气压计的历史（和原理）- 阿萨夫.巴尔.约瑟夫
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0:06 - 0:11当亚里士多德发现,真空,即没有物质的空间是不存在的的时候
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0:11 - 0:16他说过一句话"自然惧怕虚无"
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0:16 - 0:19真空之所以不存在是因为其附近的物质会立即填补这个空间
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0:19 - 0:22幸运的是,亚里士多德被证明是错的
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0:22 - 0:25真空是气压计,
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0:25 - 0:27一种测量空气压力的仪器的重要组成部分
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0:27 - 0:30由于气压是受温度影响的
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0:30 - 0:32气压的突然改变可以引起
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0:32 - 0:36飓风，龙卷风和其它极端天气现象
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0:36 - 0:38气压计是天气预报者和从事类似工作的科学家
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0:38 - 0:42不可或缺的的工具之一.
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0:42 - 0:45气压计是如何工作的,它又是怎么被发明的呢?
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0:45 - 0:46这个过程可得花一些时间了,
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0:46 - 0:50因为亚里士多德和其他古哲学家的学说
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0:50 - 0:55认为真空在现实生活中是不可能存在的.
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0:55 - 0:59所以2000年来几乎没人想过去质疑这个理论
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0:59 - 1:02直到对气压计的迫切需求把这个问题再次摆在人们眼前.
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1:02 - 1:06在17世纪,，意大利采矿者面临着严重的问题
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1:06 - 1:08因为他们发现他们的水泵无法将水
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1:08 - 1:11提升超过10.3米
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1:11 - 1:15当时的的科学家们，包括伽利略
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1:15 - 1:20都认为水被提上来是因为管中空气被抽掉了，需要水去填补空间
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1:20 - 1:26但是这个力是有限的，只能将水提高最多10.3米.
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1:26 - 1:29无论如何，真空是否存在的问题
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1:29 - 1:31依然被认为是有争议的
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1:31 - 1:34对于伽利略这种非传统的理论的兴奋
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1:34 - 1:38盖斯帕罗伯提做了一个简单但是天才的实验
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1:38 - 1:40来证明真空是可能的
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1:40 - 1:42他把一根长管子装满水
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1:42 - 1:46两边封住立起来置于浅水池上
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1:46 - 1:49然后打开管子底部
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1:49 - 1:51水则会流出来到盆子里去
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1:51 - 1:56直到在管中的水只剩下10.3米
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1:56 - 2:00这样在管子顶端就留下了一段没有空气进入的空间
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2:00 - 2:04伯堤成功地直接制造了一个稳定的真空状态
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2:04 - 2:08但即便真空的存在已经得到了展示
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2:08 - 2:11也并不是所有人都赞同伽利略的观点
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2:11 - 2:14因为这种真空是神秘的
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2:14 - 2:17并且只以有限的力量作用于水.
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2:17 - 2:21托里拆利，伽利略年轻的学生和朋友
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2:21 - 2:24决定通过不同的角度来看待这个问题
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2:24 - 2:27他没有专注于管子顶端的空间
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2:27 - 2:30而是问自己：“还有什么可以影响水下降的高度呢?"
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2:30 - 2:34因为唯一和池子里的水有所关联的就是池子附近的空气
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2:34 - 2:38所以他认为空气的压力是唯一阻止
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2:38 - 2:41管子里的水继续下降的东西
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2:41 - 2:45他意识到这个实验不仅仅是创造真空的工具
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2:45 - 2:47还可以用作一个天平
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2:47 - 2:51用来平衡管子外部的大气压力
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2:51 - 2:54与管子内部水柱的压力。
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2:54 - 2:59管子中的水位会持续下降直到两边压力相等
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2:59 - 3:02这个平衡的高度刚好是10.3米
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3:02 - 3:05这个主意并不容易被接受
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3:05 - 3:08因为伽利略和其他人一直以来都认为
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3:08 - 3:12大气是没重量，没压力的
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3:12 - 3:15托里拆利决定重复伯堤的实验
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3:15 - 3:17他用的是水银而不是水
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3:17 - 3:20因为水银比水密度大，它比水下降得更厉害
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3:20 - 3:24水银柱最终只停在了76厘米高
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3:24 - 3:28这不仅让托里拆利把实验仪器变小了
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3:28 - 3:32还证明了重力是决定性因素
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3:32 - 3:38在此基础上的另一个实验使用了两根管子，其中一根顶端有个大泡泡
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3:38 - 3:42如果伽利略的想法是对的，第二根管子中应当存在更大的真空空间
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3:42 - 3:46应该提供更多吸力，把水银抬得高一点
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3:46 - 3:49但是两边的高度是一样的
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3:49 - 3:53托里拆利实验最根本的支持来自于帕斯卡所做的实验
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3:53 - 3:56帕斯卡在山上做出了汞柱实验
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3:56 - 3:58并且发现汞柱的高度会降低
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3:58 - 4:02随着海拔降低，气压降低
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4:02 - 4:05建立在托里拆利原模型上的水银气压计
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4:05 - 4:10一直到2007年还是测量大气压强最普遍的方法
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4:10 - 4:1407年以后由于水银的毒性,它的使用受到了限制
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4:14 - 4:17也不能在欧洲继续生产
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4:17 - 4:19无论如何，托里拆利的发明—
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4:19 - 4:22产生于他对长期以来被人接受的
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4:22 - 4:26有关真空和空气重量的老教条的乐意质疑
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4:26 - 4:29这是一个告诉人们:跳出条条框框去思考问题
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4:29 - 4:31是非常有意义的事的很好的例子.
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气压计是一种测量空气压力,帮助天气预报员和科学家更好地预测极端天气现象的仪器.姑且不说它有多么多么的实用,发明气压计可不是一件容易的事.Asaf Bar-Yosef讲述了一系列对气压计的发明做出贡献的科学家和实验以及气压计的工作原理.
课程:阿萨夫.巴尔.约瑟夫 , 动画:Reflective Films.
- Video Language:
- English
- Team:
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- Project:
- TED-Ed
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- 04:46
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