一、氣壓計是誰發明的
氣壓計是由意大利物理學家(jia)、數學家(jia)托里拆(chai)(chai)利發明的。1644年,埃萬杰利斯塔·托里拆(chai)(chai)利(EvangelistaTorricelli,1608—1647)發明出了氣壓(ya)計。
托里拆利(li)曾師從(cong)伽利(li)略,雖然(ran)時(shi)間很短,但(dan)卻受到了伽利(li)略一項(xiang)觀測(ce)的啟(qi)發(fa),即活塞(sai)泵最高(gao)(gao)只能把水泵到33英尺(約(yue)10米(mi))的高(gao)(gao)處。
托里拆(chai)利提出(chu)空氣也有重量,產生壓力。他做(zuo)了一頊實驗來證(zheng)明這個理論。汞(gong)的密(mi)度遠比水高,因此只需(xu)一小(xiao)點汞(gong)和一支玻璃試管就能完成實驗,非(fei)常簡(jian)單(dan)。
實(shi)驗中,他在(zai)一(yi)個(ge)盤(pan)子(zi)上倒滿(man)了汞(gong)(一(yi)種密度為水13.6倍的(de)液(ye)體),又(you)向(xiang)一(yi)支(zhi)長4英尺(1.2米)的(de)玻璃試(shi)管(guan)(guan)(guan)中倒滿(man)汞(gong),而后將試(shi)管(guan)(guan)(guan)倒置,讓開口沖向(xiang)裝滿(man)汞(gong)的(de)盤(pan)子(zi)。不是所(suo)有試(shi)管(guan)(guan)(guan)中的(de)汞(gong)都(dou)會流入盤(pan)子(zi),仍有30英寸(760毫米)的(de)汞(gong)留在(zai)了試(shi)管(guan)(guan)(guan)中。唯一(yi)能使汞(gong)留在(zai)試(shi)管(guan)(guan)(guan)中的(de)力(li)就是空氣的(de)重量向(xiang)盤(pan)中汞(gong)所(suo)施加的(de)壓力(li)。
“氣(qi)壓(ya)計”又意為“重量計”(源自希臘詞(ci)(ci)語(yu)“bdros”和“metron”,前者意為重量,后者意為米(mi))。直到(dao)1665年(nian),羅伯特·波(bo)義耳才創造出氣(qi)壓(ya)計一(yi)詞(ci)(ci),他還用U形管改變了(le)氣(qi)壓(ya)計的外(wai)形,不再需要汞池。
英國物理(li)學家羅伯特.胡克(RobertHooke,1635—1703)對氣壓計進(jin)行了進(jin)一(yi)步(bu)改造,創造出了更(geng)簡明(ming)易讀的刻度尺(chi)。
二、氣壓計的作用是什么
氣(qi)壓(ya)計的用(yong)途除了可以測量大氣(qi)壓(ya)強外(wai),還可以間接測量海拔高(gao)度、輔助(zhu)GPS定位,還可以進(jin)行防(fang)水(shui)測試等。
1、預測天氣
可預測(ce)天(tian)氣(qi)(qi)的(de)變化(hua),氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)高(gao)時天(tian)氣(qi)(qi)晴朗(lang);氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)降低時,將有風雨(yu)天(tian)氣(qi)(qi)出(chu)現。氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)計所測(ce)得的(de)大氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)的(de)變化(hua)跟天(tian)氣(qi)(qi)有密切(qie)的(de)關系(xi)。一般的(de)說,晴天(tian)的(de)大氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)比陰天(tian)高(gao),冬天(tian)的(de)大氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)比夏(xia)天(tian)高(gao)。其實這個問題(ti)可歸結為溫度、濕度與(yu)大氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)強的(de)關系(xi)問題(ti)。我們(men)通常所稱的(de)大氣(qi)(qi),就是包圍在地(di)球周圍的(de)整個空氣(qi)(qi)層(ceng)。它除(chu)了(le)含有氮氣(qi)(qi)、氧(yang)氣(qi)(qi)及二氧(yang)化(hua)碳等多種(zhong)氣(qi)(qi)體外,還含有水汽和塵埃。
當(dang)一個地(di)區的(de)(de)(de)(de)氣(qi)溫增加時,往往伴隨著另一個地(di)區溫度的(de)(de)(de)(de)降低,這就(jiu)為高(gao)溫處(chu)的(de)(de)(de)(de)空氣(qi)向(xiang)低溫處(chu)擴散(san)帶來(lai)了可能。而擴散(san)的(de)(de)(de)(de)結果(guo)常常是(shi)高(gao)溫處(chu)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)壓比低溫處(chu)低。當(dang)我們生活的(de)(de)(de)(de)北(bei)半球(qiu)(qiu)是(shi)接(jie)受太(tai)陽熱量最多的(de)(de)(de)(de)盛夏時,南(nan)半球(qiu)(qiu)卻是(shi)接(jie)受太(tai)陽熱量最少(shao)的(de)(de)(de)(de)嚴(yan)冬。這時,由(you)于(yu)北(bei)半球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)空氣(qi)要向(xiang)南(nan)半球(qiu)(qiu)擴散(san)而使北(bei)半球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)壓較(jiao)南(nan)半球(qiu)(qiu)要低。
