ΙΣΤΟΡΙΑ, ΦΙΛΟΣΟΦΙΑ & ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ

Αρχική » Παναγιώτης Κουμαράς, Θεόδωρος Πιερράτος

Παναγιώτης Κουμαράς, Θεόδωρος Πιερράτος

Η πορεία από τον “φόβο του κενού” μέχρι την εισαγωγή της έννοιας ατμοσφαιρική πίεση (1630 – 1662) και μιας πρώτης εισαγωγής του μορίου

Η άποψη ότι η φύση απεχθάνεται το κενό είναι γνωστή ως Αριστοτελικό δόγμα, με τη βοήθεια του οποίου ερμηνεύονταν γνωστά φαινόμενα. Από το 1630 μέχρι το 1662, όμως, μία σειρά από ευφυή πειράματα απέρριψαν «τον φόβο του κενού» και πέρασαν στην ερμηνεία φαινομένων χρησιμοποιώντας αρχικά την έννοια του βάρους του αέρα και στη συνέχεια, αφού δείχτηκε και η ανεπάρκεια της έννοιας βάρος για την ερμηνεία φαινομένων, στην εισαγωγή της έννοιας πίεση. Ακολούθησε η εισαγωγή μικροσκοπικών οντοτήτων, των «ελατηρίων» του αέρα, που μπορεί να αντιστοιχηθεί στα σημερινά μόρια.

Στην εργασία παρουσιάζεται αρχικά ένα σύντομο χρονικό των «30 χρόνων που συγκλόνισαν τη Φυσική» της εποχής εκείνης και ακολουθεί διδακτική πρόταση αξιοποίησης της ιστορικής εξέλιξης των εννοιών για την εισαγωγή της ατμοσφαιρικής πίεσης και του μορίου.

Το χρονικό ξεκινάει το καλοκαίρι του 1630, από την αποτυχία υδροδότησης της Γένοβας με τη χρήση σίφωνα που επιχειρούσε να περάσει το νερό πάνω από λόφο ύψους 21 μέτρων. Η ερμηνεία του Γαλιλαίου στηρίχθηκε στο δόγμα «του φόβου του κενού», με το «φόβο» να αντέχει μέχρι τα 10 περίπου μέτρα νερό. Ο Μπαλιάνι υποστήριξε πρώτος ότι το φαινόμενο θα μπορούσε να εξηγηθεί υποθέτοντας ότι ο αέρας έχει βάρος. Η παρατήρηση στους λόφους της Γένοβας οδήγησε στην κατασκευή και επίδειξη, διάταξης δημιουργίας κενού από τους Μαγκιότι και Μπέρτι το 1639 στη Ρώμη: κατακόρυφος σωλήνας ύψους 11 μέτρων, ερμητικά κλειστός στο πάνω μέρος του, γεμάτος με νερό αδειάζει σε λεκάνη με νερό μέχρι το ύψος περίπου των 10,3 μέτρων, αφήνοντας «κενό» χώρο στο πάνω μέρος του.

Ο Τορικέλι, το 1644, επανερμήνευσε το πείραμα υιοθετώντας την άποψη ότι ο αέρας έχει βάρος. Εξέλιξε τη διάταξη χρησιμοποιώντας υδράργυρο αντί για νερό, μειώνοντας έτσι το απαιτούμενο ύψος σε λιγότερο από ένα μέτρο και επιτρέποντας την πραγματοποίηση σχετικών πειραμάτων σε κλειστούς χώρους.

Η διαμάχη που ξεκίνησε με αφορμή τη συζήτηση αν παραμένει κενός χώρος στο πάνω μέρος του αναποδογυρισμένου κατακόρυφου σωλήνα, οδήγησε σε πειράματα από τον Πασκάλ, με κορυφαίο αυτό του όρους Puy de Dôme, που έδειξαν την ανεπάρκεια των ερμηνειών των υποστηριχτών του δόγματος ότι «η φύση απεχθάνεται το κενό». Ο κλειστός σωλήνας μέτραγε το βάρος του αέρα, ήταν ένα «βαρόμετρο».

Ο εγκλεισμός του βαρόμετρου σε κώδωνα και η παρατήρηση ότι δεν αλλάζει το ύψος του υδραργύρου μέσα στο βαρόμετρο, παρά το γεγονός ότι το βάρος του αέρα μέσα στον κώδωνα είναι ελάχιστο, και πειράματα με την νεο-εφευρεθείσα αντλία κενού οδήγησαν τον Μπόιλ στην άποψη ότι αέρας είναι ελαστικό ρευστό που αποτελείται από μικρά σωματίδια, ελατήρια, τα οποία προσκρούουν στην επιφάνεια του υδράργυρου στο πιάτο του βαρόμετρου και συγκρατούν την στήλη του υδράργυρου.

Στη διδακτική πρότασή μας προτείνονται ιστορικά πειράματα με τη χρήση καθημερινών υλικών, η διαχείριση των οποίων μπορεί να οδηγήσει πέρα από την πραγμάτευση της ατμοσφαιρικής πίεσης και στην εισαγωγή εννοιών του μικρόκοσμου όχι αυθαίρετα και αξιωματικά, όπως γίνεται στα σχολικά μας εγχειρίδια, αλλά ως απαραίτητες για την ερμηνεία του μακρόκοσμου.

Advertisements
Αρέσει σε %d bloggers: