти сè уште се повторуваат на училишните часови по физика и се опишани во учебниците.
Еден од експериментите на Герике беше следниов: топка исполнета со воздух, а друга, од која воздухот претходно се испумпуваше, комуницираше преку цевка; тогаш воздухот од првата топка влезе во празната топка со толку голема брзина што Герика ја покажа сличноста на оваа појава со земните бури.
Експериментот со цврсто врзан бик мочен меур кој отекува и на крајот пука под ѕвоното на пневматска машина исто така бил измислен за да се покаже еластичноста на воздухот. Откако еднаш ги разбра овие феномени на еластичност, Герике отиде понатаму со брзи чекори, а неговите заклучоци секогаш се разликуваа по строго логичен редослед. Наскоро тој почна да докажува дека бидејќи воздухот има тежина, атмосферата создава притисок врз себе, а долните слоеви на воздухот на површината на земјата, како најкомпресирани, треба да бидат најгусти. За да ја покаже оваа разлика во еластичноста, тој го смислил следниов прекрасен експеримент: топката исполнета со воздух била заклучена со кран и префрлена на висока кула; таму, кога се отвори чешмата, беше забележано дека дел од воздухот излегува од топката кон надвор; напротив, ако топката била наполнета со воздух и заклучена на висина, а потоа се движела надолу, тогаш воздухот влетал во топката кога ќе се отвори чешмата. Герике многу добро разбрал дека неопходен услов за веродостојноста на овој експеримент е постојаноста на температурата и се грижел топката со воздух да биде „подеднакво загреана и на дното и на врвот на кулата“. Врз основа на таквите експерименти, тој дошол до заклучок дека „тежината на одреден волумен на воздух е нешто многу релативно“, бидејќи оваа тежина зависи од висината над површината на земјата. Резултатот од сите овие размислувања беше изградбата на „манометар“, односно „инструмент дизајниран да ја мери разликата во густината или во тежината на даден волумен на воздух“. Сега овој термин го нарекуваме уред кој се користи за мерење на еластичноста (притисок) на гасовите во милиметри жива. Роберт Бојл, кој детално го опишал, на уредот Герике му го дал името „статички барометар“, или „бароскоп“, што тој го задржал и во наше време. Овој уред, заснован на законот на Архимед, се состои од голема шуплива топка, избалансирана со помош на рамнотежен зрак со мала тежина. Во бароскопот на Герике, топката имаше дијаметар од околу 3 метри. За прв пат беше опишано во писмото од Герике до Каспар Шот () во 1661 година.
барометар на вода
Претходно од ова, околу 1657 година, Герике го постави својот грандиозен барометар за вода. За време на престојот во Регенсбург во 1654 година, тој дознал (од монахот Магнус) за експериментите на Торичели. Можно е оваа важна вест да го поттикнала да го заземе истото прашање, или можеби самостојно дошол до пронајдокот на својот барометар за вода, чиј уред бил тесно поврзан со неговите претходни пневматски експерименти. Како и да е, овој уред веќе постоел во 1657 година, бидејќи има индикации дека од тоа време неговите читања зависеле од состојбата на времето. Се состоеше од долга (20 Mg. лакти) бакарна цевка прикачена на надворешниот ѕид на трикатната куќа Герике. Долниот крај на цевката беше потопен во сад со вода, а горниот крај, дополнет со стаклена цевка, беше опремен со чешма и можеше да се поврзе со воздушна пумпа. Кога воздухот се испумпувал, водата се искачила во цевката до висина од 19 лакти; потоа чешмата се затвори, а барометарот се исклучи од пумпата. Наскоро, со помош на овој уред, Герике открил дека атмосферскиот притисок постојано се менува, поради што својот барометар го нарекол зборовите Semper vivum. Потоа, забележувајќи ја врската помеѓу висината на водата во цевката и состојбата на времето, тој ја нарекол Wettermannchen. За поголем ефект, на површината на водата во стаклена цевка имаше пловичка, која личеше на човечка фигура со испружена рака, која покажуваше на маса со натписи што одговараат на различни временски услови; остатокот од уредот бил намерно маскиран со дрвена обвивка. Во својата книга, Герике на својот барометар му го дал името Anemoscopium. Во 1660 година, тој ги доведе сите жители на Магдебург во екстремна огорченост, предвидувајќи силна бура 2 часа пред да започне.
