Досвід геріки у 1654 році. Прості досліди допомагають зрозуміти, як діє закон бернуллі. Вивчення ролі повітря в процесі горіння та передачі звуку

Актюбінська область Алгінський район Маржанбулакська середня школа

Наукові товариство учнів ”Жас қанат”

Смирнов Сергій Андрійович

Камзін Ісажан Мирзаханович

Тема:

Атмосферний тиск

Напрямок:

Науково-технічний прогрес – як ключова ланка

економічного зростання

Секція:техніка

Керівник:Есмагамбетів

Қаримсақ Арістані,

вчитель фізики

Науковий керівник:

Доцент Актюбинського регіонального

державного університету ім.К.Жубанова

кандидат ф-м наук С.К. Тулепбергенів

Маржанбұлақ-2013

I. Вступ

(Про повітряну оболонку Землі)

ІІ. Дослідницька частина

2.1. Еванджеліста Торрічеллі (1608–1647)

2.2. Данило Бернуллі (1700-1782)

2.3. Історичний досвід Отто фон Геріке (1654 рік)

2.4. Водяний барометр Паскаля (1646)

2.5. Цікаві досліди з атмосферного тиску

Прості досліди допомагають зрозуміти, як діє закон Бернуллі

ІІ. Висновок

IV. Список використаної літератури

Вступ

(Про повітряну оболонку Землі)

Ще в давнину людина помічала, що повітря чинить тиск на наземні предмети, особливо під час бур та ураганів. Він користувався цим тиском, змушуючи вітер рухати вітрильні судна, обертати крила вітряків. Однак довго не вдавалося довести, що повітря має вагу. Тільки XVII столітті було поставлено досвід, доведений вагомість повітря. В Італії в 1640 герцог Тосканський задумав влаштувати фонтан на терасі свого палацу. Воду для цього фонтану мали накачувати із сусіднього озера, але вода не йшла вище 10.3м. Герцог звернувся за роз'ясненнями до Галілея, тоді вже глибокого старця. Великий учений був збентежений і не знайшовся відразу, як пояснити це явище. І лише учень Галілея, Еванджеліста Торрічеллі у 1643 році показав, що повітря має вагу. Спільно з В. Вівіані Торрічеллі провів перший досвід з вимірювання атмосферного тиску, винайшовши трубку Торрічеллі (перший ртутний барометр) - скляну трубку, в якій немає повітря. У такій трубці ртуть піднімається на висоту близько 760 мм, він також показав, що тиск атмосфери врівноважується стовпом води в 32 фути, або 10.3 м.

Атмосферний тиск - тиск атмосфери на всі предмети, що знаходяться в ній, і Земну поверхню. Атмосферний тиск створюється гравітаційним тяжінням повітря Землі.

За рішенням Міжнародного геофізичного союзу (1951) прийнято вважати, що атмосфера Землі складається з 5 шарів: тропосфери, стратосфери, мезосфери, термосфери та екзосфери. Ці шари не скрізь мають чіткі межі, їх товщина коливається залежно від географічної широти, місця спостереження та часу.

Говорячи про значення атмосфери, треба зазначити, що атмосфера захищає все живе на Землі від руйнівної дії ультрафіолетових променів, від швидкого нагрівання Землі променями Сонця та швидкого остигання. Вона також є передавачем звуку. Атмосфера розсіює сонячне світло, вона цим освітлює ті місця, куди не потрапляють прямі промені Сонця.

ЩО ВІДБУЛОСЯ Б НА ЗЕМЛІ, якби повітряна атмосфера раптом зникла?

На Землі встановилася б температура приблизно -170 ° С, стали б усі водні простори, а суша вкрилася б крижаною корою. Настала б повна тиша, тому що звук у порожнечі не поширюється; небо стало б чорним, оскільки забарвлення небесного склепіння залежить від повітря; не стало б сутінків, зоря, білих ночей Припинилося б мерехтіння зірок, а самі зірки були б видні не лише вночі, а й вдень (вдень ми їх не бачимо через розсіювання частинками повітря сонячного світла). Загинули б тварини та рослини.

На земній поверхні атмосферний тиск змінюється від місця до місця та часу. Особливо важливі визначальні погоду неперіодичні зміни атмосферного тиску, пов'язані з виникненням, розвитком і руйнуванням областей високого тиску (антициклонів), що повільно рухаються, і відносно швидко переміщуються величезних вихорів (циклонів), в яких панує знижений тиск. Відзначено коливання атмосферного тиску лише на рівні моря не більше 641 - 816 мм рт. ст. (Всередині смерчу тиск падає і може досягати значення 560 мм ртутного стовпа).

Нормальним атмосферним тиском називають тиск 760 мм рт.ст. на рівні моря за температури 0°C. (Міжнародна стандартна атмосфера - МСА) (101325 Па). Щоранку в погоді передаються дані про атмосферний тиск на рівні моря.
Чому ж атмосферний тиск, виміряний на суші, найчастіше призводять до рівня моря? Справа в тому, що атмосферний тиск зменшується з висотою і досить суттєво. Так на висоті 5000 м воно вже приблизно вдвічі нижче. Тож отримання уявлення реальному просторовому розподілі атмосферного тиску й у порівнянності його величини у різних місцевостях і різних висотах, упорядкування синоптичних карт тощо., тиск призводять до єдиного рівня, тобто. до рівня моря.
Виміряний на майданчику метеостанції розташований на висоті 187 м над рівнем моря атмосферний тиск, в середньому на 16-18 мм.рт. ст. нижче, ніж унизу березі моря. При підйомі на 10,5 метрів атмосферний тиск знижується на 1 мм ртутного стовпа.

Атмосферний тиск змінюється не лише з висотою. В тому самому пункті на земній поверхні атмосферний тиск, то збільшується, то зменшується. Причина коливань атмосферного тиску у тому, що тиск повітря залежить від його температури. Повітря при нагріванні розширюється. Тепле повітря легше за холодне, тому 1м 3 повітря на одній і тій же висоті важить менше, ніж 1 м 3 холодного. Отже, тиск теплого повітря на земну поверхню менший, ніж холодного.

«Нормальним» атмосферним тиском називається тиск, що дорівнює вазі ртутного стовпа заввишки 760 мм, що знаходиться при температурі 0,0 ° C, на широті 45 ° і на рівні моря. Основною одиницею тиску в системі СІ служить паскаль [Па]; 1 Па = 1 Н/м2. У системі СІ 101325 Па або 101.3 кПа або 0,1 МПа.

Еванджеліста Торрічеллі (1608-1647)

Італійський математик і фізик Еванджеліста Торрічеллі народився у Фаенці у небагатій сім'ї, виховувався у дядька. Навчався в єзуїтському коледжі, а потім здобув математичну освіту в Римі. У 1641 р. Торрічеллі переїхав до Арчетрі, де допомагав Галілею в обробці його праць. З 1642, після смерті Галілея, придворний математик великого герцога Тосканського і одночасно професор математики Флорентійського університету.

Найбільш відомі праці Торрічеллі в галузі пневматики та механіки. Він в 1643 винайшов прилад для вимірювання атмосферного тиску - барометр.

