托里拆利

　　托里拆利（Evangelista Torricelli,1608～1647）意大利物理學家、數(shù)學家。1608年10月15日出生于貴族家庭，幼年時表現(xiàn)出數(shù)學才能，20歲時到羅馬在伽利略早年的學生B.卡斯提利指導下學習數(shù)學，畢業(yè)后成為他的秘書。1641年寫了第一篇論文《論自由墜落物體的運動》，發(fā)展了伽利略關(guān)于運動的想法。經(jīng)卡斯提利推薦做了伽利略的助手，伽利略去世后接替伽利略作了宮廷數(shù)學家,1647年10月25日（39歲）過早去世。

　　當時羅馬、佛羅倫薩的學者們熱烈討論著自然的本性是否“厭惡真空”和如何解釋礦井中的水泵只能把水提到18肘（10.5米）高的問題。伽利略雖做過稱量空氣的實驗，證明空氣有重量，但仍認為可能有一種“真空阻力”。意大利學者G.B.巴利安尼1630年寫信給伽利略，提出可能存在大氣壓力的假設。1644年，托里拆利和伽利略的另一位學生維維安尼在一起進行實驗研究，他們用汞代替水進行實驗，認為比水重14倍的汞大約只能升起水柱的1／14。將玻璃管裝滿汞后倒置于盛汞容器中，玻璃管上端就獲得“托里拆利真空”。與此管對比的還有另一個上面帶圓玻璃泡的玻璃管，托里拆利原來猜想容積大的真空應有較大的“真空阻力”，但兩管的水銀柱卻等高。在1644年他給羅馬M.里奇的信中說：“我們是生活在大氣組成的海底之下的。實驗證明它的確有重量……”“我們看到：一個真空的空間形成了……它是外在的并且是來自外界的”“它們的設計不僅要造出真空，而且要造出可以指明氣壓變化的儀器�！边@一實驗之所以能率先在意大利做成功，還因為羅馬和佛羅倫薩在當時的吹制玻璃器皿的技術(shù)最先進。這個實驗傳到西歐后隨即引起了帕斯卡、蓋利克等人對大氣壓的研究熱潮。

　　托里拆利在流體力學方面的貢獻是提出了關(guān)于液體從小孔射流的定理：在充水容器中，水面下小孔流出的水，其速度和小孔到液面的高度平方根以及重力加速度的2倍（2g）的平方根成正比（托里拆利定理）。他還解釋過風的成因起源于空氣的密度與溫度差。

　　在靜力學方面，托里拆利發(fā)現(xiàn)：一個物體系統(tǒng)，當其重心處在最低位置時，發(fā)生小位移時重心下降，系統(tǒng)才是穩(wěn)定的。此外，他在磨制精良透鏡和將伽利略氣體溫度計改為液體溫度計方面也獲得成功。

　　托里拆利特別強調(diào)處理力學問題時數(shù)學與實驗的重要性。

選自：《物理教師手冊》

            知    識    點

                 應  用

1．聲吶

測海深

2．密度

鑒別物質(zhì)  判斷是否空心  判斷浮沉。

3．在一定范圍內(nèi)，拉力越大，彈簧被拉得越長

制成測力計

4．重力的方向總是豎直向下的

制成重垂線  水平器

5．關(guān)于摩擦力的大小

增減摩擦的方法

6．慣性

解釋現(xiàn)象

7．二力平衡

測滑動摩擦力

驗證液體內(nèi)部的壓強公式p=ρgh

8．力使物體運動狀態(tài)發(fā)生改變

   物體在非平衡力作用下的運動。

解釋物體由靜變動，由動變靜，加速，減速，改變運動方向作曲線運動等

9．壓強

增減壓強的方法

10．液體的壓強

水壩下部建造得比上部寬，潛水深度有限度

11．連通器

茶壺、鍋爐水位器……

12．托里拆利實驗

制成水銀氣壓計

13．大氣壓

自來水筆吸墨水，抽水機，茶壺蓋上開有一小孔，用吸管吸飲料，高度計，醫(yī)院輸液打針

14．氣體壓強跟體積的關(guān)系

風箱，噴霧器，打氣筒，抽氣機，空氣壓縮機等

15．物體的浮沉條件

密度計，輪船，氣球，飛艇，潛水艇，孔

明燈，鹽水選種，測人體血液的密度，解

釋煮餃子時，生沉熟浮等

16．杠桿的平衡條件

判斷杠桿類型，求最小動力，判斷動力變

化情況進行有關(guān)計算

17．光的直線傳播

射擊時的瞄準，解釋小孔成像，影的形成，

日食，月食的形成“坐井觀天，所見甚小”，

確定視野，判斷能否看見物體或像，激光

準直測距等

18．鏡面反射

解釋黑板“反光”，看不清上面的字

19．漫反射

解釋能從各個方向都看到不發(fā)光的物體

20．平面鏡 

成像、鏡前整容，糾正姿勢，制成潛望鏡、

萬花筒，墻上掛大平面鏡，擴大視覺空間、

改變光路(如將斜射的陽光，豎直向下反

射照亮井底)，測微小角度，平面鏡轉(zhuǎn)過θ角，反射光線改變2θ角……

21．光的折射

筷子斜插入水中，浸在水中部分向上偏折視深度小于實際探度，視高大于真高

22．凸透鏡對光線有會聚作用

粗測凸透鏡的焦距

23．凸透鏡成像規(guī)律

u>2f,照相機；f<u<2f幻燈機、投影儀、

電影放映機；u<f放大鏡；確定凸透鏡f

的范圍，照相機、幻燈機的調(diào)節(jié)

24．液體的熱脹冷縮

制成常用的液體溫度計

25．液化技術(shù)

分離空氣的組成氣體，提取純凈的氣體

26．蒸發(fā)致冷

解釋現(xiàn)象：吹電風扇涼快，潑水降溫，包有酒精棉花的溫度計示數(shù)低于室溫

27．液化放熱

用高溫水蒸氣做飯、燒水。

28．升華致冷

用干冰人工降雨、滅火，在舞臺上形成 “煙”霧

29．液體的沸點隨液面上方氣壓的增大(減小)而升高(降低)

在高山上煮飯用高壓鍋

30．氣體的加壓液化

生活用液化石油氣用增加壓強的方法使石油氣在常溫下液化后裝入鋼罐

31．三表：熔點表  密度表  比熱容表

白熾燈泡燈絲用鎢做，在很冷的地區(qū)宜用酒精溫度計而不用水銀溫度計測氣溫；水的比熱容比較大，解釋在沿海地區(qū)白天和晚上的氣溫變化不大。

注意：固體和液體相比較，不能說液體密度總比固體的小

32．電流的熱效應

制成各種電熱器，白熾電燈，保險絲

33．電流的化學效應

提煉鋁、銅、電解、電鍍

34．電流的磁效應

制成電磁起重機，電鈴，電話聽筒，利用電磁鐵制成電磁繼電器，用于自動控制

35．決定電阻大小的因素

制成變阻器(通過改變電阻絲的長度來改變電阻)，油量表

36．歐姆定律

解題，測電阻

37．串聯(lián)電路的規(guī)律

制成簡單調(diào)光燈，說明電阻箱的結(jié)構(gòu)和原理

38．磁  

磁屏蔽      防磁手表    

用磁性材料做成錄音帶和錄像帶，磁懸浮列車

39．通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動

制成直流電動機 

40．電磁感應現(xiàn)象

制成發(fā)電機