Barometrie - Geschichte

Barometer - Historisches
Prof. Dr. Manfred Casties

1. Einleitung

Abb. 1Die Oberfläche der Erde ist überall von einer Lufthülle umgeben. Wie in einer Flüssigkeit lastet daher auf jedem von der Luft umgebenen Körper der vom Gewicht der Luft hervorgerufene statische Druck (Luftdruck). Auf jedem cm2 wirkt er mit einer Kraft, die so groß ist, wie das Gewicht einer Luftsäule mit dem Querschnitt 1cm2, die bis zu einer Höhe hinaufreicht, in der noch eine Atmosphäre feststellbar ist. Der Luftdruck ist also abhängig von der Höhenlage des Beobachtungsortes. Außerdem steht der Luftdruck in unmittelbarem Zusammenhang mit dem Wetter (Hochdruck-, Tiefdruckgebiete). Instrumente zum Messen des Luftdrucks werden Barometer, also "Schweremesser" für Luft, genannt.

Die Beobachtung florentinischer Brunnenmeister, dass eine Saugpumpe Wasser nicht aus mehr als 10m Tiefe emporheben kann, wurde 1638 von Galileo Galilei (1564-1642) in seinen "Discorsi" besprochen, jedoch erst durch seinen Schüler Evangelista Torricelli (1608-1647) auf den Luftdruck als Ursache zurückgeführt. In Deutschland benützte Otto von Guericke in Magdeburg eine ca. 11m lange Wasserröhre, die er in seinem Haus aufstellte und deren oberes Ende er durchs Dach ragen ließ. So konnte man das "Steigen" und "Fallen" des Wasserstandes von ausserhalb beobachten. Von Guericke bekam indessen Schwierigkeiten, weil man glaubte, er würde mit bösen Geistern zusammenarbeiten, und schließlich entfernte er sein Wasserbarometer wieder.

Für seine weiteren Versuche benutzte Torricelli statt Wasser Quecksilber, das infolge seines hohen spezifischen Gewichtes nur eine ca. 1m lange Glasröhre benötigt, um die Luftdruckwerte anzuzeigen. Er füllte ein an einem Ende geschlossenes Glasrohr mit Quecksilber und tauchte das offene Ende, zunächst mit einem Finger verschlossen, in ein zur Hälfte mit Quecksilber gefülltes Gefäß. Wenn die Öffnung mit Quecksilber freigegeben wurde, sank das Quecksilber im Glasrohr auf eine Höhe von ca. 760mm, gerechnet von der Oberfläche des Quecksilbers im Gefäß. Im oberen Teil der Röhre, aus dem das Quecksilber abgesunken ist, herrscht Luftleere, bekannt als "Torricellisches Vakuum". (Abb. 1, klicken für Großformat!)

Die Idee René Descartes (1596-1650), dass der Luftdruck abnehmen müsse, je höher man in die Atmosphäre steige, wurde auf Anregung von Blaise Pascal (1623-1662) von dessen Schwager 1648 am Puy de Dome geprüft. Es zeigte sich, dass die Luft auf dem 1500m hohen Berg deutlich messbar weniger Druck auf das Quecksilberbarometer ausübte, als in der Ebene.

Die feste Verbindung der Torricellischen Röhre mit einem Gefäß und einer Skala ergab unmittelbar die älteste Form eines Barometers. Zwischen 1650 und 1660 wurde allmählich der Zusammenhang zwischen Schwankungen des Luftdrucks und der Änderung des Wetters bekannt, wobei sich besonders Robert Boyle (1627-1691) und Robert Hooke (1635-1703) verdient gemacht haben. Anfangs wurden Barometer nur für wissenschaftliche Zwecke gebaut, jedoch ab ca. 1670-1680 auch für den privaten Gebrauch.

Grundsätzlich lassen sich Barometer einteilen in Quecksilberbarometer und Metall- oder Aneroidbarometer (Aneroid = nicht feucht).