Наявність атмосферного тиску збентежило 1638 року, коли не вдалося затія герцога Тосканського прикрасити сади Флоренції фонтанами - вода не піднімалася вище 10,3 метрів. Пошуки причин цього і досліди з більш важким речовиною - ртуттю, зроблені Еванджеліста Торрічеллі призвели до того, що в 1643 році він довів, що повітря має вагу. Своїм досить простим досвідом Еванжеліста Торрічеллі виміряв атмосферний тиск і зробив перші висновки про тиск стовпа рідини, які зафіксовані в основному законі гідростатики. У досвіді, поставленому в 1643 р. використовувалася запаяна з одного кінця тонка скляна трубка, яку наповнювали ртуттю, після чого перевертали і відкритим кінцем опускали в скляну ванну, також наповнену ртуттю (див. рис.). Тільки частина ртуті перетікала в коритце, а біля запаяного кінця трубки виникала т.зв. порожнеча Торрічеллі (насправді, ця «порожнеча» була наповнена насиченими парами ртуті, але їх тиск при кімнатній температурі набагато менший за атмосферний, тому приблизно можна назвати цю область порожнечею).

Спостережуваний ефект свідчив, що ртуть від повного виливання утримувала деяка сила, що діє з боку нижнього кінця трубки. Ця сила і створювала атмосферний тиск, що протистоїть вазі стовпа рідини.

В даний час тиск атмосфери, що дорівнює тиску стовпа ртуті заввишки 760 мм при температурі 0 ° С, прийнято називати нормальним атмосферним тиском.

Підставляючи в цю формулу значення р= 13595,1 кг/м 3 (щільність ртуті при 0 °С), g = 9,80665 м/с 2 (прискорення вільного падіння) та h = 760 мм = 0,76 м (висота стовпа ртуті, що відповідає нормальному атмосферному тиску), отримаємо наступну величину: Р=р gh = 13595,1 кг/м 3 Х 9,80665 м/с 2 Х 0,76 м = 101325 Па.

Це і є нормальний атмосферний тиск.

Стовп ртуті в трубці мав завжди ту саму висоту, рівну приблизно 760мм. Звідси і одиниця виміру тиску – міліметр ртутного стовпа (мм рт. ст.). За формулою вище ми отримуємо, що у Паскалях

Торрічеллі виявив, що висота стовпа ртуті в його досвіді не залежить ні від форми трубки, ні від її нахилу. На рівні моря висота ртутного стовпа завжди була близько 760 мм.

Вчений висловив припущення, що висота стовпа рідини врівноважується тиском повітря. Знаючи висоту стовпа та густину рідини, можна визначити величину тиску атмосфери. Правильність припущення Торрічеллі була підтверджена в 1648 році досвідом Паскаля на горі П'ю-де-Дом. Паскаль довів, що менший стовп повітря чинить менший тиск. Внаслідок тяжіння Землі та недостатньої швидкості молекули повітря не можуть залишити навколоземний простір. Але вони падають поверхню Землі, а парять з неї, т.к. перебувають у безперервному тепловому русі.

Завдяки тепловому руху та тяжінню молекул до Землі їх розподіл в атмосфері нерівномірний. На невеликих висотах кожні 12 м підйому зменшують атмосферний тиск на 1 мм рт. На висотах ця закономірність порушується.

Відбувається це тому, що висота повітряного стовпа, що чинить тиск, при підйомі зменшується. Крім того, у верхніх шарах атмосфери повітря менш щільне.

ДАНІІЛ БЕРНУЛЛІ(1700-1782)

У 18 столітті математик і механік академік Петербурзької академії наук Данило Бернуллі проводив досвід із трубою різної товщини, якою текла рідина. Припустимо, що рідина тече по горизонтальній трубі, переріз якої в різних місцях різний. Виділимо подумки кілька перерізів у трубі, їх площі: S1 S2, S3. S4.

За якийсь проміжок часу t через кожний із цих перерізів повинна пройти рідина одного і того ж обсягу. Вся рідина, яка за час t проходить через перший переріз, повинна за цей час пройти і всі інші відрізки меншого діаметра. Якби це було не так і через переріз площею S3 за час t пройшло менше рідини, ніж через переріз площею S1, то надлишок рідини повинен був десь накопичуватися. Але рідина заповнює трубу, і накопичуватися їй нема де. Зауважимо, що ми вважаємо, що рідина несжимаема і скрізь має той самий обсяг. Як може рідина, що протікала через перший перетин, «встигнути» за той же час протікати і через значно менший переріз площею S3? Очевидно, що для цього при проходженні вузьких частин труби швидкість руху рідини повинна бути більшою, ніж при проходженні широких.

У різних за товщиною відрізках труби вертикально впаяна трубка – манометр. У вузьких місцях труби висота стовпчика рідини менша, ніж у широких. Це означає, що у вузьких місцях тиск менший.

Тиск рідини, що тече в трубі, більший у тих частинах труби, де швидкість її руху менша, і, навпаки, у тих частинах, де швидкість більша, тиск менший. У цьому полягає Закон Бернуллі.

У широкій частині труби швидкість менша, ніж у вузькій частині в стільки разів, у скільки разів площа поперечного перерізу 1 більше 2.

Нехай рідина тече без тертя по трубі змінного перерізу:

Інакше кажучи, через всі перерізи труби проходять однакові об'єми рідини, інакше рідини довелося б або десь розірватися, або стиснутися, що неможливо. За час tчерез переріз S 1пройде обсяг

, а через переріз S 2 – об'єм. Але оскільки ці обсяги рівні, то

Швидкість перебігу рідини у трубі змінного перерізу обернено пропорційна площі поперечного перерізу.

Якщо площа поперечного перерізу збільшилася в 4 рази, то швидкість зменшилася у стільки ж разів і навпаки, у скільки разів зменшився переріз труби, у стільки ж разів збільшилася швидкість течії рідини чи газу. Де спостерігається таке явище зміни швидкості? Наприклад, на річці, що впадає в море, спостерігається зменшення швидкості, вода з ванни – швидкість збільшується, ми спостерігаємо турбулентний перебіг води. Якщо швидкість невелика, то рідина тече хіба що розділена шари (“ламініу” – шар). Течія називається ламінарною.

Отже, з'ясували, що з перебігу рідини з вузької частини у широку чи навпаки, швидкість змінюється, отже, рідина рухається з прискоренням. А що причина виникнення прискорення? (Сила (другий закон Ньютона)). Яка сила повідомляє рідини прискорення? Цією силою може бути лише різниця сил тиску рідини у широкій та вузькій частинах труби.

Рівняння Бернуллі показує, що тиск поточної рідини або газу більший там, де швидкість менша, і тиск менший там, де швидкість течії більша. Цей начебто парадоксальний висновок підтверджується прямими дослідами.

Цього висновку вперше дійшов академік Петербурзької академії наук Данило Бернуллі у 1726 році і закон тепер носить його ім'я.

Він залишається у силі руху рідини й у газів, не обмеженого стінками труби,- у вільному потоці рідини.

ІСТОРИЧНИЙ ДОСВІД ОТТО ФОН ГЕРИЦІ (1654 РІК)

До висновку про існування атмосферного тиску німецький фізик Отто фон Геріке (1602-1686) дійшов незалежно від Торрічеллі (про досліди якого він дізнався із запізненням на дев'ять років). Відкачуючи якось повітря з тонкостінної металевої кулі, Геріке раптом побачив, як ця куля сплющилася. Розмірковуючи над причиною аварії, він зрозумів, що розплющення кулі відбулося під дією тиску навколишнього повітря.

Відкривши атмосферний тиск, Геріке побудував біля фасаду свого будинку в Магдебурзі водяний барометр, в якому на поверхні рідини плавала фігурка у вигляді чоловічка, що вказує на ділення, нанесені на склі.

