第一篇:赫兹证明电磁波存在实验
六、赫兹用试验证明电磁波存在赫兹,德国物理学家,生于汉堡。早在少年时代就被光学和力学实验所吸引。十九岁入德累斯顿工学院学工程,由于对自然科学的爱好,次年转入柏林大学,在物理学教授亥姆霍兹指导下学习。1885年任卡尔鲁厄大学物理学教授。1889年,接替克劳修斯担任波恩大学物理学教授,直到逝世。
赫兹在柏林大学随赫尔姆霍兹学物理时,受赫尔姆霍兹之鼓励研究麦克斯韦电磁理论,当时德国物理界深信韦伯的电力与磁力可瞬时传送的理论。因此赫兹就决定以实验来证实韦伯与麦克斯韦理论谁的正确。依照麦克斯韦理论,电扰动能辐射电磁波。赫兹根据电容器经由电火花隙会产生振荡原理,设计了一套电磁波发生器,赫兹将一感应线圈的两端接于产生器二铜棒上。当感应线圈的电流突然中断时,其感应高电压使电火花隙之间产生火花。瞬间后,电荷便经由电火花隙在锌板间振荡,频率高达数百万周。由麦克斯韦理论,此火花应产生电磁波,于是赫兹设计了一简单的检波器来探测此电磁波。他将一小段导线弯成圆形,线的两端点间留有小电火花隙。因电磁波应在此小线圈上产生感应电压,而使电火花隙产生火花。所以他坐在一暗室内,检波器距振荡器10米远,结果他发现检波器的电火花隙间确有小火花产生。赫兹在暗室远端的墙壁上覆有可反射电波的锌板,入射波与反射波重叠应产生驻波,他也以检波器在距振荡器不同距离处侦测加以证实。赫兹先求出振荡器的频率,又以检波器量得驻波的波长,二者乘积即电磁波的传播速度。正如麦克斯韦预测的一样。电磁波传播的速度等于光速。1888年,赫兹的实验成功了,而麦克斯韦理论也因此获得了无上的光彩。赫兹在实验时曾指出,电磁波可以被反射、折射和如同可见光、热波一样的被偏振。由他的振荡器所发出的电磁波是平面偏振波,其电场平行于振荡器的导线,而磁场垂直于电场,且两者均垂直传播方向。1889年在一次著名的演说中,赫兹明确的指出,光是一种电磁现象。第一次以电磁波传递讯息是1896年意大利的马可尼开始的。1901年,马可尼又成功的将讯号送到大西洋彼岸的美国。20世纪无线电通讯更有了异常惊人的发展。赫兹实验不仅证实麦克斯韦的电磁理论,更为无线电、电视和雷达的发展找到了途径。
1887年11月5日,赫兹在寄给亥姆霍兹一篇题为《论在绝缘体中电过程引起的感应现象》的论文中,总结了这个重要发现。接着,赫兹还通过实验确认了电磁波是横波,具有与光类似的特性,如反射、折射、衍射等,并且实验了两列电磁波的干涉,同时证实了在直线传播时,电磁波的传播速度与光速相同,从而全面验证了麦克斯韦的电磁理论的正确性。并且进一步完善了麦克斯韦方程组,使它更加优美、对称,得出了麦克斯韦方程组的现代形式。此外,赫兹又做了一系列实验。他研究了紫外光对火花放电的影响,发现了光电效应,即在光的照射下物体会释放出电子的现象。这一发现,后来成了爱因斯坦建立光量子理论的基础。
1888年1月,赫兹将这些成果总结在《论动电效应的传播速度》一文中。赫兹实验公布后,轰动了全世界的科学界。由法拉第开创,麦克斯韦总结的电磁理论,至此才取得决定性的胜利。
1888年,成了近代科学史上的一座里程碑。赫兹的发现具有划时代的意义,它不仅证实了麦克斯韦发现的真理,更重要的是开创了无线电电子技术的新纪元。发现电磁波产生的巨大影响,连赫兹本人也没料到。在发现电磁波不到6年,意大利的马可尼、俄国的波波夫分别实现了无线电传播,并且很快投入实际使用。其他利用电磁波的技术,也像雨后春笋般相继问世。无线电报(1894年)、无
线电广播(1906年)、无线电导航(1911年)、无线电话(1916年)、短波通讯(1921年)、无线电传真(1923年)、电视(1929年)、微波通讯(1933年)、雷达(1935年),以及遥控、遥感、卫星通讯、射电天文学......它们使整个世界面貌发生了深刻的变化。
