Chr. Huygens | Oeuvres VII | Barometer | Brontekst

[ 238 ]
No  1917.

Christiaan Huygens aan J. Gallois

December 1672

Aanhangsel II bij No. 1915.
De brief is gepubliceerd in het Journal des Sçavans van 12 december 1672  [p. 152-156, fig.].*)


Uit een andere brief van de heer Huygens

betreffende een nieuwe soort Barometer, door hem uitgevonden.

    Aangaande mijn nieuwe soort Barometer: u weet dat, als in een buis van tweeëndertig voet hoogte een Barometer gemaakt zou worden door middel van water, de verschillende drukkingen van de lucht van de atmosfeer er onvergelijkelijk veel beter zichtbaar zouden zijn & gemakkelijker te onderscheiden, dan bij de gewone Barometer waarin alleen kwikzilver is. barometer 1 Want terwijl het grootste verschil maar ongeveer twee duim is bij de algemeen gebruikte Barometer, zou het bij deze nieuwe Barometer tot 28 duim stijgen, dat wil zeggen dat het 14 keer zo groot zou zijn, en de overige veranderingen zouden in dezelfde verhouding toenemen, namelijk die van de zwaarte van het kwikzilver tot de zwaarte van het water.
Maar daar het moeilijk is om dit soort Barometers op te stellen door de grote hoogte van de buis, die ook verhindert dat ze gemakkelijk in een kamer geplaatst kunnen worden, of van de ene plaats naar de andere vervoerd, heb ik erover nagedacht door welk middel men een Barometer zou kunnen krijgen van matige grootte & draagbaar, die bij benadering hetzelfde effect zou geven als die grote Barometers; & hier zijn twee verschillende bouwwijzen die ik daarvoor gevonden heb.

    De eerste is: een glazen buis AB maken, van vier & een halve voet, die gesloten is aan het einde A, & waarvan de wijdte ongeveer twee lijn is°); hij moet ter plaatse van het midden dikker zijn, en als het ware een cilindrische holte CD vormen, waarvan de hoogte ongeveer een duim is, & de diameter EE veertien of vijtien lijn, dat wil zeggen zeven of acht keer zo groot als die van de buis.
Bij het open einde B giet men er zoveel water in als nodig is om de helft van de vergaarbak EE samen met de helft CF 1) van de buis er boven te vullen. Vervolgens vult men de rest met kwikzilver; & nadat men ook kwik in het vat G gegoten heeft tot een hoogte van een halve duim, steekt men het buiseinde B hierin. Dan gaat een deel van het kwikzilver eruit, & het overige blijft ter hoogte van EE staan; het water dat erop drijft, daalt tot F, en laat het overige deel FA van de buis luchtledig; & het is het oppervlak van dit water dat al stijgend en dalend de verschillende zwaarte van de lucht van de atmosfeer aangeeft, met stappen die bijna even groot zijn als bij de waterbarometer van 32 voet.


    [ *)  Ed. Amsterdam (1678), p. 139-145. En in Hist. de l'Ac. ed. 1730 (Mem. T. X) 540-4 (fig.).]
    [ °)  1 lijn = 1/12 duim.]
    1)  In de figuur is bij vergissing de letter E gezet, in plaats van F, bij de plaats die Huygens heeft willen aangeven.

[ 239 ]

barometer 2     De tweede bouwwijze is ten dele gelijkvormig met de eerste, maar zij is veel beter. Nodig is een buis HMN, in het midden gebogen, die twee gelijke cilindrische holtes heeft, K & M*), waarvan de ene, te weten K die aan een der buiseinden is, van boven hermetisch dichtgesmolten is, & M die iets boven de kromming zit, open is aan beide kanten waar de buis vastgemaakt is.
De lengte van de benen wordt bepaald door de afstand van de holtes K en M, die ongeveer 27 & een half duim moet zijn 2) te nemen vanaf het midden van de ene tot het midden van de andere. De hoogte van elke holte moet ongeveer anderhalf duim zijn; de diameter van hun dikte van binnen een duim of 15 lijn; & de diameter van de wijdte van de rest van de buis een tiende of een twaalfde van deze dikte.