У 1654 р. Герике, бажаючи переконати всіх у існуванні атмосферного тиску, зробив знаменитий досвід із «магдебурзькими півкулями». На демонстрації досвіду були присутні імператор Фердинанд III та члени Регенсбурзького рейхстагу. У їх присутності із порожнини між двома складеними разом металевими півкулями викачали повітря. При цьому сили атмосферного тиску так сильно притиснули ці півкулі один до одного, що їх не змогли роз'єднати кілька пар коней. вакуум. Півкулі притискає один до одного не що інше як атмосферний тиск, і ця сила настільки велика, що відірвати півкулі одна від одної не може навіть така пристойна упряж.

ВОДЯНИЙ БАРОМЕТР ПАСКАЛЯ (1646 г)

Досліди Торрічеллі зацікавили багатьох учених – його сучасників. Коли про них дізнався фрацузький учений Блез Паскаль, він повторив їх із різними рідинами (олією, вином та водою).

На малюнку зображений водяний барометр, створений Паскалем в 1646 р. Стовп води, що врівноважує тиск атмосфери, виявився набагато вищим за стовп ртуті. Він виявився рівним 10,3 метра.

ЗАВАЖЛИВІ ДОСВІДИ ПО АТМОСФЕРНОМУ ТИСКУ

Розглянемо низку дослідів, пов'язаних з дією атмосферного тиску.
Повітря має вагу:

За допомогою вакуумного насоса відкачаємо зі скляної колби повітря та врівноважимо колбу на важелях. Відкриємо краник і запустимо повітря в колбу, і ми бачимо, що рівновага ваги порушилася. Цей досвід переконливо показує, що повітря має вагу. Тому повітря чинить тиск на всі предмети поблизу Землі. Атмосферний тиск це тиск атмосфери на всі предмети, що знаходяться в ній, і Земну поверхню. Атмосферний тиск створюється гравітаційним тяжінням повітря до Землі та тепловим рухом молекули повітря.

Надування дитячої кульки відкачуванням повітря!?:

Чому при викачуванні повітря з-під дзвона насоса, що знаходиться на його тарілці, камера дитячої, повітряної кульки з добре зав'язаним відростком починає надуватися?

Відповідь: Усередині камери тиск постійно залишається постійним (атмосферний), а зовні зменшується. Внаслідок різниці тисків кулька «надувається».

Досвід із пробіркою із заткнутою гумовою пробкою:

Можна поставити аналогічний досвід із пробіркою із заткнутою гумовою пробкою. При відкачуванні повітря з-під дзвона пробка зі склянки вилітає? Чому? Відповідь: Пробка вилітає внаслідок різниці тисків: у колбі тиск атмосферний, а поза нею, під дзвоном, знижений.

Ще один досвід із пробірками:

Беремо дві такі пробірки, щоб одна з них могла вільно входити до іншої. У широку наллємо трохи води, а потім вставимо до неї коротку вузьку пробірку. Якщо тепер перевернути пробірки, ми побачимо, що вузька пробірка не впаде, а, навпаки, у міру витікання води підніматиметься вгору, втягуючись у широку пробірку.
Чому це відбувається?

Відповідь: Тиск усередині великої пробірки менший за зовнішній, внаслідок витікання води там організувався порожнеча, тому атмосферний тиск заганяє маленьку пробірку всередину великого.

Перевернута склянка:

Наповнимо звичайну склянку до країв водою. Накриємо його листком паперу, щільно прикривши його рукою, перевернемо вниз. Обережно приберемо руку, тримаючи склянку за дно. Вода не виливається. Чому це відбувається?

Відповідь: Воду утримує тиск повітря. Тиск повітря поширюється на всі боки однаково (за законом Паскаля), отже, і вгору теж. Папір служить тільки для того, щоб поверхня води залишалася абсолютно рівною.

Досвід із магдебурзькими півкулями:

Беремо дві саморобні залізні півкулі (діаметр 10 см.) Краї півкуль змастимо рідкою машинною олією, злегка притискаємо їх один до одного і відкачуємо за допомогою вакуумного насоса повітря. Закриємо краник і, як показано на фотографії, повісимо на них дві кілограмові гирю, півкулі не відриваються. Усередині півкулі повітря немає, або його мало, тому зовнішній атмосферний тиск їх щільно притискає один до одного і не дає їм розірватися. У 1654 році німецький фізик Отто фон Геріке, бажаючи переконати всіх у існуванні атмосферного тиску, зробив знаменитий досвід у Магдебурзі з подібними півкулями діаметром близько одного метра, де їх не змогли розірвати вісім пар коней. На честь цього знаменитого досвіду такі півкулі назвали "магдебурзькими півкулями".

Барометр Торрічеллі:

Беремо тонку скляну трубку, закриту з одного кінця, заповнюємо його з підсиненою водою (для променистої видимості) і після чого перевертаємо його і відкритим кінцем опускаємо у скляну ванну. При цьому деяка частина води виллється на чашку, доки не закриється горловина трубки і далі вода не виливається, оскільки його тримає атмосферний тиск.

Італійський математик і фізик Еванджеліста Торрічеллі вперше в 1643 поставив аналогічний досвід з ртуттю: стовп ртуті в трубці мав висоту, рівну приблизно 760мм. Такий пристрій згодом назвали ртутним барометром. Французький вчений Блез Паскаль в 1646 році проробив аналогічний досвід з водою, стовп води, що врівноважує тиск атмосфери, виявився набагато вищим за стовп ртуті. Він виявився рівним 10,3 метра.

На фотографії видно, як виповнюючи атмосферний тиск виготовити найпростішу автопійлку для птахів. Для цього достатньо якимось чином вертикально закріпити наповнену водою пластикову пляшку горловиною вниз і поставити знизу плоский посуд. Коли птахи будуть пити воду, вода з пляшки вилиться настільки, щоб закрити шийку пляшки.

Як працює шприц?

Як видно на фотографії, вода рухається за поршнем. Заганяє рідину у шприц атмосферний тиск.

Переносимо воду дірявим кухлем:

Чи можна перенести воду дірявим кухлем? Відповідаємо, та можна! Для цього досить чимось щільно закрити верх кухля і можна переносити воду, атмосферний тиск не дасть воді вилитися. Ми такий прилад для досвіду, як видно на фото, виготовили з порожньої консервної банки.

ПРОСТІ ДОСВІДИ ДОПОМАГАЮТЬ ЗРОЗУМІТИ, ЯК ДІЄ ЗАКОН БЕРНУЛЛІ:

Досвід 1:

Притискаємо тарілки та пелюстки відштовхуючи їх повітряним струменем!:

Коли продуємо повітря між тарілками та пелюстками замість того, щоб розходитися, вони притискаються один до одного. Це відбувається тому що між тарілками та пелюстками швидкість повітря збільшується, а тиск між ними зменшується порівняно з атмосферним. Ця різниця тисків і притискає їх.

Досвід 2: Паряча кулька:

ЕЯкщо в струмінь повітря покласти легку тенісну кульку, то вона "танцюватиме" в струмені, навіть якщо її розташувати злегка похило. Чому? Швидкість повітряного струменя, створюваного феном, велика, отже тиск у цій галузі низький. Швидкість повітря у всій кімнаті невелика, отже тиск – високий.

Досвід 3: Зіткнення двох корабликів:

Зопустимо два кораблики в одному напрямку. Вони почнуть зближуватися і зіткнуться.

Між бортами виходить водяний канал.

