一：“銅甕雷鳴”實(shí)驗(yàn)
西漢劉安(前179～前122)在《淮南萬(wàn)畢術(shù)》中云：“銅甕雷鳴。”其注日：“取沸湯置甕中，堅(jiān)塞之，內(nèi)于井中，則作雷鳴，聞數(shù)十里。”意思是：把開(kāi)水倒進(jìn)銅甕里(但勿倒?jié)M)，將銅甕密封后丟入井中，聲似雷鳴，數(shù)十里也能聽(tīng)到。銅甕怎能“雷鳴”?原因可能有兩種：第一，銅甕在下沉過(guò)程中，甕內(nèi)水面之上蒸氣遇冷降溫凝結(jié)，壓強(qiáng)減低，水的沸點(diǎn)隨之降低，水再次沸騰作響;第二，若甕壁極薄，當(dāng)甕內(nèi)壓強(qiáng)降低時(shí)，受大氣壓加水壓的作用，銅甕向內(nèi)破裂，造成爆炸，聲似雷鳴。上述兩種現(xiàn)象，都是通過(guò)空氣冷凝的方法達(dá)到做功的目的�，F(xiàn)中學(xué)用鐵皮盒替代銅甕演示上述第2種現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)時(shí)因條件限制不在水中而在空氣中進(jìn)行。若演示上述第1種現(xiàn)象，則是將燒瓶?jī)?nèi)水燒開(kāi)后稍冷卻，再在瓶外澆冷水降溫減壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。
二：“虛管懸液”實(shí)驗(yàn)
唐代王冰注解《黃帝內(nèi)經(jīng)素問(wèn)》時(shí)指出：“虛管溉滿，捻上懸之，水固不泄，為無(wú)升氣而不能降也。”意思是：用手指捏住空管的一端，將管中灌滿水后倒過(guò)來(lái)，水不會(huì)從管中流出。因?yàn)橥饷娴目諝獠荒苓M(jìn)入管中，所以管里的水不會(huì)流出來(lái)。
這就是“虛管懸液”實(shí)驗(yàn)，它證明了大氣壓強(qiáng)的存在。當(dāng)管中充滿水后，空氣不能進(jìn)入管中。將管倒過(guò)來(lái)，管內(nèi)壓強(qiáng)為水壓，其值通常小于管外的大氣壓強(qiáng)，故水“懸”在管中。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是從“瓶子倒水”實(shí)驗(yàn)演繹過(guò)來(lái)的。
早在南北朝的《關(guān)尹子》一書(shū)就已指出：“瓶有二竅，水實(shí)之則倒瀉，開(kāi)一則水不下，蓋不升則水不降。”意思是：在密封的瓶上開(kāi)兩個(gè)小孔，瓶中灌滿水，水就會(huì)從瓶中倒出。若只在瓶中開(kāi)一個(gè)小孔，水是倒不出來(lái)的。因?yàn)榇藭r(shí)空氣不能在瓶中對(duì)流。很顯然，上下兩端開(kāi)口的瓶子，下口上面壓強(qiáng)為一個(gè)大氣壓加水壓，下面壓強(qiáng)是一個(gè)大氣壓，這種情況下水會(huì)從下口流光。但將瓶的上口封住時(shí)，水向下滴落一點(diǎn)點(diǎn)后，瓶?jī)?nèi)氣體體積增大，壓強(qiáng)減小，當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣壓減小量與瓶中水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等時(shí)(有時(shí)只要水的下表面向外凸出一點(diǎn)點(diǎn)就行)，水就不會(huì)流出來(lái)了。
該實(shí)驗(yàn)，常有教師在講到大氣壓作用時(shí)，用“試管履行”來(lái)演示。
三：“瓶子喝水”實(shí)驗(yàn)