    Men giet eerst alleen kwikzilver in deze buis door de opening N, om iets te maken als een gewone Barometer van die soort die onderaan gebogen is, en vermeerdert of vermindert het kwik totdat de oppervlakken ervan bij het midden van de holtes K & M aangekomen zijn, aangenomen dat ten tijde dat men deze bewerking doet, de lucht een gemiddelde zwaarte heeft, dat wil zeggen dat in de algemeen gebruikte Barometer het kwik staat op een hoogte van 27 & een derde duim; want anders, als de druk van de lucht groter of kleiner is dan normaal, moet men er op letten, en voor een afwijking van een duim die bij de gewone Barometer gevonden wordt, in elke holte een afwijking rekenen van anderhalve lijn.
Nadat het kwikzilver goed ontlucht is, zodanig dat er geen lucht meer is in holte K, giet men door de opening N een of andere vloeistof die 's winters niet bevriest & die het kwik niet kan oplossen, bij voorbeeld gewoon water gemengd met een zesde deel sterk water. Wijngeest heeft die twee hoedanigheden wel, maar zou niet geschikt zijn voor deze Barometer, omdat het uitzet door warmte. En dit zij ook gezegd voor wat betreft het eerste type Barometer dat al beschreven is. Wat de hoeveelheid vloeistof betreft, die moet stijgen tot een voet of daaromtrent in de buis BC 3), bij gemiddelde druk van de lucht.

    Als de Barometer op deze wijze ingericht is, zal men zien dat het grootste verschil in de druk van de lucht dat aangegeven wordt door het oppervlak van de vloeistof in buis MN, tot dicht bij tweeëntwintig duim gaat, aangenomen dat de diameter van de cilindrische holtes tien keer zo groot is als die van de buis. En om te vinden hoeveel


    [ *)  In deze figuur: L, maar in de editie Amsterdam 1678 staat daar M; zie de figuur naast p. 140.]
    2)  Lees:  28 en een half duim.  Zie brief No. 1919.
    3)  Lees:  MN.  Zie brief No. 1919.

[ 240 ]

de verschillen, aangegeven door deze Barometer, groter zijn dan die bij de gewone Barometer, is er een algemene regel die zegt, dat de verhouding van de verschillen bij onze nieuwe Barometer tot die bij de gewone Barometer, is als veertien keer het kwadraat van de diameter van de holtes, tot een keer dat zelfde kwadraat plus achtentwintig keer het kwadraat van de diameter van de buis die het water bevat*). En daaruit volgt dat, van welke dikte de twee holtes ook zijn, de grootste verschillen niet boven achtentwintig duim kunnen komen, aangezien de verschillen bij gewone Barometers niet boven twee duim komen.

    Om deze Barometer gemakkelijk overal heen te dragen, maakt men hem vast aan een plank, of men zet hem in een doos, en op het hout maakt men gelijke verdelingen voor het aangeven van die verschillende hoogtes, die in dezelfde verhouding toenemen als de zwaarte van de lucht afneemt.

    Zo worden veranderingen die optreden in de zwaarte van de lucht van de atmosfeer & die niet zijn op te merken bij gewone Barometers, waarneembaar bij deze. Bij voorbeeld als men ze op de torens van de Notre-Dame of op Montmartre brengt, zal men het wateroppervlak enkele duimen zien dalen in de eerste Barometer, en evenveel zien stijgen in de andere. En als men ze boven in een huis brengt dat maar 50 voet hoog is, & ze vervolgens naar beneden brengt, zal er een merkbare verandering zijn van een halve duim of daaromtrent, zodat men hiermee zelfs de verschillende hoogte vrij goed kan meten van bergen in de verte & van stukken land waarvan de ligging niet toelaat die op andere wijze te meten. En als het mogelijk is om weersveranderingen te voorzien door middel van Barometers, zoals redelijkerwijze te hopen valt, is het zeker dat die welke gebouwd zijn op deze manier grote voordelen zullen hebben boven de andere waarvan men zich tot nu toe bediend heeft.

    Het is waar dat elke van deze twee nieuwe Barometers enigszins gevoelig is voor de warmte & voor de koude van de buitenlucht, welke voorzorgen men ook neemt om de lucht er binnen weg te halen. Maar gewone Barometers zijn ook onderhevig aan dezelfde verandering, en als die groter blijkt bij de onze, komt het doordat ze verschillen veel groter aangeven dan de Barometers die algemeen in gebruik zijn. Maar om dit ongemak te verhelpen, dat vooral nadelig zou zijn wanneer men hoogten zou willen meten, kan men een Thermometer insluiten met het gedeelte van de Barometer dat luchtledig is, & zodanig te werk gaan bij het verwarmen van de lucht die ze beide omgeeft, dat de Thermometer bij beide bewerkingen op dezelfde streep komt te staan; & daarmee is men ervan verzekerd dat de lucht er buiten geen enkele verandering veroorzaakt in de Barometer, & dat de hele afwijking die men ziet, komt van de verschillende zwaarte van de atmosfeer.

