Titel: | Bursill's Barometer. |
Fundstelle: | Band 83, Jahrgang 1842, Nr. XXVI., S. 118 |
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XXVI.
Bursill's Barometer.
Aus dem Mechanics' Magazine, Jul. 1841, S.
82.
Mit Abbildungen auf Tab.
II.
Bursill's Barometer.
Ein Normalbarometer, welcher den directen Druk der Atmosphäre an allen Punkten der
Erde unabhängig von dem Temperaturwechsel zeigt, ist schon längst Bedürfniß gewesen.
Das zu Barometern verwendete Queksilber kann sich in Folge eines bis zu 90°
Fahrenheit steigenden Temperaturwechsels ungefähr um 1/100 seines Volumens ausdehnen
oder zusammenziehen, so daß sich selbst während der gewöhnlichen atmosphärischen
Veränderungen, insbesondere beim Ersteigen und Hinabsteigen von Bergen in tropischen
Klimaten, unmittelbar die Frage aufdringt, welchen Antheil hat
die Zu oder Abnahme der Wärme am Steigen oder Fallen des Barometers?
Obgleich sich diese Frage durch eine gleichzeitige Beobachtung des Thermometers
lösen läßt, so ist dieß doch nur mit Hülfe einer verwikelten Formel möglich, welche
nur den mit der Wissenschaft vertrauten Personen leicht verständlich und nicht
leicht beizubehalten ist, indem die Länge der Queksilbersäule wegen anderer, von der
Temperatur unabhängiger Ursachen, beständigen Schwankungen unterliegt, wodurch die
Schwierigkeit einer genauen Berechnung bedeutend erhöht wird.
Außer den so eben erwähnten Mängeln ist es eine unbestreitbare Thatsache, daß bei den
Barometern gegenwärtiger Construction eine andere Quelle der Ungenauigkeit im
Allgemeinen darin liegt, daß die Höhe der Queksilbersäule häufig größer oder kleiner
ist, als die graduirte Scale anzeigt. Dieß rührt von der Aenderung des
Queksilberniveau's in dem Gefäß her, die sich bei dem jedesmaligen Steigen oder
Fallen des Barometers bemerklich macht.
Es ist zwar richtig, daß der leztere Uebelstand in dem Maaße Vermindert werden kann,
als man das Gefäß erweitert; allein eine solche Erweiterung des Gefäßes macht den
Barometer kostspieliger und weit weniger tragbar, ohne den Uebelstand ganz zu
beseitigen, während zugleich eine Verschiedenheit in der Weite der Gefäße einen
großen Mangel an Uebereinstimmung in den Beobachtungen zur Folge hat.
In Bursill's patentirtem Normal-Heberbarometer, in seinem Marine-Heberbarometer und seinem Compensations-Gefäßbarometer sind obige Schwierigkeiten durch neue
und wirksame Einrichtungen beseitigt, welche zugleich so einfach sind, daß der
Gebrauch des Barometers Leuten von gewöhnlicher Fassungsgabe verständlich ist;
zugleich finden aber auch diejenigen, welche diesem interessanten Gegenstande nähere
Aufmerksamkeit widmen, durch Untersuchung der Principien, worauf die Construction
dieser schäzbaren Apparate sich gründet, große Befriedigung.
Bei Bursill's Normal-Heberbarometer Fig. 13 ist die Röhre so
eingerichtet, daß jede in Folge des Temperaturwechsels stattfindende Ausdehnung oder
Contraction des Queksilbers immer nur in dem längeren Arm vor sich geht, während der
Queksilberstand in dem kürzeren Arme vollkommen ungeändert bleibt, ausgenommen durch
Veränderung des Drukes. Taucht man demnach das Instrument
in heißes Wasser, so macht sich sehr bald ein bedeutendes Steigen des Queksilbers in
dem langen Arm bemerklich, eine Veränderung des Niveau's in dem kurzen Arm kann
jedoch selbst mit Hülfe eines Vergrößerungsglases nicht wahrgenommen werden.
In dem Durchschnitte Fig. 14 bemerkt man zwei Messingstangen, an deren untere Enden eine
feingezahnte Stange befestigt ist. Diese Zahnstangen werden durch ein kleines,
zwischen denselben angeordnetes Zahnrad in Thätigkeit gesezt; eine in einer festen
Hülse spielende Schraube dient zur Einleitung dieser Bewegung. Die Einrichtung ist
so getroffen, daß, während die eine Stange in die Höhe geht, die andere Stange in
gleichem Maaße niedersteigt. Eine dieser Stangen ist in Zolle graduirt und
bildet die Scale; an die andere ist ein kleiner Pfeil befestigt, welcher einen
Vernier trägt und genau nach der Höhe der Queksilbersäule bei 32° Fahrenheit
(0° R.) adjustirt ist.
