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神奇的虹吸现象(公道杯,毕达哥拉斯杯)

 风满伞 2015-05-14
  虹吸现象是大家比较熟悉的一个物理现象,这篇帖子里我们不是简单地给大家展示一下虹吸现象,而是要介绍一种神奇而有趣的应用。
      找一个塑料杯,底部正中钻孔,穿过一根细长的塑料吸管,吸管与小孔之间密封好,不能漏水。
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      然后向杯子里注满水,当水面高于吸管的顶端以后,当然水会沿着吸管从底部流出去。
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      当杯子里的水面与吸管顶端持平以后,水就不再流出了。
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      这个实验简单至极,但这只是个开始而已,后面的部分就有些神奇了,请大家继续看。
      另外找一根粗的吸管,用胶带把它一头堵死,另外一头剪一个小缺口。
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      把粗吸管套在杯子里的细吸管上面。
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      粗吸管完全套在细吸管外面,注意粗吸管要比杯子里的细吸管略长,就是说粗吸管下端接触杯子底面,上端略高于细吸管顶端。
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      然后再次向杯子里加水,让水面高于粗的吸管。
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      这次水当然也会从细吸管下端流出杯子,但不同的是,当水面低于粗吸管顶端之后,会继续下降。
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      杯子里的水面已经明显低于两根吸管的顶端了,但是水面仍然在下降,就是说杯子里的水仍然在向外流。
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      直到杯底剩下一点点的水!
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      看到这里,你是不是开始疑惑,到底发生了什么事情呢?

      我们接着来做这个有趣的实验。杯子里只装大半杯水,这时候细吸管顶端高于水面,因此水是不能流出去的。把粗吸管灌满水。
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      然后迅速把装水的粗吸管套在细吸管外面。
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      你会看到,杯子里的水立即开始从下面流出去直至流光!
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      这个神奇的实验是利用了虹吸现象,下面是我画的原理图。
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      请看上图,当粗吸管套到细吸管外面之后,它们之间的空腔就构成了一个虹吸管。一旦满足虹吸条件,水就会沿着虹吸管持续流出去。
      这个巧妙的装置在古代就被发明出来了,在我国,它被叫做“公道杯”,如果您对它的原理还是不甚明了,请看下面这个帖子:古代“公道杯”与虹吸现象http://www./thread-160-1-1.html
     但是有意思的是,欧洲人认为这个装置是他们的祖先发明的,他们管它叫“毕达哥拉斯杯”。毕达哥拉斯就是古希腊那位著名的科学家啦!下面是玻璃制作的毕达哥拉斯杯,可以清楚地看到虹吸管的构造跟我们在实验里用两根吸管做的几乎一模一样。
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