2. Quecksilberbarometer

Abb. 2Abb. 3Bei den Quecksilberbarometern kann man verschiedene Bauarten unterscheiden. Die einfachste Form, beruhend auf dem Torricellischen Barometer, wird Gefäßbarometer genannt. Es besitzt eine feste Skala, an der der Höhenunterschied zwischen der Quecksilberoberfläche im Gefäß und der Quecksilberoberfläche in der Röhre abgelesen wird; die Ablesung gibt den Luftdruck an. (Abb. 2, Fig. 3)

Das Heberbarometer besteht in seiner Grundform aus einer Torricellischen Röhre mit einem u-förmig umgebogenen unteren Ende (Siphon). Es lässt sich entweder die Röhre oder der Maßstab verstellen, so dass der Nullpunkt der Skala immer genau an der Quecksilberoberfläche im Gefäß liegt. (Abb. 2, Fig. 2)

Eine besondere Form des Gefäßbarometers ist das Winkelbarometer (Angle Barometer), besser auch Diagonalbarometer genannt (Abb. 3). Als Erfinder gilt Samuel Morland (1625-1695), den es offensichtlich störte, dass die Anzeige bei den üblichen Gefäßbarometern mit geradem Rohr nicht mehr als 5cm ausmacht. Deshalb knickte er das Rohr im Anzeigebereich und erreichte dadurch, je nach Größe des Neigungswinkels, eine mehr oder weniger starke Skalenerweiterung. Je mehr das Rohr geneigt wird, desto deutlicher werden die Veränderungen der Anzeige, umso länger wird aber auch der "Ausleger" bei zunehmender Reibung des Quecksilbers innerhalb der Kapillare. Dies führte sehr oft dazu, dass die Quecksilbersäule abriss. Gleichzeitig waren diese Instrumente unhandlich und kopflastig, sodass sie im 18.Jh. auch gerne an oder in einen Spiegelrahmen eingebaut wurden. Auch gab es Versuche, die Skalenspreizung auf zwei oder drei parallele Winkelrohre und Skalen zu verteilen (double tube, triple tube barometer). Solche Instrumente waren überaus kostspielig und dabei doch für die Wissenschaft ungeeignet. Deshalb setzten sie sich auch nicht durch.


Abb. 5Abb. 4Die Suche nach verbesserten Ablesemöglichkeiten führte zu den verschiedensten Entwicklungen. Robert Hooke veröffentlichte 1664 in seiner "Micrographia" das Prinzip des Radbarometers (Abb. 4, links). Die Bewegung des Quecksilbers wird hierbei auf ein Zeigersystem übertragen, das eine wesentlich größere Ablesegenauigkeit zulässt. Nach diesem Prinzip funktionieren auch die viel später (18./19. Jahrhundert) gebauten Banjobarometer (Abb. 5, rechts).

 

Die Genauigkeit ist jedoch rein theoretischer Natur. In der Praxis wird bedingt durch Reibung in der Mechanik die Anzeige recht träge. Man muss "anklopfen" damit der Zeiger nachrückt. Daher wurden diese Instrumente überwiegend für private Haushalte gefertigt. Hier entwickelten sie sich vor allem im Frankreich des 18.Jh. zu ausgesprochenen Repräsentationsobjekten.

 


Abb. 6aAbb. 6bEin weiteres Skalenvergrößerungssystem entstand ungefähr im Jahre 1670: das Kontrabarometer des Niederländers Christian Huygens (1629-1695). Hier steht über dem Quecksilberspiegel eine Anzeigeflüssigkeit mit einer wesentlich niedrigeren Dichte als Quecksilber. Durch unterschiedliche Durchmesser in dem U-Rohr-förmigen Barometer und der Anzeigeröhre wird eine Skalenvergrößerung erzielt. (Abb. 6a und 6b)

 

Abb. 6cAuf dem gleichen Prinzip basiert das "verkürzte Barometer" nach Amontons (Abb. 6c). Allerdings ist dieses Barometer nur halb so lang wie ein gewöhnliches Barometer. Dies wird durch ein "Zusammenfalten" der Quecksilberröhre erreicht, daher sprechen die Engländer auch gerne vom "folded barometer". Guillaume Amontons (1663-1705) hatte 1689 die Idee, dass man das Gewicht einer Quecksilbersäule auf zwei Rohre verteilen könne, wenn man dazwischen ein Rohr mit einer leichteren Flüssigkeit einfügt. Die Herstellung und Befüllung dieser Rohre stellte aber an die Glasbläser höchste Anforderungen. Hinzu kam, dass bei ungeschickter Handhabung sich die Flüssigkeiten mit dem Quecksilber vermischten. Das führte dazu, dass diese Instrumente im 18.Jh. nur sehr wenig Liebhaber fanden, was sie heute wiederum zu einer absoluten Rarität macht.


