一:“铜瓮雷鸣”实验
西汉刘安(前179~前122)在《淮南万毕术》中云:“铜瓮雷鸣。”其注日:“取沸汤置瓮中,坚塞之,内于井中,则作雷鸣,闻数十里。”意思是:把开水倒进铜瓮里(但勿倒满),将铜瓮密封后丢入井中,声似雷鸣,数十里也能听到。铜瓮怎能“雷鸣”?原因可能有两种:第一,铜瓮在下沉过程中,瓮内水面之上蒸气遇冷降温凝结,压强减低,水的沸点随之降低,水再次沸腾作响;第二,若瓮壁极薄,当瓮内压强降低时,受大气压加水压的作用,铜瓮向内破裂,造成爆炸,声似雷鸣。上述两种现象,都是通过空气冷凝的方法达到做功的目的。现中学用铁皮盒替代铜瓮演示上述第2种现象,实验时因条件限制不在水中而在空气中进行。若演示上述第1种现象,则是将烧瓶内水烧开后稍冷却,再在瓶外浇冷水降温减压来实现。
二:“虚管悬液”实验
唐代王冰注解《黄帝内经素问》时指出:“虚管溉满,捻上悬之,水固不泄,为无升气而不能降也。”意思是:用手指捏住空管的一端,将管中灌满水后倒过来,水不会从管中流出。因为外面的空气不能进入管中,所以管里的水不会流出来。
这就是“虚管悬液”实验,它证明了大气压强的存在。当管中充满水后,空气不能进入管中。将管倒过来,管内压强为水压,其值通常小于管外的大气压强,故水“悬”在管中。这个实验是从“瓶子倒水”实验演绎过来的。
早在南北朝的《关尹子》一书就已指出:“瓶有二窍,水实之则倒泻,开一则水不下,盖不升则水不降。”意思是:在密封的瓶上开两个小孔,瓶中灌满水,水就会从瓶中倒出。若只在瓶中开一个小孔,水是倒不出来的。因为此时空气不能在瓶中对流。很显然,上下两端开口的瓶子,下口上面压强为一个大气压加水压,下面压强是一个大气压,这种情况下水会从下口流光。但将瓶的上口封住时,水向下滴落一点点后,瓶内气体体积增大,压强减小,当瓶内气压减小量与瓶中水柱产生的压强相等时(有时只要水的下表面向外凸出一点点就行),水就不会流出来了。
该实验,常有教师在讲到大气压作用时,用“试管履行”来演示。
三:“瓶子喝水”实验
宋代俞琰(1258~1314)所写的《席上腐谈》一书:“剧烧片纸纳空瓶,急覆于银盆水中,水皆涌入瓶,而银瓶铿然有声,盖火气使之然也。又依法放入壮夫腹上,挈之不坠。”这段话的意思是:将剧烈燃烧着的纸片放入空瓶里,迅速把瓶倒扣在装有水的银盆中,水就会涌进瓶里,并且铿然有声。因为纸片的燃烧使瓶中空气减少,待瓶内空气冷却后压强降低的缘故。按这种办法把瓶扣在人腹上,瓶子会吸住腹肌而不坠落。很明显,纸在瓶中燃烧,瓶内空气膨胀,空气从瓶中“跑”掉一部分。把瓶扣在水中,氧气燃尽,火焰也就熄灭,此时瓶内温度降低,压强减小,瓶外空气压迫盆里的水涌入瓶中。记载中尽管没有说明这是大气压作用的缘故,但能指出“盖火气使之然”,这在当时已是了不起的事情。古代记载大气作功的实验有许多,还在先秦时期,我国就用“角法”(今“拔罐疗法”)治病了,可见“瓶子喝水”实验并不“年青”。当今人们选择泡菜坛子,先在坛外沟槽中倒水,然后把燃烧的纸片丢进坛中,盖上坛盖,看沟槽中水是否被吸入盖内或坛腹,以此判别坛子是否漏气。其检测原理就是“瓶子喝水”的实验原理。
四:“纸人共振”实验
北宋科学家沈括(1031~1095)在《梦溪笔谈》中指出:“欲知其应者,先调诸弦令声和,乃剪纸人加弦上,鼓其应弦,则纸人跃,他弦即不动。”沈括的意思是:要想知道某一根弦的应弦,可以先把各条弦的音(依五音声阶)调准,然后剪纸人放在这根弦上。这样一弹它的应弦,纸人就会跳动,弹其他弦,纸人则不动。
这就是著名的“纸人共振”实验。所谓共振,是指一个物体振动的时候,另一个物体也随着振动的现象。发生共振的两个物体,它们的固有频率一定相同或成简单的整数比。如弹动“哆”弦,别的“哆”弦也动,弹动“咪”弦,别的“咪”弦也动。其实,早在沈括以前,已经有人做过“瑟弦相应”实验,战国时庄子(前365~前286)在他的著作中就提到一个叫鲁遽的人:“为之调瑟,废(置)于一堂,废于一室,鼓官宫动,鼓角角动,音律同矣。”只不过“纸人共振”实验更为直观和有趣罢了。
五:“循烟燃烛”实验
姜岌在《续古文苑》一书中介绍了一个有趣的实验:“今燃一烛在上,一烛在下,灭下烛使烟相当,则上烛之炎,循烟而下,燃下烛矣。此类相从也。”意思是:现在让我们点燃两支蜡烛,一支放在上面,一支放在下面,将下烛的火焰吹灭,使它产生的烟雾(即蜡烛燃烧时产生的蜡蒸气)正好对着上烛的火焰。此时,上烛的火焰会沿下烛烟雾传递过来把下烛点燃。这是因为固态的蜡烛和气态的蜡蒸气都属于同一种物质。在中学物理实验活动课中,常演示“空中飞火”、“火外生枝”两个实验,它们是从“循烟燃烛”中派生出来的。
高一物理知识点牛顿运动定律
高一物理知识点曲线运动
2014高一物理知识点理解记忆口诀
高一物理知识点电场
高一物理知识点相互作用
高一物理重要知识点之相互作用
高一物理知识点力和物体的平衡
高一物理牛顿运动定律知识点归纳
2014高一物理知识点之力
高一物理知识点动量
高一物理知识点摩擦力公式大全
高一物理知识点机械能
知识点高一物理自由落体的公式
高一物理重要知识点力
高一物理知识点之曲线运动
2014高一物理相互作用知识点总结
知识点高一物理之曲线运动
高一物理知识点万有引力公式
高一物理知识点直线运动
新高一物理加速度公式大全知识点
知识点高一物理匀变速直线运动
高中高一物理电磁感应知识点总结
高一物理知识点机械能公式大全
高一物理知识点机械振动和机械波
高一物理知识点加速度公式大全
高一物理知识点曲线运动 万有引力
新高一物理质点的运动公式大全
2014高一物理摩擦力知识点总结
知识点高一物理万有引力与航天
精选高一物理知识点变加速度总结
不限 |
物理教案 |
物理课件 |
物理试题 |
不限 |
不限 |
上册 |
下册 |
不限 |
发布时间 |
下载量 |