赫兹对人类文明作出了很大贡献,正当人们对他寄以更大期望时,他却于1894年元旦因血中毒逝世,年仅36岁。为了纪念他的功绩,人们用他的名字来命名各种波动频率的单位,简称“赫”。
赫兹的主要贡献是用实验证明了电磁波的存在,并测出电磁波传播的速度跟光速相同,还进一步观察到电磁波具有聚焦、直进性、反射、折射和偏振等性质。到了电磁波被试验所证实,光是电磁波的理论就彻底地深入人心,这时候,光的波动说就把粒子说打翻在地,再踏上一只脚。
附:赫兹证明电磁波的故事
我们的故事要从1887年的德国小城--卡尔斯鲁厄(Karlsruhe)讲起。美丽的莱茵河从阿尔卑斯山区缓缓流下,在山谷中辗转向北,把南方温暖湿润的风带到这片土地上。它本应是法德两国之间的一段天然边界,但十六年前。雄图大略的俾斯麦通过一场漂亮的战争击败了拿破仑三世,攫取了河对岸的阿萨斯和洛林,也留下了法国人的眼泪和我们中学课本中震撼人心的《最后一课》的故事。和阿尔萨斯隔河相望的是巴登邦,神秘的黑森林从这里蜒展开去,孕育着德国古老的传说和格林兄弟那奇妙的灵感。卡尔斯鲁厄就安静地躺在森林与大河之间,无数辐射状的道路如蛛网般收聚.指向市中心那座著名的l 8世纪的宫殿。这是一座安静祥和的城市,据说,它的名字本身就是由城市的建造者卡尔(Karl)和“安静”(Ruhe)一词所组成。对于科学家来说,这里实在是一个远离尘世喧嚣,可以静心做研究的好地方。
现在。海因里希鲁道夫赫兹(Heinrich Rudog Hertz)就站在卡尔斯鲁厄大学的一间实验室里,专心致志地摆弄他的仪器。那时候,赫兹刚刚三十岁。新婚燕尔,也许不会想到他将在科学史上成为和他的老师亥姆霍兹一样鼎鼎有名的人物,不会想到他将和汽车大王卡尔本茨(Carl Benz)一起成为这个小城的骄傲。现在他的心思,只是完完全全地倾注在他的那套装置上。
赫兹给他的装置拍了照片,不过在19 世纪80年代,照相的网目铜版印刷技术还刚刚发明不久,尚未普及。以致连最好的科学杂志如《物理学纪事》都没能把它们印在论文里面。但是我们今天已经知道,赫兹的装置是很简单的:它的主要部分是一个电火花发生器。有两个大铜球作为电容,并通过铜棒连接到两个相隔很近的小铜球上。导线从两个小球上伸展出去,缠绕在一个大感应线圈的两端,然后又连接到一个梅丁格电池上,将这套古怪的装置连成了一个整体。
赫兹全神贯注地注视着那两个几乎紧挨在一起的小铜球,然后合上了电路开关。顿时,电的魔力开始在这个简单的系统里展现出来:无形的电流穿过装置里的感应线圈,并开始对铜球电容进行充电。赫兹冷冷地注视着他的装置,在心里面想象着电容两端电压不断上升的情形。在电学的领域攻读了那么久,赫兹对自己的知识是有充分信心的。他知道,当电压
上升到2万伏左右,两个小球之间的空气就会被击穿,电荷就可以从中穿过,往来于两个大铜球之间,从而形成一个高频的振荡回路(LC回路)。但是,他现在想要观察的不是这个。
果然,过了一会儿,随着细微的“啪”的一声,一束美丽的蓝色电花爆开在两个铜球之问,整个系统形成了一个完整的回路,细小的电流束在空气中不停地扭动,绽放出幽幽的荧光来。火花稍纵即逝,因为每一次的振荡都伴随着少许能量的损失,使得电容两端的电压很快又降到击穿值以下。于是这个怪物养精蓄锐,继续充电,直到再次恢复饱满的精力,开始另一场火花表演为止。
赫兹更加紧张了。他跑到窗口,将所有的窗帘都拉上,同时又关掉了实验室的灯,让自己处在一片黑暗之中。这样一来,那些火花就显得格外醒目而刺眼。赫兹揉了揉眼睛,让它们更为习惯于黑暗的环境。他盯着那串间歇的电火花,还有电火花旁边的空气,心里面想象了一幅又一幅的图景。他不是要看这个装置如何产生火花短路,他这个实验的目的,是为了求证那虚无缥缈的“电磁波”的存在。那是一种什么样的东西啊,它看不见,摸不着,到那时为止谁也没有见过,验证过它的存在。可是,赫兹对此是坚信不疑的,因为它是麦克斯韦(Maxwell)理论的一个预言,而麦克斯韦理论......