У вузькому місці між корабликами тиск виявляється нижчим, ніж у просторі навколо них, більш високий тиск навколишньої води зближує їх і зіштовхує.

Історична довідка:Саме закон Бернуллі дозволив зрозуміти, чому в 1912 році невеликий броненосний крейсер "Гаук", проходячи повз найбільший корабль у світі "Олімпік", коли кораблі прийняли становище, як показано на малюнку, ніби підкоряючись якійсь невидимій силі, "Гаук" несподівано повернувся носом до "Олімпіка", і не слухаючись керма, рушив прямо на нього і зробив у борту "Олімпіка" велику пробоїну. Цього ж року затонув двійник "Олімпіка" - "Титанік", який не зміг уникнути зіткнення з айсбергом.

Як ви думаєте, що стало причиною аварії корабля? В даному випадку, між кораблями, що рухаються в одному напрямку, утворився канал з поточною в зворотну сторону водою. А в струмені води тиск менший, ніж навколо, в океані, що лежить у спокої. Величезна різниця тисків змусила легший корабель врізатися в "плавуче місто" "Олімпік", тому і "Титанік" не зміг уникнути зіткнення з айсбергом. Цей приклад показує, що Бернуллі проходить як на атмосфері, а й у море.

ВИСНОВОК

Ми живемо на дні величезного повітряного океану, який має назву атмосфера. Слово це («атмос» – повітря, «сфера» – куля) ввів у російську мову М.Ю. Ломоносів.

Якщо людина не відчуває тиск повітря, тому що зовнішнє та внутрішній тиск врівноважуються, значить тиск проявляє себе в ситуації, коли поряд тиску немає або воно дуже мало.

Ми зібрали великий історичний та теоретичний матеріал з атмосферного тиску. Проведено якісні експерименти, що підтвердили відомі властивості атмосферного тиску.

Проте ідея нашої роботи не навчитись вимірювати атмосферний тиск, а показати, що він існує. На промисловій основі випускається лише один прилад «Куля Паскаля» для демонстрацій закону поширення тиску всередині рідини та газів. Ми виготовили безліч простих приладів, що базуються на дії атмосферного тиску і показують існування атмосферного тиску. На підставах цих приладів можна ввести поняття атмосферного тиску і показати на цікавих дослідах дію атмосферного тиску.

Для виготовлення приладів не потрібні дефіцитні матеріали. Пристрої приладів гранично прості, розміри та параметри не вимагають особливої ​​точності, добре узгоджуються з наявними приладами кабінету фізики.

Результати нашої роботи можуть бути використані для демонстрації властивостей атмосферного тиску на уроках та гурткових-факультативних заняттях з фізики.

ЛІТЕРАТУРА

1. «Дослідно-експериментальна та практична спрямованість у викладанні фізики» Укладачі: К.А.Есмагамбетов; М.Г.Мукашев м. Актобе, 2002, 46стор.

2. К.А.Есмагамбетов «Оқитудиң үш өлшемдік әдістемелік жүйесі: експерименттік зерттеу мен нәтиже». Актобе, 2010. - 62 бет.

3. П.Л.Головін. Шкільний фізико-технічний гурток. М.: «Освіта»1991

4. С.А. Хорошавін. Фізико-технічне моделювання. М.: Просвітництво 1988. -207 стор.

5. Сучасний урок фізики у середній школі. За редакцією В.Г.Разумовського,

Л.С.Хижнякової М.: «Освіта» 1983 р. -224 стор.

6. Є.М. Горячкін. Лабораторна техніка та ремісничі прийоми.М.: «Освіта»

1969. -472 стор.

7. Журнал Фізика у школі №6 1984р. С.А.Хорошовін «Демонстраційний експеримент як джерело знань учнів» стор.56.

Навчався правознавству, математики та механіки в Лейпцигу, Єні та Лейдені. Якийсь час служив інженером у Швеції. З 1646 - бургомістр Магдебурга. У 1650 винайшов вакуумну відкачування і застосував свій винахід для вивчення властивостей вакууму та ролі повітря в процесі горіння та для дихання людини. В 1654 провів відомий експеримент з Магдебурзькими півкулями, який довів наявність тиску повітря; встановив пружність та вагомість повітря, здатність підтримувати горіння, проводити звук.

В 1657 винайшов водяний барометр, за допомогою якого в 1660 передбачив бурю, що насувається, за 2 години до її появи, таким чином, увійшовши в історію як один з перших метеорологів.

У 1663 винайшов один з перших електростатичних генераторів, що виробляють електрику тертям - куля із сірки, що натирається руками. У 1672 році виявив, що заряджений шар потріскує і світиться в темряві (першим спостерігав електролюмінесценцію). Крім того, їм виявили властивість електричного відштовхування однополярно заряджених предметів.

Наукова діяльність

Незважаючи на таку явну схильність до наукових занять, Отто фон Геріке ніколи не ухилявся від покладених на нього його рідним містом цивільних обов'язків і, прийнявши на себе почесну посаду бургомістра міста Магдебурга чи не в найнеясніший для країни час, був змушений постійно відлучатися для виконання різних дипломатичних доручень; якщо ще додамо, що на цій клопіткій посаді він був 32 роки, а раніше побував і в полоні, і на військовій службі, і займався будівництвом укріплень і мостів, то не можна не здивуватися тій наполегливості, з якою він у вільні дні і години вдавався улюбленим заняттям фізикою та такому значному числу винаходів та нових дослідів, якими він збагатив науку та докладний опис яких залишив у своїй знаменитій книзі: "Ottonis de Guericke Experivmenta Nova (ut vacantus) Magdeburgica".

Як фізик, Герике був передусім експериментатором, цілком розумів наукове значення досвіду, що у час можна вважати ознакою геніальності. У 17 столітті ще дуже важко було відмовитися від схоластичного напрямку, так довго панував у науці і привчити свій розум до самостійної оцінки явищ, що спостерігаються. Між вченими мало хто міг сказати як Герике:

Експерименти з вакуумом

Не знаючи ще нічого про винахід ртутного барометра (1643 рік) і про так звану торрічеллієву порожнечу, Геріке наполегливо прагнув зруйнувати шляхом досвіду старовинну філософську суперечку про порожній простір. І ось, близько 1650 року результатом цієї наполегливості є винахід повітряного насоса.

Геріке, як відомо, спочатку не вважав за можливе викачувати повітря безпосередньо і хотів утворити порожній простір у герметично закритій бочці за допомогою видалення води, що наповнювала її. З цією метою він до дна бочки приробив насос, думаючи, що тільки при такому розташуванні приладу вода слідуватиме за поршнем насоса внаслідок своєї тяжкості. Звідси бачимо, що спочатку Геріку не було ще певного поняття про атмосферний тиск і взагалі про пружність повітря. Коли ця перша спроба не вдалася, так як у порожнечу, що утворюється, крізь щілини і пори бочки проникало з шипінням зовнішнє повітря, Геріке спробував помістити свою бочку в іншу, теж наповнену водою, припускаючи цим способом захистити порожнечу від повітря, що спрямовується в неї. Але й цього разу досвід виявився невдалим, бо вода із зовнішньої бочки під впливом атмосферного тиску протікала крізь пори у внутрішню та наповнювала порожнечу. Тоді, нарешті, Геріке наважився прикласти насос до безпосереднього викачування повітря з мідної кулястої судини, все ще дотримуючись свого хибного припущення, що і повітря, подібно до води, може слідувати за поршнем насоса тільки завдяки своїй тяжкості, тому і тепер насос був пригвинчений внизу судини і розташований вертикально. Результат викачування був зовсім несподіваним і налякав усіх присутніх: мідна куля не витримала зовнішнього тиску і з тріском була скомкана і сплющена. Це змусило Геріке готувати для наступних дослідів резервуари міцніші та правильнішої форми. Незручне розташування насоса незабаром змусило Геріке влаштувати спеціальний для всього приладу триніжок і приробити до поршня важіль; таким чином було влаштовано перший повітряний насос, названий автором Antlia pneumatica. Звичайно, прилад був ще дуже далекий від досконалості і вимагав не менше трьох осіб для маніпуляцій з поршнем і кранами, зануреними у воду, для кращої ізоляції порожнечі, що утворюється, від зовнішнього повітря.

