趣味物理实验(原名《趣味物理思考题》)
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9.神奇的潜水钟

我们要做一个实验,这个实验需要准备一个普通的盆子,如果你没有盆子,也可以准备一个罐子,实验对这个罐子也是有要求的,那就是罐子要有一定的宽度和深度,这样做起实验来会更顺利些。除了上面要准备的东西以外,我们还需要准备一个大高脚杯或者高玻璃杯。这就是我们所说的潜水钟,将装水的盆子看作一个小型的海或者湖。

这个实验很简单,也许是所有实验中最简单的了。你把杯子插入盆底,这里你要遵守一个原则,那就是将杯子底朝上拿着,如图38,时刻都要用手压着(以便水流不进去)。这时候可以很容易地发现,水几乎完全没有流进杯子里,原因就是空气让水失去了流进杯里的可能。如果你把一块糖放进潜水钟下(因为糖是很容易溶解的物品),此时你再看杯子的底部,你会看到更加直观的现象。这回你在水里放一个软木塞,对这个软木塞的要求就是在软木塞上面放上方糖,并在软木塞上面用玻璃杯把它罩住。现在你再次把杯子放入水中。此时方糖的位置虽然位于水平面之下,但是方糖仍然是干的,即使它在水面下,它也是干的,因为杯子下没有水渗进去。

图38

这个实验同样也可以用玻璃漏斗来做,如果你用手指严实地堵住细孔,并且将它的宽口朝下,然后按照上面的操作,把漏斗放入水里,你会发现水进不了漏斗,原因就在于你把那个小孔的部分用手挡住了。但如果你一移开手指,让空气进入漏斗里面,此时水就会立刻进入漏斗里,直到和漏斗外面的水位持平。

通常我们认为我们周围的空气好像并不存在,因为它并不像我们看得见的物体那样,占据着一定的空间。通过这个实验我们就可以知道,我们周围看不见的空气是真实存在于我们周围的,并且它占据着很大的空间。如果它无处可走的话,它也不会把这个位置让出来的。

这个实验的成功很直观地向我们解释了为什么人们可以在里面有大管道的沉箱或者水下的潜水钟里休息和工作。这个原理和我们在之前做的实验里水不会进入玻璃杯的原理是一样的。