馬德堡半球實驗

馬德堡半球實驗(德語:Magdeburger Halbkugeln，英語:Magdeburg hemisphere)，亦作馬格德堡半球，是1654年時，當時的馬德堡市長奧托·馮·格里克於神聖羅馬帝國的雷根斯堡(今德國雷根斯堡)進行的一項科學實驗，目的是證明大氣壓的存在。而此實驗也因格里克的職銜而被稱為"馬德堡半球"實驗。當年的進行實驗的兩個半球仍保存在慕尼黑的德意志博物館中。現實也有供教學用途的仿製品，用作示範氣壓的原理，它們的體積也比當年的半球小很多。若把半球的空間抽成真空，就需再用十六匹馬才能拉開。

馬德堡半球實驗
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目錄

基本信息

中文名稱：馬德堡半球實驗

外文名稱：Magdeburger Halbkugeln(德)/Magdeburg hemisphere(英)

實驗時間：1654.5.8

實驗者：奧托·馮·格里克

實驗目的：證明大氣壓強存在並且很大

實驗地點：雷根斯堡

實驗者

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奧托·馮·格里克(德語:Otto von Guericke，1602年11月20日~1686年5月11日)德國物理學家、政治家，出生在馬德堡貴族家庭，就讀於萊布尼茲和萊頓大學。他曾在軍隊中以工程師身份服役，曾於1646年~1676年間任馬德堡市市長。這時他一方面從政，一方面從事自然科學的研究。他於1650年發明了活塞式真空泵，並利用這一發明於1654年設計並進行了著名的馬德堡半球實驗。

事件起因

1654年，馬德堡市長奧托·馮·格里克聽到托里拆利的事，又聽說還有許多人不相信大氣壓強;還聽到有少數人在嘲笑托里拆利。因此，雖然遠離意大利的格里克在德國，但他很為托里拆利抱不平。

他匆匆忙忙找來玻璃管子和水銀，重新做托里拆利這個實驗，斷定這個實驗是準確無誤的;再將一個密封完好的木桶中的空氣抽走，木桶就"砰!"的一聲被大氣"壓"碎了!

有一天，他和助手做成兩個半球，直徑14英寸，約37厘米，並請來一大隊人馬，在市郊做起"大型實驗"。

這年5月8日，馬德堡市風和日麗，一大批人圍在實驗場上，熙熙攘攘十分熱鬧.有的支持格里克，希望實驗成功;有的斷言實驗會失敗;人們在議論着、在爭論着、在預言着;還有的人一邊在大街小巷裡往實驗場跑，一邊高聲大叫:"市長演馬戲了!市長演馬戲了---"

格里克和助手當眾把這個黃銅的半球殼中間墊上橡皮圈;再把兩個半球殼灌滿水後合在一起;然後把水全部抽出，使球內形成真空;最後，把氣嘴上的龍頭擰緊封閉.這時，周圍的大氣把兩個半球緊緊地壓在一起。

格里克一揮手，四個馬夫牽來八匹高頭大馬，在球的兩邊各拴四匹.格里克一聲令下，四個馬夫揚鞭催馬、背道而拉!好像在"拔河"似的。"加油!加油!"實驗場上黑壓壓的人群一邊整齊地喊着，一邊打着拍子。4個馬夫，8匹大馬，都搞得渾身是汗.但是，銅球仍是原封不動.格里克只好搖搖手暫停一下。然後，左右兩隊，人馬倍增.馬夫們喝了些水，擦擦頭額上的汗水，又在準備着第二次實驗。

格里克再一揮手，實驗場上更是熱鬧非常.16匹大馬，使勁拉，八個馬夫在大聲吆喊，揮鞭催馬……實驗場上的人群，更是伸長脖子，一個勁兒地看着，不時地發出"嘩!嘩!"的響聲。突然，"啪!"的一聲巨響，銅球分開成原來的兩半，格里克舉起這兩個重重的半球自豪地向大家高聲宣告:"先生們!女士們!市民們!你們該相信了吧!大氣壓是有的，大氣壓強是大得這樣厲害!這麼驚人!……"

馬德堡半球實驗

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1654年5月8日，當時的馬德堡市長奧托·馮·格里克為了證明大氣壓強存在，在今天德國雷根斯堡市郊進行了一項科學實驗，目的是為了證明真空的存在。格里克製造了兩個直徑約50厘米(20英寸)的銅質空心半球用於實驗，半球中間有一層浸滿了油的皮革，用以讓兩個半球能完全密合。其中一個半球上帶有連接管，用以連接真空泵，有閥門可將其關閉。當兩個半球間的空氣被抽出後，兩個半球便會受周圍的大氣擠壓而緊合在一起。

然後，格里克將16匹馬分為兩組，向相反的方向拉兩個半球。這16匹馬拼盡全力把兩個半球最後拉開的時候，發出了很大的響聲，像放炮一樣。當時圍觀的市民非常吃驚，而格里克則利用這一機會，告訴市民這是"空氣的力量"。如果把銅半球上的閥門擰開，空氣經閥門流進球里，用手一拉球就開了。

其實，根據理論計算，使得兩個半球結合的力的大小可以由半球的直徑、半球內外的壓強差計算得到。在格里克的實驗中，由於無法得知其使用的真空泵效果如何，因此無法準確計算使得兩個半球分開所需的力的大小。假設其真空泵能夠抽出所有的空氣，分開兩個半球則需要20千牛頓的力，相當於舉起一頭幼年非洲象所需的力的大小。而在馬德堡半球實驗中，為了將球體內部抽成真空，格里克設計發明了世界上第一個真空泵。

之後格里克多次在各地重現此實驗以饗廣大好奇的觀眾。1656年，他在他任職市長的馬德堡用兩隊各8匹馬重複了這一實驗，得到了相同的結果。他還嘗試將兩個半球組成的球體抽出空氣後懸掛重物，兩個半球也沒有分離。1663年，他在柏林用兩隊各12匹馬為勃蘭登堡選帝侯腓特烈·威廉重複了這一實驗。

在此以後，馬德堡半球實驗逐漸成為廣為人知的示範大氣壓力原理的實驗方法。波士頓等多地曾獨立重複過馬德堡半球實驗。也有供教學用途的馬德堡半球的仿製品，它們的體積也比當年的半球小得多，把半球的空間抽真空後，不再需要用馬力便可拉開。德國郵政還發行過紀念這一實驗的郵票。

社會評價

今天，人們可以在慕尼黑的德意志博物館看到這個實驗的原始"設備"，也就是那兩個半球。世紀之交時，馬德堡市在當時的德國園林博覽會場地內建起了一座"千年塔"，裡面也放了兩個半球，以紀念格里克，不過，這兩個半球是複製品。

為了紀念這位市長，馬德堡市民在老市政廳旁的小廣場上豎起了他的雕像，還用他的名字來為年輕的馬德堡大學命名。

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