Magdeburgške polukugle
|
Model magdeburških kugala za školske pokuse iz fizike, promjer im je oko 10 cm pa se mogu rastaviti silom koja odgovara težini od oko 75 kg. |
U doba nastajanja eksperimentalne znanosti, u 16. stoljeću, brojni su znanstvenici raspravljali o pitanju, postoji li zasista zrakoprazan prostor.
Čak se je i gradonačelnik Magdeburga (i fizičar) Otto Guericke (1602 - 1686; von Guericke od 1666) bavio tim pitanjem.
„Weil die Gelehrten nun schon
seit langem über das Leere, ob es vorhanden sei, ob nicht, oder was es sei, gar
heftig untereinander stritten (...) konnte ich mein brennendes Verlangen, die
Wahrheit dieses fragwürdigen Etwas zu ergründen, nicht mehr eindämmen
(...)"[1]
„Dok se učenjaci, sada već dosta dugo, međusobno žustro prepiru o praznini, postoji li ona, ili ne postoji, ili što je ona uopće (...) ja nisam više mogao sputavati svoju goruću želju da donekle dokučim istinu te dvojbe (...)"
[1]
Originalne polukugle koje su korištene u Magdeburškom pokusu
Guerickeovi spektakularni pokusi s vakuumom počeli su od 1650 i učinili ga slavnim fizičarem i inžinjerom. Vrhunac njegovog izrazitog istraživačkog niza bio je pokus o djelovanju tlaka zraka: Magdeburške polukugle.
Demonstracija njegovog čuvenog pokusa izvedena je prvi puta 1657. godine u gradu Magdeburgu:
U tu svrhu Guericke je pomoću vakuumske sisaljke iscrpio zrak iz dvije šuplje bakarne polukugle, koje su na spoju bile zabrtvljene kožnatom brtvom natopljenom u ulje i vosak, a imale su promjer od 42cm. Zrak koji je izvana jelovao na polukugle, pritiskao je polovice jednu uz drugu. Da bi pokazao koliko veliki tlak zraka uzrokuje atmosfera, fizičar je za svaku polukuglu svezao po osam upregnutih konja, koji nisu bili u stanju razdvojiti polukugle.
Guericke je zapisao u svom glavnom djelu "Experimenta nova (ut vocantur) Magdeburgica De Vacuo Spatio":
[1]
[„Samo s kožnatim prstenom kao umetkom te su polukugle priljubljene jedna uz drugu, a zatim je zrak...naglo iscrpljen. Uočih tada, s kolikom snagom pritiskahu obje šuplje polutke umetnuti prsten! I ostahu pod djelovanjem tlaka zraka tako čvrsto priljbljene jedna uz drugu, da ih čak ni 16 konja ne mogaše razdvojiti ili ih razdvajahu tek uz veliku muku. Ako ih katkada ipak, ali uz najveće naprezanje, uspješe rastaviti, odjeknu tada pucanj kao iz puške kremenjače".]
U tu svrhu Guericke je pomoću vakuumske sisaljke iscrpio zrak iz dvije šuplje bakarne polukugle, koje su na spoju bile zabrtvljene kožnatom brtvom natopljenom u ulje i vosak, a imale su promjer od 42cm. Zrak koji je izvana jelovao na polukugle, pritiskao je polovice jednu uz drugu. Da bi pokazao koliko veliki tlak zraka uzrokuje atmosfera, fizičar je za svaku polukuglu svezao po osam upregnutih konja, koji nisu bili u stanju razdvojiti polukugle.
[1]
[„Samo s kožnatim prstenom kao umetkom te su polukugle priljubljene jedna uz drugu, a zatim je zrak...naglo iscrpljen. Uočih tada, s kolikom snagom pritiskahu obje šuplje polutke umetnuti prsten! I ostahu pod djelovanjem tlaka zraka tako čvrsto priljbljene jedna uz drugu, da ih čak ni 16 konja ne mogaše razdvojiti ili ih razdvajahu tek uz veliku muku. Ako ih katkada ipak, ali uz najveće naprezanje, uspješe rastaviti, odjeknu tada pucanj kao iz puške kremenjače".]
Svojim je pokusima pobio tada prevladavajuće uvjerenje o „Horror vacui" (lat. Strah, groza od praznine), takozvanom strahu prirode od praznine, kojim su ljudi u to doba između ostalog objašnjavali načelo crpljenja pomoću sisaljki. Guericke je pokazao, da zrakoprazan prostor stvarno postoji i kako ga čovjek može ostvariti. Istodobno je razjašnjeno, da zrak kao i svako drugo tijelo ima težinu. I prema tome Magdeburške polukugle nisu „privučene jedna drugoj unutrašnjim vakuumom", nego su uslijed velikog tlaka zraka izvana pritisnute jedna uz drugu.
Standardni atmosferski tlak zraka iznosi približno 100
kPa = 0,1 MPa ( 1 bar).
|