科普：溫度計究竟是如何掌握氣溫變化的？

發(fā)布時間：2020-05-07

即使到了今天，溫度計的歷史依舊是中小學科學課本中重要的知識點。溫度計的誕生可以追溯到1593年，最早的溫度計是由意大利科學家伽利略發(fā)明的，并在隨后的歷史長流中不斷改進，最終發(fā)展到如今可以即時準確測量溫度狀況、記錄溫度變化規(guī)律的溫度計。　　

溫度計的技術(shù)與發(fā)展 　　

在很長一段時間，溫度計的工作都離不開一個簡單的物理現(xiàn)象——熱脹冷縮，甚至客觀的來說，在很長一段時間，溫度計的發(fā)展都是圍繞內(nèi)部填充物來做文章的。其中緣由也很簡單，因為熱脹冷縮本身就是物體對于溫度變化產(chǎn)生感應(yīng)的一種自然現(xiàn)象，而溫度計所做的便是將這種變化放大到人肉眼可以感受到的程度。同樣如果從這個角度來看如今的半導(dǎo)體溫度計、熱電偶溫度計等，盡管很大一部分已經(jīng)擺脫了熱脹冷縮的原理，但本質(zhì)依舊是利用溫度變化帶來的影響。　　

傳統(tǒng)的液體溫度計存在兩個較大的問題，其一是安全性，這和液體溫度計尤其是水銀溫度計的材料有直接關(guān)系，而關(guān)于水銀的安全問題，我想不用多說大家也清楚；其二就是適用性問題，液體溫度計普遍存在不耐寒的特點，而這也使得這類溫度計在一些地區(qū)無法準確的顯示溫度。　　

而包括半導(dǎo)體溫度計在內(nèi)，現(xiàn)在常見的溫度計中有很大一部分是利用電學原理來工作的。例如半導(dǎo)體溫度計。得力于半導(dǎo)體材料的飛速發(fā)展，人們逐漸發(fā)現(xiàn)或者研究出了一些隨溫度變化，電阻變化明顯的半導(dǎo)體材料，而將這種材料設(shè)計到電路中之后，便可以通過測量因電阻變化而產(chǎn)生變化的電流大小，來測定溫度，并且，這類溫度計的精度往往也更高。當然，這類溫度計與傳統(tǒng)液體溫度計比也存在明顯的缺點——需要用電，在電壓不穩(wěn)定或者無法正常供電的場合便無法發(fā)揮作用了。　　

古代人們的智慧了不起的測溫儀器 　　

節(jié)氣是我國古代人們對氣候變化規(guī)律有所掌握的直接證明，那是不是說在溫度計出現(xiàn)、引入中國之前，中國人已經(jīng)擁有掌握溫度的技巧了呢？或許真是如此。盡管無法和溫度計的測量精度做對比，但是中國古代已經(jīng)有了測量溫度的方式——“冰瓶”。但是客觀地說，冰瓶所能做到的，也僅僅是“睹瓶中之冰，而知天下之寒”，因此不能算真正意義上的儀器。也正因如此，從側(cè)面展示了測溫儀器的誕生是一件非常了不起的事情了。

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