    Ik heb gezegd dat de laatste bouwwijze die ik gegeven heb beter is dan de andere, niet alleen omdat de laatste Barometer kleiner van afmeting is, maar ook omdat ik waargenomen heb dat bij de eerste de weinige lucht die het water uitdampt in het luchtledige, na verloop van tijd steeds meer wordt; en het is zeker dat


    [ *)  Bij gelijke diameters van holte en buis: 14/29, dus ongeveer 0,5; in een gebogen buis met kwik verandert elk van beide niveau's inderdaad half zoveel als het niveau in een buis van Torricelli (die in een wijde bak met kwik staat). Holte 10 keer zo wijd geeft: 14/1,28 dus een ongeveer 11 keer zo groot verschil. Holte 20 keer zo wijd: 14/1,07 en bij 50 keer: 14/1,01.]
[ Zie XIX, 343 en de berekening van Mariotte hierna (>). Vgl. Philippe de La Hire in Hist. de l'Ac. 1708, 157.]

[ 241 ]

de Barometer van 32 voet, waarvan ik hierboven gesproken heb, daaraan onderhevig zou zijn evenals deze; & om dit te verhelpen zou men een vloeistof moeten vinden die geen lucht zou doen ontstaan, zoals water en wijngeest doen. Maar het is klaarblijkelijk dat onze laatste Barometer dit gebrek niet heeft, omdat het water er niet in het luchtledige is opgesloten. En als men bang is dat het water in deze laatste Barometer verdampt, behoeft men er maar een druppel op te doen van een of andere olie, die zich niet verdikt door koude, & die door warmte niet gaat verdampen, zoals wellicht zoete amandel-olie.




[ 255 ]

No  1923.

Christiaan Huygens aan J. Gallois

Februari 1673

Aanhangsel bij No. 1922.
  Het stuk is niet verschenen in Journal des Sçavans, door onderbreking van de uitgave.


    Kort nadat uw laatste Journal verscheen, waarin u melding maakte van mijn barometers, zei een van mijn vrienden me dat de heer Descartes erover had gedacht een dergelijke barometer te laten maken als die eerste soort van mij, en dat dit bleek uit een brief van de heer Chanut, gedrukt aan het eind van de verhandeling van de heer Pascal over het Evenwicht van vloeistoffen, waarin deze uitvinding vrij begrijpelijk wordt uitgelegd*); en ik was er nogal ontstemd over dat deze aankondiging, die waar was, me zo laat gegeven was, gezien het feit dat men mij ervan kon verdenken me de uitvinding van een ander te hebben willen toeëigenen, wat datgene van alles is dat me het meest onwaardig lijkt en dat ik altijd met veel zorg heb trachten te vermijden.

    Nu heb ik om me daarvan te zuiveren u maar 2 dingen te zeggen: het ene, dat terwijl het boek van de heer Pascal zoveel gelezen en zo bekend is als het is, het niet waarschijnlijk is dat ik een kruimeldiefstal heb willen plegen die beslist meteen ontdekt zou worden. Het andere, dat ik voortaan maar heel weinig aanspraak maak op deze uitvinding van barometers. Want hoewel de heer Descartes noch iemand anders na hem zijn gedachte ten uitvoer gebracht heeft, en ook al zou dat zo zijn, het niet gelukt zou zijn om de reden die ik u eerder gegeven heb toen ik u de beschrijving van de barometers zond; ik wil toch wel erkennen dat het niet heel moeilijk zou zijn om de tweede bouwwijze te vinden die ik gegeven heb, voor wie die van de heer Descartes kende. Maar ik hoop dat het niet onmogelijk zal schijnen dat ik het niet wist, omdat immers noch in de Koninklijke Academie, toen ik mijn barometers voorstelde, noch in die van Engeland toen men ervan op de hoogte gesteld werd, iemand zich herinnerde dat er in het boek van de heer Pascal iets dergelijks stond.

    Ik weet niet of het de moeite waard is dat ik hier nog iets toevoeg betreffende die brave man°), u weet wie ik bedoel, die hardnekkig volhoudt dat ik het grootste deel van deze uitvinding aan hem ontleend heb en dat hij die twee jaar geleden heeft voorgelegd aan de Koninklijke Academie, zonder er een redelijk antwoord op gekregen te hebben. Ik zal alleen zeggen


    *)  Zie brief No. 1922.  [<]         °)  Zie No. 1922.  [René Grillet, p. 253, n. 5; Hautefeuille, p. 451.]

