Die Magdeburger Halbkugeln dienen zur Demonstration
der Wirkung des atmosphärischen Luftdrucks (historischer Versuch nach Otto von Guericke).
1. Sicherheitshinweise
• Nicht versuchen die evakuierten Halbkugeln mit Werkzeug auseinander zu hebeln.
• Nicht versuchen mit Hilfe von Seilen oder ähnlichem
die Halbkugeln zu trennen, da sie, wenn sie sich trennen, zu Geschossen werden können.
• Beim Belüften der Halbkugeln die Apparatur festhalten, so dass eine Beschädigung durch Herunterfallen der Halbkugeln vermieden wird.
• Hinter den Personen, die versuchen die Magdeburger
Platten zu trennen, sollte genug freier Raum sein.
2. Beschreibung, technische Daten
Zwei Kunststoff-Halbkugeln mit Handgriffen und eingelegtem Gummidichtungsring lassen sich vakuumdicht
zusammensetzen. Eine Halbkugel ist mit Absperr- bzw.
Belüftungshahn und Schlauchanschluss versehen. Ein
kurzer Schlauch vervollständigt die Apparatur.
Vakuumanschluss:8 mm
Durchmesser:120 mm
Schlauchlänge:110 mm
1 Vakuum Handpumpe
2 Schlauch
3 Absperr- bzw. Belüftungshahn mit Schlauchwelle
4 Halbkugel
5 Handgriff
3. Funktionsprinzip
Die Erde ist umgeben von einem Luftmantel, der Atmosphäre. Die Luftmoleküle sind wie alle anderen Stoffe der
Schwerkraft ausgesetzt und konzentrieren deshalb an der
Erdoberfläche. Der atmosphärische Druck, der von der
Luftmasse ausgeübt wird, ist auf Meereshöhe am größten und nimmt mit steigender Entfernung von der Erdoberfläche ab. Analog zu Flüssigkeiten wirkt der Luftdruck
gleichmäßig von allen Seiten auf einen Körper. In einem
offenen Körper besteht immer ein Gleichgewicht zwischen
dem Innen- und Außendruck. Ist der Innendruck geringer als der Außendruck, so wird sich der Gleichgewichtszustand durch Einfließen von Luft wieder herstellen. Auch
im umgekehrten Fall, wenn der Innendruck größer als
der Außendruck ist, besteht die gleiche Tendenz durch
Austritt von Masse. In einem geschlossenen Körper ist
die resultierende Kraft aus der Druckdifferenz zwischen
Innen- und Außendruck im ersten Fall auf die Oberfläche
des Körpers gerichtet und wird ihn zusammendrücken
und im zweiten Fall nach außen mit der Tendenz ihn zur
Explosion zu bringen.
Der Physiker und Bürgermeister von Magdeburg Otto von
Guericke demonstrierte als erster die Wirkung des atmosphärischen Luftdrucks. Seine Vakuumversuche begannen
um 1650 und fanden ihren Höhepunkt mit einem spektakulären Experiment 1654 in Regensburg vor dem Kaiser Ferdinand III: Die Magdeburger Halbkugeln. Dazu
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evakuierte von Guericke zwei mit einem in Öl und Wachs
getränkten Lederriemen abgedichtete Kupferhalbkugeln
mit einem Durchmesser von 42 cm. Die Luft drückte die
Halbkugeln so stark zusammen, dass selbst 16 Pferde
nicht im Stande waren diese zu trennen.
4. Bedienung
• Vor dem Versuch Gummidichtungsring auf richtigen
Sitz und Beschädigungen überprüfen.
• Halbkugel mit Hahn an eine Pumpe anschließen und
Hahn öffnen.
• Zweite Halbkugel auf die erste setzen und beide zusammendrücken.
• Eine zweite Person startet den Evakuierungsvorgang.
• Nach kurzer Zeit (abhängig von der Pumpleistung der
Pumpe) Pumpe abstellen, Hahn schließen und
Schlauchverbindung lösen.
• Wirkung des atmosphärischen Luftdrucks durch Ziehen an den Halbkugeln demonstrieren.
• Nach dem Versuch Kugel durch Öffnen des Hahns
belüften. Dabei die Halbkugeln festhalten, um eine
Beschädigung durch Herunterfallen zu vermeiden.
The Magdeburg hemispheres are used to demonstrate
the effect of atmospheric pressure (historical experiment
according to Otto von Guericke).
1. Safety instructions
• Do not try to pry the two evacuated hemispheres
apart using tools.
• Do not try to separate the hemispheres using ropes
or similar, because when they do separate they can
turn into projectiles.
• When ventilating the hemispheres hold on tight to
the apparatus so that you can avoid any damage
from the hemispheres falling.
• Ample space should be left behind the persons trying to separate the Magdeburg plates.
2. Description, technical data
Two plastic hemispheres with handles and inlaid rubber
sealing rings can be joined vacuum tight. One hemisphere
is equipped with stopcock or ventilating valve and hose
connection. A short hose completes the apparatus.
Vacuum connection:8 mm
Diameter:120 mm
Hose length:110 mm
1 Vacuum hand-operated pump
2 Hose
3 Stopcock or ventilation valve with hose nipple
4 Hemisphere
5 Handle
als are subject to the force of gravity and thus become
concentrated at the earth’s surface. The atmospheric pressure, which is exerted by the air mass, is highest at sea
level and gradually decreases with increasing distance
from the earth’s surface. Air pressure like any liquid exerts equal and constant pressure on all sides of an object.
In an open object equilibrium always prevails between
internal and external pressure. If the internal pressure
drops more than the external pressure, the state of equilibrium is reestablished by letting air in. Conversely, if the
internal pressure becomes greater than the prevailing
external pressure, there is the same tendency to escape.
In an enclosed object the force resulting from the difference between the internal and external pressures affects
the object’s surface either causing it to compress or in
the latter case causing the object to explode.
The physicist and mayor of Magdeburg Otto von Guericke
was the first to demonstrate the effect of atmospheric
pressure. His vacuum experiments commenced around
1650 and reached their zenith in 1654 in a spectacular
experiment attended by Kaiser Ferdinand III in the town
of Regensburg: the famous Magdeburg hemispheres. To
do this von Guericke evacuated the air out of two copper
hemispheres of 42 cm diameter and sealed with an oil
and wax saturated leather lining. The air pressed the hemispheres together with such force that even 16 horses
were unable to pull them apart.
3. Operating principle
A protective mantle of air called the atmosphere surrounds the earth. The air molecules like all other materi-
4. Operation
• Before starting the experiment check ensure that the rubber seal ring is correctly situated and that it is undamaged.
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• Connect the hemisphere with stopcock to a pump
and open the valve.
• Place the second hemisphere on the first one and
press the two of together.
• A second person starts the evacuation process.
• After a short time (depending on the pump’s pump-
ing power) stop the pump, close the stopcock and
loosen the hose connection.
• Demonstrate the effect of atmospheric pressure by
trying to pull the hemispheres apart.
• After completing the experiment ventilate the sphere
by opening the valve. Make sure you hold on to the
hemispheres to avoid any damage from them falling
down.