文博日历八年级的物理题2000多年前的古人就会做
大气对浸没在其内部物体施加的压力,被称为大气压(简称大气压)。早在2000多年前,古人竟然利用这一物理原理制造出了一种独特的酒器——竹节柄铜汲酒器。可以想象,那时的人们已经具备了对物理问题的理解与解决能力,甚至能够完成今天八年级水平的物理题。
尽管在古代并没有专门的物理课程,但在战国时期的2000多年前,聪明的古人已经开始利用大气压的原理,成功解决相关问题。让我们来看看这个实验的过程。
实验开始于第一步:将竹节柄铜汲酒器的柄部朝上,整个器具垂直放入水中。此时,水会通过底部的圆孔涌入荷蕾形的器腔,而空气则通过柄部的方孔逸出。第二步,使用拇指按住竹节柄侧面的方孔,然后将器具从水中提起。在这一瞬间,令人惊讶的是,水并不会从底部的圆孔流出。接下来第三步,我们将竹节柄铜汲酒器对准另一个容器,松开拇指,这时器内的水便会缓慢而平稳地流出。
完成实验后,你是否领悟到了其中的奥秘?尽管历史文献中并没有详细记录这一器具的使用方法,但这件竹节柄铜汲酒器是从一座战国时期齐国贵族的墓葬中出土的。由于设计独特且十分稀有,相关的文献和资料稀缺,使得其用途一直是个谜。
从出土时的照片来看,竹节柄铜汲酒器的外观极具特色。然而,与它同时出土的还有银勺、银耳杯等饮食器具,同时在一只铜壶中还盛有疑似古代美酒的液体,这让专家们猜测它很可能是一种酒器。一位经验丰富、精通物理的考古学家经过实际的实验,最终确认这件奇特器具的确是汲酒器。更值得一提的是,这把器具是迄今为止发现的最早利用大气压原理制造的青铜器,早于1654年马德堡半球实验证明大气压存在的时间近两千年。
那么,为什么汲酒器如此独特,能够成为众多酒器中的佼佼者呢?在古代,酒被视为与神灵沟通的媒介。无论是庆祝节日还是祖先祭祀,酒都是必不可少的重要部分。因此,古人制作了各式各样的盛酒器和汲酒器,如勺、斗等。然而,传统的盛酒器往往设计为大口且底部比较平的形状,这使得容器底部的酒难以被舀起或舀净。而荷蕾形汲酒器则巧妙地利用大气压力的原理,能够从口径较小且深腹的容器中,轻松而彻底地汲取酒液,操作简单且高效。这一设计体现了古人卓越的智慧与创造力。
根据推算,这种荷蕾形器的内容量约为200毫升,达到竹节方孔处的最大容量为250毫升。与其一同出土的耳杯容量大都在230毫升到500毫升之间,因此,使用这把汲酒器汲取一到两次便能轻松将耳杯装满。
整体而言,竹节柄铜汲酒器设计巧妙,工艺精湛,具有强大的实用性,堪称战国时期酒器中的一件精品。我们在欣赏历史与艺术的同时,往往忽视了其中蕴藏的科技秘密。竹节柄铜汲酒器所体现的物理原理,让我们从全新的角度领略古代人们的智慧以及他们的生活风貌。
监制:唐怡
制片人:武慧锋
文案:邵希炜
视觉:朱灵萌
技术:汤沛
审校:朱冬梅、韩贝贝
统筹:刘莹、田昊原
特别鸣谢:淄博市博物总馆、总台山东总站、中国文物报社
责任编辑:张景