氣壓、大氣壓、大氣壓強(qiáng)與馬德堡半球?qū)嶒?yàn)

氣壓、大氣壓、大氣壓強(qiáng)與馬德堡半球?qū)嶒?yàn)氣壓是作用在單位面積上的大氣壓力，即在數(shù)值上等于單位面積上向上延伸到大氣上界的垂直空氣柱所受到的重力。著名的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)證明了它的存在。氣壓的國(guó)際制單位是帕斯卡，簡(jiǎn)稱(chēng)帕，符號(hào)是Pa。氣象學(xué)中，人們一般用千帕（kPa）、或使用百帕（hpa）作為單位。其它的常用單位分別是：巴（bar，1bar=100,000帕）和厘米水銀柱（或稱(chēng)厘米汞柱）。氣壓不僅隨高度變化，也隨溫度而異。氣壓的變化與天氣變化密切相關(guān)。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。表示氣壓的單位，習(xí)慣上常用水銀柱高度。例如，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓等于760毫米高的水銀柱的重量，它相當(dāng)于一平方厘米面積上承受1.0336公斤重的大氣壓力。由于各國(guó)所用的重量和長(zhǎng)度單位不同，因而氣壓?jiǎn)挝灰膊唤y(tǒng)一，這不便于對(duì)全球的氣壓進(jìn)行比較分析。因此，國(guó)際上統(tǒng)一規(guī)定用"百帕"作為氣壓?jiǎn)挝?。?jīng)過(guò)換算：一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=1.013×10的5次方帕即101300帕、即101300N/㎡

。1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=760mm水銀(汞柱）柱高。馬德堡半球（德語(yǔ)：MagdeburgerHalbkugeln，英語(yǔ)：Magdeburghemisphere），亦作馬格德堡半球，是1654年時(shí)，當(dāng)時(shí)的馬德堡市長(zhǎng)奧托·馮·格里克于神圣羅馬帝國(guó)的雷根斯堡（今德國(guó)雷根斯堡）進(jìn)行的一項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，目的是證明大氣壓的存在。而此實(shí)驗(yàn)也因格里克的職銜而被稱(chēng)為“馬德堡半球”實(shí)驗(yàn)。當(dāng)年的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)半球仍保存在慕尼黑的德意志博物館中。現(xiàn)實(shí)也有供教學(xué)用途的仿制品，用作示范氣壓的原理，它們的體積也比當(dāng)年的半球小很多。若把半球的空間抽成真空，就需再用十多匹馬才能拉開(kāi)。1654年，馬德堡市長(zhǎng)奧托·馮·格里克聽(tīng)到托里拆利的事，又聽(tīng)說(shuō)還有許多人不相信大氣壓強(qiáng)；還聽(tīng)到有少數(shù)人在嘲笑托里拆利。因此，雖然遠(yuǎn)離意大利的格里克在德國(guó)，但他很為托里拆利抱不平。他匆匆忙忙找來(lái)玻璃管子和水銀，重新做托里拆利這個(gè)實(shí)驗(yàn)，斷定這個(gè)實(shí)驗(yàn)是準(zhǔn)確無(wú)誤的；再將一個(gè)密封完好的木桶中的空氣抽走，木桶就“砰！”的一聲被大氣“壓”碎了！有一天，他和助手做成兩個(gè)半球，直徑14英寸，約37厘米，并請(qǐng)來(lái)一大隊(duì)人馬，在市郊做起“大型實(shí)驗(yàn)”。這年5月8日，馬德堡市風(fēng)和日麗，一大批人圍在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)上，熙熙攘攘十分熱鬧．有的支持格里克，希望實(shí)驗(yàn)成功；有的斷言實(shí)驗(yàn)會(huì)失?。蝗藗?cè)谧h論著、在爭(zhēng)論著、在預(yù)言著；還有的人一邊在大街小巷里往實(shí)驗(yàn)場(chǎng)跑，一邊高聲大叫：“市長(zhǎng)演馬戲了！市長(zhǎng)演馬戲了。。。。。。”格里克和助手當(dāng)眾把這個(gè)黃銅的半球殼中間墊上橡皮圈；再把兩個(gè)半球殼灌滿水后合在一起；然后把水全部抽出，使球內(nèi)形成真空；最后，把氣嘴上的龍頭擰緊封閉．這時(shí)，周?chē)拇髿獍褍蓚€(gè)半球緊緊地壓在一起．格里克一揮手，四個(gè)馬夫牽來(lái)十六匹高頭大馬，在球的兩邊各拴四匹．格里克一聲令下，四個(gè)馬夫揚(yáng)鞭催馬、背道而拉！好像在“拔河”似的．“加油！加油！”實(shí)驗(yàn)場(chǎng)上黑壓壓的人群一邊整齊地喊著，一邊打著拍子。4個(gè)馬夫，8匹大馬，都搞得渾身是汗。但是，銅球仍是原封不動(dòng)．格里克只好搖搖手暫停一下．然后，左右兩隊(duì)，人馬倍增．馬夫們喝了些水，擦擦頭額上的汗水，又在準(zhǔn)備著第二次實(shí)驗(yàn)。格里克再一揮手，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)上更是熱鬧非常。16匹大馬，使勁拉，八個(gè)馬夫在大聲吆喊，揮鞭催馬。。。。。馬德堡半球?qū)嵨飳?shí)驗(yàn)場(chǎng)上的人群，更是伸長(zhǎng)脖子，一個(gè)勁兒地看著，不時(shí)地發(fā)出“嘩！嘩！”的響聲。突然，“啪！”的一聲巨響，銅球分開(kāi)成原來(lái)的兩半，格里克舉起這兩個(gè)重重的半球自豪地向大家高聲宣告：“先生們！女士們！市民們！你們?cè)撓嘈帕税?！大氣壓是有的，大氣壓?qiáng)是大得這樣厲害！這么驚人！……”實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，仍有些人不理解這兩個(gè)半球?yàn)槭裁蠢婚_(kāi)，七嘴八舌地問(wèn)他，他又耐心地作著詳盡的解釋?zhuān)骸捌綍r(shí)，我們將兩個(gè)半球緊密合攏，無(wú)須用力，就會(huì)分開(kāi)．這是因?yàn)榍騼?nèi)球外都有大氣壓力的作用；相互抵消平衡了．好像沒(méi)有大氣作用似的．今天，我把它抽成真空后，球內(nèi)沒(méi)有向外的大氣壓力了，只有球外大氣緊緊地壓住這兩個(gè)半球……”．即抽氣前，半球的外部壓力等于其內(nèi)部壓力等于大氣壓。但抽氣后，半球外部壓力大于其內(nèi)部壓力，并且半球內(nèi)部為真空。就好像大氣壓“壓”住了兩個(gè)半球。所以這兩個(gè)半球必須用較大的力才能拉開(kāi)。通過(guò)這次“大型實(shí)驗(yàn)”，人們都終于相信有真空；有大氣；大氣有壓力并且很驚人，但是，為了這次實(shí)驗(yàn)，格里克市長(zhǎng)竟花費(fèi)了4千英鎊。今天，人們可以在慕尼黑的德意志博物館看到這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原始“設(shè)備”，也就是那兩個(gè)半球。世紀(jì)之交時(shí)，馬德堡市在當(dāng)時(shí)的德國(guó)園林博覽