[ 256 ]

dat u om hem te overtuigen slechts behoeft te vragen waarom hij in al die 2 jaar die uitvinding niet in praktijk gebracht en gepubliceerd heeft, als hij deze toen al kende en wist wat het nut ervan was? Want er zijn weinig kosten aan verbonden en voor hem des te minder omdat het beroep van zijn vader (naar ik hoor) is, te werken aan dit soort curiositeiten. Ik weet wel van de meesten van hen dat hij er inderdaad 2 of 3 jaar geleden een soort barometer voorstelde, maar daar was alleen kwikzilver in en die werd terecht niet goedgekeurd, als zijnde van heel weinig waarde.
    [ Pierre Perrault, De l'Origine des fontaines (1674/78) p. 299: "Le nouveau Barometre de Monsieur Huguens ...".]




[ 261 ]

No 1928.

Christiaan Huygens aan ?

Maart 1673

thermometer     De vermaking waar u me naar vraagt van mijn tweede Barometer naar een Thermometer, die de heer Hubin*) heeft bedacht, gaat op deze manier. Het uiteinde N van de opgaande buis, dat in de barometer open blijft, wordt hier hermetisch gesloten door er een holle glazen bol aan toe te voegen. En men verlengt deze buis zelfs nog verder als men wil; opdat de thermometer nog grotere verschillen aangeeft. Want ze zijn hier niet begrensd, zoals in de barometer, maar ze kunnen zo groot zijn als men wenst, als de lengte van de buis maar geen ongemak geeft; en deze zou nog teruggebracht kunnen worden tot een kleiner volume door hem in een spiraal te laten stijgen.
Het is niet nodig u te zeggen dat het de verdichting en uitzetting is van de in bol N opgesloten lucht — naar gelang deze de koude of warmte voelt van de lucht er buiten, die het oppervlak van het water O laat stijgen of dalen — die de verschillen aangeeft, en dat het kwikzilver zijn plaats komt innemen in de holte M, of eruit verjaagd wordt om in grotere hoeveelheid te stijgen in de andere holte K, waarvan het bovenste gedeelte luchtledig is.
Maar wat opgemerkt dient te worden, zijn de voordelen die deze Thermometer heeft boven die welke men tot nu toe gebruikte, hetzij door uitzetting van lucht of door middel van die van wijngeest. Want de eerste, die noodzakelijkerwijze open waren en toegang gaven aan de lucht, voelden de verschillende drukkingen van de zwaarte hiervan evenzeer als de verschillende

[ 262 ]

warmtegraden ervan, zodat de Thermometer er vermengd was met de Barometer. Wat niet gebeurt bij deze nieuwe Thermometer, omdat hij aan alle kanten gesloten is. En daardoor ook is hij niet onderhevig aan enige verdamping. De andere soort Thermometers, die gemaakt worden met wijngeest, zijn inderdaad, omdat ze eveneens gesloten zijn, niet onderhevig aan de werking van de luchtdruk. Maar anderzijds komen ze maar langzaam in beweging door verschillende graden van warmte en koude, doordat de uitzetting van wijngeest onvergelijkelijk veel langzamer gaat dan die van lucht. En men heeft zelfs waargenomen dat die eigenschap van wijngeest, ook al is deze opgesloten, in de loop van de tijd vertraagt; zodanig dat dezelfde warmte deze meer zal doen uitzetten wanneer de thermometer pas gemaakt is, dan een jaar later. Het blijkt dus dat de thermometer van de heer Hubin zowel om zijn betrouwbaarheid als om zijn gevoeligheid nog te verkiezen is boven deze laatste twee, en dat hij dus alle eigenschappen heeft die verlangd worden.
    [ *)  Hubin, Machines nouvellement executees, et en partie inventees par le sieur Hubin, emailleur ordinaire du roy, Paris 1673; zie Journal des Sçavans van 17 dec. 1674, p. 11-12 en G. Amontons, Remarques et experiences phisiques (1695) 146, fig. 13.  Vgl. XIX, p. 345.]



Academie Royale des Sciences

Proces verbaux

T. 7,  Registre de physique
Secrétaire Perpétuel: J. B. du Hamel. 

[ 114v ]

    Zaterdag 10 juli 1677   ...
...
    Mr. Mariotte heeft uitleg gegeven van de Barometer van de heer Huygens, en de berekening van het verschil ervan met de gewone Barometers, waarvan hier de weergave.

[ 115r-115v ]

Berekening
van de verhouding van de afwijking
 
van de samengestelde Barometer en die van de enkelvoudige.

barometer     Om deze afwijking of hoogte­verandering, die dagelijks optreedt, te berekenen is het nodig te weten de wijdte van de holtes, en van de smalle buis van de samengestelde Barometer, en de verhouding van het gewicht van de blauwe vloeistof die men op het kwik doet, en dan kan men de analyse op deze manier doen.