Проучување на улогата на воздухот во согорувањето и преносот на звукот
Откако го избра воздухот како предмет на своето истражување, Герике се обиде со искуство да ја докаже неопходноста од неговото учество во феномени како што се преносот на звук на далечина и согорувањето. Тој го смислил добро познатиот експеримент со ѕвонче под хаубата на воздушна пумпа, а по прашањето за согорувањето бил значително пред неговите современи филозофи кои имале најнејасни идеи за овој феномен. Така, на пример, Рене Декарт во 1644 година се обидел да докаже со образложение дека светилката може да гори во херметички затворен простор онолку долго колку што сакате.
Убеден дека свеќата не може да гори во резервоарот од кој се испумпува воздухот, Герике докажал, користејќи уред специјално дизајниран за оваа намена, дека пламенот го проголтува воздухот, односно дека некој дел од воздухот (според негово мислење, околу 1 /10) се уништува со согорување. Да потсетиме дека во оваа ера сè уште немаше хемиски информации и никој немаше идеја за составот на воздухот; Затоа, не е чудно што Герике не можеше да го објасни фактот дека дел од воздухот се апсорбира за време на согорувањето и само рече дека пламенот го расипува воздухот, бидејќи неговата свеќа релативно брзо изгасна во затворен простор. Во секој случај, тој бил многу поблиску до вистината од оние хемичари од 17 век кои ја создале хипотезата за флогистон.
Проучување на влијанието на топлината врз воздухот
Герике, исто така, го проучувал ефектот на топлината врз воздухот, и иако не направил значителни подобрувања во уредот на неговиот термометар за воздух во споредба со тогаш познатите инструменти (кои во негово време во Италија се нарекувале калориски мензор), сепак, можеме безбедно велат дека прв пат бил метеоролог. Не допирајќи го контроверзното и суштински неважно прашање за пронајдокот на термометарот, кое најчесто му се припишува на Галилео, но и на Дребел и докторот Санкториус, само забележуваме дека неговата оригинална форма била крајно несовршена: прво, затоа што читањата на На уредот не влијаеше само температурата, туку и атмосферскиот притисок и второ, поради недостаток на специфична единица (степен) за споредување на топлинските ефекти.
Тогашниот термометар (воздух) се состоел од резервоар со цевка потопена со отворен крај во сад со вода; нивото на подигната вода во цевката очигледно варира во зависност од температурата на воздухот во резервоарот и од надворешниот атмосферски притисок. Чудно е што Герике, кому требаше да му биде добро познато ова последно влијание, не обрна внимание, барем ова влијание не беше елиминирано во неговиот термометар. Самиот уред, дизајниран исклучиво за набљудување на промените на температурата на надворешниот воздух и затоа, како барометар, поставен на надворешниот ѕид на куќата, се состоеше од цевка Сифон (метална) наполнета околу половина со алкохол; едниот крај на цевката комуницирал со голема топка што содржи воздух, другиот бил отворен и содржел пливачка, од која нишка поминувала низ блок; на крајот од конецот, дрвена фигура слободно се нишаше во воздухот, покажувајќи со раката на вага со 7 поделби. Сите детали на уредот, освен топката, на која се истакнуваше натписот Perpetuum mobile, фигури и ваги, исто така беа покриени со табли. Екстремните точки на вагата беа означени со зборовите: magnus frigus и magnus calor. Средната линија беше од особено значење, така да се каже, климатска: таа мораше да одговара на температурата на воздухот на која се појавуваат првите есенски ноќни мразови во Магдебург.
Од ова можеме да заклучиме дека иако првите обиди да се означи 0 ° на скалата на термометар и припаѓале на Фирентинската академија (Дел Сименто), позната во историјата на експерименталната физика, Герике исто така сфатил колку е важно и неопходно да се има барем еден постојана точка на термометриската скала и, како што гледаме, тој се обидуваше да направи нов чекор напред во оваа насока, избирајќи произволна линија што одговара на првите есенски мразови за да го регулира неговиот термометар.