Навчався правознавству, математики та механіки в Лейпцигу, Єні та Лейдені. Якийсь час служив інженером у Швеції. З 1646 - бургомістр Магдебурга. У 1650 винайшов вакуумну відкачування і застосував свій винахід для вивчення властивостей вакууму та ролі повітря в процесі горіння та для дихання людини. В 1654 провів відомий експеримент з Магдебурзькими півкулями, який довів наявність тиску повітря; встановив пружність та вагомість повітря, здатність підтримувати горіння, проводити звук.

В 1657 винайшов водяний барометр, за допомогою якого в 1660 передбачив бурю, що насувається, за 2 години до її появи, таким чином, увійшовши в історію як один з перших метеорологів.

У 1663 винайшов один з перших електростатичних генераторів, що виробляють електрику тертям - куля із сірки, що натирається руками. У 1672 році виявив, що заряджений шар потріскує і світиться в темряві (першим спостерігав електролюмінесценцію). Крім того, їм виявили властивість електричного відштовхування однополярно заряджених предметів.

Наукова діяльність

Незважаючи на таку явну схильність до наукових занять, Отто фон Геріке ніколи не ухилявся від покладених на нього його рідним містом цивільних обов'язків і, прийнявши на себе почесну посаду бургомістра міста Магдебурга чи не в найнеясніший для країни час, був змушений постійно відлучатися для виконання різних дипломатичних доручень; якщо ще додамо, що на цій клопіткій посаді він був 32 роки, а раніше побував і в полоні, і на військовій службі, і займався будівництвом укріплень і мостів, то не можна не здивуватися тій наполегливості, з якою він у вільні дні і години вдавався улюбленим заняттям фізикою та такому значному числу винаходів та нових дослідів, якими він збагатив науку та докладний опис яких залишив у своїй знаменитій книзі: "Ottonis de Guericke Experivmenta Nova (ut vacantus) Magdeburgica".

Як фізик, Герике був передусім експериментатором, цілком розумів наукове значення досвіду, що у час можна вважати ознакою геніальності. У 17 столітті ще дуже важко було відмовитися від схоластичного напрямку, так довго панував у науці і привчити свій розум до самостійної оцінки явищ, що спостерігаються. Між вченими мало хто міг сказати як Герике:

Експерименти з вакуумом

Не знаючи ще нічого про винахід ртутного барометра (1643 рік) і про так звану торрічеллієву порожнечу, Геріке наполегливо прагнув зруйнувати шляхом досвіду старовинну філософську суперечку про порожній простір. І ось, близько 1650 року результатом цієї наполегливості є винахід повітряного насоса.

Геріке, як відомо, спочатку не вважав за можливе викачувати повітря безпосередньо і хотів утворити порожній простір у герметично закритій бочці за допомогою видалення води, що наповнювала її. З цією метою він до дна бочки приробив насос, думаючи, що тільки при такому розташуванні приладу вода слідуватиме за поршнем насоса внаслідок своєї тяжкості. Звідси бачимо, що спочатку Геріку не було ще певного поняття про атмосферний тиск і взагалі про пружність повітря. Коли ця перша спроба не вдалася, так як у порожнечу, що утворюється, крізь щілини і пори бочки проникало з шипінням зовнішнє повітря, Геріке спробував помістити свою бочку в іншу, теж наповнену водою, припускаючи цим способом захистити порожнечу від повітря, що спрямовується в неї. Але й цього разу досвід виявився невдалим, бо вода із зовнішньої бочки під впливом атмосферного тиску протікала крізь пори у внутрішню та наповнювала порожнечу. Тоді, нарешті, Геріке наважився прикласти насос до безпосереднього викачування повітря з мідної кулястої судини, все ще дотримуючись свого хибного припущення, що і повітря, подібно до води, може слідувати за поршнем насоса тільки завдяки своїй тяжкості, тому і тепер насос був пригвинчений внизу судини і розташований вертикально. Результат викачування був зовсім несподіваним і налякав усіх присутніх: мідна куля не витримала зовнішнього тиску і з тріском була скомкана і сплющена. Це змусило Геріке готувати для наступних дослідів резервуари міцніші та правильнішої форми. Незручне розташування насоса незабаром змусило Геріке влаштувати спеціальний для всього приладу триніжок і приробити до поршня важіль; таким чином було влаштовано перший повітряний насос, названий автором Antlia pneumatica. Звичайно, прилад був ще дуже далекий від досконалості і вимагав не менше трьох осіб для маніпуляцій з поршнем і кранами, зануреними у воду, для кращої ізоляції порожнечі, що утворюється, від зовнішнього повітря.

Роберт Бойль, який вніс у пневматичну машину значні удосконалення, вважав Отто фон Геріке її справжнім винахідником. І хоча Геріке на початку своїх досліджень помилково тлумачив дію свого приладу (тяжкістю, а не пружністю повітря, укладеного в резервуар), проте він, мабуть, добре розумів неможливість досягнення за допомогою повітряного насоса абсолютної порожнечі.

Герике слід вважати винахідником тільки повітряного насоса, що розріжує: нагнітальні насоси були відомі ще в давнину, і їх винахід приписується Ктезібію, який жив у II столітті до н. е. в Олександрія. Духові рушниці теж були вже відомі Геріке, проте до поняття про пружність повітря він прийшов тільки після влаштування свого насоса на основі багатьох дослідів. Очевидно, це питання, настільки елементарне сьогодні, для того часу треба вважати одним з найважчих, і встановлення закону Бойля - Маріотта близько 1676 року - одним з найважливіших завоювань людського розуму того часу.

Досвіди, які Геріке показував публічно зі своїми повітряними насосами, принесли йому гучну популярність. Різні високопосадовці навмисне заїжджали в Магдебург, щоб особисто переконатися у справедливості всіх цих новинок. Загальновідомий досвід із магдебурзькими півкулями був показаний 1654 року в Регенсбурзі під час Рейхстагу. Досвід довів наявність тиску повітря. Інші з його пневматичних дослідів і досі повторюються на шкільних уроках фізики та описані у підручниках.

Один з дослідів Геріке полягав у наступному: куля, наповнена повітрям, і інший, з якого повітря було попередньо викачане, повідомлялися за допомогою трубки; тоді повітря з першої кулі входило в порожню кулю з такою стрімкою швидкістю, що показувало Геріці схожість цього явища із земними бурями.

