馬德堡半球在太空中,是否能輕而易舉打開?看NASA曾犯的錯!

2020-12-03 科技爆發點

馬德堡半球在太空中,是否能輕而易舉打開?看NASA曾犯的錯!

在初中的物理書上我們都看到過這樣一個實驗叫做馬德堡半球實驗,其實這個實驗是由當時馬德堡的市長,也是德國的物理學家所進行的一個實驗,這個實驗的出現也證明了地球上大氣壓的存在,在一個直徑約為0.36米的銅球當中,將內部的空氣抽乾,讓它處於真空的狀態,兩邊各有8匹馬,用這16匹馬把真空吸在一起的銅球所拉開。那麼這16匹馬用了多大的力量才把馬德堡半球拉開的呢?

假如這個球是在真空的狀態之下,拉開這個銅球大約需要2萬牛頓的力量,而這16匹馬只需要稍微的用力就可以把馬德堡半球打開了,如果馬德堡半球更小一些,用一個人的手就可以把它撕開。其實驗證大氣壓還有一個非常有趣的方法,把雙手合在一起,手掌心旋轉,然後打開的時候就會感覺到大氣壓的存在。

有人提出了一個比較有趣的猜想,馬德堡半球結合在一起的時候是大氣所給予的壓力,如果把它放在真空的環境當中,是不是輕而易舉的就可以把它打開了呢?把馬德堡半球放在太空當中,有兩個方法,一個是在國際空間站當中,另一個是直接地把它暴露在太空的真空環境當。

其實在國際空間站裡面,也依舊是一個標準大氣壓的環境,在這樣的環境下想要把馬德堡半球打開並不容易,但是在太空真空的環境當中則不同,馬德堡半球可以輕而易舉的就被打開了。在理論上來說是這樣的,但是我們卻忽略了一個致命錯誤,NASA在曾經實驗的時候就出現過,早就已經有了前車之鑑,正是由於這個致命錯誤,差點導致伽利略號探測器報廢,這到底是怎麼回事呢?

在太空當中有一個非常神奇且有趣的現象叫做冷焊。大體的過程是把兩個表面非常光潔的金屬面,在太空當中放在一起的時候,兩者就會連接在一起。伽利略號木星探測器,在1989年被送入太空之後,NASA發現了一個非常嚴重的問題。探測器傳輸數據的天線無法將其打開,工程師在進行深入分析之後,認為導致這種現象的原因是金屬直接的接觸,而導致冷焊現象的出現。也就是說兩個金屬面完整的粘合在了一起,想要打開它是並不容易的。

有人認為可以利用這種冷焊的方式將金屬物固定在一起,但是對於地球上的我們來說,將金屬物周圍的環境,用抽真空的方式進行,成本太過於高昂了,所以這樣的方式也一直沒有工業化。對於馬德堡半球實驗,你有怎樣的看法呢?

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    本次志願活動是以科技教學為主,讓學生親自動手參加各種各樣的科學小實驗,讓學生發揮他們的主觀能動性,並在此之中穿插關於環保的小知識,提高學生們的環保意識、培養環保習慣。本次科技課的主要內容是關於馬德堡半球實驗的詳細解說,由參加志願的其中一位同學充當老師,運用PPT為大家上課,講解關於馬德堡半球實驗的歷史故事和教育意義;其餘三位同學充當助教,在老師講解過程中維持課堂秩序,幫助小朋友們進行操作實驗並積極解決學生們的疑惑,給積極回答問題的小朋友們分發小禮品,並拍照記錄課堂過程。
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    橄欖樹創客之夜獨家承辦的「馬德堡」杯拔河比賽火熱進行中~花式拔河?這個道具似乎有點特別呢……相信初高中同學以及家長朋友們已經看出來了這是什麼實驗,先賣個關子唄,文末有彩蛋哦!用一段影片會更直觀哦,馬德堡半球實驗究竟是怎麼一回事!
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    馬德保半球亦作馬格德堡半球,在1654年時,當時的馬德堡市長奧託.馮.居裡克於羅馬帝國的雷根斯堡(今德國雷根斯堡)進行的一項科學實驗,目的是為了證明大氣壓力的存在。我們自己也動手做個這樣的實驗,感悟科學家他們的智慧。
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