Студијата за електрична енергија
Сега да преминеме на друга област на физиката, во која името на Герике исто така ужива заслужена слава. Станува збор за електрична енергија, која во тоа време, наречена, така да се каже, живот со експерименталните студии на Гилберт, во форма на неколку фрагментарни факти претставуваше само незначителен и неинтересен микроб на таа грандиозна сила што беше предодредена да го привлече вниманието. на целиот цивилизиран свет и ја заплеткуваат земјината топка.мрежа на проводници.
Ото фон Герике понекогаш се нарекува само духовит пронаоѓач на физички инструменти, кој се стреми да стане познат меѓу неговите современици поради неговите грандиозни експерименти и малку се грижи за напредокот на науката. Но, Фердинанд Розенбергер (1845-1899) во својата „Историја на физиката“ сосема со право забележува дека таквиот укор е без никаква основа, бидејќи Герике воопшто немал ексклузивна цел да ја изненади јавноста. Тој секогаш се водел од чисто научни интереси и од неговите експерименти заклучувал не фантастични идеи, туку вистински научни заклучоци. Најдобар доказ за тоа се неговите експериментални студии за појавите на статички електрицитет, за кои во тоа време - повторуваме - многу малку луѓе беа заинтересирани.
Сакајќи да ги повтори и тестира експериментите на Гилберт, Герике измислил уред за добивање електрична состојба, кој, ако не може да се нарече електрична машина во вистинска смисла на зборот, бидејќи немал кондензатор за собирање електрична енергија развиена со триење, сепак служи како прототип за сите доцно поставени електрични откритија. Пред сè, ова треба да го вклучи откривањето на електричната одбивност, што му беше непознато на Хилберт.
За да ја развие електричната состојба, Герике подготвил прилично голема топка од сулфур, која, со помош на оска што се навојувала низ, била поставена во ротација и едноставно триење со сува рака. Откако ја наелектризираше оваа топка, Герике забележа дека телата привлечени од топката се одбиваат по допирот; потоа забележал и дека пердувот што слободно лебди во воздухот, привлечен и потоа отфрлен од топката, го привлекуваат други тела. Герике исто така докажа дека електричната состојба се пренесува по конец (лен); но во исто време, сè уште не знаејќи ништо за изолаторите, ја зеде должината на конецот само еден лакот и можеше да му даде само вертикален распоред. Тој беше првиот што забележа електричен сјај во мракот на неговата сулфурна топка, но не доби искра; слушнал и слабо крцкање „во топчето од сулфур“ кога го доближило до увото, но не знаел на што да му припише.
Проучување на магнетизмот
Во областа на магнетизмот, Герике направил и неколку нови набљудувања. Тој откри дека вертикалните железни шипки во прозорските шипки се магнетизирани сами по себе, што ги претставува северните полови над и јужните полови долу, и покажа дека е можно малку да се магнетизира железната лента така што ќе ја ставиме во насока на меридијанот и ќе ја удриме со чекан.
Усовршувања во областа на астрономијата
Студирал и астрономија. Тој беше поддржувач на хелиоцентричниот систем. Тој развил свој сопствен космолошки систем, кој се разликувал од Коперниканскиот систем по претпоставката за присуство на бесконечен простор во кој се распоредени неподвижни ѕвезди. Тој верувал дека вселената е празна, но меѓу небесните тела има сили со долг дострел кои го регулираат нивното движење.
Во филателија
Германска марка 1936 година
Печат на ГДР 1977 година
Печат на ГДР 1969 година
Германска марка 2002 година
Германскиот физичар, инженер и филозоф Ото фон Герике е роден во Магдебург на 20 ноември 1602 година. По завршувањето на градскиот колеџ, ги продолжил студиите на универзитетите во Лајпциг, Хелмштат, Јена и Лајден.
