瓶子喝水

2015-12-25 00:52
发明与创新·中学生 2015年12期
关键词:纸人沈括火气

宋代俞琰所写的《席上腐谈》一书中记载:“剧烧片纸纳空瓶,急覆于银盆水中,水皆涌入瓶,而银瓶铿然有声,盖火气使之然也。又依法放入壮夫腹上,挈之不坠。”

这段话的意思是:将剧烈燃烧着的纸片放入空瓶里,迅速把瓶倒扣在装有水的银盆中,水就会涌进瓶里,并且铿然有声。按这种办法把瓶扣在人的肚子上,瓶子会吸住肚子而不坠落。虽然古人并不知道这是大气压作用的缘故,但能指出“盖火气使之然”,在当时已是了不起的事。

古代记载大气做功的实验有很多,先秦时期的人们就会用“角法”(今“拔罐疗法”)治病了。现在人们选择泡菜坛子时,先在坛外沟槽中倒水,然后把燃烧的纸片丢进坛中,盖上坛盖,通过观察沟槽中的水是否会被吸入盖内来判别坛子是否漏气,就是应用了“瓶子喝水”的实验原理。

北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中指出:“欲知其应者,先调诸弦令声和,乃剪纸人加弦上,鼓其应弦,则纸人跃,他弦即不动。”意思是要想知道某一根弦的应弦,可以先把各条弦的音(依五音声阶)调准,然后剪个纸人放在这根弦上。这样一弹它的应弦,纸人就会跳动,弹其他弦,纸人则不动。

这就是著名的“纸人共振”实验。发生共振的两个物体,它们的固有频率一定相同或成简单的整数比。若弹动“哆”弦,别的“哆”弦也动,弹动“咪”弦,别的“咪”弦也动。

其实早在沈括以前就有人做过“瑟弦相应”的实验。庄子在他的著作中提到一个叫鲁遽的人:“为之调瑟,废(置)于一堂,废于一室,鼓官宫动,鼓角角动,音律同矣。”只不过“纸人共振”实验更为直观和有趣罢了。(据物理网)

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