Досвід із щільно зав'язаним бичачим міхуром, який розбухає і нарешті розривається під дзвоном пневматичної машини, був також тоді придуманий для демонстрації пружності повітря. Усвідомивши собі якраз ці явища пружності, Геріке швидкими кроками пішов далі, і його висновки завжди відрізнялися суворо логічною послідовністю. Незабаром він став доводити, що так як повітря має вагу, то атмосфера сама на себе чинить тиск, і нижні шари повітря при поверхні землі, як найстисліші, повинні бути найбільш щільними. Для наочної демонстрації цієї відмінності пружності він вигадав такий чудовий досвід: куля, наповнена повітрям, замикалася за допомогою крана і переносилася на високу вежу; там при відкритті крана помічалося, що частина повітря виходить із кулі назовні; навпаки, якщо куля була наповнена повітрям і замкнена на висоті, а потім перенесена вниз, то повітря при відкритті крана прямувало всередину кулі. Геріке дуже добре розумів, що необхідною умовою переконливості цього досвіду була сталість температури, і він дбав про те, щоб куля, що переноситься з повітрям, була «однаково нагріта як внизу, так і на вершині вежі». На підставі подібних дослідів він дійшов висновку, що «вага відомого обсягу повітря є чимось досить відносним», оскільки вага ця залежить від висоти над поверхнею землі. Результатом всіх цих міркувань було пристрій «манометра», тобто «приладу, призначеного для вимірювання відмінності в густині або у вазі, даного обсягу повітря». Нині ми цим терміном називаємо прилад, який слугує для вимірювання пружності (тиску) газів у міліметрах ртутного стовпа. Приладу Геріці Роберт Бойль, який докладно його описав, дав назву «статичного барометра», або «бароскопа», яке збережено за ним і в наш час. Прилад цей, заснований на законі Архімеда, складається з великої порожньої кулі, врівноваженої за допомогою коромисла терезів гіркою малих розмірів. У бароскопі Геріке м'яч мав у діаметрі близько 3 метрів. Він був вперше описаний у листі Геріке до Каспара Шотта () у 1661 році.

Водяний барометр

Раніше, близько 1657 року, Геріке влаштував свій грандіозний водяний барометр. Під час перебування в Регенсбурзі в 1654 він дізнався (від одного ченця, Магнуса) про досліди Торрічеллі. Можливо, що ця важлива звістка спонукала його зайнятися тим самим питанням, а може бути він і самостійним шляхом прийшов до винаходу свого водяного барометра, пристрій якого був тісно пов'язаний з колишніми пневматичними дослідами. Як би там не було, цей прилад вже існував у 1657 році, оскільки є вказівки, що з цього часу спостерігалася залежність його показань від стану погоди. Він складався з довгої (20 магд. ліктів) мідної трубки, прикріпленої до зовнішньої стінки триповерхового будинку Геріке. Нижній кінець трубки був занурений у посудину з водою, а верхній, доповнений скляною трубкою, був забезпечений краном і міг бути з'єднаний з повітряним насосом. При викачуванні повітря вода піднялася у трубці до висоти 19 ліктів; тоді кран був закритий і барометр роз'єднувався з насосом. Незабаром за допомогою цього приладу Геріке виявив, що атмосферний тиск постійно змінюється, чому він і назвав свій барометр словами Semper vivum. Потім, помітивши співвідношення між висотою води у трубці та станом погоди, він назвав його Wettermannchen. Для більшого ефекту на поверхні води у скляній трубці був поплавець, що мав вигляд людської фігурки з протягнутою рукою, яка вказувала на таблицю з написами, що відповідають різним станам погоди; вся решта приладу була навмисне замаскована дерев'яною обшивкою. У своїй книзі Геріке дав своєму барометру назву Anemoscopium. У 1660 він привів всіх жителів Магдебурга в крайнє обурення, передбачивши сильну бурю за 2 години до її початку.

Вивчення ролі повітря в процесі горіння та передачі звуку

Вибравши предметом своїх досліджень повітря, Геріке намагався довести досвідченим шляхом необхідність його співучасті таких явищах, як передача звуку на відстань і горіння. Їм був придуманий відомий досвід із дзвіночком під ковпаком повітряного насоса, а в питанні про горіння він значно випередив сучасних йому філософів, які мали про це явище найнеясніші уявлення. Так, наприклад, Рене Декарт в 1644 намагався довести шляхом міркування, що лампа може горіти в герметично закритому просторі скільки завгодно довго.

Переконавшись, що свічка не може горіти в резервуарі, з якого викачано повітря, Геріке довів за допомогою спеціально для цієї мети влаштованого приладу, що полум'я пожирає повітря, тобто деяка частина повітря (на його думку, близько 1/10) знищується горінням. Згадаймо, що в цю епоху ще жодних хімічних відомостей не було, і про склад повітря ніхто ще не мав уявлення; Не дивно тому, що і Геріке не міг пояснити факту поглинання частини повітря при горінні і говорив тільки, що полум'я псує повітря, тому що його свічка гасла в закритому просторі порівняно скоро. У всякому разі, він був набагато ближчим до істини, ніж ті хіміки 17 століття, які створили гіпотезу флогістону.

Вивчення дії теплоти у повітря

Геріке займався також вивченням дії теплоти на повітря, і хоча у влаштування свого повітряного термометра він не вніс жодних суттєвих удосконалень порівняно з відомими тоді приладами (що мали в його час в Італії назву caloris mensor), проте ми можемо сміливо сказати, що він був першим за часом метеорологом. Не торкаючись спірного і, по суті, маловажного питання про винахід термометра, який найчастіше приписується Галілею, але також і Дреббелю та лікарю Санкторіусу, зазначимо лише, що первісна форма його була вкрай недосконала: по-перше, від того, що на показання приладу впливала не лише температура, а й атмосферний тиск, а по-друге, внаслідок відсутності певної одиниці (градусу) порівняння теплових ефектів.

Термометр (повітряний) на той час складався з резервуару з трубкою, зануреною відкритим кінцем у посудину з водою; рівень піднятої у трубці води змінювався, очевидно, залежно від температури повітря у резервуарі та від зовнішнього атмосферного тиску. Дивно, що і Геріке, якому цей останній вплив мало бути добре відомим, не звертав на нього уваги, принаймні у його термометрі цей вплив не усунуто. Сам прилад, призначений виключно для спостережень зміни температури зовнішнього повітря і тому подібно до барометра поміщений на зовнішній стіні будинку, складався з Сифонної (металевої) трубки, наповненої приблизно до половини спиртом; один кінець трубки повідомлявся з великою кулею, що містить повітря, інший був відкритий і укладав поплавець, від якого йшла нитка через блок; на кінці нитки вільно гойдалася в повітрі дерев'яна фігурка, що вказує рукою на шкалу з 7 поділами. Всі подробиці приладу, крім кулі, на якій красувався напис Perpetuum mobile, фігурки та шкали, теж були закриті дошками. Крайні точки на шкалі були відзначені словами: magnus frigus та magnus calor. Середня риса мала особливе значення, так би мовити, кліматичне: вона мала відповідати тій температурі повітря, за якої в Магдебурзі з'являються перші осінні нічні морози.

Звідси можемо зробити висновок, що хоча перші спроби відзначити 0° на шкалі термометра належав знаменитій в історії досвідченої фізики Флорентійської академії (Del Cimento), але й Геріке розумів, наскільки важливо і необхідно мати на термометричній шкалі хоча б одну постійну точку, і, як ми бачимо, намагався зробити в цьому напрямку новий крок уперед, обравши для регулювання свого термометра довільну межу, що відповідає першим осіннім морозам.