哦,它在数学上简直完美得像一个奇迹!仿佛是上帝之手写下的一首诗歌。这样的理论,很难想象它是错误的。赫兹吸了一口气,又笑了:不管理论怎样无懈可击,它毕竟还是要通过实验来验证的呀。他站在那里看了一会儿,在心里面又推想了几遍,终于确定自己的实验无误:如果麦克斯韦是对的话,那么每当发生器火花放电的时候,在两个铜球之间就应该产生一个振荡的电场。同时引发一个向外传播的电磁波。赫兹转过头去,在不远处.放着两个开口的长方形铜环,在开口处也各镶了一个小铜球。那是电磁波的接收器。如果麦克斯韦的电磁波真的存在的话,那么它就会飞越空间,到达接收器,在那里感生一个振荡的电动势,从而在接收器的开口处也同样激发出电火花来。实验室里面静悄悄的,赫兹一动不动地站在那里,仿佛他的眼睛已经看见那无形的电磁波在空间穿越。当发生器上产生火花放电的时候,接收器是否也同时感生出火花来呢?赫兹睁大了双眼,他的心跳得快极了。铜环接收器突然显得有点异样,赫兹简直忍不住要大叫一声,他把自己的鼻子凑到铜环的前面,明明白白地看见似乎有微弱的火花在两个铜球之间的空气里跃过。是幻觉,还是心理作用?不,都不是。一次,两次,三次,赫兹看清楚了:虽然它一闪即逝,但上帝啊,千真万确,真的有火花正从接收器的两个小球之间穿过,而整个接收器却是一个隔离的系统,既没有连接电池也没有任何的能量来源。赫兹不断地重复着放电过程,每一次,火花都听活地从接收器上被激发出来,在赫兹看来,世上简直没有什么能比它更加美丽了。
良久良久,终于赫兹揉了揉眼睛,直起腰来:现在一切都清楚了,电磁波真实地存在于空间之中,正是它激发了接收器上的电火花。他胜利了,成功地解决了这个八年前由柏林普鲁士科学院提出悬赏的问题;同时,麦克斯韦的理论也胜利了,物理学的一个新高峰--电磁理论终于被建立起来。伟大的法拉第(MichaeI
Faraday)为它打下了地基,伟大的麦克斯韦建造了它的主体,而今天,他--伟大的赫兹--为这座大厦封了顶。
赫兹小心地把接收器移到不同的位置,电磁波的表现和理论预测的分毫不差。根据实验数据,赫兹得出了电磁波的波长。把它乘以电路的振荡频率,就可以计算出电磁波的前进速度。这个数值在可容许误差以内恰好等于30万公里/秒,也就是光速。麦克斯韦惊人的预言得到了证实:原来电磁波一点都不神秘,我们平时见到的光就是电磁波的一种,只不过普通光的频率正好落在某一个范围内,而能够为我们的眼睛所感觉到罢了。
无论从哪一个意义上来说,这都是一个了不起的发现。古老的光学终于可以被完全包容于新兴的电磁学里面,而“光是电磁波的一种”的论断也终于为争论已久的光本性的问题下了一个似乎是不可推翻的定论(我们马上就要去看看这场旷日持
久的精彩大战)。电磁波的反射、衍射和干涉实验很快就做出来了,这些实验进一步地证实了电磁波和光波的一致性,无疑是电磁理论的一个巨大成就。 赫兹的名字终于可以被闪光地镌刻在科学史的名人堂里,可是,作为一个纯粹的严肃的科学家,赫兹当时却没有预见到他的发现里面所蕴藏的巨大的商业意义。在卡尔斯鲁厄大学的那间实验室里,他想的只是如何可以更加靠近大自然的终极奥秘,根本没有料到他的实验会带来一场怎么样的时代革命。赫兹英年早逝,还不到37岁就离开了这个他为之醉心的世界。然而,就在那一年,一位在伦巴第度假的20岁意大利青年读到了他的关于电磁波的论文。两年后,这个青年已经在公开场合进行无线电的通讯表演,不久他的公司成立,并成功地拿到了专利证。到了1901年,赫兹死后的第七年,无线电报已经可以穿越大西洋,实现两地的实时通讯了。这个来自意大利的年轻人就是古格列尔莫马可尼(Guglielmc,Mar-coni),与此同时俄国的波波夫(Aleksandr P叩ov)也在无线通讯领域做了同样的贡献。他们掀起了一场革命的风暴,把整个人类带进了一个崭新的“信息时代”。如果赫兹身后有知,他又将会做何感想呢?
