給大氣“把脈”

木木童

1640年，意大利發(fā)生了一件怪事——一位貴族請(qǐng)技師在院子里打井，誰(shuí)知抽水機(jī)抽水時(shí)，水像中了邪似的，上升到10米后就不再上升了，而抽水機(jī)沒(méi)有任何問(wèn)題。

這是怎么回事呢？

意大利物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家托里拆利覺(jué)得可能是因?yàn)榇髿庵杏袎毫ΑＳ谑牵瑸榱蓑?yàn)證這一假想，他用水銀代替水做實(shí)驗(yàn)。

他在一支長(zhǎng)1.2米、一端封閉的玻璃管中灌滿水銀，用手封住開(kāi)口，然后將玻璃管倒置于水銀槽里，再放開(kāi)堵住管口的手，果然水銀柱高度約為水高度（10米）的1/13.6，即76厘米。這個(gè)用于實(shí)驗(yàn)的裝置就是世界上第一個(gè)測(cè)量大氣壓強(qiáng)的氣壓計(jì)。

可氣壓計(jì)的實(shí)際使用效果如何？大氣壓在任何地方任何時(shí)候都一樣嗎？它若不恒定，那跟什么因素有關(guān)呢？

托里拆利在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)水銀柱高度會(huì)發(fā)生微小的變化，并認(rèn)為這是因?yàn)榇髿鈮涸谧兓？上В茨茏C實(shí)這個(gè)假說(shuō)，就去世了。

法國(guó)科學(xué)家帕斯卡決定進(jìn)一步研究這個(gè)問(wèn)題。他想：既然大氣壓是因空氣重量而產(chǎn)生，那么海拔高的地方空氣較稀薄，大氣壓應(yīng)該會(huì)小些，玻璃管中的水銀柱高度也應(yīng)該會(huì)低些。為此，1647年11月，他派弟弟佩利爾將氣壓計(jì)帶到法國(guó)南部的多姆山山頂做實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了帕斯卡的假想。根據(jù)這一結(jié)果，他精確地計(jì)算出了在海平面以上高度每升高120米，水銀柱高度就降低1毫米。

“既然海拔高度與大氣壓大小有關(guān)，那么氣候是否與大氣壓有關(guān)呢？”帕斯卡又著手研究這一課題，可由于種種原因，沒(méi)有取得什么進(jìn)展。

后來(lái)，德國(guó)馬德堡市市長(zhǎng)蓋里克對(duì)此做了較深入的研究。他制作了一個(gè)水氣壓計(jì)，觀察水柱高度的變化與天氣變化的關(guān)系，找到了兩者之間的某些聯(lián)系，如在風(fēng)暴來(lái)臨前，氣壓會(huì)下降。據(jù)此，他成功地預(yù)報(bào)了1660年的一次嚴(yán)重風(fēng)暴。

可見(jiàn)，大氣壓會(huì)隨著某些因素的變化而變化，氣壓計(jì)在某些領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值，這大大推動(dòng)了氣壓計(jì)的研制工作。

有人對(duì)托里拆利的氣壓計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，制成虹吸氣壓計(jì)；有人將氣壓計(jì)管子制成傾斜上升狀或螺旋上升狀，使得大氣壓的微小變化能夠引起水銀柱實(shí)現(xiàn)較大位移；有人將顯微鏡和測(cè)微計(jì)應(yīng)用到氣壓計(jì)上……未來(lái)，還將有更精確、更實(shí)用、更美觀的氣壓計(jì)問(wèn)世！