    Neem aan dat ABCDEF de samengestelde Barometer is, gesloten in A en open in F, gevuld met kwik vanaf C tot bij B, en dat de verhouding van het soortelijk gewicht van de vloeistof die men brengt vanaf D tot vrij hoog in de buis, ten opzichte van die van kwik is als 1 tot 14, wat hetzelfde is als die van de soortelijke zwaarte van water tot die van kwik, en laat de afwijking van de gewone Barometer zijn 4 lijn dalend.
Aangezien nu de twee holtes B en CD even wijd zijn: als het kwik twee lijn daalt in de bovenste, zal het twee lijn stijgen in die waar de vloeistof is, en de afwijking zal 4 lijn zijn, dat wil zeggen dat de kwikoppervlakken bij C en B met 4 lijn dichter bij elkaar gekomen zijn.

    Laat dus de daling van het kwik in holte B zijn 2 lijn – A, dan zal de stijging in holte CD ook 2 lijn – A zijn, en die twee keer – A is hetgene waarmee het gewicht van de vloeistof de afwijking van het kwik zal doen afnemen, dat wil zeggen dat de twee kwikoppervlakken dichter bij elkaar gekomen zijn met 4 lijn min die twee keer A. Dus deze vloeistof moet omhoog gegaan zijn met 28 A door de verhouding van 14 tot 1.

[ 116r ]

Want 28 A aan water maakt evenwicht met 2 A aan kwik, en die 28 A moet gelijk zijn aan 25 keer 2 – A, wat geeft 50 – 25 A, dus 28 A = 50 – 25 A.  En als aan beide kanten 25 A toegevoegd wordt, zal er nog gelijkheid zijn tussen 53 A en 50.  En A = 50/53 lijn, en dientengevolge is 28 A evenveel als 1400/53 lijn, of 26 22/53 lijn.
En deze 26 22/53 lijn zal de afwijking zijn van de blauwe vloeistof, dat wil zeggen dat als deze in G zou zijn als de hoogte van de gewone barometer 28 duim is, ze bij 27 duim en 8 lijn zal stijgen tot bij F, als GF gelijk is aan 26 22/53 lijn.
Op dezelfde manier zijn de andere afwijkingen te berekenen, hetzij omhoog of omlaag, en men zal opmerken dat wanneer het mooi weer gaat worden het kwik stijgt in de gewone Barometer, en de vloeistof daalt in de samengestelde.

    In plaats van de Algebraïsche berekening kan men de verhouding nemen van de kwadraten der diameters van de holtes en van de buis, zoals in dit voorbeeld 25, en er bij optellen het dubbele van de soortelijke verhouding

[ 116v ]

van de vloeistof tot kwik. Dit dubbele is in dit voorbeeld 28, de som is 53, wat de deler is. Daarna vermenigvuldigt men die 25 met het getal van de afwijking, die hier 4 is, en het produkt nog met de soortelijke verhouding 14. Dit volumeprodukt is 1400, wat men deelt door 53.

    Als de daling van de gewone Barometer 6 zou zijn, zou het volumeprodukt 2100 zijn, wat gedeeld door 53 zou geven: 39 33/53 lijn voor de afwijking van de blauwe vloeistof bij het stijgen.

    Er moet ongeveer 27 duim zijn vanaf H tot aan I, opdat wanneer de gewone Barometer op 28 duim staat, het kwik tot op een lijn vanaf de bovenkant van de bovenste holte staat en een lijn boven H in de onderste, en de afstand van het kwik zal 28 duim zijn als de holtes 14 lijn hoog zijn; en als men vloeistof erin doet totdat het kwik een halve lijn naar H daalt, zal de vloeistof een halve lijn hoger staan dan de holte HE, en de afstand van de twee kwikoppervlakken zal 28 duim en een lijn zijn — omdat de 14 lijn vloeistof een stijging geeft van een lijn, zoals wanneer men 14 lijn water zou doen op het kwik in de bak waarin de gewone barometerbuis staat.

    Het zal goed zijn als de holtes 14 of 16 lijn hoogte hebben, opdat er altijd blauwe vloeistof èn kwik is in de holte CD.


    [ Deze berekening van Mariotte wordt genoemd in: Jean-François Gauvin, Habits of knowledge (2008) 302-310.]




Home | Christiaan Huygens | Oeuvres VII | Barometer (top)