Titel: Durant, über ein verbessertes Barometer.
Autor: Durant, Charles F.
Fundstelle: 1835, Band 55, Nr. LXXVIII. (S. 435–442)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj055/ar055078

LXXVIII. Ueber ein verbessertes Barometer. Von Hrn. Charles F. Durant.

Aus Silliman's American Journal im Repertory of Patent-Inventions. Februar 1835, S. 113.

Mit Abbildungen auf Tab. VII.

Ich habe bei dem häufigen Gebrauche des tragbaren Barometers oft erfahren, wie unangenehm es ist, wenn gerade dann Luft in das Instrument getreten, wann eine große Genauigkeit bei den damit angestellten Beobachtungen erforderlich wäre: wie z.B. beim Messen der Höhe, oder beim Wägen der Atmosphäre, welches bei so mannigfachen Versuchen und Beobachtungen nöthig ist.

Das Barometer gehört zu jenen Instrumenten, die ihrer höchst einfachen Form ungeachtet, bei der Verfertigung äußerst viele Mühe und Sorgfalt erfordern. Das Zerspringen der Röhren, welches bei der zum Austreiben aller Luft erforderlichen hohen Temperatur so häufig erfolgt, verlangt mehr Sorgfalt und Geduld, als die meisten Leute dieser Arbeit widmen können oder wollen; und doch bleibt, wenn dieser Proceß nicht vollkommen durchgeführt worden ist, in der Queksilbersäule Luft vertheilt; oder diese Luft begibt sich an den obersten Theil der Glasröhre, wo dieselbe das Vacuum aufhebt, und wodurch das Instrument so unbrauchbar wird, daß es den Namen eines Barometers gar nicht mehr verdient. Ja ein Mangel dieser Art ist ein Vergehen an dem Andenken Torricelli's, den man füglich zu den größten Wohlthätern der Menschheit zählen kann. Es ist sehr zu bedauern, daß so viele unvollkommene oder in Unordnung gerathene Instrumente fortwährend benuzt werden; denn auf diese Weise wird alles Vertrauen auf das Gute untergraben, und ich kenne mehrere Leute, die lediglich aus diesem Grunde die Fähigkeit, aus dem Barometer Winde vorherzusagen, verlachen, und selbst die ganze Idee für ein Hirngespinnst halten.

Obschon ich bei dem Baue und den Ausbesserungen meiner Barometer, und namentlich beim Aussieden der Glasröhren, im Allgemeinen sehr glüklich war, so gelang es mir doch nie eines derselben ein ganzes Jahr lang in diesem vollkommenen Zustande zu erhalten. Diese häufige Unordnung, und der bei der Ausbesserung nöthige Aufwand an Zeit, Geduld und Geld führten mich zuerst zur Erforschung der Ursache dieser Unannehmlichkeit, welche ich bald kennen lernte, und hierauf zu Versuchen, um derselben abzuhelfen. Ich hatte das Vergnügen, hiebei selbst meine sanguinischsten Hoffnungen übertroffen |436| zu sehen, und das Barometer gegen alle Unfälle, ausgenommen gegen das Brechen, dem alle Instrumente ausgesezt sind, zu schüzen. Meine Erfindung ist, wie ich glaube, um so schäzbarer, als das Barometer dadurch nichts an seiner Bequemlichkeit und Tragbarkeit verliert.

