登陆注册
5957300000015

第15章 发现大气压力的托里拆利

托里拆利(EvangelistaTorricelli,1608~1647)在物理学中的主要贡献是设计了有名的托里拆利实验,证明了真空的存在,发现了大气压力。他是意大利物理学家、数学家,1608年10月15日诞生于意大利的法恩扎的贵族家庭。

托里拆利的父亲是一位纺织业主,由于经营情况不佳,日益衰落。父亲为了摆脱困境,被迫把托里拆利送给伯父雅可布抚养。托里拆利小时候酷爱学习,表现出很出色的才能,尤其在法恩扎耶稣教会学校学习数学和哲学课程的时候,成绩特别出众。1627年,伯父在朋友们的劝说下,把托里拆利送到罗马,拜伽利略的得意门生、数学家和水力学工程师卡斯特里为师,继续深造。从1630~1641年,托里拆利在伽利略的朋友夏波利手下工作,主要从事力学研究,写了一批论文。

为了向卡斯特里等有名的学者请教,托里拆利于1641年再度来到罗马。在卡斯特里的推荐下,托里拆利于1641年10月10日来到伽利略身边工作,并和伽利略的学生维维安尼结成了很好的朋友。伽利略去世后,他的保护人托斯吉姆大公爵让托里拆利以学院数学教授的名义作为伽利略的继承人。

卡斯特里非常赏识托里拆利的才华。1628年,卡斯特里出版了一本有关流体力学的著作。托里拆利仔细研读了导师的名著,还做了一系列实验,逐个验证书中的重要结论。他发现,书中关于液体从容器底部小孔流出的速度和小孔离液面高度成正比的结论,和实验不符。经过反复测量和计算,他总结出水从容器底部小孔流出的速度和水从小孔上方的水面高度自由下落到小孔时候的速度相等,进一步得到了这个速度和小孔上方水面高度的平方根成正比的正确结论。

托里拆利热爱和尊敬自己的导师,但是他并不盲从。他决定把自己的发现整理成文,公开发表,来纠正导师的这个学术错误。胸怀宽广的卡斯特里看到这篇文章以后,十分高兴,认定托里拆利大有培养和发展前途,立即决定让他当自己的秘书。

早有古希腊时代,大学问家亚里士多德认为“自然界厌恶真空”,他特别用飞矢作例子来说明,认为飞矢的箭头把空气向两边分开,当箭尾向前去的时候,空气不断补充,不存在真空。后来,人们在抽水的时候发现,吸气桶式抽水机无论如何也无法把水抽到10米高,真空不存在的观念发生了动摇。伽利略研究了这一现象以后认为,空气是有重量的,空气密度是水的1/400;别的液体抽吸所能送到的高度也有一个限度,这个限度由这种液体的密度大小来确定。不过,他没有做实验来验证自己的看法。

1643年,托里拆利用实验进行了仔细的研究。他设计了一个用水银柱测真空阻力的方案,预言水银柱的高度大约是水柱高度的1/14。接着,他和维维安尼一起在佛罗伦萨作了这个著名的实验。他们在一支一端开口的玻璃管里灌满水银,然后把开口的一端倒插入水银槽中。

他们发现,水银柱立即下降,直到比槽中水银面高出76厘米为止,而且不论玻璃管斜放还是竖放,水银柱的垂直高度都不变。

托里拆利认为,水银柱的垂直高度是由大气对槽中水银面的压力引起的。当时由于托里拆利忙于摆线的研究,所以没有公开发表这个著名实验。他仅于1644年在给罗马的朋友里奇的两封信里描述了这个实验,还说他实验的目的“不是单纯地产生真空,而是要制造一种仪器,用它来证明空气的变异,时而较重而稠密,时而较轻而稀薄”。

同年,里奇在给巴黎学者默森(1588~1648)的信中介绍了托里拆利的实验,在法国科学界广为传播,引起很大的轰动。1646年夏天皮尔?珀蒂在鲁昂重复了这个实验。1648年帕斯卡也先后在巴黎教堂的尖顶上和法国南部的多姆山重做了这个实验,成功地证实了托里拆利的重大发现。这样,古代权威亚里士多德的“自然界厌恶真空”的谬说被彻底推翻了。

除此之外,托里拆利曾磨制成直径80毫米的望远镜透镜,还用小玻璃球作透镜制成简易显微镜。他还写了不少有价值的数学论文,对摆线、圆锥曲线、对数曲线等进行了深入的研究。

同类推荐
  • 生长在海洋中的植物(认识海洋系列丛书)

    生长在海洋中的植物(认识海洋系列丛书)

    以海洋、海洋中的植物、动物、食物链、矿藏、海洋中的科学以及人类在海洋中发生过的战争为主要加工、编辑素材。将海洋的神秘、浩瀚以及与人类的关系进行梳理、叙述。把最大的生物——鲸鱼、最凶猛的海洋动物——鲨鱼、美丽的珊瑚、大洋底部的锰结核,等等,一一呈现给读者。
  • 科学未解之谜

    科学未解之谜

    科学是人类在长期的实践活动中对自然界和客观世界的认识和改造世界的理论,它是人类进化演变到一定阶段的产物。按照严格的定义,科学是运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质和规律的知识体系,是人类意识形态之一。科学是人类永无止境地探索、实践,阶段性地趋于接近真理的活动,是一项成果的绝大部分有利于造福人类社会的高尚事业。如今,科学广泛地被运用于各个领域当中,影响到人们生产和生活的方方面面。
  • 日常节能、环保并不难(人与环境知识丛书)

    日常节能、环保并不难(人与环境知识丛书)

