История открытия атмосферного давления

Наши цели:
закрепление и углубление знаний по теме;
формирование научного мировоззрения через взаимосвязь явлений;
развить представления о мире и его причинно-следственных связях, развить навыки логического мышления, применять теоретические знания для решения практических задач;

Утверждение Аристотеля
До середины XVII века считалось непререкаемым утверждение древнегреческого ученого Аристотеля о том, что вода поднимается за поршнем насоса потому, что «природа боится пустоты»

Как было открыто атмосферное давление?
Однако утверждение, что «природа боится пустоты» привела в замешательство в 1638 году, когда не удалась затея герцога Тосканского украсить сады Флоренции фонтанами - вода не поднималась выше 10,3 м.

Замешательство Галилея
Недоумевающие строители обратились за помощью
к Галилею, который пошутил, что вероятно, природа
действительно не любит пустоты, но до определенного
предела. Великий ученый не смог
объяснить это явление.
И только ученик Галилея,
Торричелли после долгих
опытов, доказал, что
воздух имеет вес,
и давление атмосферы.
Галилео Галилей

В чем же была причина?
Поиски причин упрямства воды и опыты с более тяжелой жидкостью - ртутью, предпринятые в 1643 г. Торричелли, привели к открытию атмосферного давления.

Он взял стеклянную трубку длиной 1 метр, запаянную с одного конца, наполнил ее полностью ртутью и перевернул, опустив открытый конец в чашку со ртутью. К удивлению, из трубки вылилась лишь не большая часть ртути. В трубке остался столбик ртути высотой 76 см (760 мм). Торричелли утверждал, что столбик удерживается атмосферным давлением.
Объяснение опыта.
Опыт, подтверждающий существование атмосферного давления.

Атмосфера - воздушная оболочка Земли, высотой несколько тысяч километров.
Атмосферное давление — давление атмосферы на
все находящиеся в ней
предметы и Земную
поверхность. Атмосфер -
ное давление создаётся гравитационным притя -
жением воздуха к Земле.

Следствия из опыта.
Торричелли обнаружил, что высота столба ртути в его опыте не зависит ни от формы трубки, ни от ее наклона. На уровне моря высота ртутного столба всегда была около 760 мм.

Предположение Торричелли
Ученый предположил, что высота столба жидкости уравновешивается давлением воздуха. Зная высоту столба и плотность жидкости, можно определить величину давления атмосферы.

Подтверждение предположения Торричелли.
В 1648 г . опыт Блеза Паскаля на горе Пью-де-Дом доказал, что меньший столб воздуха оказывает меньшее давление.
Вследствие притяжения Земли и недостаточной скорости молекулы воздуха не могут покинуть околоземное пространство. Однако они не падают на поверхность Земли, а парят над ней, т.к. находятся в непрерывном тепловом движении.

ОТТО фон ГЕРИКЕ
Много и плодотворно изучением атмосферного давления, занимался Отто фон Герике – бургомистр города Магдебурга. В мае 1654 г. Он поставил опыт, который явился наглядным доказательством существования атмосферного давления.

Опыт «магдебурские полушария»
●Для опыта подготовили два металлических полушария ( одно с трубкой для откачивания воздуха ).
● Их сложили вместе, между ними поместили кожаное кольцо, пропитанное расплавленным воском
●С помощью насоса откачали воздух из полости, образовавшейся между полушариями. На каждом из полушарий имелось прочное железное кольцо.

Две восьмерки лошадей, впряженных в эти кольца, потянули в разные стороны, пытаясь разъединить полушария, но это им не удалось.
Когда внутрь полушарий впустили воздух, они распались без внешнего усилия. .

Интересно знать.
Магдебургские полушария есть у каждого человека: головки бедренных костей удерживаются в тазобедренном суставе атмосферным давлением.

Как мы пьем?
Втягивание ртом жидкости вызывает расширение грудной клетки и разрежение воздуха как в легких, так и во рту. Повышенное по сравнению с внутренним наружное атмосферное давление «вгоняет» туда часть жидкости. Так организм человека использует атмосферное давление.

Отто фон Герике (20.11.1602-11.05.1686) - немецкий физик. Родился в Магдебурге. В 1617-1623 годах учился в Лейпцигском, Гельмштадском, Йенском и Лейденском университетах. В 1646-1678 годах - бургомистр Магдебурга.
Изобрел воздушный насос и, усовершенствовав его, осуществил ряд опытов: продемонстрировал в 1654 году существование давления воздуха (опыт с "магдебургскими полушариями"), доказал его упругость, определил плотность, выяснил, что воздух является проводником звука, в пустоте звук не распространяется и т.п.
Построил также первый водяной барометр (1657) и использовал его для предсказания погоды, изобрел гигрометр, построил воздушный термометр, манометр (не позже 1662).
Герике изучал магнитные явления, заметил намагничивание длинных железных предметов, расположенных при ковке в меридиональном направлении.
Обратил внимание на уменьшение интенсивности света при отражении.
Автор трактата "Новые, так называемые магдебургские опыты с пустым пространством" (1672).
Использованная литература.
1. Ю.А. Храмов. "Физики". Биографический справочник., 1983.

Эванжелиста Торричелли (15.10.1608 - 25.10.1647) - итальянский физик и математик. Родился в Фаэнце. Учился в Риме у Б. Кастелли, друга и ученика Г. Галилея. В 1641 году переехал в Арчетри, где помогал Галилею. В 1642 году стал придворным математиком герцога Тосканского и профессором математики и физики Флорентийского университета.
Основные физические работы в области пневматики и механики. В 1643 году открыл атмосферное давление, нанеся удар сложившемуся мнению о том, что "природа боится пустоты" . Изобрел ртутный барометр (1644). переделав его в спиртовой термометр. Он первый объяснил ветер вариациями атмосферного давления.
В трактате "О движении свободно падающих и брошенных тел" (1641) Торричелли доказал постулат о равенстве скоростей тяжелых тел, падающих по наклонным плоскостям одинаковой высоты .
Достиг совершенства в конструировании микроскопов и шлифовании линз телескопов.
Использованная литература.
1. Ю.А. Храмов. "Физики". Биографический справочник., 1983.