是什麼力量使水銀柱上升到76厘米高度的呢?托裏拆利猜想,水銀柱是被水銀麵上的大氣壓力托起的,並且,他把水銀柱高度的微小變動看作是大氣壓的變化而引起的。但是,托裏拆利在1647年尚未證實這個假說時就逝世了,對於它的證實,隻能留給後人去進行了。
托裏拆利做的真空實驗的消息不脛而走,人們競相演示著這個實驗。
消息傳到了法國,科學家帕斯卡為了檢驗托裏拆利的說法,在巴黎的教堂頂上做同樣的實驗,他希望能夠測出高處和地麵上氣壓計水銀高度的差別,但是,這個實驗失敗了,因為巴黎市內的建築不足以得到明顯的結果。
怎麼辦?
帕斯卡想到山頂上去進行實驗。但是,帕斯卡是個半殘人,他自己無法爬山,隻能求助於他的內弟佩利爾。
1647年11月的一天夜裏,帕斯卡在考慮了很久以後,提筆給佩利爾寫信:
“親愛的佩利爾,如果真的出現了山頂上水銀比山腳下升得低,那麼必然會得出這樣的結論,空氣的重量和壓力是造成水銀懸掛的惟一原因,因為我們可以肯定,山腳下比山頂上有更多的空氣壓下來。”
經過周密的思考,這個實驗在第二年9月的一天進行了。佩利爾將氣壓計帶到了多姆山頂上去,觀測氣壓計水銀柱高度有什麼變化。果然,實驗的結果證實了托裏拆利的假說。
佩利爾在返回的路上,又作了分段觀測,證明水銀升高與高度降低成正比。當他回到出發點時,得知留在山下的另一支氣壓計在他離開的一段時間內水銀柱高度並沒有發生變化。
第二天,佩利爾又在克萊蒙最高的塔腳下和塔頂上重複了他的觀測,雖然效果並不明顯,但是結果卻是肯定的。
這個結果使帕斯卡感到非常高興,他又進一步做了很多實驗,研究氣壓計水銀柱高度和氣候的關係,他認為,這些知識對農民和旅行家很有用處,因為這可以知道氣候的現狀以及即將發生的變化。
與此同時,還有人用鯉魚肚裏的魚鰾做了一個實驗,他把魚鰾裏的空氣盡可能擠幹淨,然後再把開口紮緊,放到托裏拆利真空區內,魚鰾在裏麵膨脹了起來。如果在大氣壓下將魚鰾充滿空氣,一旦它到了真空區域,就會膨脹得更大。
帕斯卡的實驗使人們對氣壓有了更深的認識。
德國馬德堡市市長蓋裏克除了那次驚心動魄的馬德堡半球實驗以外,還製造過一種水氣壓計呢!
當時,蓋裏克住在一幢四層樓的公寓裏,上麵用的水全靠下麵提上去。
有人為了圖方便,設計製造了一個裝置,打算通過一個抽成真空的容器,利用空吸作用,將水從底層“吸”到樓上去,這個裝置有點類似我們今天使用的眼藥水滴管,也有點類似自來水筆的筆膽。
然而,怪事發生了!
這個裝置隻能將水吸到蓋裏克所住公寓的第三層,第四層是無論如何也吸不上去了。
蓋裏克知道,這又是大氣壓在作祟。
為了精確地知道水究竟能升到什麼高度,蓋裏克設計製造了一套設備,它由四根黃銅管首尾相連組成一個垂直的長管,上端為一個玻璃容器,下端為一個旋塞,旋塞浸在一個盛水的容器中。開始時,旋塞緊閉,管子全部充滿水,玻璃容器也充滿水,然後打開旋塞,管子中的水便下沉到一定的高度,這個高度可以從玻璃容器的邊上觀測,由浮在水麵上的一個木頭小人伸出手臂指點一個帶刻度的標尺而作出指示。這就是蓋裏克發明的水氣壓計。