阿基米德原理是怎样被发现的

2020-10-29 07:34华兴恒
关键词:纯金浴盆瓦罐

华兴恒

阿基米德原理是求解浮力问题的主要方法,它是由古希腊科学家阿基米德发现的.你知道阿基米德原理的发现过程吗?说起来这里还有一载非常有趣的故事呢!

故事起因

故事发生在约2200年前.位于现今西西里岛附近有一个隶属于希腊的叙拉古王国.为了迎接盛大的祭神节的到来,国王请来一位金匠并给他一块沉甸甸的黄金.要求他用其制作一顶纯金王冠,以便国王戴上它去参加祭神活动,

几天后,金匠将做好的王冠送了过来,这顶王冠做工很精细,上面雕满了精致的花纹.国王把它戴在头上,感到非常高兴.然而在高兴之余,国王忽然起了疑心,他无法确定金匠在制作王冠的過程中,是否掺入了其他金属代替金子.从而贪污了一部分黄金.国王看着精美的王冠,不忍心将它切开进行检查,于是他想到了寻求当时最著名的学者阿基米德来帮忙.国王要求阿基米德在不损坏王冠的前提下.辨别出王冠中是否掺了假,

阿基米德在科学的很多方面都有着突出贡献,被后世喻为百科全书式的科学家,他不但享有“力学之父”的美誉,还和高斯、牛顿并列为世界三大数学家.公元前287年,阿基米德出生于叙古拉的一个贵族家庭,其父亲是一名天文学家,受到父亲的影响,学生时代的阿基米德几乎把自己的一切时间都用在思考、探讨、学习和写作上,他常常为了钻研科学问题而废寝忘食.并以解决科学问题为最大生活乐趣,后来.阿基米德来到埃及的亚历山大进行学习,他刻苦研读那里的科学书籍.很快便以博学多知而闻名于世.现在叙拉古国王将鉴定王冠问题摆在阿基米德面前.这激起了他脑海里的思索巨浪.他开始不停地思索,寻找问题的答案,

发现原理

接到任务后,一连几天,阿基米德都在苦思冥想之中度过.但毫无结果.一天上午.阿基米德去浴室洗澡.他的脑子里仍旧在思考怎样鉴定王冠.当他把脚放进浴盆里时,盛满水的浴盆溢出了一些水:当他慢慢地坐进浴盆,浴盆里的水开始不断地向外溢,淌了一地:直到他完全坐进浴盆中,水才停止外溢.

看着溢出的热水.阿基米德心里在不停地琢磨:“从浴盆里溢出的水是被自己的身体排开的,当我只浸入一只脚时,溢出的水应该跟一只脚的体积一样大:当我全身都泡进去时,那溢出的水应该——啊!对!”在这一刹那,阿基米德的眼睛里放出兴奋的光,他找到了解决问题的办法.于是他猛地从浴盆里跳了起来,高喊着:“尤里卡!尤里卡!”“尤里卡”是希腊语中“找到了.有办法”的意思,只见阿基米德跑进家里.将盛满水的瓦罐放进一只大钵内,然后他将王冠放进瓦罐,水便溢出并流人大钵中.这溢出的水的体积便是王冠的体积!他又用同样的方法,将与王冠等重的纯金块放进盛满水的瓦罐中,测量溢出水的体积,两者比较后发现纯金块所溢出水的体积比王冠所溢出水的体积小,这说明王冠不是由纯金制作而成的.里面掺杂了其他金属.国王的问题就这样得到了解决.工匠也受到了严厉的处罚,

故事后续

虽然解开了王冠之谜.但阿基米德脑海中思考的波涛却没有平息,希腊是一个沿海国家.航海事业非常发达.阿基米德也曾乘船远航过.船只为什么能够浮在水面上呢?希腊人流传着一种说法:因为木头比水轻!难道只有比水轻的木头才会受到水的浮力吗?为什么比水重的货物装在木船上,它却能够与船一起漂浮?

为此,阿基米德又开始了新的实验,他将木块放在盛满水的瓦罐中.然后称量瓦罐中溢出的水.阿基米德惊奇地发现溢出的水重竟然恰好与木块重相等,阿基米德又在漂浮着的木块上放了一些石子,木块没入水中的部分增加的同时,溢出来的水也不断增加.阿基米德将溢出来的水进行称量,水重又恰好与木块和石子的总重相等!“尤里卡!”阿基米德再一次高呼起来.就这样他发现了比黄金还要贵重的定律:物体在液体中受到浮力的大小,等于物体排开液体的重.这就是著名的阿基米德原理.

但是这一切并不是故事的最终结局.据说在阿基米德原理被发现之后.那位受到处罚的工匠后人开始向国王申冤,工匠的后人向国王展示了王冠的内部结构,原来为了让王冠显得更加美观大气.工匠将王冠做成了中空结构,而空心王冠的体积肯定要大于相同质量的实心金块体积.虽然由于阿基米德疏忽了王冠上的空心结构,导致工匠被冤枉,但阿基米德所揭示的阿基米德原理毫无疑问是正确的.

责任编辑 林洋

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