如何用塑料瓶制作一個簡易的希羅噴泉？

亞歷山大里亞的希羅（公元10年－70年），是古希臘的一位著名的科學(xué)家和發(fā)明家，我們曾經(jīng)介紹過的“希倫蒸汽機”就是他發(fā)明的。

不錯“希羅”和“希倫”是一個人，中國教育界對外國科學(xué)家人名的翻譯似乎沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，往往讓人迷惑。比方電壓的單位是“伏特”，而化學(xué)電池被叫做“伏打電池”，其實“伏特”和“伏打”也是同一個人。

希羅有很多發(fā)明，比方希倫蒸汽機、風(fēng)力機械裝置、注射器等。最有趣的是一種自動售貨機，向里面投入硬幣，這臺機器就會自動流出一定分量的“圣水”，很像現(xiàn)在的自動咖啡機啊。

普通噴泉利用了連通器的原理。比方在山上修建一個蓄水池，用一根管子把池子里的水引到山下，因為山上水的液面高于山下，壓力差會使山下水管里的水噴向空中，成為噴泉。但是這種噴泉噴出的水會高于山頂?shù)乃貑幔匡@然不會，最多只能與山頂?shù)乃娴雀?，這是很簡單的物理原理。

但是希羅噴泉不同，希羅噴泉相當(dāng)于建在山頂，噴出的水柱遠(yuǎn)高于山頂?shù)男钏?，所以第一次看到它的人會驚訝不已，仿佛它違反了最基本的物理定律。當(dāng)然希羅噴泉是不會打破物理定律的，你發(fā)現(xiàn)任何貌似不符合物理定律的現(xiàn)象，都只是由于你了解的深度不夠而已。

下圖是普通噴泉與希羅噴泉的比較。

對普通噴泉來說，山頂水面高度與噴泉噴嘴處水面高度的差h，這段高度的水柱產(chǎn)生的壓力，就是噴泉往空中噴發(fā)的動力，這一點很好理解。

對希羅噴泉而言，同樣是利用了水的液面高度差造成的壓力，使水柱噴向空中，只不過裝置非常巧妙而已。容器A，就是山頂?shù)男钏乩锏乃?，通過水管1進入容器C，C是建在山腳的一個密封的容器，設(shè)A與C的水的液面高度差為h1。容器C里面一半裝的是水，一半是空氣。因為它是密封的，所以里面的空氣要受到A里面過來的水的壓力，換算到壓強，也就是h1高度的水造成的壓強，有初中物理知識的可以算出具體結(jié)果來。

容器C里面的壓力，通過管2（注意管2里面沒有水，只有空氣），被傳導(dǎo)到上面另外一個密封的容器B里面。B里也是一半水一半空氣，因為它與容器C里的空氣通過管2連同，所以它里面空氣的壓力與C里面是相同的，都是h1那么高的水柱造成的壓力。注意管2里面的空氣柱也有一定的高度，而且壓力大于1個大氣壓，因此它也產(chǎn)生一定的壓力，但是由于空氣的密度與水相比可以忽略不計，所以它產(chǎn)生的壓力也可以忽略不計。

容器B里面的水，通過管3伸到A的水面之上，也就是噴泉的噴嘴處，我們假設(shè)它們的高度差是h2。那么管3的噴嘴處的水受到的壓強，就等于h1減h2這么高的水造成的壓強。我們看到h1明顯高于h2，因此噴嘴處的水受到正的壓力，就會噴向空中。h1與h2的高度差越大，噴管里的水受到的壓力也就越大，水柱也就噴的越高，就造成了山頂處有噴泉的奇觀。

想想在幾千年前的古希臘，那時候沒有水泵也沒有電動機，山頂?shù)膰娙拇_算是一個奇觀。

弄懂了希羅噴泉的原理，我們不由得感嘆，古希臘的文明是多么偉大，希羅這個人是多么聰明。怎么，你還沒弄懂？沒關(guān)系的，你只不過比一位偉大的發(fā)明家笨那么一點點……

下面我們自動動手來做一個希羅噴泉的模型，以下圖片是一位外國朋友做的，我們在此向他表示感謝！

需要的材料是：3個礦泉水瓶，3支吸管，長度分別是20、30、40厘米。普通吸管可能沒有那么長，可以去雜貨店或者賣觀賞魚的地方，買那種抽水的細(xì)塑料管。

需要的工具是：手電鉆和大剪刀。手電鉆是用來在瓶子上鉆孔的，當(dāng)然你也可以用燒紅的釘子，或者用小刀慢慢在瓶子上鉆孔，只不過麻煩一些，或者鉆的孔不圓、不光滑而已。

首先把一個礦泉水瓶切下1/3，用來做希羅噴泉最上面那個容器，也就是放在“山頂”的容器A。

然后用手電鉆在A的瓶蓋上鉆孔，孔的直徑要等于或者略小于你所用的吸管的外徑。

鉆完孔的瓶蓋。

這是組裝完成后的各個瓶子的相對位置。注意每個瓶蓋上的孔的對應(yīng)位置不要弄錯，不然穿不進吸管。假如吸管與瓶蓋之間密封不好，可以用點玻璃膠或者萬能膠。

組裝完成后，只要2號瓶里裝滿水就可以了。然后用另外一個容易向1號瓶加水，水通過管1流入最下面的3號瓶，壓力傳導(dǎo)進中間的2號瓶，整個裝置開始運作，管3頂端開始有噴泉噴出，直至2號瓶里的水全部噴出。如果你所使用的吸管太粗的話，可能看不到比較明顯的噴泉效果，可以把噴嘴的地方用加熱的方法弄細(xì)一些。