Вивчення електрики

Переходимо тепер до іншої області фізики, в якій ім'я Геріке користується також цілком заслуженою популярністю. Ми говоримо про електрику, яка в той час, покликана, так би мовити, до життя досвідченими дослідженнями Гільберта, представляла у вигляді кількох уривчастих фактів лише нікчемний і нікого не цікавий зародок тієї грандіозної сили, якій судилося завоювати увагу всього цивілізованого світу і обплутати земну кулю мережею своїх провідників.

Отто фон Герике називають іноді лише дотепним винахідником фізичних приладів, які прагнуть прославитися серед сучасників своїми грандіозними дослідами і мало піклуються про прогрес науки. Але Фердинанд Розенбергер (1845-1899) у своїй «Історії фізики» цілком справедливо зауважує, що такий закид позбавлений будь-якої підстави, бо Геріке зовсім не мав виняткової мети дивувати публіку. Він завжди керувався суто науковими інтересами та виводив зі своїх досвідів не фантастичні ідеї, а справжні наукові висновки. Найкращим доказом цього є його експериментальні дослідження явищ статичної електрики, якими в цей час - повторюємо - ще мало хто цікавився.

Бажаючи повторити і перевірити досліди Гільберта, Геріке винайшов прилад для отримання електричного стану, який якщо і не може бути названий електричною машиною в цьому значенні цього слова, тому що в ньому не вистачало конденсатора для збирання електрики, що розвивається тертям, то все ж таки послужив прототипом для всіх пізніх електричних відкриттів, що влаштовуються. Сюди насамперед слід віднести відкриття електричного відштовхування, яке було невідоме Гільберту.

Для розвитку електричного стану Геріке приготував досить велику кулю із сірки, яка за допомогою просунутої наскрізь осі приводилася в обертання і натирається сухою рукою. Наелектризувавши цю кулю, Геріке помітив, що тіла, що притягуються кулею, після дотику відштовхуються; потім він помітив ще, що пушинка, що вільно носиться в повітрі, притягнута і потім відштовхнута від кулі, притягується іншими тілами. Геріке довів також, що електричний стан передається по нитці (лляній); але при цьому, не знаючи ще нічого про ізолятори, довжину нитки він брав тільки в один лікоть і міг надавати їй лише вертикальне розташування. Він перший спостерігав на своїй сірчаній кулі електричне свічення у темряві, але іскри не отримав; він чув також «у сірчаній кулі» слабкий тріск, коли підносив його близько до вуха, але не знав, чого це приписати.

Вивчення магнетизму

У сфері магнетизму Герике зроблено також кілька нових спостережень. Він виявив, що залізні вертикальні прути у віконних ґратах намагнічуються самі собою, уявляючи вгорі північні, а внизу південні полюси, і показав, що можна трохи намагнітити залізну смугу, розташувавши її в напрямку меридіана і вдаряючи по ній молотком.

Вишукування в галузі астрономії

Також займався астрономією. Був прихильником геліоцентричної системи. Розробив свою космологічну систему, що відрізнялася від системи Коперника, припущенням про наявність нескінченного простору, в якому розподілені нерухомі зірки. Вважав, що космічний простір є порожнім, але між небесними тілами діють далекосяжні сили, що регулюють їхній рух.

У філателії

Марка Німеччини 1936 рік

Марка НДР 1977 рік

Марка НДР 1969 рік

Марка Німеччини 2002

Німецький фізик, інженер та філософ Отто фон Геріке народився у Магдебурзі 20 листопада 1602 року. Після закінчення міського училища він продовжив навчання в університетах Лейпцига, Хельмштадта, Єни та Лейдена.

Якийсь час служив інженером у Швеції. Особливо його цікавила фізика, прикладна математика, механіка та фортифікація. Юність Геріке припала на початок жорстокої Тридцятирічної війни. Як стратегічно важливий центр східної Німеччини Магдебург неодноразово переходив із рук у руки, а 1631 року був майже повністю зруйнований. Герике, як члену міської ради, довелося у роки проявити як видатні інженерні, а й неабиякі дипломатичні здібності. За заслуги у захисті та відновленні Магдебурга у 1646 році він був обраний бургомістром міста та обіймав цю посаду протягом 30 років.

Будучи далеко не кабінетним вченим, Геріке протягом усього життя цікавився природничими науками. Для перевірки постулату Аристотеля – природа не терпить порожнеч – він винайшов повітряний насос, за допомогою якого у 1654 році здійснив свій знаменитий досвід із магдебурзькими півкулями. Для виконання досвіду було виготовлено дві мідні півкулі діаметром 14 дюймів (35,6 см), одна з яких була забезпечена трубкою для відкачування повітря. Ці півкулі склали разом, а поміж ними помістили шкіряне кільце, просякнуте розплавленим воском. Потім за допомогою насоса відкачали повітря із порожнини, що утворилася між півкулями. На кожній з півкуль були залізні кільця, в які були запряжені дві упряжки коней. У 1654 року, в Регенсбурзі, фон Герике продемонстрував експеримент Рейхстагу у присутності імператора Фердинанда III. Після викачування зі сфери повітря, 16 коней, по 8 з кожного боку, не змогли розірвати півкулі, проте, коли всередину півкуль впустили повітря, вони розпалися без зусиль. Невідомо, чи використовувалися коні з обох боків для більшої видовищності або з незнання самого фізика, адже можна було замінити половину коней нерухомим кріпленням, без втрати сили на півкулі. У 1656 Геріке повторював експеримент у Магдебурзі, а 1663 у Берліні з 24 кіньми. Відповідно до пізніших розрахунків, для подолання зусилля необхідно було впрягти 13 сильних ломових коней з кожного боку.

Рисунок Гаспара Шотта «Магдебурзькі півкулі».

Досвід із магдебурзькими півкулями довів наявність атмосферного тиску і досі викладається у курсах загальної фізики у всьому світі. Оригінальні півкулі та насос зберігаються у Німецькому музеї у Мюнхені. Розвиваючи цю тему, в 1660 Геріке побудував перший водяний барометр і використав його для метеорологічних спостережень, винайшов гігрометр, сконструював повітряний термометр, манометр.

Коло інтересів Геріке, однак, не обмежилося цим розділом фізики. У 1660 році він створив одну з перших електростатичних машин - кулю із сірки розміром з м'яч середньої величини, насаджену на залізну вісь. Обертаючи кулю і натираючи її долонями, Геріке отримував електрику. За допомогою цього приладу він вивчав електричні явища: виявив електростатичне відштовхування, електричне світіння (наелектризована сірчана куля світилася у темряві).

Численні фізичні досліди ще за життя принесли вченому визнання та шанобливе прізвисько німецького Галілея. Займаючись астрономією, він висловив думку, що комети можуть повертатися. Геріке встановив також пружність та вагомість повітря, його здатність підтримувати горіння та дихання, проводити звук. Доказав наявність у повітрі пари води. В 1666 першим серед учених він був удостоєний дворянського звання і став іменуватися Отто фон Геріке. Помер учений у Гамбурзі 11 травня 1686 року.

Досвід із магдебурзькими півкулями так вразив сучасників, що герцоги Брауншвейг-Вольфенбюттельські використовували його зображення на пам'ятних талерах 1702 як алегорії. Правили з 1685 разом, два брати-герцога посварилися. Антон Ульріх приревнував свою дружину Єлизавету Юліану Гольштейн-Норбурзьку до Рудольфа Августа, що призвело до їхнього розриву. У березні 1702 року Антон Ульріх був відхилений від влади і втік до Саксен-Гота. З цього приводу було випущено так званий "люфтпумпенталер" - талер з повітряним насосом. На його аверсі зображено двох коней, що марно розривають магдебурзькі півкулі. Півсфери, що зчепилися, - символ нерозривного союзу двох брауншвейгських правителів. На реверсі - без жодних зусиль дві півкулі розвалюються, тому що жіноча рука відкрила на них вентиль, і всередину потрапило повітря. Палацову сварку гравер ілюстрував за допомогою фізичних приладів. Після смерті Рудольфа Августа в 1704 році Антон Ульріх повернувся до правління.

