測量大氣壓的三種實驗方法

1 托里拆利實驗法

器材：長約1m一端開口的玻璃管，水銀槽，水銀，刻度尺

步驟：

(1)將開口向上的玻璃管內裝滿水銀；

(2)用手指堵住管口，將其倒立在裝有適量水銀的水銀槽內；

(3)用刻度尺測量出管內外水銀面的高度差H。

結果分析：由于玻璃管上方是真空，H高水銀柱產生的壓強與大氣壓強平衡。因此有：

P氣=P汞=ρ汞gH

2 “吸盤”測量法

器材：吸盤，玻璃板(或水平桌面)，彈簧測力計，刻度尺，尼龍繩

步驟：(1)用刻度尺測出吸盤的直徑D；

(2)將吸盤按在光滑的水平桌面上，擠凈里面的空氣：

(3)用彈簧測力計測量剛把吸盤拉離玻璃時的大氣壓力F。

結果分析：

3 “注射器”測量法

器材：注射器，彈簧測力計，刻度尺，尼龍繩

步驟：(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔;

(2)用繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平慢慢拉動注射器筒，當注射器中的活塞剛開始滑動時，記下測力計的示數F；

(3)用刻度尺測出注射器全部刻度的長度為L，根據注射器的最大刻度V，計算得到活塞的橫截面積S。

結果分析：

上述三種實驗法的共同之處：都是間接測量法，都用到了等效替代和二力平衡的知識。法一中水銀柱產生的壓強與大氣壓強相等，通過測水銀柱產生的壓強而測出大氣壓強。法二、法三中，要測大氣壓力，需要測出與其二力平衡的測力計的拉力。

不同之處：法一中水銀柱上方的真空是比較容易得到，由于p=ρgh，液體壓強與水銀柱的高度有關，而水銀柱的高度與玻璃管的粗細、傾斜與否、上提、下壓等都無關，因此測量結果較準確。但是由于水銀有毒，若用水柱代替，一個標準大氣壓強P0=1．01×105Pa又相當于水柱高：H水=10．3m，所以不宜在教室里演示給學生看，(測量水柱實驗可在教學樓一到四樓樓梯進行，事先把水槽、水、橡皮水管設置好，米尺固定在樓梯上，由幾個學生操作：在水槽旁、拉水管、讀讀數，進行實驗。)托里拆利實驗對認識大氣壓強的值很重要，是物理學史上的一個重要實驗，應該讓學生知道。可采用錄象的方法讓大家看看當年的實驗過程。

法二、法三中器材易得也能安全操作，但由于排凈空氣、剛拉離(“吸盤”測量法中)、剛滑動(“注射器”測量法)等操作要領很難把握，導致實驗誤差很大，所以適用于學生的粗略測量。

(欄目編輯王柏廬)

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