宋代俞琰所寫(xiě)的《席上腐談》一書(shū)中記載:“劇燒片紙納空瓶,急覆于銀盆水中,水皆涌入瓶,而銀瓶鏗然有聲,蓋火氣使之然也。又依法放入壯夫腹上,挈之不墜。”
這段話(huà)的意思是:將劇烈燃燒著的紙片放入空瓶里,迅速把瓶倒扣在裝有水的銀盆中,水就會(huì)涌進(jìn)瓶里,并且鏗然有聲。按這種辦法把瓶扣在人的肚子上,瓶子會(huì)吸住肚子而不墜落。雖然古人并不知道這是大氣壓作用的緣故,但能指出“蓋火氣使之然”,在當(dāng)時(shí)已是了不起的事。
古代記載大氣做功的實(shí)驗(yàn)有很多,先秦時(shí)期的人們就會(huì)用“角法”(今“拔罐療法”)治病了。現(xiàn)在人們選擇泡菜壇子時(shí),先在壇外溝槽中倒水,然后把燃燒的紙片丟進(jìn)壇中,蓋上壇蓋,通過(guò)觀(guān)察溝槽中的水是否會(huì)被吸入蓋內(nèi)來(lái)判別壇子是否漏氣,就是應(yīng)用了“瓶子喝水”的實(shí)驗(yàn)原理。
北宋科學(xué)家沈括在《夢(mèng)溪筆談》中指出:“欲知其應(yīng)者,先調(diào)諸弦令聲和,乃剪紙人加弦上,鼓其應(yīng)弦,則紙人躍,他弦即不動(dòng)?!币馑际且胫滥骋桓业膽?yīng)弦,可以先把各條弦的音(依五音聲階)調(diào)準(zhǔn),然后剪個(gè)紙人放在這根弦上。這樣一彈它的應(yīng)弦,紙人就會(huì)跳動(dòng),彈其他弦,紙人則不動(dòng)。
這就是著名的“紙人共振”實(shí)驗(yàn)。發(fā)生共振的兩個(gè)物體,它們的固有頻率一定相同或成簡(jiǎn)單的整數(shù)比。若彈動(dòng)“哆”弦,別的“哆”弦也動(dòng),彈動(dòng)“咪”弦,別的“咪”弦也動(dòng)。
其實(shí)早在沈括以前就有人做過(guò)“瑟弦相應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)。莊子在他的著作中提到一個(gè)叫魯遽的人:“為之調(diào)瑟,廢(置)于一堂,廢于一室,鼓官宮動(dòng),鼓角角動(dòng),音律同矣。”只不過(guò)“紙人共振”實(shí)驗(yàn)更為直觀(guān)和有趣罷了。(據(jù)物理網(wǎng))
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2015年12期