Извесно време служел како инженер во Шведска. Особено се интересирал за физика, применета математика, механика и утврдување. Младоста на Герике дојде на почетокот на бруталната Триесетгодишна војна. Како стратешки важен центар на источна Германија, Магдебург постојано поминувал од рака на рака, а во 1631 година бил речиси целосно уништен. Герика, како член на градскиот совет, во овие години мораше да покаже не само извонредни инженерски, туку и извонредни дипломатски вештини. За заслуги во одбраната и обновувањето на Магдебург во 1646 година, тој беше избран за градски управител на градот и ја имаше оваа функција 30 години.Далеку од тоа дека е научник за фотелја, Герике се интересирал за природните науки во текот на целиот свој живот. За да го тестира постулатот на Аристотел - природата не поднесува празнини - тој измислил воздушна пумпа, со чија помош во 1654 година го извршил својот познат експеримент со магдебуршките хемисфери. За да се спроведе експериментот, направени се две бакарни хемисфери со дијаметар од 14 инчи (35,6 см), од кои едната била опремена со цевка за испумпување на воздух. Овие хемисфери беа споени, а меѓу нив беше ставен кожен прстен натопен со стопен восок. Потоа, со помош на пумпа, воздухот се испумпуваше од шуплината формирана помеѓу хемисферите. На секоја од хемисферите имало железни прстени на кои биле впрегнати по два тима коњи. Во 1654 година, во Регенсбург, фон Герике му го покажал експериментот на Рајхстагот во присуство на императорот Фердинанд III. По испумпувањето од сферата на воздухот, 16 коњи, по 8 на секоја страна, не можеа да ги скршат хемисферите, но кога воздухот беше пуштен во хемисферите, тие се распаднаа без напор. Не е познато дали коњите биле користени од двете страни за поголема забава или од незнаење на самиот физичар, бидејќи било можно да се заменат половина од коњите со фиксна монтажа, без да се изгуби силата на ударот на хемисферите. Во 1656 година Герике го повторил експериментот во Магдебург, а во 1663 година во Берлин со 24 коњи. Според подоцнежните пресметки, на секоја страна требаше да се впрегнат 13 силни коњи за влечење за да се надмине напорот.
Цртеж на Гаспард Шот „Магдебуршки хемисфери“.
Експериментот со магдебуршките хемисфери го докажал постоењето на атмосферски притисок и сè уште се изучува на курсевите по општа физика низ светот. Оригиналните хемисфери и пумпата се чуваат во Дојчес музејот во Минхен. Развивајќи ја оваа тема, во 1660 година Герике го изградил првиот барометар за вода и го користел за метеоролошки набљудувања, измислил хигрометар, дизајнирал термометар за воздух и манометар.
Обемот на интересите на Герике, сепак, не беше ограничен само на оваа гранка на физиката. Во 1660 година, тој создал една од првите електростатички машини - топка од сулфур со големина на топка со средна големина, поставена на железна оска. Со ротирање на топката и триење со дланките, Герике доби струја. Со помош на овој уред, тој ги проучувал електричните феномени: открил електростатско одбивност, електричен сјај (електрифицирана сулфурна топка светела во мракот).
Бројните физички експерименти за време на неговиот живот му донесоа признание на научникот и почитуваниот прекар на германскиот Галилео. Бидејќи се занимава со астрономија, тој изрази мислење дека кометите можат да се вратат. Герике, исто така, ја утврдил еластичноста и тежината на воздухот, неговата способност да одржува согорување и дишење и да спроведува звук. Докажа присуство на водена пареа во воздухот. Во 1666 година, тој беше првиот меѓу научниците на кој му беше доделена титулата благородништво и стана познат како Ото фон Герике. Научникот починал во Хамбург на 11 мај 1686 година.