    《日常节能环保并不难》从多个方面、多个角度来阐释人与环境之间的关系,其中以很大篇幅来阐述环保对生态、家居环境、生活习惯、生命健康等的影响,突出了主题,阐明了立场。另外,还适当地介绍了与环保相关的环保组织的建立、结构、功能等问题,对主题起到了很好的补充作用。
  • 怪兽部落百科(奥秘世界百科)

    怪兽部落百科(奥秘世界百科)

    宇宙天地和自然世界真是丰富多彩、纷繁庞杂,使我们对于那许许多多的难解之谜,不得不密切关注和发出疑问。人们总是不断地去认识它,勇敢地去探索它。虽然今天科学技术日新月异,达到了很高程度,但对于许多奥秘还是难以圆满解答。人们都希望发现天机,破解奥秘。古今中外许许多多的科学先驱不断奋斗,一个个奥秘不断解开,推进了科学技术的大发展,但又发现了许多新的奥秘现象,又不得不向新的问题发起挑战。正如达尔文所说:“我们认识自然界的固有规律越多,这种奇妙对于我们就更加不可思议”。科学技术不断发展,人类探索永无止境,解决旧问题,探索新领域,这就是人类一步一步发展的足迹。
  • 中外科普文学

    中外科普文学

    本书精选了富含人文意蕴的科普大师的经典名作,精辟的文字和独特的插图相得益彰,希望能为为孩子们带来一场不同凡响的脑力风暴。这里没有晦涩的科学术语,没有呆板的方程式,也没有繁复的数据分析,用平易近人、生动流畅的文笔把错综复杂的科学知识和宽容积极的科学思想娓娓道来,语言风趣,知识新颖,是一套知识性、文学性、艺术性完美结合的科学绘本。地球上有着各种各样的气候与地貌,它们是怎样形成的呢?土壤究竟是一种什么东西呢?那些与大地密不可分的植物与动物,总是从土壤中来,又回到土壤中去。这本书会告诉你,物质怎样通过土壤进行这种永恒的循环。
热门推荐
  • 福妻驾到

    福妻驾到

    现代饭店彪悍老板娘魂穿古代。不分是非的极品婆婆?三年未归生死不明的丈夫?心狠手辣的阴毒亲戚?贪婪而好色的地主老财?吃上顿没下顿的贫困宭境?不怕不怕,神仙相助,一技在手,天下我有!且看现代张悦娘,如何身带福气玩转古代,开面馆、收小弟、左纳财富,右傍美男,共绘幸福生活大好蓝图!!!!快本新书《天媒地聘》已经上架开始销售,只要3.99元即可将整本书抱回家,你还等什么哪,赶紧点击下面的直通车,享受乐乐精心为您准备的美食盛宴吧!)
  • 肯尼迪(名人传记丛书)

    肯尼迪(名人传记丛书)

    肯尼迪是美国历史上最杰出的总统之一,位列“美国十大文化偶像”之首。他颠覆了一百多年来的美国政治传统,开创了现代竞选活动,使总统制适应了现代化的需要。从宏观角度讲述了约翰·肯尼迪从学生到士兵,从众议员到参议员以及最后成为美国总统的波澜壮阔的一生。
  • 傲世苍雄

    傲世苍雄

    他,痞气的贵族公子哥,一朝穿越异界大陆,历经种种坎坷。遇敌无数·从痞气到傲世苍天,从单纯到魔化·,从名不见经传到争霸异界·一切的一切是机缘巧合还是早已预谋亦或者早已注定,这是一片奇幻的大陆,有着不可思的异能和凶兽。他一步一步走向世界的顶端成为众人心中的神。他将是一个不朽的传说
  • 绝世冰山:冥凰九小姐

    绝世冰山:冥凰九小姐

    (虐恋又轻松,不知道这两个结合体是什么样子的)凤凰降临,三界必乱,因为她是冥王的女儿,冥界最尊贵的九公主。但即使尊贵如她,也却因一次下凡,而被情所困……
  • 异世惊绝女狂神

    异世惊绝女狂神

    若有来生,我定张狂一世,祸乱异域,神动天下!左丹决,右乾坤,惊绝鬼才翻天际!神凰唳,古龙出,万兽军骑震无疆!鬼瞳启,妖颜现,三千血丝随风舞!我,无极凰,注定要君临天下!
  • 福妻驾到

    福妻驾到

    现代饭店彪悍老板娘魂穿古代。不分是非的极品婆婆?三年未归生死不明的丈夫?心狠手辣的阴毒亲戚?贪婪而好色的地主老财?吃上顿没下顿的贫困宭境?不怕不怕,神仙相助,一技在手,天下我有!且看现代张悦娘,如何身带福气玩转古代,开面馆、收小弟、左纳财富,右傍美男,共绘幸福生活大好蓝图!!!!快本新书《天媒地聘》已经上架开始销售,只要3.99元即可将整本书抱回家,你还等什么哪,赶紧点击下面的直通车,享受乐乐精心为您准备的美食盛宴吧!)
  • 混乱之梦

    混乱之梦

    当梦境照进现实,我们该可去何从?是去拯救还是去破坏?一个小人物变成大人物的故事。
  • 荒古传说之妖辰

    荒古传说之妖辰

    作为2011年的有志青年,他忘记了原有的,去面对,去思考,去幻想,最后有了新的开始,在这再一次的生命中,他不在害怕,彷徨有的只是激情与斗志。战胜一切的快感。
  • 娇蛮女总俏佳人

    娇蛮女总俏佳人

    得罪女上司,当晚被喊去陪桌,从此,我的人生便发生改变…………
  • 八荒寰宇

    八荒寰宇

    六道轮回,他又将如何演绎,爱恨情仇,仁义算计,他有该如何去抉择。生命,本来就是一场无极之路