美国的中学物理课上常用一种有趣的演示仪器——哈勃瓶。它是一个底部开有圆孔,瓶颈很短的平底大烧瓶。在瓶内塞有一气球,气球的吹气口反扣在瓶口上,瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞。手头没有哈勃瓶的同学可以因陋就简地自制一个“土哈勃瓶”:取一个大的可口可乐或雪碧的饮料瓶,去掉瓶下部黑色的底托,用烧红的铁丝在瓶底部中央烫穿一个直径5-7毫米的圆孔,找一块“橡皮铅笔”头上的橡皮充当橡皮塞。买一个圆柱形的小气球,把气球从瓶口塞入瓶内,并把气球口反扣在饮料瓶的瓶口上。
现在,先用橡皮塞塞住底部圆孔,请你用尽力气吹气球,看看能吹到多大。结果会使你感到意外,气球几乎一点也吹不大。这是为什么呢?然后,拔掉瓶底的橡皮塞,请你再用力吹气球。你会发现,这次气球很容易吹大。
当气球吹大时,先用橡皮塞塞住底部圆孔,再把瓶从嘴边拿开。你会惊奇地发现:虽然气球的口是张开的,没有用线扎住,但气球仍然保持鼓胀状态。
如果有人认为你是在变魔术,你可往气球口中插入一支铅笔,以证明气球内部跟外界大气是相连通的。平时我们把气球吹大后,如果不用细线扎紧气球口,那么嘴一离开气球口,气球就瘪了。为什么现在哈勃瓶中这个被吹胀了的气球张大着口却不会瘪呢?
最后,从这个鼓胀着的气球张开的口往气球里灌清水,直至灌满。拔掉瓶底的橡皮塞,稍待片刻,精彩的场面开始出现了:气球中的水先是慢慢地从口中溢出,随后开始向上喷,并且越喷越高,最高可达25厘米左右。作为对比,可另取一只和塞在瓶内的那只气球相同的小气球,也让它灌满水,可是它却不会喷水。这又是为什么呢?
如果你有一个玻璃的哈勃瓶,还可再做一个实验。在哈勃瓶的底塞上紧穿过一根管子,用真空泵或打气、抽气两用气筒,从管口抽气;你会发现塞在瓶内的瘪气球渐渐膨胀,最后充满整个瓶体。
你瞧,一个简单的哈勃瓶能做这么多有趣的小实验,每个实验都给我们留下了一个为什么。可见,自然界的奥秘真是无穷无尽啊。它激励着我们每一个人不断地学习、探索。今天,我们就把这几个为什么,留给同学们在今后的学习中自己去解答,好吗?
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