Як створювався барометр – пристрій для вимірювання атмосферного тиску

За своєю конструкцією барометр може бути рідинним, механічним, електронним, виконаним у формі датчика або вбудованим у сучасний годинник та смартфони. Історія його створення бере початок ще у далекому XVII столітті.

Протягом багатьох століть винахідники та вчені прагнули навчитися передбачати погоду та складати метеорологічні прогнози. І однією з найважливіших характеристик, що зумовлюють зміни погоди, є атмосферний тиск. Першим думку про створення пристрою для вимірювання цього параметра атмосфери висловив Галілео Галілей, але реалізувати ідею вдалося лише у 1643 році його учням – Вінченцо Вівіані та Еванджелісто Торрічеллі.

Саме Торрічеллі зумів довести існування атмосферного тиску та його дію і прояв у повсякденному житті. Він припустив, що повітряна оболонка Землі чинить постійний тиск на всі живі організми. Для перевірки гіпотези він запропонував Вівіані провести експеримент із запаяною трубкою, наповненою ртуттю. При зануренні її в посудину з тією ж речовиною ртуть зупинилася на певній висоті, утворивши над собою порожнечу. Так було створено перший в історії барометр. Досвід Торрічеллі став відправною точкою у розвитку наукової метеорології. Незважаючи на високу точність, ртутні барометри виявилися громіздкими та небезпечними через ризик витоку ртуті та її пари.

У 1670 році англійський вчений Роберт Гук розробив шкалу для механічного барометра: низький тиск віщував дощі та штормову погоду, а високий — суху та малохмарну погоду. Така інтерпретація виявилася настільки зручною та простою, що використовується й у наш час у сучасних домашніх барометрах.

З 1657 року розпочалася історія водяного барометра. Німецький дослідник Отто фон Геріке створив пристрій із мідної трубки, з'єднаної з повітряним насосом. Після відкачування повітря рівень води у трубці піднімався. Геріке зауважив, що висота стовпа води напряму пов'язана із змінами погоди. У 1660 році він зумів за дві години передбачити сильну бурю в Магдебурзі, що справило велике враження на місцевих жителів.

Ідея анероїдного барометра, що не містить рідини, належить філософу та математику Готфріду Вільгельму Лейбніцу, але реалізував її пізніше французький інженер Люсьєн Віді. У 1847 році він створив перший прилад такого типу. Основою конструкції став металевий циліндр із гофрованими стінками, усередині якого знаходилося розріджене повітря. Під час зміни атмосферного тиску циліндр стискався або розширювався, а механізм фіксував ці коливання передаючи на стрілку. Хоча анероїдні барометри менш точні, ніж ртутні, вони безпечніші та компактніші. Саме вони сьогодні найчастіше використовуються у побуті.

Перші електронні датчики тиску з'явилися наприкінці минулого століття. Принцип їх роботи ґрунтується на зміні електричного опору певних матеріалів під час коливання атмосферного тиску. Такі барометри отримали широке застосування у різних сферах і відрізняються високою точністю, компактністю та надійністю роботи.