Искуството со магдебуршките хемисфери ги импресионирало современиците толку многу што војводите од Бранзвик-Волфенбител ја користеле неговата слика на комеморативните талери од 1702 година како алегорија. Заеднички владееле од 1685 година, двајцата браќа војводи се скарале. Антон Улрих беше љубоморен на својата сопруга Елизабет Јулијана од Холштајн-Норбург за Рудолф Август, што доведе до нивна пауза. Во март 1702 година, Антон Улрих бил отстранет од власт и побегнал во Саксо-Гота. Во оваа прилика беше пуштен таканаречениот „Луфтпумпенталер“ - талер со воздушна пумпа. На предната страна се прикажани два коња кои залудно ги кинат магдебуршките хемисфери. Испреплетените хемисфери се симбол на нераскинливата заедница на двајцата владетели Бранзвик. На задната страна, без никаков напор, двете хемисфери се распаѓаат, бидејќи женска рака отворила вентил на нив, а воздухот влезе внатре. Граверот ја илустрирал расправијата во палатата со помош на физички инструменти. По смртта на Рудолф Август во 1704 година, Антон Улрих се вратил да владее.
Брауншвајг-Волфенбител. Рудолф Август и Антон Улрих, 1685-1704 година. Луфтпумпенталер, 1702 година, Гослар. Во чест на братското единство. 29,36 Надвор: два коња залудно ги кинат магдебуршките хемисфери со кратенката RAV, зад нив симболот на целомудрието еднорог и орел со молња во шепите, натпис QVOD VI NON POTVIT (кој не можеа да го присилат). Реверс: на пиедестал две отворени хемисфери и женска рака што отвора вентил, над лента со текст DISIECTVM EST ARTE MINISTRA (вештачки расфрлано).
Брауншвајг-Волфенбител. Рудолф Август и Антон Улрих, 1685-1704 година. Луфтпумпенталер, 1702 година, Гослар. Во чест на братското единство. Назад: два коња напразно ги кинат магдебуршките хемисфери со кратенката РАВ, зад нив еднорог и молњи кои бијат од облак, натпис НЕ VI (не со насилство). Реверс: на пиедестал две отворени хемисфери и женска рака што отвора вентил, над лента со текст SED ARTE (но уметност).
По повод 375-годишнината од раѓањето на Ото фон Герике, во ГДР беше искована комеморативна монета од 10 марки.
ГДР. 10 поштенски марки, 1977 година. 375-годишнина од раѓањето на Ото фон Герике. Ag 500; 31 мм; 17. Тираж: 49.434 парчиња.
ГДР. 10 поштенски марки, 1977 година. 375-годишнина од раѓањето на Ото фон Герике. Со натпис „Тест“. Ag 500; 31 мм; 17. Тираж: 6.000 парчиња.
На 250-годишнината од смртта на Ото фон Герике во Третиот Рајх, комеморативен медал беше искован и издадена поштенска марка.
Бронзен медал, 1936 година. 250-годишнина од смртта на Ото фон Герике. 97 мм. Гравер: Рудолф Боселт (1874-1938). Аверс: биста на Герике; реверс: грб на Магдебург и натпис „Ehrengabe der Stadt Magdeburg“ (Почесен подарок на градот Магдебург).
Третиот Рајх. Поштенска марка, 1936 година. 250-годишнина од смртта на Ото фон Герике.
Поштенски марки посветени на Ото фон Герике и неговиот изум беа издадени и во ГДР и СРГ.
ГДР. Поштенска марка, 1969 година. Искуство со магдебуршките хемисфери.
ГДР. Поштенска марка, 1977 година. 375-ти роденден на Ото фон Герике.
Германија. Поштенска марка, 2002 година. 400-годишнина од раѓањето на Ото фон Герике.
Ото фон Герике(германски Ото фон Герике; 1602, Магдебург - 1686, Хамбург) - германски физичар, инженер и филозоф.
Студирал право, математика и механика во Лајпциг, Јена и Лајден. Извесно време служел како инженер во Шведска. Од 1646 година бил бургомист на Магдебург. Во 1650 година, тој го измислил вакуумското пумпање и го применил својот изум за да ги проучува својствата на вакуумот и улогата на воздухот во процесот на согорување и човечкото дишење. Во 1654 година тој спроведе познат експеримент со хемисферите на Магдебург, кој го докажа присуството на воздушен притисок; ја утврди еластичноста и тежината на воздухот, способноста да се одржи согорување, да се спроведе звук.
