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Barometer

Barometer.

Das einfachste Barometer besteht aus einem mit Quecksilber gefüllten, oben geschlossenen Rohr, das man senkrecht in eine ebenfalls mit Quecksilber halb gefüllte Schale stellt. Von dieser Urform gibt es einige besondere Abarten, die z.T. nur vorübergehend in Gebrauch waren, z.T. es jetzt noch sind. Zu erstem gehören die Barometer, bei denen man das Gefäß in Phiolen- oder Birnenform gestaltet hat. Jetzt unterscheidet man gewöhnlich Gefäßbarometer, Heberbarometer und eine Kombination beider, Gefäßheberbarometer.

Das Gefäßbarometer (Fig. 1), das in der dargestellten Form (von Fueß) in Preußen und sehr vielen andern meteorologischen Beobachtungsnetzen der Welt eingeführt ist, kommt der Urform am nächsten: ein in ein Metallrohr gehülltes Glasrohr steckt in eisernem Gefäß. Die Einstellung (auf 0,1 mm) geschieht durch Verschiebung des Nonius N (s.d.) mittels der seitlichen Schraube S. Da nun aber beim Sinken des Quecksilbers im Rohre das Steigen im Gefäß wegen des größern Durchmessers nicht in gleichem Maß erfolgt, so ist die Skala nicht in Millimeter, sondern so geteilt (reduziert), daß dieser Oberflächenunterschied im Abstände der Teilstriche berücksichtigt ist, also deswegen keinerlei Korrektion erfordert.

1. Gefäßbarometer.

Das Barometer empfiehlt sich deshalb für meteorologische Stationen sowie auch wegen seiner Transportfähigkeit, da es in gefülltem Zustande mit der Post versendet werden kann. Zu dem Zweck neigt man es, bis die Röhre ganz mit Quecksilber gefüllt ist, kehrt es um, entfernt die Bodenschraube und ersetzt sie durch eine Transportschraube, die das Gefäß und die Röhre verschließt, so daß das Quecksilber nicht schlagen und die Röhre nicht zertrümmern kann. Das Thermometer T dient dazu, die Temperatur des Quecksilbers zu bestimmen. Das österreichische Stationsbarometer von Kappeller hat die reduzierte Skala nicht.

Eine Abart dieses Barometers ist das Reisebarometer von Fortin (Fig. 2), bei dem man an Stelle der Reduktion der Skala auf einen mittlern Nullpunkt das Quecksilber im untern Gefäß bis zu letzterm hebt. Dazu besteht der Boden des Gefäßes aus Leder a, das man mittels der Schraube b heben oder senken kann. Von der Decke des Gefäßes hängt der Elfenbeinstift c herab, dessen untere Spitze dem Nullpunkt der Skala entspricht; man hebt oder senkt die Quecksilberoberfläche so weit, bis sich der Stift mit seinem Spiegelbilde gerade berührt und liest oben den Stand des Barometers ab. Für den Transport wird der Boden so weit gehoben, daß Röhre und Gefäß gänzlich gefüllt sind.

Bei dem Heberbarometer (Fig. 3) hat man statt des Gefäßes das untere offene Ende der Röhre nach oben gebogen, und man mißt den Abstand der untern und obern Quecksilberoberfläche. Die Skala wird entweder auf das Rohr geätzt oder seitlich auf einer Metallstange angebracht, wobei der Nullpunkt meist in der Mitte so liegt, daß man den obern und untern Stand addieren muß. Bei dem hier abgebildeten Barometer wird die Skala S durch die Schraube A so weit verschoben, daß die untere Quecksilberkuppe in der Mitte des Mikroskops M₁ steht; darauf stellt man das Mikroskop M₂ mittels der Schraube B auf die obere Kuppe im Schenkel P ein und liest am Nonius N den Stand ab. Da sich mit steigender Temperatur nicht nur das Quecksilber, sondern auch die metallene Skala ausdehnt, so wird außer der Temperatur von jenem an T₂ auch diejenige der Stange an T₁ gemessen und in Rechnung gezogen.

2. Fortins Reisebarometer.

Der Nachteil dieser Barometergattung liegt darin, daß das Quecksilber in dem offenen Rohrschenkel O und dieser selbst leicht verschmutzen und infolge veränderter Oberflächenspannung fehlerhafte Werte gibt, wozu noch die unsicher meßbare Dehnbarkeit der Skala u. die leichte Verrückung der Mikroskope kommt.