但仍然觉得赫兹只会对此置之一笑。他是那种纯粹的科学家,把对真理的追求当做人生最大的价值。恐怕就算他想到了电磁波的商业前景,也会不屑去把它付诸实践吧?也许,在美丽的森林和湖泊间散步,思考自然的终极奥秘;在秋天落叶的校园里,和学生探讨学术问题,这才是他真正的人生吧?今天。他的名字已经成为“频率”这个物理量的单位,被每个人不断地提起。可是说不定他还会嫌我们打扰他的安宁呢? 无疑,赫兹就是这样一个淡泊名利的人。1887年10月,伟大的基尔霍夫(Gustav Robert Kirt。'hhoff')在柏林去世,亥姆霍兹强烈地推荐赫兹成为那个教授职位的继任者,但赫兹却拒绝了。也许在赫兹看来,柏林的喧嚣并不适合他。亥姆霍兹理解自己学生的想法,写信勉励他说:“一个希望与众多科学问题搏斗的人最好还是远离大都市。”
只是赫兹却没有想到,他的这个决定在冥冥中忽然改变了许多事情。他并不知道,自己已经在电磁波的实验中亲手种下了一个幽灵的种子,而顶替他去柏林任教的那个人,则会在一个命中注定的时刻把这个幽灵从沉睡中唤醒过来。在那之后,一切都改变了,在未来的三十年间,一些非常奇妙的事情会不断地发生,彻底地重塑整个物理学的面貌。一场革命的序幕已经在不知不觉中悄悄拉开,而我们的宇宙也即将经受一场暴风雨般的洗礼,从而变得更加神秘莫测,光怪陆离,震撼人心。
赫兹发现电磁波的实验
丁天然
早在1862年,年仅31岁的英国物理学家麦克斯韦就从理论上科学地预言了电磁波的存在,但是他本人并没有能够用实验证实。一些对电磁波理论持反对态度的人不断发难:“谁见过电磁波?它是什么样子?拿出来看看!”
第一个证明电磁波存在的是德国物理学家赫兹。1888年2月,他用自己设计的仪器完成了这一轰动科技界的实验。
1886年,29岁的赫兹在做放电实验时,偶然发现身边的一个线圈两端发出电火花,原来是一个个小火花在迅速地来回跳跃。他想到,这可能与电磁波有关。后来,他制作了一个十分简单而又非常有效的电磁波探测器──谐振环,就是把一根粗铜丝弯成环状,环的两端各连一个金属小球,球间距离可以调整。最初,赫兹把谐振环放在放电的莱顿瓶(一种早期的电容器)附近,反复调整谐振环的位置和小球的间距,终于在两个小球间闪出电火花。赫兹认为,这种电火花是莱顿瓶放电时发射出的电磁波,被谐振环接收后而产生的。后来,赫兹又用谐振环接收其他装置产生的电磁波,谐振环中也发出了电火花。所以,谐振环就好像收音机一样,它是电磁波的接收器。就这样,人们怀疑并期待已久的电磁波终于被实验证明了。
1888年2月13日,赫兹在柏林科学院,将他的实验结果公布于世。使整个科技界为之震动。赫兹实验不仅证明了电磁波的存在,同时也导致了无线电通信的产生,开辟了电子技术的新纪元。赫兹在1894年元旦去世,终年不到37岁。但是,赫兹对人类的贡献是不朽的,人们为了永远纪念他,就把频率的单位定为“赫兹”。
第二篇:赫兹证明电磁波的存在
赫兹证明电磁波的存在实验
为了用实验来证实麦克斯韦高深莫测的电磁场理论,验证电磁波的确存在,赫兹精心设计了一个电磁波发生器,对“电火花实验”进行了一系列深入的研究。赫兹用两块边长16英寸的正方形锌板,每块锌板接上一个12英寸长的铜棒,铜棒的一端焊上一个金属球,将铜棒与感应圈的电极相连。通电时,如果使两根铜棒上的金属球靠近,便会看到有火花从一个球跳到另一个球。这些火花表明电流在循环不息,在金属球之间产生的这种高频电火花,即电磁波,麦克斯韦的理论认为由此电磁波便会被送到空间去。赫兹为了捕捉这些电磁波,证明它确实被送到了空间,他用一根两端带有铜球的铜丝弯成环状,当作检波器。他把这个检波器放到离电磁波发生器10米远的地方,当电磁波发生器通电后,检波器铜丝圈两端的铜球上产生了电火花。这些火花是怎样产生的呢?赫兹认为:这便是电磁波从发射器发出后,被检波器捉住了;电磁波不仅产生了,而且传播了10米远。