Die in Fig. 25 beigefügte Zeichnung zeigt einen senkrechten Durchschnitt des Barometers. a, b, c und d ist das Gefäß, welches bei einer Länge von zwei Zoll einen Zoll im Durchmesser hat. e und f ist eine Glasröhre, welche an beiden Enden offen und über und unter Null, dessen Stellung an dem Barometer beständig wechselt, in das Gefäß eingesezt ist. Das ursprüngliche Null ist an dieser Röhre bei g mit Decimaltheilen eines Zolles bezeichnet, und diese Theile, welche nach Oben sowohl, als nach Unten aufgetragen sind, werden von der Höhe der Queksilbersäule in der großen Röhre abgezogen oder zu ihr hinzu gezählt. h ist der Nullpunkt, der, wenn er in gleicher Höhe mit der Meeresfläche angebracht wird, 6/8 Zoll weit unter dem Scheitel des Gefäßes steht, und wobei der Scheitel der Kugel 3/8 Zoll tief in Queksilber untergetaucht ist. Die zwischen dem ursprünglichen Nullpunkte und dem Scheitel des Gefäßes befindlichen 6/8 Zoll gestatten Raum genug für das Fallen der Queksilbersäule in großen Höhen: ein Umstand, der bei der Verfertigung der Barometer nie gehörig berüksichtigt wurde, denn wahrscheinlich dürfte kein anderes Barometer ohne Nachtheil für das Instrument so viel Raum hiezu gestatten. i ist das Ende der Röhre mit der Queksilbersäule, welche Röhre in eine dünne Spize ausgezogen ist, damit dieselbe genau demselben Zweke entspreche, wie die Verengerung, welche Gay-Lussac an seinem verbesserten tragbaren Marinebarometer anbrachte. In gegenwärtigem Falle gewährt die am Grunde der Röhre befindliche Verengerung auch noch andere Vortheile, als die, daß sie ein plözliches Steigen und Fallen des Queksilbers verhindert; denn dadurch, daß ich die Verengerung am Grunde anbringe, kann ich das Ende der Röhre in eine kleine Spize ausziehen, so daß weder durch Erschütterung, noch durch Umkehren des Instrumentes so leicht Luft in die Queksilbersäule eindringen kann.

Ich hielt diese Verbesserung allein schon für hinreichend, um ein neues Barometer darauf zu gründen, und war eben in einer weiteren Verfolgung derselben begriffen, als sich mir eine neue Idee einer Queksilberkugel aufdrang. An allen tragbaren Barometern, welche ich noch sah, ist das Ende der Röhre ohne alle Sorgfalt abgeschnitten oder abgebrochen, so daß dasselbe eben so oft concav als convex ist; allein einem Jeden, der die Sache genau betrachtet, wird es einleuchten, daß Luftblasen, die auf das concave Ende der geraden |437| Röhre treffen, lieber in die Queksilbersäule eindringen, als davon abrollen müssen.

k ist eine Queksilberkugel von 5/8 Zoll im Durchmesser, welche bei l an der Röhre festgemacht ist, und an der sich bei m eine sehr kleine Oeffnung befindet, welche die einzige Stelle bildet, an der das Queksilber im Inneren der Kugel mit dem im Gefäße enthaltenen Queksilber communiciren kann. Diese Kugel besteht aus Gußeisen, mit welchem das Queksilber bekanntlich in vollkommene Berührung kommt; der Druk der Atmosphäre kann daher die Luft weder durch diese Oeffnung, noch durch den Boden der Röhre treiben. Aus dieser Einrichtung erhellt demnach, daß es unmöglich ist, Luft durch die Kugel zu treiben, und daß noch weniger durch Umkehren des Instrumentes, oder durch Erschütterungen desselben beim Transporte Luft hindurch treten kann. Gesezt aber auch, es befinde sich Luft in der Kugel, so ergibt sich, daß auch diese ihren Weg hundert Mal eher durch die Oeffnung hinaus, als in die Röhre hinein finden würde.

n ist ein lederner Sak, durch welchen die Atmosphäre ihren Einfluß auf das ganze Innere des Gehäuses und der Queksilbersäule ausübt. Leder ist am meisten im Gebrauche, obschon es an Instrumenten, die in Hinsicht auf die Form vielleicht nicht so tragbar sind, andere Methoden den atmosphärischen Druk wirken zu lassen gibt. Im Allgemeinen dürfte eine kurze Röhre mit einem Sperrhahne, welche in den Scheitel des Gefäßes eingesenkt wird, wahrscheinlich die beste Vorrichtung seyn.

o ist ein Schraubengefüge, an welchem das Gefäß aus einander gelegt wird, während man die Kugel an der Röhre befestigt; denn da die Röhre bei p mit dem Gefäße verbunden ist, so ließe sich die Kugel ohne diese Vorsorge nicht befestigen. Ich erwähne aller dieser Kleinlichkeiten, damit diejenigen, die ein Barometer nach meinem Plane verfertigen wollen, nicht dieselben Unannehmlichkeiten durchzumachen haben, wie ich.

