托里拆利實驗的原理是大氣壓強與水銀柱壓強相平衡。具體來說,當玻璃管中灌滿水銀並倒立在水銀槽中時,玻璃管內水銀柱的高度會下降,直到管內水銀柱產生的壓強與大氣壓強相等,達到平衡狀態。此時,玻璃管內水銀柱的高度就代表了大氣壓強的大小。
在實驗中,需要注意以下幾點:
玻璃管必須封閉一端,另一端插入水銀池中,然後倒立放置。
玻璃管內水銀柱的高度會下降,直到與大氣壓強相等,達到平衡狀態。
通過測量玻璃管內水銀柱的高度,可以計算出大氣壓強的大小。
實驗中,玻璃管的傾斜、粗細以及管口距水銀面的位置對實驗結果沒有影響。
此外,如果玻璃管內不慎漏入少量空氣,會導致測量值偏小,因為此時玻璃管內的壓強不僅由水銀柱產生,還包括空氣柱的壓強。
總的來說,托里拆利實驗通過簡單的受力分析,利用水銀柱的高度來測量大氣壓強,是一項經典的物理實驗。