阿基米得:「尤里卡! 」
取材:編寫自網路文章 by jim
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阿基米德是歷史上最偉大的數學家與科學家之一,後人對阿基米德給予極高的評價,常把他 和牛頓、高斯並列為有史以來三個貢獻最大的數學家。
他大約在公元前二八七年出身於西西里島上的希臘城市敘拉古,早年曾在當時希臘的學術中 心亞歷山大跟隨歐幾里得的門徒學習,並在那裡結識許多同行好友,如科農、多西修斯、埃 拉托塞尼等等。回到敘拉古以後,仍然和他們保持密切的聯繫,因此阿基米德也算是亞歷山 大里亞學派的成員,他的許多學術成果就是通過和亞歷山大的學者通信往來保存下來的。公 元前二一二年,羅馬軍隊攻入敘拉古,並闖入阿基米德的住宅,看見一位老人在地上埋頭作 幾何圖形,士兵將圖踩壞。阿基米德怒斥士兵:『不要弄壞我的圖!』。隨即士兵拔出短劍刺 死了他,阿基米德竟死在愚蠢無知的羅馬士兵手裡。
他的許多故事廣為流傳。據說他確立了力學的槓桿定理之後,曾發出豪言壯語:『給我一 個立足點,我就可以移動這個地球!』,被譽為「力學之父」。
另一個著名的故事是:希臘國王亥厄洛王叫金匠造一頂純金的皇冠,當 時,國王懷疑金匠不老實,偷走一部分的黃金,在皇冠中添加了其他的 金屬。可是國王苦無證據,只好請阿基米得來想辦法。這個難題讓阿基 米德回家苦思了幾天,吃不下飯也睡不好覺。又不能把王冠毀壞來鑑定。
怎樣才能檢驗王冠是不是純金的呢?哇!這可是個傷腦筋的問題。阿基 米德想的好久,一直沒有好方法。當他進入浴盆洗澡時,水漫溢到盆外,
於是悟得不同質料的物體,雖然重量相同,但因體積不同,排去的水也 必不相等。根據這一道理,就可以判斷皇冠是否摻假。阿基米德高興得 跳起來,赤身奔回家中,口中大呼:『尤里卡!尤里卡』
(希臘語Eureka !,意思是『我找到了』)。
阿基米德立刻進宮,在國王面前將與皇冠一樣重的一塊金子、一塊銀子和皇冠,分別放在水 盆裡,只見金塊排出的水量比銀塊排出的水量少,而皇冠排出的水量比金塊排出的水量多。
阿基米德、自信地對國王說:「皇冠裏摻了銀子!」。
阿基米得
國王沒弄明白,要阿基米德解釋一下。阿基米德說:「一公斤的木頭和一公斤的鐵比較,木頭 的體積大。如果分別把它們放入水中,體積大的木頭排出的水量比體積小的鐵排出的水量多。
我把這個道理用在金子、銀子和皇冠上。因為金子的密度大,銀子的密度小,因此,同樣重 量的金子和銀子,必然是銀子體積大於金子的體積,放入水中,金塊排出的水量就比銀塊少。
剛才的實驗,皇冠排出的水量比金子多,說明皇冠的密度比金塊 密度小,從而證明皇冠不是用純金製造的。」
他將這一流體靜力學的基本原理,即「物體在液體中的減輕的重 量,等於排去液體的重量」,總結在他的名著《論浮體》﹝On Floating Bodies﹞中,後來以『阿基米德原理』著稱於世。《論浮 體》更是古代第一部流體靜力學著作,是第一次將數學用於流體 靜力學,阿基米德亦因此被尊為流體靜力學的創始人。
回答以下問題…
1.( )阿基米得想要了解皇冠到底是不是純金製造的,於是他取了同質量的純金,把皇冠 和純金完全放入滿水的大容器中,結果發現皇冠排開的水比純金排開的水還多,請 問皇冠到底是不是純金做的?
(A)不一定,仍無法判斷 (B)不是,且皇冠的密度比純金的密度小。
(C)是的,皇冠是純金製造的。(D)不是,且皇冠的密度比純金的密度大。
2.一頂皇冠在空氣中重 5100 公克,在水中重 4800 公克,則:
(已知:金的密度19.3g/cm3;銀的密度10.5 g/cm3)
(1)這頂皇冠是否是純金製成的? ;此皇冠的密度 g/cm3。
(2)如果這頂皇冠摻了銀,則含金比例為多少? %。
3.( )阿基米得大喊:『我找到了』,請知道他到底找到什麼?
(A)阿基米得找到了國王送給他的皇冠。
(B)阿基米得找到了他所寫的一本書,書名是《論浮體》。
(C)阿基米得找到了真理,就是理解了「物體在液體中的減輕的重量,等於排去液 體的重量」。
(D)阿基米得找到了他最喜歡的浴缸。
4.( )希臘語 Eureka !,意思是何?
(A)我回家了(B)我找到了(C)驚呼語(D)午安。
5.( )「阿基米德在國王面前將與皇冠一樣重的一塊金子、一塊銀子和皇冠,分別放 在水盆裡,只見金塊排出的水量比銀塊排出的水量少,而皇冠排出的水量比金 塊排出的水量多。」這說明了下列何種事實?
(A)質量相同下,體積與密度成反比(B)體積相同下,質量與密度成反比。
(C)同一種物質,其密度為一定值(D)體積相同下,質量與密度成正比。
6.甲、乙兩種金屬的密度分別爲 D1、D2。用同體積的甲、乙兩種金屬製成合金,合金的密度 爲 。用同質量的甲、乙兩種金屬製成合金,合金的密度爲 。
參考答案:
1. B
2.(1)否;17 g/cm3(2)83.9 % 3. C
4. B 5. A
6. ; 2
D D1 2
2 1
2