盧羿舟

假期，我和爸爸媽媽一起讀了有關(guān)空氣的科普讀物，發(fā)現(xiàn)了空氣的秘密。

早在400多年前，就有科學(xué)家認(rèn)為空氣會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的壓力，卻遭到了當(dāng)時(shí)科學(xué)家伽利略的反對(duì)。他認(rèn)為，如果空氣能產(chǎn)生相當(dāng)大的壓力，就會(huì)把人壓趴下，甚至讓人不得翻身。直到1643年，意大利科學(xué)家托里拆利設(shè)計(jì)了著名的水銀柱實(shí)驗(yàn)，才證實(shí)了空氣真的存在壓力。托里拆利首先在一個(gè)玻璃管內(nèi)灌滿(mǎn)水銀，排出空氣，用手指緊緊堵住玻璃管的開(kāi)口端，并把玻璃管小心地倒插在盛有水銀的槽里，待開(kāi)口端全部浸入水銀槽內(nèi)時(shí)，移開(kāi)手指，將玻璃管豎直固定。這時(shí)，水銀沒(méi)有完全從玻璃管中流出來(lái)，剩下的水銀高約為760毫米。

水銀是一種液體，和水一樣會(huì)從高處往低處流。托里拆利的這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明有一種“看不見(jiàn)的力”托住了水銀，不讓它從玻璃管里流出來(lái)。這個(gè)力是不是空氣的壓力呢？當(dāng)時(shí)的人們并不知道空氣壓力的存在，所以托里拆利的實(shí)驗(yàn)還不能讓科學(xué)家心服口服。在托里拆利去世13年后的1660年，愛(ài)爾蘭科學(xué)家波義耳做的一個(gè)實(shí)驗(yàn)才讓人們確定這個(gè)“看不見(jiàn)的力”就是空氣壓力。波義耳在仔細(xì)思考后認(rèn)為，如果能將托里拆利的實(shí)驗(yàn)在真空環(huán)境中重復(fù)一遍，且玻璃管中的水銀仍然流不出來(lái)，那么這個(gè)“看不見(jiàn)的力”就不是空氣帶來(lái)的，否則它就是空氣壓力。為此，波義耳做了一套實(shí)驗(yàn)裝置，包含1個(gè)大玻璃球和1個(gè)真空泵兩個(gè)部分，大玻璃球的下方接著真空泵，通過(guò)真空泵能將大玻璃球里的空氣全部抽掉。

波義耳先將裝滿(mǎn)水銀的玻璃管倒立在水銀槽內(nèi)，再將它們一起放到大玻璃球中，接著用真空泵將大玻璃球內(nèi)的氣體抽出來(lái)。這時(shí)，有趣的現(xiàn)象發(fā)生了：隨著空氣被不斷抽出，水銀柱開(kāi)始下降，直到最后完全從玻璃管內(nèi)流了出來(lái)，實(shí)驗(yàn)徹底證明了空氣是有壓力的。

德國(guó)馬德堡市的市長(zhǎng)格里克在聽(tīng)說(shuō)托里拆利的水銀柱實(shí)驗(yàn)遭到人們的懷疑后，就想通過(guò)一個(gè)科學(xué)表演來(lái)向人們證明空氣是有壓力的。他請(qǐng)能工巧匠打造了兩個(gè)特殊的銅制半球，當(dāng)兩個(gè)半球合在一起，就成了一個(gè)不漏氣的空心銅球。

表演開(kāi)始時(shí)，格里克先讓人們把兩個(gè)半球合攏并灌滿(mǎn)水，然后將水全部抽掉，使球內(nèi)形成真空，之后再給每個(gè)半球套上結(jié)實(shí)的帶子，讓16匹高頭大馬分成兩隊(duì)，分別用力向兩邊拉扯半球。起初，銅球絲毫沒(méi)有要分開(kāi)的意思。馬夫接著大聲吆喊、揚(yáng)起馬鞭，16匹馬奮蹄向前，拼命拉拽......突然，“啪”的一聲巨響，銅球終于分開(kāi)了！這次科學(xué)表演就是后來(lái)人們都知道的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，空氣不僅有壓力，還十分強(qiáng)大?？煽諝鉃槭裁磿?huì)有壓力呢？我推測(cè)，這個(gè)壓力可能是由空氣的質(zhì)量產(chǎn)生的。為此，我做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)。

我準(zhǔn)備了1個(gè)簡(jiǎn)易的天平和3只質(zhì)量一樣的氣球，并給氣球充氣，紅色氣球充的氣最少，藍(lán)色和橙色氣球充的氣一樣多。

我用兩截相同大小的雙面膠把充了氣的紅色氣球和藍(lán)色氣球分別固定在天平的兩端。此時(shí)，天平向更大的藍(lán)色氣球一端傾斜，這說(shuō)明藍(lán)色氣球里的空氣比紅色氣球里的空氣重。我將紅色氣球取下來(lái)，換上和藍(lán)色氣球充氣一樣多的橙色氣球。這時(shí)，天平恢復(fù)了平衡，這意味著兩個(gè)同樣大小的氣球里的空氣質(zhì)量相等。這個(gè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了我的推測(cè)是正確的：空氣確實(shí)有質(zhì)量，而這個(gè)質(zhì)量讓空氣有了壓力。

既然空氣壓力這么大，為什么我們沒(méi)有被壓趴下呢？這是因?yàn)槲覀兩眢w外存在的空氣壓力與身體內(nèi)部的空氣壓力相等，內(nèi)外壓力互相抵消。所以，我們感受不到空氣壓力的存在。

但在有些情況下，我們還是可以感覺(jué)到空氣壓力的存在。比如，我們乘坐飛機(jī)起飛、降落或乘坐電梯快速上升、下降時(shí)，我們的耳朵就有可能感覺(jué)有點(diǎn)“嗡嗡”的，這就是因?yàn)橹車(chē)目諝鈮毫Πl(fā)生了變化，導(dǎo)致身體內(nèi)外的大氣壓力不平衡，所以耳朵的鼓膜就有反應(yīng)了。

大氣壓力這個(gè)在現(xiàn)在看來(lái)是常識(shí)的現(xiàn)象，卻是經(jīng)過(guò)好多科學(xué)家的不斷努力才得以證實(shí)。他們想出各種巧妙的實(shí)驗(yàn)方法，創(chuàng)造出各類(lèi)精密的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，只為揭開(kāi)空氣壓力神秘的面紗。他們的科學(xué)精神值得我們學(xué)習(xí)！