3. Metall- oder Aneroidbarometer

Das Metallbarometer wurde zum ersten Mal vom Franzosen Lucien Vidie (1805-1866) benutzt. Die Idee ist allerdings schon älter und lässt sich bis ins 17. Jahrhundert zurückverfolgen. Abb. 7

Beim Dosenbarometer wird eine ausgepumpte und luftdicht verschlossene Metalldose von einer starken Feder gespannt. Beim Ansteigen des Luftdrucks wird die Dose etwas zusammengedrückt, beim Sinken des Luftdrucks entspannt sie sich. Die kleinen Bewegungen des Dosendeckels werden durch ein Hebelsystem auf einen Zeiger übertragen. (Abb. 7, rechts)

 

Das Holosterikbarometer (holosterisch = ganz fest) ist eine Weiterentwicklung des ursprünglichen Dosenbarometers von Vidie; es besitzt eine verbesserte Anzeigemechanik und wurde von Naudet & Cie im Jahre 1865 zum Patent angemeldet.

 


Abb. 8aAbb. 8bBeim Röhrenbarometer (Eugène Bourdon (1808-1884), patentiert im Jahre 1849 wird die Tatsache ausgenutzt, dass eine gebogene Röhre auf ihrer Außenseite eine größere Fläche besitzt als auf der Innenseite. Daher erfährt die Außenseite vom Luftdruck eine stärkere Kraftwirkung. Die Röhre krümmt sich immer mehr, wenn der Luftdruck steigt. Die Bewegung der beiden Röhrenenden dreht einen gezahnten Sektor, der seine Drehbewegung auf einen Zeiger überträgt. (Abb. 8a und 8b)

 

 


4. Sturmglas

Abb. 9Eine Besonderheit stellt in diesem Zusammenhang das Sturmglas dar. Es gehört zu der Gruppe der Baroskope und besteht aus einer Glasröhre von ca. 20cm Länge und 2cm Durchmesser. In der Röhre befindet sich eine Lösung von Kampfer und Alkohol zusammen mit einigen anderen Chemikalien. Je nachdem, ob die Kampferkristalle schwimmen, stillstehen oder sinken, in großen oder kleinen Flocken auftreten, soll ihr Verhalten Aussagen über das zu erwartende Wetter liefern (Abb. 9, rechts). Einige Regeln sollen hier erwähnt werden:

Helle Flüssigkeit: schönes Wetter. Kristalle auf dem Boden: Frost im Winter. Trübe Flüssigkeit: Regen. Trübe Flüssigkeit mit kleinen Kristallen: Gewitter. Große Flocken: schwüles Wetter, bewölkter Himmel, im Winter Schnee. (Die Analogie der Wetterbilder mit dem Verhalten der Flüssigkeit ist offensichtlich.)

Da die Sturmgläser oben mit einem Korken und z.T. mit Siegellack verschlossen sind (einige Gläser sind an beiden Enden zugeschmolzen), wird oft die Meinung vertreten, dass eine Reaktion der Kampferkristalle nur durch Temperaturänderung zustande kommt und völlig unabhängig vom Luftdruck ist. Allerdings wird in alten Abhandlungen von einem ganz feinen Loch, das mit einer glühenden Nadel in den Korken gebohrt wurde, gesprochen, so dass eine Mitwirkung des Luftdruckes bei der Kristallbildung möglich erscheint. Admiral Robert Fitzroy (1805-1865) behauptet in seinem "Weather Book" aus dem Jahre 1863, dass die elektrische Ladung der Atmosphäre für das Verhalten der Kristalle verantwortlich sei, wobei außerdem die Windrichtung noch eine Rolle spiele. Fitzroy spricht allerdings von einer hermetisch abgeschlossenen Röhre mit etwas Luft über der Kampferlösung. Wenn auch die ursprünglichen Sturmgläser mit ihren Füllungen funktioniert haben sollten, ist dies leider heute nicht mehr der Fall, und es gelingt (trotz vorhandener Rezepte für die Kampferlösung) nicht, ein voll funktionstüchtiges Sturmglas herzustellen, so dass diese Instrumente aus heutiger Sicht eher als Kuriosität zu betrachten sind.