赫兹测量电磁波传播速度的实验,选择了一个长、宽、高分别为15米、14米、6米的教室。在离波源13米处的墙面上安装了一块4(米)×2(米)的锌板。当从波源发射出的电磁波经锌板反射后,在空间便形成了驻波。赫兹先用检波器测出电磁波的波长,再根据直线振荡器的尺寸算出电磁波的频率,最后,用驻波法精确地测量了电磁波的传播速度。
背景知识
1887年11月5日,赫兹将他发现电磁波的研究成果总结在《论在绝缘体中电过程引起的感应现象》一文中,寄给了亥姆霍兹,论文中用实验证明了麦克斯韦的电磁场理论。亥姆霍兹一口气读完了论
文,非常高兴地立即写信给他的得意门生:“手稿收到。好!星期四手稿交付排印。”仅过3天,赫兹就收到了老师的这封复信。谁也没有料想到,赫兹竟用如此简单的自制仪器验证了麦克斯韦如此深奥的电磁场理论,赫兹的论文出色地解答了1879年亥姆霍兹提出的悬赏难题,由此荣获柏林学院的科学奖。从此,电磁波的存在得到了确认,再也没有人怀疑了
从此以后,赫兹便专门从事电磁波的研究,他发现,电磁波可以毫无阻碍地穿过墙壁,不过遇到大而薄的金属片便被阻挡住了。他还测定了电磁彼的波长,并计算了电磁波的传播速度,发现它在真空中的传播速度和光一样快。
1888年1月,他完成了《论电动效应的传播速度》论文,并把论文寄给了老师亥姆霍兹,赫兹在论文中肯定了电磁波的传播速度等于光速,赫兹的这篇论文发表后,受到全世界科学界的瞩目。后来发现X射线的伦琴教授写信向赫兹祝贺,赞扬他的这些实验是近几年物理学中最优异的成果。
第三篇:证明大气压的存在实验范文
证明大气压的存在实验
一、实验在教材中所处的地位与作用:巧用废弃饮料瓶证明大气压存在的几个小实验,既帮助学生了解大气压的存在,又有助于引导学生用生活中常见物品做实验、研究物理问题,还有利于激发学生的学习兴趣、提高动手能力及培养学生的创新精神,鼓励学生开展小发明、小制作,促进探究性学习。
二、实验原型及不足之处:大气是摸不着看不到的气体,大气压的存在令同学们怀疑,通过学生亲自动手小实验证明大气压存在是最好的办法。而教材只是列举了生活中由大气压引起的几个现象(人教版九年级物理P86页图14.3-1),进行想想议议,而学生没有亲自去体会,显然由此证明大气压的存在是不够的。教参介绍的瓶吞鸡蛋实验,也由于鸡蛋被吞进去后,取出来比较麻烦而不适宜在课堂上做,特别是在多个班做实验不够方便。
三、实验创新与改进之处:
1、利用生活中常见的饮料瓶及弹力球可以代替瓶吸鸡蛋实验,而且可以反复做。
2、利用饮料瓶和乒乓球可以做覆杯实验。
3、利用饮料瓶和热水可以做铁桶压扁实验。
4、利用饮料瓶还可以引入托里拆利实验。
5、利用饮料瓶和水直接演示大气压的存在。
四、实验器材:饮料瓶、弹力球、水及水槽、乒乓球等。
五、实验过程及效果:
1、稍微用力按下空饮料瓶的同时将弹力球放在瓶口上,再将瓶子倒过来,弹力球不会掉下,证明了大气压的存在。这个实验可以反复
做,而不必用鸡蛋做。
2、在矿泉水瓶中装满水,用乒乓球盖严瓶口,手按住乒乓球把瓶子倒过来,放开手后水不会流出来乒乓球也不会下落。此实验说明了大气压强的存在,直观形象、生动有趣,比用任何语言描述效果都要好。
3、向空饮料瓶里倒点热水并且把瓶子涮一涮,再把热水倒出来,迅速密封瓶盖,会明显发现瓶子变瘪了,从而证明了大气压的存在。
