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氣壓表或稱氣壓計(英語、德語: Barometer)是用來測量氣壓的儀器,在氣象學中被廣泛使用。氣壓表有多種造型和原理。因此它是壓力表的一類。氣壓記是由氣壓表發展出來的儀器,氣壓記可以用圖表或電子方式記錄一個地區的氣壓的時間性變化。眾多測量氣壓方法配合天氣圖用於幫助查找地面低壓槽、高壓系統和額葉界限(frontal boundaries)。
詞源
歐洲大多數語言中氣壓表一詞被稱為Barometer,這個名字是愛爾蘭學者羅伯特·波義耳引入的,它來自希臘語的báros(重)和métron(度量衡),意思是測量空氣的重量的儀器。
歷史
從伽利略開始
約1635年佛羅倫薩的工程師和鑽井人被授命建造宮廷花園裡巨大的灌溉裝置。他們吃驚地發現無論如何他們的抽水機無法將水提升約10米的高度。伽利略被授命來研究這個問題。伽利略在他的《關於兩門新學科的談話及數學證明》(Discorsi e dimostrazioni matematiche)中描寫了這個問題,但他逝世於1642年,未能來得及提供這個問題的解決辦法。
早在伽利略1614年的筆記中就已經看得出,他當時研究過空氣的重量,並確定其值為水的重量的660分之一,但他並未從中得出其它結論。當時的教條與今天的見識正好相反,當時無法設想到不是抽水機將水抽向上,而是氣壓將水擠向上來。當時的人認為抽水機可以抽水是因為大自然「憎惡真空」(拉丁語:horror vacui)。
托里拆利發明水銀氣壓表
伊萬奇里斯特·托里拆利繼伽利略成為托斯卡納伯爵的宮廷物理學家,他繼續伽利略的研究,並做試驗來證明水是由於空氣壓力上升的。為了不必使用10米高的水柱,他使用比水的比重高13.6倍的汞(俗稱水銀)。他將汞灌入一個很長的玻璃管,用手指堵住一端,將玻璃管倒過來插入一個灌滿汞的盆。他發現玻璃管里的水銀不完全流出,而留下來的水銀柱的高度總是一樣的,不管他將玻璃管插入水銀盆里多深這個高度始終約為76厘米。
他由此得出結論說空氣向盆的表面施加壓力來抵消水銀柱的重力。而且這個壓力是使得抽水機可以將水抽高約10米,但無法繼續抽高的原因。他還發現水銀柱的高度變化,而且在壞天氣到來之前它會降低。這樣一來托里拆利於1643年發明了氣壓表[1]。
由於開口的盆非常不易於運輸氣壓表,因此有人設計了各種不同的氣壓表,比如有人將水銀封入一個連在玻璃管上的通氣的、裝有少量水銀的皮袋裡。
羅伯特·波義耳爵士將氣壓表的玻璃管向上彎,製成了今天依然被使用的虹吸管式的氣壓表。
法國物理學家勒奈·笛卡爾[2]改善了托里拆利的裝置,他在玻璃管邊上添加了一個紙的標記表。笛卡爾也是第一位提出高處的氣壓比低處的氣壓低的人。
視頻
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參考文獻
- ↑ 托里拆利是如何發明水銀柱氣壓計的?,蝌蚪五線譜,2020-03-03
- ↑ 勒奈·笛卡爾簡介,道客巴巴