中国古代趣味物理实验拾零
中国古代趣味物理实验拾零 摘要：将分布在中国古籍中的一些趣味性浓的物理实验收集拢来予以介绍，扼要地分析了实验原理与方法，
中国古代趣味物理实验拾零
摘要：将分布在中国古籍中的一些趣味性浓的物理实验收集拢来予以介绍，扼要地分析了实验原理与方法，指出其在当今物理学中的应用，对了解中国古代物理实验产生、变化、发展的历程具有参考价值。
关键词：古代；趣味物理实验；物理现象
1前言
中华民族是一个酷爱实践的民族。在中国古代，人们十分重视用实验去研究物理现象与规律。一些实验构思奇特，设计巧妙，在漫长的岁月中经受了历史的考验，至今仍然光彩艳丽。不过，物理学在古代不是一门独立的学科，其资料散布极其广泛，收集起来并不容易。本文从趣味性角度出发，从各种典籍中选出一些物理实验予以介绍，目的在于了解当今趣味物理实验发展变化的历史背景。
2虚管悬液实验
唐代王冰注解《黄帝内经素问》时指出：虚管溉满，捻上悬之，水固不泄，为无升气而不能降也。[1]
意思是：用手指捏住空管的一端，将管中灌满水后倒过来，水不会从管中流出。因为外面的空气不能进入管中，所以管里的水不会流出来。
这就是虚管悬液实验，它证明了大气压强的存在。当管中充满水后，空气不能进入管中。将管倒过来，管内压强为水压，其值通常小于管外的大气压强，故水悬在管中。这个实验是从瓶子倒水实验演绎过来的。
早在南北朝成书的《关尹子》一书就已指出：瓶有二窍，水实之则倒泻，开一则水不下，盖不升则水不降。[2]
意思是：在密封的瓶上开两个小孔，瓶中灌满水，水就会从瓶中倒出。若只在瓶中开一个小孔，水是倒不出来的。因为此时空气不能在瓶中对流。
很显然，上下两端开口的瓶子，下口上面压强为一个大气压加水压，下面压强是一个大气压，这种情况下水会从下口流光。但将瓶的上口封住时，水向下滴落一点点后，瓶内气体体积增大，压强减小，当瓶内气压减小量与瓶中水柱产生的压强相等时(有时只要水的下表面向外凸出一点点就行)，水就不会流出来了。
该实验，常有教师在讲到大气压作功时，用试管履行来演示。
3瓶子喝水实验
宋代俞琰(1258～1314)所写的《席上腐谈》一书：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。[3]
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。因为纸片的燃烧使瓶中空气减少，待瓶内空气冷却后压强降低的缘故。按这种办法把瓶扣在人腹上，瓶子会吸住腹肌而不坠落。
很明显，纸在瓶中燃烧，瓶内空气膨胀，空气从瓶中跑掉一部分。把瓶扣在水中，氧气燃尽，火焰也就熄灭，此时瓶内温度降低，压强减小，瓶外空气压迫盆里的水涌入瓶中。记载中尽管没有说明这是大气压作用的缘故，但能指出盖火气使之然，这在当时已是了不起的事情。
古代记载大气作功的实验有许多，还在先秦时期，我国就用角法(今拨罐疗法)治病了，可见瓶子喝水实验并不年青。当今人们选择泡菜坛子，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，看沟槽中水是否被吸入盖内或坛腹，以此判别坛子是否漏气。其检测原理就是瓶子喝水的实验原理。
4纸人共振实验
北宋科学家沈括(1031～1095)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。[4]
沈括的意思是：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。所谓共振，是指一个物体振动的时候，另一个物体也随着振动的现象。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。如弹动哆弦，别的哆弦也动，弹动咪弦，别的咪弦也动。(责任编辑：www.360gaokao.com)
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