4、再取一饮料瓶灌满水并拧紧瓶盖后,把它倒置在盛有足够多水的玻璃水槽中,在水中把瓶盖拧下来,抓住瓶子向上提,但不露出水面发现瓶里的水并不落回水槽中。既证明了大气压的存在又为介绍托里拆里实验作准备。还可以在此实验的基础上,在瓶底打孔,立刻发现瓶里的水流回水槽中。原因是瓶子内、外均有大气压相互抵消,水柱在本身重力的作用下流回水槽,这里又形成以前所学过的连通器。
5、将一饮料瓶底部扎几个细孔,再往饮料瓶中到入适量的水,此时会发现瓶底处有水流出,可以印证液体对容器底部有压强。继续迅速把饮料瓶中灌满水,然后拧紧瓶盖,这时可观察到饮料瓶底部并没有水流出。如果再拧松瓶盖,又发现水流了出来。这说明是大气压作用形成的这一现象。
总之,在我们生活的周围有很多物品可为教学服务,争取做到不被实验室中的器材所限制,正如物理前辈朱正元教授所倡导的“瓶瓶罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验”,充分发挥教师、学生的想象力,创
造性的利用身边的物品做更多生动简单的小实验为我们的物理教学服务。
2010年6月
证明大气压存在的实验方法
夏波
【内容摘要】:大气压是初中物理的教学难点,突破难点的方法有多种多样,常用的方法有玻璃吸盘法、马德保半球实验法、广口瓶吞鸡蛋法。【关键词】:大气压;物理实验;物理。
大气压是初中物理教学的重要内容,也是教学的难点。难就难在学生没有大气压的感受。把一个东西放在手上,人们能够感受到它的重量,知道物体对手有一个压强;挑起一副担子,人们能够感受到它的压力,知道担子对肩膀有一个压强。人们从一出生就生活在大气之中,却没有一个人能够感受到大气对自己有压力,有压强。人对事物的认识,取决于事物给人的感受。事物给人以感受,人就承认它的存在;事物没有给人以感受,人就不会承认它的存在。学生没有感受到大气给自己的压力,当然,不会承认大气压的存在。正因如此,使得大气压的教学成为物理教学的一个难点。
应该怎样破解这个难点呢?最重要的是要让感受到大气压,视觉上的、味觉上的、触觉上的都可以。下面几个实验成本低,又能较好证明大气压的存在。
一、玻璃吸盘法
拿一个吸盘放在玻璃板上,再把它拿起来,说明吸盘与玻璃板是分离的。把吸盘按在玻璃板上,排出吸盘里的空气,再把它拿起来,发现玻璃板也被吸起来了。
让学生思考,为什么前几次吸盘不能够把玻璃板吸起来?为什么后来吸盘把玻璃板吸起来了?引导学生分析这两个问题,使学生间接地认识到大气压的存在。把吸盘放在玻璃板上,吸盘内部有空气,空气是流体,在某一个点上的压力是朝着各个方面的,在吸盘的某一个点上,吸盘内和吸盘外所受的压力是一样大的,吸盘的内部和外部所受的压力是一样的。当吸盘内部没有空气的时候,吸盘能够把玻璃板吸起来。说明吸盘受到一个由外指向内的力的作用,把吸盘按在了玻璃板上。试想,如果没有这样的一个力的存在,吸盘内部和外部都没有力的作用,那么二者岂不分离了。这个力是谁?刚才是内外都有空气,吸盘与玻璃板分离,现在是内部没有空气,外部有空气,那么问题肯定是出在空气上。是外部的空气给吸盘一个指向内部的力。压强是单位面积受力的大小。有力的存在,自然就会有压强的存在。空气能够给物体施加力,空气对物体就能够产生压强。
二、称空气
力和压强是一对孪生姊妹,有力的存在,必然有压强的存在。所以,要说明大气压的存在,只需要说明大气有压力就可以了。大气受地球的吸引,有一定的重力。要说明大气有压力,只需要说明大气有重力就可以了。所以,我们只要设法说明空气有重量就可以了。
取两个玻璃瓶子,打开瓶口,连同瓶盖一起放在天平上称重,使天平平衡。再把两个瓶子盖上口,抽出其中一个瓶子里的一些空气,再次称两个瓶子的重量。会发现天平的指针有轻微的偏转。这说明空气是有重量的。就而推出,空气对物体有压力,大气压是存在的。
三、模拟马德堡半球实验
