Hémisphères de Magdebourg

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Hémisphères, 1870
L'expérience (Illustration de Gaspar Schott, extrait de Mechanica Hydraulico-Pneumatica, Würzburg, 1657)
Le principe

Les hémisphères de Magdebourg furent une expérience d'Otto von Guericke, bourgmestre de Magdebourg, pour démontrer l'existence du vide et la notion de pression de l'air.

Les hémisphères[modifier | modifier le code]

Deux hémisphères creux d'un peu plus de cinquante centimètres de diamètre furent assemblés pour former une sphère ; un des hémisphères était muni d'un tube fermé par une valve. Le tube était relié à une pompe à vide inventée par Otto von Guericke. L'air contenu dans la sphère put être pompé créant un vide. Le premier vide artificiel avait été produit quelques années avant par Evangelista Torricelli. La différence de pression entre l'extérieur et l'intérieur des hémisphères les maintenait ensemble fermement.

Cette expérience a permis de démontrer l'action de la pression atmosphérique. En effet, la sphère formée par les hémisphères de Magdebourg étant vide, il n'y a aucune pression à l'intérieur alors que la pression atmosphérique appliquée sur la surface de cette sphère maintient les deux hémisphères bien appliqués l'un contre l'autre, d'où la difficulté pour les séparer. En effet, la force nécessaire pour séparer les deux hémisphères est la résultante des forces de pression sur un disque de même rayon que les sphères, soit R=28 cm. On trouve une force de 25 000 newtons, soit l'action d'une masse équivalent de deux tonnes et demi.

Les expériences[modifier | modifier le code]

En 1654, Otto von Guericke se trouve à Ratisbonne en Bavière. Devant le prince de Auerberg, il prépare un ballon vide d'air relié à une corde que tiennent vingt personnes. Il ouvre rapidement un robinet et un piston (se trouvant dans le ballon) s'enfonce brusquement, soulevant facilement de terre les vingt personnes[1].

Le 6 mai 1654, dans un premier essai devant la Diète et l'empereur Ferdinand III de Habsbourg à Ratisbonne, deux attelages de 15 chevaux n'ont pu séparer les hémisphères tant que le vide a été maintenu.

En 1656, l'expérience a été répétée avec 16 chevaux (2 équipes de 8) dans sa ville de Magdebourg. Il a aussi fixé la sphère vide d'air à un support, puis accroché des poids, mais les hémisphères n'ont pas bougé.

En 1657, Gaspar Schott est le premier à décrire l'expérience dans son livre Mechanica Hydraulico-Pneumatica.

En 1663 (ou suivant certaines sources en 1661), la démonstration est faite à Berlin avec 24 chevaux devant Frédéric-Guillaume Ier de Brandebourg.

L'expérience devient très populaire pour illustrer la notion de pression atmosphérique, et beaucoup de petites copies des hémisphères ont été fabriquées et utilisées dans les classes de science.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Louis Figuier, Les Merveilles de la science, t. 1 : La Machine à vapeur, Paris, Jouvet et Cie,‎ 1867 (lire en ligne), p. 40-41

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