而由于(yu)大(da)氣(qi)(qi)總(zong)量基本不變,則此時北半(ban)球的(de)(de)氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)就低于(yu)標準(zhun)大(da)氣(qi)(qi)壓(ya)(ya),南半(ban)球的(de)(de)氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)當(dang)然(ran)也就會高(gao)于(yu)標準(zhun)大(da)氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)。同樣,空氣(qi)(qi)的(de)(de)反方向擴(kuo)散(san)又會使北半(ban)球冬季(ji)(ji)的(de)(de)氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)高(gao)于(yu)標準(zhun)大(da)氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)。因而,在北半(ban)球,冬季(ji)(ji)的(de)(de)大(da)氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)就會比夏(xia)季(ji)(ji)要高(gao)。當(dang)然(ran),大(da)氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)的(de)(de)變化(hua)是很復雜(za)的(de)(de)。
2、測量海拔
最直(zhi)觀的(de)用途當然是海拔測量,根(gen)據(ju)所處高(gao)度(du)不同大(da)氣壓強(qiang)也(ye)在變化,海拔越高(gao)大(da)氣壓強(qiang)越小,同時(shi)一些運動(dong)APP中(zhong)有(you)爬樓的(de)選(xuan)項(xiang),這其中(zhong)顯示(shi)的(de)爬的(de)樓層(ceng)數(shu)也(ye)是根(gen)據(ju)氣壓計(ji)測量換(huan)算所得,為登山等運動(dong)愛好者提供了更(geng)多的(de)便利(li)。手(shou)(shou)機(ji)(ji)中(zhong)的(de)氣壓計(ji)精度(du)還是不錯(cuo)的(de),例(li)如所處6層(ceng),在將手(shou)(shou)機(ji)(ji)放置于地(di)面上(shang)時(shi)顯示(shi)高(gao)度(du)21米,將手(shou)(shou)機(ji)(ji)舉過頭頂最高(gao)處時(shi)手(shou)(shou)機(ji)(ji)顯示(shi)高(gao)度(du)23米。另(ling)外有(you)的(de)手(shou)(shou)機(ji)(ji)中(zhong)同時(shi)還包括溫(wen)度(du)傳感(gan)器(qi),它可以(yi)捕捉到溫(wen)度(du)來對(dui)結果(guo)進行(xing)修正,以(yi)增加(jia)測量結果(guo)的(de)精度(du)。
3、輔助GPS
由于受(shou)到技術和其它方面原(yuan)因的(de)(de)限制(zhi),GPS在(zai)定位中的(de)(de)高(gao)度一項一般誤(wu)差都會有十米左右,所以(yi)在(zai)手機(ji)原(yuan)有GPS的(de)(de)基(ji)礎上再增加氣壓(ya)計(ji)(ji),可(ke)以(yi)輔助GPS使定位更(geng)加精(jing)準。尤其在(zai)一線城市交通中,立交橋、高(gao)架橋林立,以(yi)往基(ji)于的(de)(de)GPS的(de)(de)導(dao)航無法判(pan)斷是(shi)在(zai)高(gao)架橋上方還是(shi)下方行(xing)駛,容易造(zao)成錯(cuo)誤(wu)的(de)(de)引導(dao)。當加入(ru)了氣壓(ya)計(ji)(ji)后,導(dao)航軟件可(ke)感應氣壓(ya)變化,實現(xian)高(gao)架區(qu)域內的(de)(de)垂直(zhi)定位,進(jin)行(xing)精(jing)確(que)判(pan)斷,從而帶(dai)來了更(geng)為精(jing)準的(de)(de)導(dao)航服務。
4、室內定位
在室內環境中,由(you)于信號(hao)等原因GPS的誤差較大,所(suo)(suo)處(chu)(chu)的地(di)理(li)位(wei)置較難定位(wei),更無(wu)法感(gan)知垂直高度(du),在大型商場中容易出(chu)現摸不到“北”的情況(kuang)。而如果手(shou)機加上(shang)氣壓計(ji)再配合加速計(ji)、陀螺儀等就(jiu)可以(yi)完成精確的室內定位(wei),這樣就(jiu)可以(yi)清(qing)楚地(di)了(le)解自己所(suo)(suo)處(chu)(chu)位(wei)置并順利(li)找到需(xu)要(yao)的餐廳或商鋪。
5、測試防水
如果你的手機支持防水,但是你感覺自己手機有縫隙,又舍不得讓它下水進行驗證的話,通過氣壓計就可以(yi)幫你驗證手(shou)機(ji)的氣(qi)密性。用手(shou)使勁按壓(ya)屏幕,空氣(qi)來不(bu)及跑出,瞬間的氣(qi)壓(ya)值(zhi)升高,松手(shou)后,壓(ya)力(li)值(zhi)又會(hui)(hui)穩(wen)定回落到原始(shi)數值(zhi)。因為氣(qi)體(ti)分(fen)子(zi)確實比水(shui)份(fen)子(zi)要小,試想氣(qi)體(ti)都不(bu)容(rong)(rong)易(yi)進(jin)入(ru)手(shou)機(ji)內(nei)部,那水(shui)自然是(shi)更(geng)不(bu)容(rong)(rong)易(yi)進(jin)入(ru)了,這個結果作為參考(kao)是(shi)可以(yi)的,但不(bu)能(neng)以(yi)此判定防水(shui)能(neng)力(li),但是(shi)相對來說,這個測試數值(zhi)波動大的防水(shui)能(neng)力(li)應該會(hui)(hui)更(geng)好。