ВАКУУМ

ПЕРВЫЕ ОПЫТЫ С ВАКУУМОМ

сороковых годах XVII века бургомистр города Магде­бурга инженер Отто фон Герике начал свои, получившие впоследствии мировую известность, опыты по изучению свойств «пустого» пространства. Герике интересовался стро­ением Вселенной и пытался на опыте получить то «пустое» пространство, в котором движутся планеты, в том числе и Земля. Опыты Герике настолько поучительны, что их до настоящего времени демонстрируют на уроках физики в школе при изучении свойств газа.

Нелегко было в то время получить разреженное про­странство. Для первого опыта Герике взял винную бочку, наполнил ее водой и пытался насосом откачать из нее воду (рис. 4). Вскоре он убедился, что в бочку на место воды проникает воздух. Значит бочка не плотная. Тогда Герике изготовил для опытов медные разъемные шаровидные сосу­ды. Первые же пробы показали, что откачивать воздух из герметичного сосуда нелегко. С увеличением разрежения вытягивание поршня требовало все больших и больших уси­лий. На рис. 5 (взят из книги Герике) видно, как несколько человек пытаются вытянуть поршень. Каково же было

Изумление участников одного из первых опытов, когда мед­ный сосуд, имевший тонкие стенки, внезапно сплющился, при этом раздался звук наподобие выстрела. Медный сосуд был сплющен огромным внешним давлением воздуха. Но участникам опыта это было непонятно.

Представление о том, что человек живет на дне воздуш­ного океана, в то время уже существовало, но никому и в голову не приходило, что воз­дух давит на все предметы на Земле с такой огромной силой.

А что же собой представ­ляет пустота? Этот вопрос продолжал занимать Герике, и он настойчиво ставит все но­вые и все более совершенные опыты.

Он конструирует первый в мире воздушный насос и отка­чивает воздух со все большей полнотой. Один из его интерес­ных опытов изображен на рис. 6. Герике поставил два стеклянных сосуда один над другим, соединил их трубкой, на которой имелся кран. В нижний сосуд он налил воду, перекрыл кран, соединяю­щий его с верхним сосудом, затем он создал вакуум в верхнем сосуде. Открыв кран, соединяющий оба сосуда, он увидел, что вода под давлением воздуха поднимается из нижнего сосуда в верхний. Таинственная сила, которую в те­чение тысячелетий называли «боязнью пустоты», была разга­дана — это было давление воздуха. Если учесть, что свои опыты Герике делал, не будучи знаком с опытами Торичел­ли и Паскаля, его следует признать одним из. основополож­ников учения о свойствах газов и основателем вакуумной техники.

Чтобы наглядно показать, с какой большой силой ат­мосферный воздух давит на все предметы, Герике поставил знаменитый опыт с магдебургскими полушариями (рис. 7). Два медных полых полушария сложили вместе, из образо­
вавшегося шара откачали воздух. Для герметичности между полушариями проложили кожаную прокладку, смазанную жиром. К каждому полушарию прочно прикрепили по кольцу, за которые тянули в разные стороны по 8 лошадей.

Но даже 16 лошадей не могли разъединить медные полуша­рия, которые между собою не были ничем соединены и удер­живались вместе только давлением воздуха. Те же полуша­рия легко распадались, как только открывали кран для за­полнения их воздухом.

Насос, которым пользовался Герике, был первым насосом для получения разреженного пространства.

Герике поставил немало остроумных опытов. Он поместил внутри стеклянного шара, из которого был откачан воздух, колокольчик и определил, что звук не распространяется в безвоздушном пространстве.

Изучая свойства «пустого» (разреженного) пространства, Герике установил, что воздух необходим для горения, так как свеча гасла в вакууме. Поместив в стеклянный шар мышь и откачав из него воздух, Герике обнаружил, что в вакууме мышь быстро погибла, следовательно, в вакууме не может быть жизни. У своего дома Герике соорудил водяной баро-

Метр, состоявший из трубы высотой свыше Юл* (рис. 8), в верх­ней стеклянной части которой на поверхности воды плавала деревянная фигурка человечка. Однажды, обнаружив быст­рое падение уровня воды в барометре, Герике предсказал бурю за несколько часов до ее начала. Это тогда произвело большое впечатление на жителей Магдебурга.

Опыты Герике производили огромное впечатление на его современников. «Пустое» пространство становилось доступ­ным. Конечно, представление о степени «пустоты» простран­ства в то время было далеким от современного, но и эти све­дения были большим шагом вперед на пути познания тайн природы.