Как возник барометр – прибор для измерения атмосферного давления

По своей конструкции барометр может быть жидкостным, механическим, электронным, выполненным в форме датчика или встроенным в современные часы и смартфоны. История его появления берет начало ещё в далёком XVII веке.

На протяжении многих столетий изобретатели и ученые стремились научиться предсказывать погоду и составлять метеорологические прогнозы. И одной из наиболее важных характеристик, которые обуславливают перемены погоды, является атмосферное давление. Первым мысль о создании устройства для измерения этого параметра атмосферы высказал Галилео Галилей, но реализовать идею удалось лишь в 1643 году его ученикам – Винченцо Вивиани и Эванджелисто Торричелли.

Именно Торричелли сумел доказать существование атмосферного давления и его действие и его проявление в повседневной жизни. Он предположил, что воздушная оболочка Земли оказывает постоянное давление на все живые организмы. Для проверки гипотезы он предложил Вивиани провести эксперимент с запаянной трубкой, наполненной ртутью. При погружении ее в сосуд с тем же веществом ртуть остановилась на определенной высоте, сохранив над собой пустоту. Так был создан первый в истории барометр. Опыт Торричелли стал отправной точкой в развитии научной метеорологии. Несмотря на высокую точность, ртутные барометры оказались громоздкими и небезопасными из-за риска утечки ртути и её паров.

В 1670 году английский ученый Роберт Гук разработал шкалу для механического барометра: низкое давление предвещало дожди и штормовую погоду, а высокое — сухую и ясную погоду. Такая интерпретация оказалась настолько удобной и простой, что используется и в наше время в современных домашних барометрах.

С 1657 года началась история водяного барометра. Немецкий исследователь Отто фон Герике создал устройство из медной трубки, соединенной с воздушным насосом. После откачки воздуха уровень воды в трубке поднимался. Герике заметил, что высота столба воды связана с изменениями погоды. В 1660 году он сумел за два часа предсказать сильную бурю в Магдебурге, что произвело большое впечатление на местных жителей.

Идея анероидного барометра, не содержащего жидкости, принадлежит философу и математику Готфриду Вильгельму Лейбницу, но реализовал ее позже французский инженер Люсьен Види. В 1847 году он создал первый прибор этого типа. Основой конструкции стал металлический цилиндр с гофрированными стенками, внутри которого находился разреженный воздух. При изменении давления цилиндр сжимался или расширялся, а механизм фиксировал эти колебания, передавая на стрелку. Хотя анероидные барометры менее точны, чем ртутные, они безопаснее и компактнее. Именно они сегодня чаще всего используются в повседневной жизни.

Первые электронные датчики давления появились в конце прошлого века. Принцип их работы основан на изменении сопротивления определённых материалов во время колебания атмосферного давления. Она получили широкое применение в различных сферах и отличаются высокой точностью, компактностью и надёжностью работы.