Брауншвейг-Вольфенбюттель. Рудольф Август та Антон Ульріх, 1685-1704. Люфтпумпенталер, 1702, Гослар. На честь братньої єдності. 29,36 р. Аверс: два коні марно розривають магдебурзькі півкулі з абревіатурою RAV, за ними символ цнотливості єдиноріг і орел з блискавками в лапах, напис QVOD VI NON POTVIT (що не могли змусити). Реверс: на п'єдесталі дві розкриті півкулі та жіноча рука, що відкриває вентиль, вище стрічка з текстом DISIECTVM EST ARTE MINISTRA (розсіяно штучно).

Брауншвейг-Вольфенбюттель. Рудольф Август та Антон Ульріх, 1685-1704. Люфтпумпенталер, 1702, Гослар. На честь братньої єдності. Аверс: два коні марно розривають магдебурзькі півкулі з абревіатурою RAV, позаду них єдиноріг і блискавки, що б'ють із хмари, напис NON VI (не насильством). Реверс: на п'єдесталі дві розкриті півкулі та жіноча рука, що відкриває вентиль, вище стрічка з текстом SED ARTE (але мистецтвом).

До 375-річчя народження Отто фон Геріке в НДР було викарбувано пам'ятну монету номіналом 10 марок.

НДР. 10 марок, 1977. 375-річчя народження Отто фон Геріке. Ag 500; 31 мм; 17 р. Тираж: 49 434 штук.

НДР. 10 марок, 1977. 375-річчя народження Отто фон Геріке. З написом "Проба". Ag 500; 31 мм; 17 р. Тираж: 6 000 штук.

До 250-х роковин смерті Отто фон Геріке в Третьому Рейху була викарбувана пам'ятна медаль і випущена поштова марка.

Бронзова медаль, 1936. 250-ті роковини смерті Отто фон Геріке. 97 мм. Гравер: Рудольф Босселт (1874–1938). Аверс: бюст Геріке; реверс: герб Магдебурга та напис "Ehrengabe der Stadt Magdeburg" (Почесний дар міста Магдебурга).

Третій рейх. Поштова марка, 1936. 250-і роковини смерті Отто фон Геріке.

У НДР і ФРН також випускалися поштові марки, присвячені Отто фон Геріке та його винаходу.

НДР. Поштова марка, 1969. Досвід із магдебурзькими півкулями.

НДР. Поштова марка, 1977. 375-річчя народження Отто фон Геріке.

Німеччина. Поштова марка, 2002. 400-річчя народження Отто фон Геріке.

Отто фон Геріке(нім. Otto von Guericke; 1602, Магдебург – 1686, Гамбург) – німецький фізик, інженер і філософ.

Навчався правознавству, математики та механіки в Лейпцигу, Єні та Лейдені. Якийсь час служив інженером у Швеції. З 1646 - бургомістр Магдебурга. В 1650 винайшов вакуумну відкачування і застосував свій винахід для вивчення властивостей вакууму і ролі повітря в процесі горіння і для дихання людини. В 1654 провів відомий експеримент з Магдебурзькими півкулями, який довів наявність тиску повітря; встановив пружність та вагомість повітря, здатність підтримувати горіння, проводити звук.

В 1657 винайшов водяний барометр, за допомогою якого в 1660 передбачив бурю, що насувається, за 2 години до її появи, таким чином, увійшовши в історію як один з перших метеорологів.

У 1663 році винайшов один з перших електростатичних генераторів, що виробляють електрику тертям - куля із сірки, що натирається руками. У 1672 році виявив, що заряджений шар потріскує і світиться в темряві (першим спостерігав електролюмінесценцію). Крім того, їм виявили властивість електричного відштовхування однополярно заряджених предметів.

Життєпис

Отто фон Герике народився сім'ї заможних магдебурзьких городян. В 1617 вступив на факультет вільних мистецтв Лейпцизького університету, але в 1619, у зв'язку з початком Тридцятирічної війни, змушений був перейти в Гельмштедтський університет, де провчився кілька тижнів. Потім з 1621 по 1623 рік студіював юриспруденцію в Єнському університеті, а з 1623 по 1624 вивчав точні науки і фортифікаційне мистецтво в Лейденському університеті. Закінчив своє навчання дев'ятимісячною освітньою подорожжю до Англії та Франції. У листопаді 1625 повернувся до Магдебурга, а наступного року одружився з Маргаритою Алеман і був обраний в колегіальну раду міського магістрату, членом якої залишався до похилого віку. Як чиновник відповідав за будівництво, а у 1629 та 1630-1631 роках – ще й за оборону міста.

Хоч сам Геріке не поділяв симпатій жителів Магдебурга до шведського короля-протестанта Густава II Адольфа, коли в травні війська Католицької ліги під проводом Йоганна Церкласа Тіллі взяли штурмом і знищили місто, він втратив своє майно і, мало не загинув, під Звідти завдяки посередництву князя Людвіга Ангальт-Кетенського його викупили за триста талерів. Переїхавши з сім'єю до Ерфурта, Геріке став фортифікаційним інженером на службі у Густава II Адольфа (перебував на посаді до 1636-го).

У лютому 1632-го вся сім'я Геріке повернулася до Магдебурга. Наступні десять років фон Геріке здійснював відновлення міста, знищеного пожежею 1631 року. Відбудував також своє житло. За шведської, а з 1636-го - саксонської влади він брав участь у громадських справах Магдебурга. В 1641 став міським скарбником, а в 1646 - бургомістром. Цю посаду він обіймав тридцять років. У вересні 1642-го Геріке розпочав досить небезпечну та слизьку дипломатичну діяльність (тривала до 1663-го), поїхавши до двору саксонського курфюрста в Дрездені, щоб там домагатися пом'якшення жорсткого саксонського військового режиму у Магдебурзі. Брав участь, зокрема, у висновку Вестфальського миру, у роботі de Конгресі з виконання миру в Нюрнберзі (1649-1650) та у розпуску de Регенсбурзького райхстагу (1653-1654). На цьому розпуску збіглися наукові та дипломатичні інтереси Геріке. На запрошення він показав кілька своїх експериментів перед вищими сановниками Священної Римської імперії, один з яких, архієпископ de Йоганн Філіп фон Шонборн, купив один з апаратів Геріке і направив до єзуїтського колегіуму у Вюрцбурзі. Професор філософії та математики цього закладу Каспар Шотт зацікавився новинкою і з 1656 став регулярно переписуватися з Отто фон Геріке. В результаті той вперше опублікував свою наукову працю в додатку до книги Шотта Mechanica Hydraulico-pneumatica, що вийшла 1657 року. У 1664-му Шотт випустив у Вюрцбурзі книгу Techica curiosa, яка містила інформацію про досліди Геріке. За рік до того сам Геріке приготував до друку рукопис своєї фундаментальної праці - Experimenta Nova (ut vocantur) Magdeburgica de Vacuo Spatio, але в друк вона вийшла в 1672 в Амстердамі.