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气压表或称气压计(英语、德语: Barometer)是用来测量气压的仪器,在气象学中被广泛使用。气压表有多种造型和原理。因此它是压力表的一类。气压记是由气压表发展出来的仪器,气压记可以用图表或电子方式记录一个地区的气压的时间性变化。众多测量气压方法配合天气图用于帮助查找地面低压槽、高压系统和额叶界限(frontal boundaries)。

词源

欧洲大多数语言中气压表一词被称为Barometer,这个名字是爱尔兰学者罗伯特·波义耳引入的,它来自希腊语的báros(重)和métron(度量衡),意思是测量空气的重量的仪器。

历史

从伽利略开始

约1635年佛罗伦萨工程师和钻井人被授命建造宫廷花园里巨大的灌溉装置。他们吃惊地发现无论如何他们的抽水机无法将水提升约10米的高度。伽利略被授命来研究这个问题。伽利略在他的《关于两门新学科的谈话及数学证明》(Discorsi e dimostrazioni matematiche)中描写了这个问题,但他逝世于1642年,未能来得及提供这个问题的解决办法。

早在伽利略1614年的笔记中就已经看得出,他当时研究过空气的重量,并确定其值为的重量的660分之一,但他并未从中得出其它结论。当时的教条与今天的见识正好相反,当时无法设想到不是抽水机将水抽向上,而是气压将水挤向上来。当时的人认为抽水机可以抽水是因为大自然“憎恶真空”(拉丁语:horror vacui)。

托里拆利发明水银气压表

伊万奇里斯特·托里拆利继伽利略成为托斯卡纳伯爵的宫廷物理学家,他继续伽利略的研究,并做试验来证明水是由于空气压力上升的。为了不必使用10米高的水柱,他使用比水的比重高13.6倍的(俗称水银)。他将汞灌入一个很长的玻璃管,用手指堵住一端,将玻璃管倒过来插入一个灌满汞的盆。他发现玻璃管里的水银不完全流出,而留下来的水银柱的高度总是一样的,不管他将玻璃管插入水银盆里多深这个高度始终约为76厘米。

他由此得出结论说空气向盆的表面施加压力来抵消水银柱的重力。而且这个压力是使得抽水机可以将水抽高约10米,但无法继续抽高的原因。他还发现水银柱的高度变化,而且在坏天气到来之前它会降低。这样一来托里拆利于1643年发明了气压表[1]

由于开口的盆非常不易于运输气压表,因此有人设计了各种不同的气压表,比如有人将水银封入一个连在玻璃管上的通气的、装有少量水银的皮袋里。

罗伯特·波义耳爵士将气压表的玻璃管向上弯,制成了今天依然被使用的虹吸管式的气压表。

法国物理学家勒奈·笛卡尔[2]改善了托里拆利的装置,他在玻璃管边上添加了一个纸的标记表。笛卡尔也是第一位提出高处的气压比低处的气压低的人。

视频

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托里拆利实验
气压计的历史和工作原理

参考文献