Ауаны алғаш рет өлшеген кім?

Адамзат ұзақ уақыт бойы айналасындағы кеңістікті көзге көрінбейтін әрі салмақсыз деп қабылдады. Дем алу өмірдің белгісі саналғанымен, ауа зерттеуге болатын зат ретінде қарастырылмады. Уақыт өте келе жаратылыстану ғылымдарының дамуы бұл түсінікті өзгертті. Ғалымдар атмосфераның салмағы бар ма және оны нақты өлшеуге бола ма деген сұрақ қоя бастады. Осы мәселені шешуге ұмтылу физика тарихындағы маңызды бетбұрысқа айналды.

Ауаны неге ұзақ уақыт салмақсыз деп санады

Ежелгі дәуір мен орта ғасырларда ауа массасы жоқ деген көзқарас кең тарады. Мұндай пікір логикалық көрінді, себебі газды көзбен көру немесе қолмен ұстау мүмкін емес еді. Табиғат туралы ой толғаған философтар да көбіне атмосфераның салмағын мойындамады.

Бұл түсінікті дәлелдейтін құралдардың болмауы жағдайды күрделендірді. Герметикалық ыдыстар мен сезімтал таразыларсыз өлшеу жүргізу мүмкін емес болатын. Күнделікті тәжірибе де қысымның бар екенін анық көрсетпеді. Тек тәжірибелік әдістің дамуы бұрынғы көзқарастарға күмән тудырды.

Ауаның массасын анықтауға жасалған алғашқы қадамдар

XVII ғасырда жүргізілген зерттеулер шешуші рөл атқарды. Осы кезеңде ғалымдар болжамдарды тексеру үшін тәжірибеге сүйене бастады. Ыдыстың салмағын ауаға толтырмас бұрын және кейін салыстыру идеясы дәл осы уақытта пайда болды.

Мұндай сынақтар аса дәлдікті талап етті. Вакуумды зерттеу мен атмосфералық қысымды анықтау бағытындағы еңбектер ерекше маңызға ие болды. Сол тәжірибелер ауа қоршаған денелерге нақты әсер ететінін көрсетті. Нәтижесінде көзге көрінбейтін орта да физикалық заңдарға бағынатыны белгілі болды.

Ауаның салмағы бар екенін алғаш дәлелдегендер

Ғылым тарихында бұл жаңалық бірнеше зерттеушінің еңбегімен байланыстырылады. Олар бір-бірінен тәуелсіз жұмыс істеп, әртүрлі тәсіл қолданды. Әрқайсысы мәселені түсінуге өзіндік үлес қосты.

Ең маңызды рөл атқарған ғалымдар:

• Евангелиста Торричелли, сынап барометрін жасап, атмосфералық қысымның бар екенін көрсетті. Оның тәжірибесі сұйықтық бағанының бос кеңістік емес, ауа әсерінен ұсталып тұрғанын дәлелдеді. Бұл ауа массасының бар екеніне жанама айғақ болды. Зерттеушінің жұмысы кейінгі өлшеулерге негіз қалады;
• Блез Паскаль, Торричелли қорытындыларын әртүрлі биіктікте жүргізілген тәжірибелермен растады. Ол тауға көтерілген сайын қысымның азаятынын көрсетті. Мұндай нәтиже атмосфера салмағын мойындамай түсіндірілмейді. Осы зерттеулер тәжірибелік дәлелдерді күшейтті;
• Отто фон Герике, Магдебург жартышарларымен жасалған әйгілі тәжірибелері арқылы танылды. Бұл көрсетілімдер ауаның денелерге түсіретін қысымының қаншалықты күшті екенін айқын көрсетті. Көрермендер газдың елеулі күш тудыра алатынына көз жеткізді.

Осы зерттеушілердің еңбектері ауаның физикалық қасиеттерін толық түсінуге жол ашты.

Ауаны іс жүзінде қалай өлшеді

Ауаның салмағы бар екені мойындалған соң, оны нақты анықтау мәселесі туындады. Ол үшін жетілдірілген құралдар мен жаңа әдістер қажет болды. Негізгі қағида ауа сорылған және қайта толтырылған герметикалық ыдыстың салмағын салыстыруға негізделді.

Тәжірибе бірнеше кезеңнен тұрды:

1. Ауаны шығарып тастауға болатын берік ыдысты дайындау. Құты толық жабық болуы тиіс еді, әйтпесе нәтиже бұрмаланатын. Мұндай шарт үлкен шеберлікті талап етті.
2. Ауа алынғаннан кейінгі массаны өлшеу. Бұл бастапқы мәнді анықтауға мүмкіндік берді. Қателіктер мұқият есепке алынды.
3. Сол көлемді қайта толтырып, қайта өлшеу. Айырмашылық ішіндегі ауаның салмағын көрсетті. Осы тәсіл арқылы алғашқы сандық деректер алынды.

Бұл сынақтар газдың да механика заңдарына бағынатынын түпкілікті дәлелдеді.

Ашылудың ғылым мен техникадағы маңызы

Ауаның салмағын түсіну дүниетанымды түбегейлі өзгертті. Қысымды есептеу, сорғылар жасау және метеорологияны дамыту мүмкін болды. Мұндай білімсіз қазіргі авиацияны немесе ауа райын болжауды елестету қиын.

Сонымен қатар бұл жаңалық газдар физикасының дамуына серпін берді. Ғалымдар Жер атмосферасын және өзге ғаламшарлардың қабаттарын зерттеуге негіз алды. Инженерия, медицина және философия салалары да бұл түсініктен пайда көрді, себебі бос кеңістік туралы ұғым жаңаша қаралды.

Ауаның салмағын анықтау ұзақ ізденіс пен батыл тәжірибелердің нәтижесі болды. Бірнеше буын ғалымдары бұрынғы түсініктерді біртіндеп өзгертті. Олардың еңбектері көзге көрінбейтін ортаның да өлшенетін қасиеттері бар екенін көрсетті. Бұл тарих ғылыми әдістің қуатын айқын дәлелдейді.