两个皮碗口对口挤压,然后两手用力往外拉,发现要用较大的力才能拉开。马德堡半球实验和模拟实验的共同点是:将金属球内和皮碗内的空气抽出或挤出,使金属球内和皮碗内空气的压强减小,而外界的大气压强就把它们紧紧地压在一起,要用较大的力才能拉开,这就有力证明了大气压强的存在。
四、“瓶吞蛋”实验
用剥了壳的熟鸡蛋堵住广口瓶口,实验前用手轻轻用力,不能将鸡蛋完整地压入瓶内。再将点燃的棉球扔入装有细沙(防止烧裂瓶底)的瓶中,迅速将该熟鸡蛋塞住瓶口,待火熄灭后,观察到鸡蛋“嘣”的一声掉入瓶内。
上述实验,由于棉花燃烧使瓶内气压降低,当瓶内压强小于瓶外大气压强时,鸡蛋在大气压强的作用下,被压入瓶内。
五、“覆杯实验”
玻璃杯内装满水,用硬纸片盖住玻璃杯口,用手按住,并倒置过来,放手后,整杯水被纸片托住,纸片不掉下来。
该实验玻璃杯内装满水,排出了空气,杯内的水对纸片向下的压强小于大气对纸片向上的压强,因而纸片不掉下来。
六、注射器拉砝码
取一注射器,把针筒倒夹在铁架台的铁夹中,先将活塞推到针筒顶端,排尽空气后用橡皮套将管口套牢,再在活塞颈上拴上细绳,绳下挂几个钩码,活塞也不易拉下来。
七、试管实验法
将粗试管装满水后,再将稍细的空试管插入粗试管中至一半深度处,将两试管迅速倒置过来,放开细试管后,则会看到细试管在粗试管内缓缓上升,这表明大气有压强。
八、抽气实验法
在橡皮塞中插入两支细短玻璃管,一根玻璃管口套上一个小气球,并用线扎紧,另一根接厚橡胶管后与抽气筒相连。用橡皮塞塞紧广口瓶瓶口,用抽
气筒抽出瓶中的部分空气,此时套在另一玻璃管口的小气球就膨胀起来。这是由于抽走瓶内部分气体后,瓶内压强减小并小于瓶外大气压强,因而大气压强将瓶外部分气体压进了气球。
总之,教师如能在原有的验证大气压存在的实验基础上再增加以上一些小实验或安排学生自己课后动手做一做,能加深学生对大气压强存在的理解,培养学生动手能力和创新能力,培养学生求异思维和整体分析及概括问题的能力
第四篇:证明《大气压存在》的简捷实验
证明《大气压存在》的简捷实验
肃宁县邵庄中学郭满增
一、实验名称:证明《大气压存在》的简捷实验
二、实验目的:证明大气压存在三、实验器材:塑料饮料瓶(太子奶瓶、营养快线瓶)、橡胶气球、皮筋、热水、冷水、水槽。
四、实验操作:演示实验一:
1、将热水倒入空塑料瓶中(多半瓶),过一会把热水倒出,旋紧盖子,再把它放入盛有凉水的水槽中,一会儿看到瓶子被压瘪。
演示实验二:
2、将热水倒入空塑料瓶中(多半瓶),过一会把热水倒出,把气球用皮筋固定在瓶口过一会儿,气球被吸进瓶内并且被吹大。
五、装置改进意义:仪器结构简单,便于操作,现象明显可推广为小组合作、学生实验,提高学生兴趣。
第五篇:证明大气压存在的实验方法
证明大气压存在的实验方法
【内容摘要】:大气压是初中物理的教学难点,突破难点的方法有多种多样,常用的方法有玻璃吸盘法、马德保半球实验法、广口瓶吞鸡蛋法。
【关键词】:大气压;物理实验;物理。
大气压是初中物理教学的重要内容,也是教学的难点。难就难在学生没有大气压的感受。把一个东西放在手上,人们能够感受到它的重量,知道物体对手有一个压强;挑起一副担子,人们能够感受到它的压力,知道担子对肩膀有一个压强。人们从一出生就生活在大气之中,却没有一个人能够感受到大气对自己有压力,有压强。人对事物的认识,取决于事物给人的感受。事物给人以感受,人就承认它的存在;事物没有给人以感受,人就不会承认它的存在。学生没有感受到大气给自己的压力,当然,不会承认大气压的存在。正因如此,使得大气压的教学成为物理教学的一个难点。应该怎样破解这个难点呢?最重要的是要让感受到大气压,视觉上的、味觉上的、触觉上的都可以。下面几个实验成本低,又能较好证明大气压的存在。