宋代俞琰(1258～1314)所寫(xiě)的《席上腐談》一書(shū)：“劇燒片紙納空瓶，急覆于銀盆水中，水皆涌入瓶，而銀瓶鏗然有聲，蓋火氣使之然也。又依法放入壯夫腹上，挈之不墜。”這段話的意思是：將劇烈燃燒著的紙片放入空瓶里，迅速把瓶倒扣在裝有水的銀盆中，水就會(huì)涌進(jìn)瓶里，并且鏗然有聲。因?yàn)榧埰娜紵蛊恐锌諝鉁p少，待瓶?jī)?nèi)空氣冷卻后壓強(qiáng)降低的緣故。按這種辦法把瓶扣在人腹上，瓶子會(huì)吸住腹肌而不墜落。很明顯，紙?jiān)谄恐腥紵�，瓶�(jī)?nèi)空氣膨脹，空氣從瓶中“跑”掉一部分。把瓶扣在水中，氧氣燃盡，火焰也就熄滅，此時(shí)瓶?jī)?nèi)溫度降低，壓強(qiáng)減小，瓶外空氣壓迫盆里的水涌入瓶中。記載中盡管沒(méi)有說(shuō)明這是大氣壓作用的緣故，但能指出“蓋火氣使之然”，這在當(dāng)時(shí)已是了不起的事情。古代記載大氣作功的實(shí)驗(yàn)有許多，還在先秦時(shí)期，我國(guó)就用“角法”(今“拔罐療法”)治病了，可見(jiàn)“瓶子喝水”實(shí)驗(yàn)并不“年青”。當(dāng)今人們選擇泡菜壇子，先在壇外溝槽中倒水，然后把燃燒的紙片丟進(jìn)壇中，蓋上壇蓋，看溝槽中水是否被吸入蓋內(nèi)或壇腹，以此判別壇子是否漏氣。其檢測(cè)原理就是“瓶子喝水”的實(shí)驗(yàn)原理。
四：“紙人共振”實(shí)驗(yàn)
北宋科學(xué)家沈括(1031～1095)在《夢(mèng)溪筆談》中指出：“欲知其應(yīng)者，先調(diào)諸弦令聲和，乃剪紙人加弦上，鼓其應(yīng)弦，則紙人躍，他弦即不動(dòng)。”沈括的意思是：要想知道某一根弦的應(yīng)弦，可以先把各條弦的音(依五音聲階)調(diào)準(zhǔn)，然后剪紙人放在這根弦上。這樣一彈它的應(yīng)弦，紙人就會(huì)跳動(dòng)，彈其他弦，紙人則不動(dòng)。
這就是著名的“紙人共振”實(shí)驗(yàn)。所謂共振，是指一個(gè)物體振動(dòng)的時(shí)候，另一個(gè)物體也隨著振動(dòng)的現(xiàn)象。發(fā)生共振的兩個(gè)物體，它們的固有頻率一定相同或成簡(jiǎn)單的整數(shù)比。如彈動(dòng)“哆”弦，別的“哆”弦也動(dòng)，彈動(dòng)“咪”弦，別的“咪”弦也動(dòng)。其實(shí)，早在沈括以前，已經(jīng)有人做過(guò)“瑟弦相應(yīng)”實(shí)驗(yàn)，戰(zhàn)國(guó)時(shí)莊子(前365～前286)在他的著作中就提到一個(gè)叫魯遽的人：“為之調(diào)瑟，廢(置)于一堂，廢于一室，鼓官宮動(dòng)，鼓角角動(dòng)，音律同矣。”只不過(guò)“紙人共振”實(shí)驗(yàn)更為直觀和有趣罷了。
五：“循煙燃燭”實(shí)驗(yàn)
姜岌在《續(xù)古文苑》一書(shū)中介紹了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：“今燃一燭在上，一燭在下，滅下?tīng)T使煙相當(dāng)，則上燭之炎，循煙而下，燃下?tīng)T矣。此類相從也。”意思是：現(xiàn)在讓我們點(diǎn)燃兩支蠟燭，一支放在上面，一支放在下面，將下?tīng)T的火焰吹滅，使它產(chǎn)生的煙霧(即蠟燭燃燒時(shí)產(chǎn)生的蠟蒸氣)正好對(duì)著上燭的火焰。此時(shí)，上燭的火焰會(huì)沿下?tīng)T煙霧傳遞過(guò)來(lái)把下?tīng)T點(diǎn)燃。這是因?yàn)楣虘B(tài)的蠟燭和氣態(tài)的蠟蒸氣都屬于同一種物質(zhì)。在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)課中，常演示“空中飛火”、“火外生枝”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，它們是從“循煙燃燭”中派生出來(lái)的。
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/chuzhong/750746.html
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