Beim Gebrauch des Instrumentes braucht man nur mit Hülfe der unten befindlichen
Schraube die Pfeilspize oder den Nullpunkt der graduirten Scale nach der Höhe des
Queksilbers in dem kurzen Arm zu stellen, worauf der oben erwähnte, an der andern
Stange befestigte Pfeil mit seinem Vernier die wahre, nach der Temperatur corrigirte
Höhe der Queksilbersäule angeben wird. Zeigt sich nun über dem Pfeile Queksilber, so
rührt dieß von der Ausdehnung her, wird dagegen unter demselben ein leerer Raum
bemerkbar, so ist dieser der Zusammenziehung des Queksilbers zuzuschreiben.
Auf solche Weise findet man den wahren Druk der Atmosphäre beinahe in einem
Augenblike, ohne arithmetische Rechnung oder Beziehung auf tabellarische Formeln;
denn bei diesem Barometer ist es nicht nöthig auf die Expansion der messingenen
Scale Rüksicht zu nehmen, indem bei Anwendung zweier Stangen eine die andere
corrigirt. Auch die sonst übliche Correction hinsichtlich der Capillarattraction ist
unnöthig; denn bei dem Heberbarometer, wo beide Röhrenenden gleichen Durchmesser
besizen, gleicht sich der Einfluß der Capillarität in beiden Röhren aus und der
Einfluß der Depression verliert sich ganz und gar.
Bursill's Compensations-Gefäßbarometer Fig. 15
vereinigt alle Vortheile der besten seither construirten Barometer, mit Ausnahme des
so eben beschriebenen Normal-Heberbarometers, da hinsichtlich der Ausdehnung
und Zusammenziehung des Queksilbers keine Correction an demselben angebracht
ist.
Der große Vortheil besteht darin, daß das Queksilber durch eine einfache
selbstthätige Vorrichtung beständig auf einerlei Höhe in dem Gefäß erhalten wird,
wie sehr auch die Queksilbersäule in der Barometerröhre steigen oder fallen
möge.
Bei gewöhnlichen Barometern ist die Barometerscale von dem Niveau des Queksilbers in
dem Gefäß an in Zollen graduirt, und die erste Veränderung, welche, nachdem das
Instrument fertig ist, im atmosphärischen Druke stattfindet, bringt auch eine
Aenderung in diesem Niveau hervor. Man hat sich mehrfach bemüht, diese Schwierigkeit
zu beseitigen, aber alle seitherigen Versuche dieser Art waren mit gewissen
Unannehmlichkeiten verknüpft.
Bei dem patentirten Compensations-Gefäßbarometer wird der fragliche Zwek ganz
einfach dadurch erreicht, daß man das untere Ende der Barometerröhre unter einem
rechten Winkel abbiegt und darauf in die Spiralform dreht. Dabei zeigt sich die
Cohäsion des
Queksilbers so groß, daß sie jedes Eindringen der atmosphärischen Luft auf eine
wirksame Weise absperrt. Auf diese Weise wird anstatt der seitherigen senkrechten
Bewegung des Queksilbers eine horizontale hervorgebracht. Das Instrument ist
ausnehmend leicht und tragbar, weil die Quantität des dazu verwendeten Queksilbers
sehr gering ist, und der Barometer ohne Gefahr des Verschüttens sogar umgekehrt
werden kann, obgleich das Ende des Gefäßes ganz offen ist.
Die in Rede stehenden Instrumente eignen sich insbesondere für die Zweke der Marine,
weil sie keiner Adjustirung bedürfen, indem die Anwendung eines Normalpunktes zur
See nicht so prakticabel ist als zu Lande, ausgenommen bei Windstillen. Auch der
Normal-Heberbarometer läßt sich zur See anwenden, indem zur Beseitigung des
Einflusses der Oscillation Vorkehrungen getroffen sind. Auch Barometer für
Bergreisen werden nach demselben Princip verfertigt.
Diese Instrumente wurden der meteorologischen Gesellschaft zu London vorgelegt,
welche in ihnen sehr schäzbare Erfindungen erkannte. Die mit der näheren
Untersuchung derselben beauftragte Commission erstattete einen sehr empfehlenden
Bericht.