5. Barometerskalen

Die ersten Barometer wurden bereits in den siebziger Jahren des 17. Jahrhunderts hergestellt und verkauft. Sie wurden zumeist von Optikern hergestellt, hauptsächlich für wissenschaftliche Zwecke. Als die Nachfrage auch im privaten Bereich wuchs, wurden Barometer auch von Glasbläsern, Instrumentenmachern und Möbelherstellern angefertigt.

Abb. 10Die Skalen der ersten Barometer waren in "Inches" (englische Zoll) eingeteilt und werden heute noch mit den feststehenden Wettermarkierungen wie "Fair", "Changeable", "Rain" usw. ("Schön", "Veränderlich", "Regen") verwendet. Auf dem europäischen Festland findet man auf den Barometern des 18. u. 19. Jahrhunderts auch Unterteilungen z.B. in französische (Pariser) Zoll, rheinische (preußische) Zoll und später auch Skalen mit Millimeter- und Millibar-Einteilungen. (Abb. 10, links, klicken für Großformat!)

Wetterkunde war das große Interessengebiet des Engländers Admiral Robert Fitzroy. Er versuchte, Ordnung in das Gebiet der Wettervorhersagen mittels Barometer zu bringen. Er stellte dafür eine Anzahl Faustregeln zusammen, die jedem verständlich waren.

Als Beispiel soll folgender Text zitiert werden: "Beim Steigen: Im Winter kündigt das Steigen des Barometers Frost an. Wenn bei nassem Wetter das Quecksilber hochsteigt und bleibt, so ist innerhalb einiger Tage schönes Wetter zu erwarten. Steigt bei nassem Wetter das Quecksilber plötzlich sehr hoch, so ist das schöne Wetter nicht von langer Dauer. Das Barometer steigt am meisten bei Wind aus dem Norden und Osten. Schnelles Steigen des Barometers zeigt unbeständiges Wetter an, langsames das Gegenteil. Gemächlich anhaltendes Steigen kündigt sehr schönes Wetter an. Kommender Wetterwechsel wird nicht so sehr angezeigt durch den Barometerstand, sondern mehr durch die Veränderung dieses Standes. Die Zahlen (inches) sind von größerer Bedeutung als die Worte (Fair, Changeable, Rain usw.)."

Die Unsicherheit, die bei der Zuordnung der Wetterangaben besteht, zeigt sich auch in ihrer unterschiedlichen Anbringung auf der Barometerskala. Auf den in England gebräuchlichen Barometern liest man die Bezeichnung "Changeable" in einer Hg-Höhe von 750mm (29,5 inches), während bei den Barometern auf dem Kontinent "Veränderlich" auf einer Höhe von 760mmHg angebracht ist. Das Ablesen des Luftdrucks ist in beiden Fällen korrekt möglich, doch es zeigt sich, dass das Wetter nicht alleine vom Luftdruck abhängt. Bei der Wettervorhersage spielen eben Temperatur, Wind, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck usw. in ihrer Gesamtheit eine Rolle.


6. Beschreibung einzelner Barometerarten

Im 19. Jahrhundert wurden u.a. das Gefäßbarometer, das Kontrabarometer und das Aneroidbarometer benutzt, die im folgenden ausführlicher behandelt werden.