Es gelang mir lange nicht, mir eine Kugel zu verschaffen, bis endlich eine dritte Person den Versuch machte, und mir eine solche aus einem soliden Stüke Stahl verfertigte. Würde man sie aus zwei Stüken verfertigen, so müßten diese nothwendig zusammengelöthet werden, wo dann das Queksilber zu sehr auf das Loth einwirken würde. Das Schraubengefüge bei o möchte für unnüz angesehen werden; allein dessen Mangel veranlaßte anfangs einen Aufenthalt von mehreren Tagen, und überdieß gingen bei den Versuchen zur Befestigung der Kugel mehrere Röhren zu Grunde. Die mit diesem Geschäfte beauftragte Person drohte einige Male die Sache |438| als unausführbar aufzugeben, als ich glüklicher Weise auf die Idee kam, das Gefäß an dieser Stelle zu zerlegen, so daß Alles hinlänglich zugänglich wurde.

q ist die Queksilbersäule, welche 2/8 Zoll im Durchmesser hat, ausgenommen jedoch an dem im Inneren des Gefäßes befindlichen Theile, der, wie gesagt, verengert ist, damit um so mehr freier Raum für das Fallen der Queksilbersäule auf großen Höhen bleibt, und damit die Oeffnung, bei welcher die Röhre in die Kugel eingesezt wird, nicht so groß zu seyn braucht.

Man kann, wie sich von selbst versteht, nach demselben Principe, aber mit anderen Dimensionsverhältnissen Barometer dieser Art bauen; das Barometer, das ich mir verfertigte, und das ich zum Unterschiede von anderen Barometern ein tragbares Kugelbarometer (Globe Portable Barometer) nennen will, hat jedoch die oben angegebenen Dimensionen. Ich zeigte mein Instrument mehreren Gelehrten, die dasselbe auf mein Ersuchen allen jenen Umständen aussezten, unter denen die Barometer gewöhnlich in Unordnung zu gerathen pflegen; d.h. ich ließ es schütteln, rütteln und nach allen Richtungen umkehren, ohne daß dadurch der geringste Nachtheil für dasselbe erwuchs. Ich lade Jedermann ein, zu mir zu kommen, und ein Gleiches zu thun; ich werde bei dieser Gelegenheit auch mit Vergnügen alle Aufschlüsse geben, die man von mir noch wünschen kann.

Seit der Erfindung des Barometers durch Torricelli richteten bereits viele ausgezeichnete Gelehrte ihr Augenmerk auf Verbesserung dieses schäzbaren Instrumentes; eine der werthvollsten Modificationen, die hieraus entsprangen, dürfte jedoch in Gay-Lussac's tragbarem Marinebarometer gelegen seyn, an welchem die Queksilbersäule an einer bestimmten Stelle verengt ist, damit das Queksilber durch die Schwankungen des Schiffes nicht zu plözlichem Steigen und Fallen veranlaßt werde; die übrigen Theile der Queksilbersäule sind hiebei natürlich so weit, daß die Temperatur der Luft keinen sehr merklichen Einfluß auf die Höhe des Barometerstandes haben kann. Allein sowohl dieser als alle anderen Barometer, dieselben mögen am Grunde mit einer Schraube und einem Kissen oder mit dem Sperrhahne des Hrn. J. F. Daniels versehen seyn, lassen bei plözlichem Umkehren oder Erschüttern Luft in die Röhre eindringen. Denn, obgleich das Kissen sowohl, als der Sperrhahn das Instrument tragbar machen, so kann dasselbe doch nie als Barometer benuzt werden, ausgenommen die ganze Säule ist von dem hermetischen Verschlusse vollkommen befreit. In dieser Stellung, in der das Instrument allein brauchbar ist, kann dasselbe aber in Unordnung |439| gerathen: 1) Wenn es schnell um und um gekehrt wird, wo die Luft, während sie sich von dem Boden des Gefäßes an dessen Scheitel begibt, an das Ende der Queksilbersäule gelangt, und als leichterer Körper nothwendig in derselben in die Höhe steigen muß. 2) Wenn es jedes Mal, so oft es einige Minuten lang in Anwendung ist, Erschütterungen erleidet, wie z.B. durch die Bewegung des Schiffes, des Wagens, des Gesträuches, oder eines Luftballons; denn wenn man das Queksilber in einem gläsernen Gefäßbarometer beobachtet, so wird man finden, daß durch die Erschütterungen ein Wogen des Queksilbers entsteht, wodurch das Ende der Röhre nicht selten der Luft so ausgesezt wird, daß die Luft als leichter darin emporsteigen muß. 3) Versichert man, daß sich in dem Barometer nach einer Reihe von Jahren über dem Queksilber selbst dann Luft ansammeln wird, wenn man dasselbe auch die ganze Zeit über ohne alle Erschütterungen in einem Zimmer aufgehängt ließ. Die wahrscheinlichsten Gründe hiefür sind noch, daß Luft durch die Poren des Glases dringt, und daß das Queksilber nie in vollkommen innige Berührung mit dem Glase kommt, so daß also die in dem Gefäße enthaltene Luft durch den atmosphärischen Druk in außerordentlich kleinen Theilchen zwischen das Queksilber und die Röhre gedrängt wird, und hier sowohl wegen dieses Drukes, als wegen ihrer geringeren specifischen Schwere emporsteigt. Um lezterem Uebelstande zu entsprechen, wurde von einigen am Grunde der Röhre ein Platinring oder ein Ring aus einer anderen Substanz angebracht, mit der das Queksilber zwar in innigere Berührung kommt, ohne jedoch selbst nach Jahren eine Verbindung damit einzugehen, durch welche eine merkliche Verminderung des Queksilbers eintreten könnte.

