Magdeburské polokoule – „síla“ vakua

Otto von Geuricke

Německý vědec, fyzik a vynálezce Otto von Geuricke se zabýval vakuem a jeho fyzikálními vlastnostmi. Mezi jeho velmi významné vynálezy patří i pístová vzduchová pumpa – mechanická vývěva. Toto zařízení je schopno odčerpávat plyny z uzavřeného prostoru.

• * 20. listopadu 1602 v Magdeburku,
• † 11. května 1686 v Hamburku,
• vzdělání dokončil na Lipské univerzitě,
• působil jako fyzik, vynálezce, politik, právník, inženýr, výrobce nástrojů a vědec.

Kromě své vědecké práce se Otto Geuricke věnoval i politice. Během 30leté války musel ze svého rodného města Magdeburku uprchnout – město bylo v roce 1631 dobyto císařskými oddíly a následně vypleněno a vypáleno během tzv. „Magdeburské svatby“. V tom samém roce se Otto Geuricke přidal na stranu Švédů – ti měli zájem město osvobodit. Po podepsání míru a dlouhých diplomatických jednání, která samotný německý vědec vedl, bylo upevněno postavení města natolik, že Ottu Geurickeho magdeburští měšťané v roce 1646 zvolili starostou města.

Právě v době svého zvolení do funkce starosty (funkci vykonával více než 30 let) začal s výzkumy a experimenty, které veřejně předváděl, v oblasti vodních čerpadel a stlačeného vzduchu.

V roce 1666 byl německý vědec povýšen do šlechtického stavu a zvolil si jméno Otto von Geuricke.

Vakuum

Vakuum (z latinského vacuus – prázdný), neboli vzduchoprázdno, je téměř prázdný prostor. Proč téměř prázdný? Protože i přes veškerou snahu vytvoření dokonale prázdného prostoru je velmi obtížný úkol – v tomto prostoru by se totiž nesměly nacházet žádné částice, a to jak hmotné částice (atomy, neutrony, protony, elektrony etc.), tak ani částice ve formě záření (například fotony). Teoretická fyzika tento dokonale prázdný prostor označuje jako dokonalé vakuum.

Magdeburské polokoule

Experiment s magdeburskými polokoulemi spočíval ve spojení dvou dutých měděných polokoulí o průměru přibližně 50 cm. Obě polokoule k sobě byly stlačeny a upevněny koženým pásem namočeným ve vosku a terpentýnu. Každá z polokoulí byla opatřena úchyty. Otto von Geuricke tímto experimentem demonstroval svůj vynález – mechanickou vývěvu. Z dutiny vzniklé spojením obou polokoulí odčerpal vzduch (vytvořil v nich vakuum) a za každou polokouli nechal zapřáhnout 15 koní. Tím ukázal, že ani síla 30 koní nedokáže spojené polokoule rozdělit. Jakmile do dutiny spojených polokoulí vehnal vzduch, polokoule se oddělily samovolně.

Tento experiment Otto von Geuricke opakoval několikrát s různým počtem koní i s různými velikostmi polokoulí. Poprvé jej předvedl před Říšským sněmem v Regensburgu před zraky císaře Ferdinanda III. 8. května 1654. O dva roky později pokus zopakoval i ve svém rodném Magdeburku – tentokrát použil menší polokoule o průměru 42 cm a pokoušel se je od sebe oddělit pouze silou 16 koní. Pokus byl předveden i v Berlíně před Fridrichem Vilémem I. Braniborským. Polokoule se tentokrát německý vědec pokoušel oddělit pomocí 24 koní.

Síla zemské atmosféry

Tyto experimenty potvrdily existenci zemské atmosféry – polokoule totiž u sebe nedržely „silou“ vzduchoprázdna, ale díky atmosférickému tlaku. Dnes můžeme experiment jednoduše zopakovat i bez použití vývěvy, měděných polokoulí či několika koňských spřežení – jeho moderní podobu můžete vidět v přiloženém videu.

Zdroje:

1. Otto von Geuricke. Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001- [cit. 2022-01-10]. Dostupné z: https://cs.wikipedia.org/wiki/Otto_von_Guericke
2. Magdeburg. Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001- [cit. 2022-01-10]. Dostupné z: https://cs.wikipedia.org/wiki/Magdeburg
3. Třicetiletá válka. Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001- [cit. 2022-01-10]. Dostupné z: https://cs.wikipedia.org/wiki/T%C5%99icetilet%C3%A1_v%C3%A1lka
4. Vakuum. Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001- [cit. 2022-01-10]. Dostupné z: https://cs.wikipedia.org/wiki/Vakuum
5. Magdeburské polokoule. Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001- [cit. 2022-01-10]. Dostupné z: https://cs.wikipedia.org/wiki/Magdebursk%C3%A9_polokoule