6.1. Quecksilberbarometer

6.1.1. Gefäßbarometer

Das Gefäßbarometer (Abb. 2) besteht aus einem langen, oben geschlossenen, mit Quecksilber gefüllten Glasrohr. In der Regel ist es unten gebogen und endet in einem breiten, offenen Gefäß. Das Gefäßbarometer ist mit einer fest angebrachten Ableseskala ausgestattet. Der Nachteil bei diesem System ist, dass sich die Quecksilberoberfläche nur um kleine Beträge hebt und senkt, je nachdem, ob bei sinkendem Luftdruck Quecksilber aus der Röhre zurückfließt oder bei steigendem Luftdruck in die Röhre eindringt, was über die feststehende Skala nicht zu erfassen ist. Der Luftdruck schwankt maximal zwischen 72 und 79cm Quecksilbersäule. Eine bessere Ablesemöglichkeit bietet das Kontrabarometer.

6.1.2. Kontrabarometer

Das Kontrabarometer (Abb. 6) besteht aus einer u-förmig gebogenen Röhre. Die linke geschlossene Röhre hat oben einen Behälter und ist mit Quecksilber gefüllt. Unten am rechten Schenkel befindet sich ebenfalls ein Behälter. Beide Behälter haben den gleichen Durchmesser. Der rechte Schenkel ist oben offen. Über dem Quecksilber, das bis ins rechte untere Gefäß reicht, befindet sich eine Anzeigeflüssigkeit (meistens gefärbtes Petroleum oder Öl) mit wesentlich geringerer Dichte als Quecksilber. Die Skalenspreizung wird nun durch die unterschiedlichen Innendurchmesser des Ausdehnungsgefäßes und des Anzeigerohres erreicht. Hierbei ist zu beachten, dass bei niedrigem Luftdruck das Quecksilber im Gefäß hoch steht und damit auch die Anzeigeflüssigkeit. Dagegen steht bei hohem Luftdruck die Anzeigeflüssigkeit niedrig. Die Skaleneinteilung, die zum rechten Schenkel gehört, verläuft daher von oben nach unten. Das Barometer wirkt "kontra", daher auch der Name "Kontrabarometer".

6.1.3. Fehlerquellen bei Quecksilberbarometern

Trotz des relativ einfachen Aufbaus der Quecksilberbarometer gibt es verschiedene Fehlerquellen, die zu Falschanzeigen führen können, und die für eine genaue Ablesung des Luftdrucks berücksichtigt werden müssen.

Temperatureinflüsse

Erwärmen sich das Quecksilber und die Glasröhre, dehnt sich das Quecksilber im Gegensatz zum Glas stärker aus und steigt in der Röhre an. Die Angabe des Barometerstandes von amtlichen meteorologischen Instituten geht daher von der Länge der Quecksilbersäule bei 0 0C aus. Bei einer Temperaturkorrektur wird der Ausdehnungskoeffizient von Quecksilber berücksichtigt. Beim Kontrabarometer müssen für die Temperaturkorrektur die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Quecksilber und Anzeigeflüssigkeit mit einbezogen werden.

Kapillardepression

Abb. 11Eine benetzende Flüssigkeit, z.B. Wasser, steigt in einer engen Glasröhre beim Eintauchen hoch. Eine nichtbenetzende Flüssigkeit, wie z.B. Quecksilber, wird nach unten gedrückt. Im zweiten Fall spricht man von "Kapillardepression". Sie ist der Betrag, um den die Kuppe des Quecksilbers tiefer steht als die Oberfläche von Quecksilber in einer Röhre ohne Kapillardepression stehen würde. Die Kapillardepression, wie auch die gewölbte Oberfläche des Quecksilbers in einem Glasrohr (Meniskus), lassen sich auf die hohe Oberflächenspannung von Quecksilber zurückführen. Die kapillarische Senkung ist abhängig vom Durchmesser des Glasrohres und tritt im verstärkten Maße bei Röhren mit geringem Durchmesser auf; sie kann bei der Anfertigung des Barometers durch Anpassung der Höhe der Skala berücksichtigt werden.

Reibung

Zwischen Quecksilber und Röhre besteht immer Reibung. Dieser Widerstand muss vom Quecksilber beim Steigen oder Fallen überwunden werden. Zunächst tritt eine Formveränderung des Meniskus auf; leichtes Klopfen auf das Instrument stellt die runde Wölbung des Meniskus wieder her und erlaubt eine genaue Ablesung.