Das Barometer ist wegen der wichtigen Zweke, die es erfüllt, anerkannt eines der schäzbarsten Instrumente, und nicht leicht dürfte wieder eines erfunden werden, welches dieselben Eigenschaften in sich vereinte. Denn, obschon man den Druk der Luft mit mehreren Instrumenten messen kann, so würde doch, selbst wenn auf diese Weise das Gewicht derselben ganz genau zu ermitteln wäre, die zur Erzielung dieses Resultates nöthige lange Zeit den Versuch oder die Beobachtung beinahe unnüz machen, indem der Wind oder die Windstille, welche durch die Barometerbeobachtung im Voraus hätte angedeutet werden sollen, mittlerweile wirklich eingetreten seyn würde.

Einer der Capitäne der zwischen New-York und Havre bestehenden Paketboote, vor dessen wissenschaftlichen Kenntnissen ich alle Achtung habe, sagte mir: „daß, wenn sich das Schiff sehr schnell bewegte, selbst das Barometer die Luftströmung nicht andeuten konnte, indem sich das Schiff indessen über den Einfluß des Windes, der |440| zur Zeit der Barometerbeobachtung angedeutet ward, hinaus bewegte.“ Diese Bemerkung verdient, wie mir scheint, alle Beachtung, und wahrscheinlich dürfte die geringe Aufmerksamkeit, die man bisher diesem Gegenstande schenkte, eine der Hauptursachen seyn, warum der allgemeine Gebrauch des Barometers unter den Seeleuten so lange nicht in Aufschwung kam. Weit mehr trug jedoch hiezu noch die Schwierigkeit bei, mit der man sich ein gutes Instrument verschaffen, und mit der man dasselbe in gutem Zustande erhalten kann. Denn wenn sich auch ein Mann findet, der die zur Verfertigung eines guten Barometers nöthigen Fähigkeiten besizt, so kann derselbe wegen der niedrigen Preise, zu denen man derlei Instrumente haben will, doch nicht die gehörige Sorgfalt und Zeit darauf wenden.

Beinahe alle, welche die verschiedenen Methoden Höhen zu messen, genau geprüft haben, geben dem Barometer, das in vielen Fällen das einzige anwendbare Instrument ist, den Vorzug. Der Cyanometer kann z.B. nie mit Genauigkeit angewendet werden, weil das Gesicht der Menschen so höchst verschieden ist, weil die Farben wegen des Farbstoffes, woraus sie bestehen, oder wegen des Materiales, auf welches sie aufgetragen sind, oder auch in verschiedenen Klimaten, sehr verschieden sind. Baron Humboldt hat uns zwar in seinen Reisebeschreibungen die von dem Cyanometer angedeuteten Grade angegeben; allein er hätte sich diese Mühe eben so gut ersparen können, denn, wer kann sich auch nur eine Idee von der Höhe eines Ortes machen, wenn man ihm sagt, der Cyanometer gibt 10 oder 60 Grad an?

