题目列表(包括答案和解析)
托里拆利 |
托里拆利(Evangelista Torricelli,1608~1647)意大利物理学家、数学家。1608年10月15日出生于贵族家庭,幼年时表现出数学才能,20岁时到罗马在伽利略早年的学生B.卡斯提利指导下学习数学,毕业后成为他的秘书。1641年写了第一篇论文《论自由坠落物体的运动》,发展了伽利略关于运动的想法。经卡斯提利推荐做了伽利略的助手,伽利略去世后接替伽利略作了宫廷数学家,1647年10月25日(39岁)过早去世。 当时罗马、佛罗伦萨的学者们热烈讨论着自然的本性是否“厌恶真空”和如何解释矿井中的水泵只能把水提到18肘(10.5米)高的问题。伽利略虽做过称量空气的实验,证明空气有重量,但仍认为可能有一种“真空阻力”。意大利学者G.B.巴利安尼1630年写信给伽利略,提出可能存在大气压力的假设。1644年,托里拆利和伽利略的另一位学生维维安尼在一起进行实验研究,他们用汞代替水进行实验,认为比水重14倍的汞大约只能升起水柱的1/14。将玻璃管装满汞后倒置于盛汞容器中,玻璃管上端就获得“托里拆利真空”。与此管对比的还有另一个上面带圆玻璃泡的玻璃管,托里拆利原来猜想容积大的真空应有较大的“真空阻力”,但两管的水银柱却等高。在1644年他给罗马M.里奇的信中说:“我们是生活在大气组成的海底之下的。实验证明它的确有重量……”“我们看到:一个真空的空间形成了……它是外在的并且是来自外界的”“它们的设计不仅要造出真空,而且要造出可以指明气压变化的仪器。”这一实验之所以能率先在意大利做成功,还因为罗马和佛罗伦萨在当时的吹制玻璃器皿的技术最先进。这个实验传到西欧后随即引起了帕斯卡、盖利克等人对大气压的研究热潮。 托里拆利在流体力学方面的贡献是提出了关于液体从小孔射流的定理:在充水容器中,水面下小孔流出的水,其速度和小孔到液面的高度平方根以及重力加速度的2倍(2g)的平方根成正比(托里拆利定理)。他还解释过风的成因起源于空气的密度与温度差。 在静力学方面,托里拆利发现:一个物体系统,当其重心处在最低位置时,发生小位移时重心下降,系统才是稳定的。此外,他在磨制精良透镜和将伽利略气体温度计改为液体温度计方面也获得成功。 托里拆利特别强调处理力学问题时数学与实验的重要性。 选自:《物理教师手册》 |
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大气压发现的历史17世纪以前的哲学家都认为自然界不存在真空,即所谓“自然界厌恶真空”.对于抽水机能把水抽上来,认为是活塞上升后,水要立即填满活塞原来占据的空间,以阻止真空的形成.
在17世纪中叶,著名意大利物理学家伽利略听到一个奇特的事实:一台抽水机至多能把水抽到10 m高,无论怎样改进抽水机,也不能把水抽得更高了.他想自然界害怕真空是有限度的,这个限度可以用水柱的高度量出来.不久他就去世了.对这个问题的研究由他的学生托里拆利继续进行.
托里拆利预料,因为水银的密度大约是水的14倍,如果用水银代替水,水银升起的高度应该是水升起高度的1/14.托里拆利设计了用水银柱检验这个预想的方案.1643年他的学生做了这个试验,结果证明了他的预想是正确的.在托里拆利试验中,玻璃管内水银面的上方就是真空.可见自然界是可以存在真空的.管内的水银柱是被大气压支持着的.托里拆利试验不但揭示了大气压的存在,而且测出了大气压的值.
托里拆利试验的消息传到法国,引起了科学家们的广泛兴趣.帕斯卡推论说:“如果水银柱是被大气压支持着的,那么在海拔较高的地方,水银柱应该较短”.1648年他的朋友沿多姆山山坡从山脚到山顶设立了若干观察站,每个站上装一个托里拆利气压计,结果发现水银柱的高度随高度的增加而减小,证明了帕斯卡推论的正确.
同一时期,德国的科学家格里克也进行了大气压强的试验研究,他做了一个水气压计,水能升高到他住房的第三层,格里克认为水的上升是大气压的作用.通过长期的观察,他还发现水柱高度的变化与天气有关,1660年他根据一次气压的突然下降,预报了一场大的风暴.
根据文中的描述回答问题:
(1)一台抽水机至多能把水抽到10 m高,这10 m高的水柱是由什么支持着?
(2)如果用水银代替水,水银升起的高度应该是水升起高度的1/14.托里拆利得出这一结论的根据是什么?
(3)从文中可以发现有哪些因素影响大气压的值?
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大气压发现的历史17世纪以前的哲学家都认为自然界不存在真空,即所谓“自然界厌恶真空”.对于抽水机能把水抽上来,认为是活塞上升后,水要立即填满活塞原来占据的空间,以阻止真空的形成.
在17世纪中叶,著名意大利物理学家伽利略听到一个奇特的事实:一台抽水机至多能把水抽到10m高,无论怎样改进抽水机,也不能把水抽得更高了.他想自然界害怕真空是有限度的,这个限度可以用水柱的高度量出来.不久他就去世了.对这个问题的研究由他的学生托里拆利继续进行.
托里拆利预料,因为水银的密度大约是水的14倍,如果用水银代替水,水银升起的高度应该是水升起高度的1/14.托里拆利设计了用水银柱检验这个预想的方案.1643年他的学生做了这个试验,结果证明了他的预想是正确的.在托里拆利试验中,玻璃管内水银面的上方就是真空,可见自然界是可以存在真空的.管内的水银柱是被大气压支持着的.托里拆利试验不但揭示了大气压的存在,而且测出了大气压的值.
托里拆利试验的消息传到法国,引起了科学家们的广泛兴趣.帕斯卡推论说,如果水银柱是被大气压支持着的,那么在海拔较高的地方,水银柱应该较短.1648年他的朋友沿多姆山山坡从山脚到山顶设立了若干观察站,每个站上装一个托里拆利气压计,结果发现水银柱的高度随高度的增加而减小,证明了帕斯卡推论的正确.
同一时期,德国的科学家格里克也进行了大气压强的试验研究,他做了一个水气压计,水能升高到他住房的第三层,格里克认为水的上升是大气压的作用.通过长期的观察,他还发现水柱高度的变化与天气有关,1660年他根据一次气压的突然下降,预报了一场大的风暴.
根据文中的描述回答问题:
(1)一台抽水机至多能把水抽到10 m高,这10 m高的水柱是由什么支持着?
(2)如果用水银代替水,水银升起的高度应该是水升起高度的1/14.托里拆利得出这一结论的根据是什么?
(3)从文中可以发现有哪些因素影响大气压的值?
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