Unvollständiges Vakuum

In einem Quecksilberbarometer muss sich am geschlossenen Ende der Glasröhre ein Vakuum befinden. Unter idealen Bedingungen sollte dort nur Quecksilberdampf vorhanden sein. Schon das Vorhandensein einer kleinen Menge Luft genügt für eine Falschanzeige. Luft wird sich in Folge von Wärme ausdehnen, wodurch der Quecksilberspiegel hinuntergedrückt wird. Noch größer ist der Einfluss von Wasserdampf. Die Luft, die beim Füllen von Barometern im Quecksilber eingeschlossen wird, kann durch Auskochen des Quecksilbers vollständig entfernt werden.

Nullpunktverschiebung

Abb. 12

Die Nullpunktverschiebung tritt bei Gefäßbarometern auf. Wenn das Quecksilber in einer Barometerröhre fällt, steigt der Flüssigkeitsspiegel im Gefäß an. Je größer der Querschnitt des Behälters im Vergleich zur Röhre ist, desto weniger wird die Niveauänderung im Gefäß bemerkbar sein.

Bei zylindrisch geformten Behältern lässt sich eine derartige Falschanzeige jedoch schon bei der Anfertigung des Barometers korrigieren, indem die Einteilung der Ableseskala um einen bestimmten Prozentsatz verringert wird. Die auf einer solchen Skala vorkommenden Teilstriche geben dann keine wirklichen Millimeter an, sondern nur Bruchteile davon. In diesem Fall hat man ein Barometer mit einer Nullpunktkorrektur vor sich.

Bei kugelförmigen Gefäßen (Abb. 12, durch klicken erhalten sie eine Übersicht der verschiedensten Rohr- und Gefäßformen!) wird die Korrektur schwieriger, da das Quecksilber im Behälter nicht konstant steigt oder fällt.


 


6.2. Aneroidbarometer

Abb. 13Das Aneroid-Barometer (Abb. 13, rechts), kommt ohne Flüssigkeiten zur Luftdruckmessung aus. Diese Art von Barometern kann sehr kompakt ausgeführt werden und ist z.B. beim Transport wesentlich robuster gegenüber Stößen. Die kleinen Taschenaneroidbarometer erinnern mit ihrem Zeigermechanismus, wie auch bei anderen benutzten Teilen, stark an Taschenuhren.

Abb. 14Das Aneroidbarometer (Abb. 14/15) besteht aus einer luftleer gepumpten Dose. Der Deckel der Dose ist (zur Oberflächenvergrößerung) oft in kreisrunden Wellen gebogen. Die Dose ist mit einer Schraube auf dem Boden des Gehäuses befestigt. Der Deckel bewegt sich in Abhängigkeit vom Luftdruck auf und ab. Bei steigendem Luftdruck wird der Deckel zusammengedrückt, bei fallendem dehnt er sich aus. Diese Bewegung wird von einem kleinen Stift, der auf der Mitte des Dosendeckels befestigt ist, auf eine gebogene Metallplatte übertragen. Dieser gelagerte Hebel überträgt seine Bewegung mittels weiterer Umlenkung auf den Zeiger. Eine Druckfeder wirkt über diesen Hebel, als "Gegengewicht" für den Luftdruck, auf die Dose. Die Zeigerwelle selbst wird über eine kleine Spiralfeder in Spannung gehalten.

 

Abb. 15Die Genauigkeit der Aneroidbarometer ist, wenn sie sorgfältig angefertigt worden sind, sehr hoch, so dass sie bis heute auch als fachtechnische Instrumente, z.B. in der Meteorologie, verwendet werden. Wenn es um äußerste Genauigkeit geht, zieht die Wissenschaft allerdings immer noch das altbekannte Quecksilber vor.

 

6.2.1. Fehlerquellen bei Aneroidbarometern

Temperatur

Wie das Quecksilberthermometer ist auch das Aneroidbarometer temperaturabhängig. Durch Wärme dehnen sich Metallteile aus und verfälschen die Anzeige des Luftdrucks. Dem kann jedoch durch ein entsprechendes Hebelsystem begegnet werden.