Во 1657 година измислил барометар за вода, со чија помош во 1660 година предвидел претстојна бура 2 часа пред нејзиното појавување, со што останал во историјата како еден од првите метеоролози.
Во 1663 година, тој измислил еден од првите електростатички генератори кои произведувале електрична енергија со триење - топка од сулфур триење со рака. Во 1672 година, тој открил дека наполнетата топка крцка и свети во мракот (тој бил првиот што ја набљудувал електролуминисценцијата). Покрај тоа, тој открил и својство на електрично одбивање на униполарно наелектризирани објекти.
Биографија
Ото фон Герике е роден во семејство на богати граѓани на Магдебург. Во 1617 година влегол на Факултетот за либерални уметности на Универзитетот во Лајпциг, но во 1619 година, поради избувнувањето на Триесетгодишната војна, бил принуден да се пресели на Универзитетот Хелмштет, каде студирал неколку недели. Потоа, од 1621 до 1623 година студирал правосудство на Универзитетот во Јена, а од 1623 до 1624 година студирал точни науки и фортификациска уметност на Универзитетот во Лајден. Студиите ги завршил со деветмесечно образовно патување во Англија и Франција. Во ноември 1625 година се вратил во Магдебург, а следната година се оженил со Маргарита Алеман и бил избран во колегиумскиот совет на градскиот судија, чиј член останал до старост. Како службеник бил одговорен за изградбата, а во 1629 и 1630-1631 година - и за одбраната на градот.
Иако самиот Герике не ги делел симпатиите на жителите на Магдебург со шведскиот протестантски крал Густав II Адолф, кога во мај трупите на Католичката лига предводени од Јохан Церклас Тили упаднале и го уништиле градот, тој го загубил својот имот и речиси умрел , беше фатен во близина на Фермерслебен. Оттаму, благодарение на посредништвото на принцот Лудвиг од Анхалт-Кетен, тој беше откупен за триста талери. Откако се преселил со своето семејство во Ерфурт, Герике станал инженер за утврдување во служба на Густав II Адолф (тој бил на функција до 1636 година).
Во февруари 1632 година, целото семејство Герике се вратило во Магдебург. Во следните десет години, фон Герике извршил реставрација на градот, уништен од пожар во 1631 година. Тој ја обновил и сопствената куќа. Под шведските, а од 1636 година - саксонските власти, тој учествуваше во јавните работи на Магдебург. Во 1641 година станал градски благајник, а во 1646 година - бургомист. На оваа функција беше триесет години. Во септември 1642 година, Герике започна прилично опасна и лизгава дипломатска активност (продолжена до 1663 година), одејќи на судот на саксонскиот електор во Дрезден со цел да се постигне олеснување на суровиот саксонски воен режим во Магдебург. Тој учествуваше, особено, во склучувањето на Вестфалскиот мир, во работата на Деконгресот за извршување на мирот во Нирнберг (1649-1650) и во распуштањето на Дерегенсбуршкиот Рајхстаг (1653-1654). Научните и дипломатските интереси на Герике се совпаднаа при ова распаѓање. По покана, тој покажа неколку од неговите експерименти на највисоките достоинственици на Светото Римско Царство, од кои еден, надбискупот де Јохан Филип фон Шонборн, купи еден од апаратите на Герике и го испрати до Језуитскиот колегиум во Вирцбург. Професорот по филозофија и математика на оваа институција, Каспар Шот, се заинтересирал за новитетот и од 1656 година почнал редовно да се допишува со Ото фон Герике. Како резултат на тоа, тој првпат ја објави својата научна работа во додаток на Шотовата Mechanica Hydraulico-pneumatica, објавена во 1657 година. Во 1664 година, Шот ја објавил книгата Techica curiosa во Вирцбург, која содржела информации за експериментите на Герике. Една година пред тоа, самиот Герике го подготвил за објавување ракописот на неговото основно дело, Experimenta Nova (ut vocantur) Magdeburgica de Vacuo Spatio, но тој бил објавен во 1672 година во Амстердам.