Als ich mich im Jahre 1828 in Paris befand, wendete ich mich an mehrere der ersten Instrumentenmacher um einen Cyanometer; allein keiner von ihnen wußte von einem derlei Instrumente. Gay-Lussac, den ich um ein solches befragte, sagte mir: „daß er demselben einen sehr geringen Nuzen beimesse, und daß man es nur in den Werken Saussure's findet, der bei seinen Reisen in den Alpen auf die Idee eines Instrumentes kam, dessen Grade den blauen Schattirungen entsprechen sollten, die man in verschiedenen Höhen an dem Himmelsgewölbe bemerkt. Saussure ist jedoch todt, und nur solche, die sich auf sehr bedeutenden Höhen befanden, und die Farbe des Himmels im Gedächtnisse behielten, sind im Stande, einen Cyanometer zu verfertigen.“ Nach diesen Erläuterungen und nach den Erfahrungen, die ich später über diese Farben sammelte, verfertigte ich mir ein solches Instrument; mit diesem stellte ich in verschiedenen Höhen über der Meeresfläche Versuche an, |441| aus deren Vergleichung mit zugleich angestellten Barometerbeobachtungen die geringe Zuverlässigkeit derselben hervorging.

Viele, die ihre Aufmerksamkeit auf diesen Gegenstand lenkten, sind der Ueberzeugung, daß sowohl Kälte als Finsterniß um so mehr zunehmen, je weiter wir uns von der Erde entfernen; ich füge hiezu noch, daß es nach meiner Ansicht über die Atmosphäre der Erde hinaus noch finsterere Nacht ist, als wir sie irgendwo kennen. Obschon nun diese Finsterniß in regelmäßiger Progression und in dem Maße zunehmen wird, in welchem wir uns von der Erde entfernen, so glaube ich doch nicht, daß auf diesem Wege ein Instrument ausfindig gemacht werden könnte, welches sich statt des Barometers zum Messen bedeutender Höhen benuzen ließe.

Als ich im Jahre 1833 in New-York zum fünften Male mit einem Luftballon aufstieg, mußte ich wegen des starken Windes, der eintrat, die Anker lichten, ehe ich irgend ein anderes physikalisches Instrument als einen Cyanometer, den ich glüklicher Weise in meiner Brieftasche führte, in Bereitschaft hatte. Der Ballon stieg aus Ursachen, die damals in den öffentlichen Blättern angegeben worden, einige Minuten lang mit Pfeilesschnelle empor, obschon ich unmittelbar, nachdem der Ballon die Erde verlassen, die in der Nähe des Scheitels des Ballons befindliche Klappe geöffnet hatte; denn durch die schnelle Bewegung nach Aufwärts entstand ein solcher Druk oder Widerstand der Luft, daß das Gas nicht schnell entweichen konnte. Nach 30 bis 40 Minuten schwebte der Ballon in der Luft, und ich hatte damals eine größere Höhe erreicht, als bei irgend einem früheren Versuche. Ich probirte hier meinen Cyanometer, den ich, was seinen Nuzen betrifft, eben so gut auch hätte zurüklassen können. Der Himmel zeigte sich um einige Schattirungen dunkler, als jene Grade, denen ich die approximativen Höhen beigesezt hatte; allein das Gesicht zeigte sich so unzuverlässig, daß wenn ich eine der Höhe entsprechende Schattirung im Cyanometer auswählte, der Himmel ein Mal zu licht, und ein anderes Mal zu dunkel erschien. Ich gab daher mit einem Instrumente, welches so wenig Nuzen versprach, alle weiteren Versuche auf; ja ich würde es gar nicht ein Mal der Mühe werth gefunden haben, diese Resultate bekannt zu machen, wenn es nicht zur Bestätigung von Gay-Lussac's Ansicht und zum Beweise der Vorzüglichkeit des Barometers diente. Ich will übrigens hier nicht in die Beweisführung der Behauptung eingehen, daß die Finsterniß in dem Maße zunehme, in welchem wir uns von der Erde entfernen: eine Aufgabe, der ich nicht ein Mal gewachsen wäre. Mein Zwek ist hier nur, die Principien, auf denen das von mir verbesserte Barometer beruht, zu erläutern, |442| und Jedermann aufzufordern, sich meines Instrumentes, welches sich hinlänglich bewährt zu haben scheint, zu bedienen. Ich würde mich glüklich schäzen, auf diese Weise etwas zur Erweiterung der Wissenschaft beigetragen zu haben.

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