Mehr Probleme macht die Druckfeder. Die Federkraft dieser Feder, die für das Gleichgewicht zwischen Dose und Außenluft zu sorgen hat, nimmt bei Erwärmung ab. Die Dose wird dann durch den Luftdruck noch mehr zusammengedrückt, und es kommt zur Falschanzeige. Eine Lösungsmöglichkeit bietet Bimetall. Beim Bimetall sind zwei Streifen aus Metall mit stark unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten miteinander verlötet. Bei Wärmezufuhr biegt sich das Bimetall und kompensiert, an entsprechender Stelle im Hebelsystem angebracht, die Kraftminderung der Feder.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, ein wenig Gas, z.B. Luft, in der VIDI Dose zurückzulassen. Das Gas dehnt sich bei zunehmender Wärme aus und bietet ein "Gegengewicht" zur abnehmenden Kraft der Feder.

Beide Möglichkeiten gelten exakt nur für einen Punkt der Barometerskala. Trotzdem genügen diese Kompensationen den Anforderungen für eine genaue Ablesung des Luftdrucks.

Reibung

Durch die vielen beweglichen Teile findet Reibung an mehreren Stellen statt, die Ursache von Fehlanzeigen sein kann. Diese Reibung ist auch die Ursache für das relativ träge Verhalten von Aneroidbarometern bei geringen Luftdruckänderungen. Leichtes Klopfen bringt hierbei den Zeiger an die richtige Stelle.

Hysterese

Wenn ein Aneroidbarometer Luftdruckschwankungen ausgesetzt ist, wird es, sobald sich der ursprüngliche Luftdruck wieder eingestellt hat, einen etwas abweichenden Stand anzeigen. Dieser wird als Hysterese bezeichnet und ist eine elastische Nachwirkung der Verformung des Barometerdeckels. Diese Erscheinung wird durch schnelle Luftdruckschwankungen erzeugt, ist aber nicht von Dauer.


7. Schlußwort

Die Entwicklung des Barometers kann seit der Mitte des 19. Jahrhunderts, also ungefähr 200 Jahre nach seiner Erfindung, als abgeschlossen betrachtet werden.

Erst in den 90iger Jahren des 20. Jh. hat sich die Elektronik auch der Luftdruckmessung bemächtigt. Seither haben die mechanischen Barometer durch elektronische Wetterstationen Konkurrenz bekommen. Dabei lassen sich gewisse Vorteile der neuen Technik nicht ignorieren. So können die Messwerte gespeichert, graphisch dargestellt, jederzeit abgerufen und in externen Rechnersystemen weiterverarbeitet werden. Natürlich können diese "grauen Kästchen" bezüglich Schönheit und Individualität dem traditionellen "Barometer" nicht das Wasser reichen.

Der Reiz eines Barometers liegt ganz einfach in seiner unterschiedlichen Nutzbarkeit. Auf der einen Seite ist es ein rein wissenschaftliches Instrument zur Messung des Luftdrucks, auf der anderen Seite gewinnt es durch die Anbringung von Wetterangaben populärwissenschaftliche Bedeutung, so dass dieses Messgerät in vielen Wohnzimmern zu finden ist und mittlerweile ein interessantes Sammelobjekt abgibt.

Prof. Dr. Manfred Casties 2002


Literaturverzeichnis:

Bolle, Bert Alte Barometer München 1980
Hessler, J.F./ Pisko, FrJ. Lehrbuch der technischen Physik, Band 1 Wien 1866
Jochmann, E. Grundriß der Experimentalphysik, 14. Auflage Berlin 1900
Jordan, W. Handbuch der Vermessungskunde, Band 2 Stuttgart 1904
Kick, F./ Gintl, W. Technisches Lexikon für Gewerbe u. Industrie, Band 1 Prag

1876

Leupold, J. Theatrum Staticum, Teil 1 Leipzig 1726
Lueger, O. Lexikon der gesamten Technik, Band 2 Lpzg/Bln/Wien
Müller, J. Pouillet's Lehrbuch der Physik und Meteorologie, Band 1 Braunschweig 1844
Schmidel, H./ Süss, J. Physik für techn. Berufe Hamburg 1963

Barometer

Thermometer

Hygrometer

Anemometer

Literatur

Infos-Links

           

Homepage

Museum

Gästebuch

search

News