一、玻璃吸盘法
拿一个吸盘放在玻璃板上,再把它拿起来,说明吸盘与玻璃板是分离的。把吸盘按在玻璃板上,排出吸盘里的空气,再把它拿起来,发现玻璃板也被吸起来了。
让学生思考,为什么前几次吸盘不能够把玻璃板吸起来?为什么后来吸盘把玻璃板吸起来了?引导学生分析这两个问题,使学生间接地认识到大气压的存在。把吸盘放在玻璃板上,吸盘内部有空气,空气是流体,在某一个点上的压力是朝着各个方面的,在吸盘的某一个点上,吸盘内和吸盘外所受的压力是一样大的,吸盘的内部和外部所受的压力是一样的。当吸盘内部没有空气的时候,吸盘能够把玻璃板吸起来。说明吸盘受到一个由外指向内的力的作用,把吸盘按在了玻璃板上。试想,如果没有这样的一个力的存在,吸盘内部和外部都没有力的作用,那么二者岂不分离了。这个力是谁?刚才是内外都有空气,吸盘与玻璃板分离,现在是内部没有空气,外部有空气,那么问题肯定是出在空气上。是外部的空气给吸盘一个指向内部的力。压强是单位面积受力的大小。有力的存在,自然就会有压强的存在。空气能够给物体施加力,空气对物体就能够产生压强。
二、称空气
力和压强是一对孪生姊妹,有力的存在,必然有压强的存在。所以,要说明大气压的存在,只需要说明大气有压力就可以了。大气受地球的吸引,有一定的重力。要说明大气有压力,只需要说明大气有重力就可以了。所以,我们只要设法说明空气有重量就可以了。
取两个玻璃瓶子,打开瓶口,连同瓶盖一起放在天平上称重,使天平平衡。再把两个瓶子盖上口,抽出其中一个瓶子里的一些空气,再次称两个瓶子的重量。会发现天平的指针有轻微的偏转。这说明空气是有重量的。就而推出,空气对物体有压力,大气压是存在的。
三、模拟马德堡半球实验
两个皮碗口对口挤压,然后两手用力往外拉,发现要用较大的力才能拉开。马德堡半球实验和模拟实验的共同点是:将金属球内和皮碗内的空气抽出或挤出,使金属球内和皮碗内空气的压强减小,而外界的大气压强就把它们紧紧地压在一起,要用较大的力才能拉开,这就有力证明了大气压强的存在。
四、“瓶吞蛋”实验
用剥了壳的熟鸡蛋堵住广口瓶口,实验前用手轻轻用力,不能将鸡蛋完整地压入瓶内。再将点燃的棉球扔入装有细沙(防止烧裂瓶底)的瓶中,迅速将该熟鸡蛋塞住瓶口,待火熄灭后,观察到鸡蛋“嘣”的一声掉入瓶内。上述实验,由于棉花燃烧使瓶内气压降低,当瓶内压强小于瓶外大气压强时,鸡蛋在大气压强的作用下,被压入瓶内。
五、“覆杯实验”
玻璃杯内装满水,用硬纸片盖住玻璃杯口,用手按住,并倒置过来,放手后,整杯水被纸片托住,纸片不掉下来。
该实验玻璃杯内装满水,排出了空气,杯内的水对纸片向下的压强小于大气对纸片向上的压强,因而纸片不掉下来。
六、注射器拉砝码
取一注射器,把针筒倒夹在铁架台的铁夹中,先将活塞推到针筒顶端,排尽空气后用橡皮套将管口套牢,再在活塞颈上拴上细绳,绳下挂几个钩码,活塞也不易拉下来。
七、试管实验法
将粗试管装满水后,再将稍细的空试管插入粗试管中至一半深度处,将两试管迅速倒置过来,放开细试管后,则会看到细试管在粗试管内缓缓上升,这表明大气有压强。
八、抽气实验法
在橡皮塞中插入两支细短玻璃管,一根玻璃管口套上一个小气球,并用线扎紧,另一根接厚橡胶管后与抽气筒相连。用橡皮塞塞紧广口瓶瓶口,用抽气筒抽出瓶中的部分空气,此时套在另一玻璃管口的小气球就膨胀起来。这是由于抽走瓶内部分气体后,瓶内压强减小并小于瓶外大气压强,因而大气压强将瓶外部分气体压进了气球。
总之,教师如能在原有的验证大气压存在的实验基础上再增加以上一些小实验或安排学生自己课后动手做一做,能加深学生对大气压强存在的理
解,培养学生动手能力和创新能力,培养学生求异思维和整体分析及概括问题的能力