3. Heberbarometer.

Das Gefäßheberbarometer, namentlich in der Form von Wild-Fueß (Fig. 4), vereint die Vorzüge vorstehender Barometer; es zeichnet sich aus durch Transportfähigkeit, Schärfe der Ablesungen, gleiche Kuppenhöhe oben u. unten sowie durch leichte Erkennbarkeit von Fehlern. In Fig. 4, welche die obere Hälfte des Barometers in kleinerm, die untere in größerm Maßstäbe darstellt, bedeutet A den längern, B den kurzem Schenkel des Rohres, die nicht direkt verbunden sind, sondern beide in das unten mit Leder verschlossene Gefäß G eintauchen. Zur Einstellung wird das Quecksilber in B bis zur Nullmarke gehoben und der Stand an dem am Messingring D befestigten Nonius N abgelesen. Zum Transport schraubt man das Quecksilber ganz in die Höhe und verschließt die Luftschraube S; man kann das Barometer aber auch leicht auseinandernehmen u. stückweise versenden. Dieses Barometer gestattet, auch das Vakuum auf seine Luftleere zu prüfen; zu dem Zweck stellt man wie gewöhnlich ein und notiert den Stand, dann schiebt man das Nullpunktvisier V um einen bestimmten Betrag höher, stellt wieder ein und liest ab_– bei Luftleere muß der Abstand zwischen unterer und oberer Kuppe beide Male derselbe sein (Vakuumprobe). Wegen dieser Vorzüge wird dieses Barometer gern als Normalbarometer gewählt; die Hauptnormalbarometer beruhen meist auf demselben Prinzip und sind nur komplizierter gebaut, um alle etwaigen Fehler sicher bestimmen zu können.

4. Gefäßheberbarometer.

Marinebarometer unterscheiden sich von den bisher genannten meist nur durch die Art ihrer möglichsterschütterungsfreien Cardanischen Aufhängung; vielfach verengt man das Rohr unterhalb des zum Ablesen notwendigen Stückes sehr, damit das Quecksilber an den Schwankungen des Schiffes weniger teilnimmt (nicht pumpt). Das Aneroidbarometer (griech. ›nicht feucht‹, d.h. ohne Quecksilber, Feder- oder Dosenbarometer) wurde zuerst 1847 von dem Engländer Vidi konstruiert. Bourdon verfertigte bald darauf ein ähnliches Metallbarometer, und später verbesserten Naudet und Hulot das Vidische Instrument, das nun als Baromètre holostérique (griech. ›ganz starr‹, d.h. ohne Flüssigkeit) weite Verbreitung fand. Naudets Metallbarometer (Fig. 5 u. 6) besteht aus einer metallenen Büchse b von der Form einer flachen Dose, mit elastischen Böden, deren Inneres möglichst luftleer ist. Mit Luftdruck werden die beiden Böden mehr oder weniger zusammengedrückt; ihre Bewegung wird durch ein Räder- und Hebelwerk c, f, m, u, n auf den Zeiger z übertragen, der sich wie der Zeiger einer Uhr über einer kreisförmigen Skala bewegt, deren Teilstriche nach einem Quecksilberbarometer aufgetragen sind. Die vielfach dabeistehenden Worte ›Schön‹, ›Veränderlich‹ etc. sind wertlos und irreführend. Wegen seiner bequemen Form und der großen Empfindlichkeit ist das Aneroid sehr beliebt, doch können absolute Barometerstände durch dasselbe nicht mit genügender Sicherheit bestimmt werden. Wegen der Elastizität der Metallkapsel, die für jedes Instrument verschieden ist und sich mit der Zeit, besonders nach Erschütterungen und starken Barometerschwankungen, ändert, muß das Aneroid mit einem Quecksilberbarometer regelmäßig verglichen werden. Die Einwirkung der Wärme sollte schon kompensiert sein, ist es aber meist nicht völlig.

5. Durchschnitt.

6. Grundriß. 5 u. 6. Naudets Metallbarometer.

Besonders brauchbar sind die Aneroide, um die Schwankungen des Luftdrucks am selben Ort sowie den Unterschied desselben für verschieden hoch gelegene Orte zu ermitteln. J. Goldschmid in Zürich brachte statt des komplizierten Übertragungsmechanismus eine einfache Mikrometerschraube in Verbindung mit zwei Hebeln in Anwendung, wodurch manche Unregelmäßigkeit im Gange der Aneroide beseitigt wurde. Bei Nivellementsaufnahmen mit geringen Höhendifferenzen sind auch die Apparate nach Reitzschem System beliebt. Da der Luftdruck mit der Höhe abnimmt, so kann man aus den Luftdruckangaben mit ziemlicher Genauigkeit die Höhe des Beobachtungsortes feststellen; diesem Zwecke dienen die Höhen- oder Reisebarometer, die neben der Skala in Millimetern noch eine Höhenskala in Metern und ein Thermometer enthalten.