Een Engelse diagonaalbarometer uit 1772 van John Whitehurst










Door: Marco Fontijn.


In de zomer van 1644 beschreef Evangelista Torricelli (1608-1647) het bekende experiment waarmee hij als eerste het bestaan van een vacuüm bewees en aantoonde dat lucht gewicht heeft en druk uitoefent.

Voor dit experiment gebruikte hij een glazen buis met een lengte van ongeveer een meter, die aan één uiteinde was dichtgesmolten. Hij vulde deze buis volledig met kwik en sloot het open uiteinde af met zijn vinger zodat er geen kwik zou ontsnappen, waarna hij de buis omdraaide en met het open uiteinde in een bak met kwik dompelde, om vervolgens zijn vinger van de opening weg te halen.

Het kwik in de buis zakte enkele centimeters tot een hoogte van ongeveer 76 centimeter, gemeten vanaf het kwikoppervlak in de bak. Dit was het punt waarop er een evenwicht was bereikt tussen het gewicht van de omringende lucht die drukte op het kwik in de bak, en het gewicht van de kwikkolom die zich in de buis bevond. Boven het kwik ontstond een luchtledige ruimte.
 

Foto 1: Close-up schaalplaat met datering en signatuur.

Met deze 'buis van Torricelli' bleek men in staat te zijn om de veranderingen waar te nemen die optraden in het gewicht van de lucht. In 1648 verbeterde Descartes het instrument van Torricelli door er een graduatieschaal aan toe te voegen. Hiermee was de luchtdrukmeter geboren, maar van een barometer in meteorologische zin was toen nog steeds geen sprake. Pas in de periode 1650-1660 zou men geleidelijk het verband tussen veranderingen in de luchtdruk en de weersgesteldheid gaan ontdekken. Ook werd in deze periode voor het eerst de benaming 'barometer' gebruikt.

In de loop van de tweede helft van de zeventiende eeuw werd de barometer door onderzoekers en geleerden met tal van spectaculaire verbeteringen steeds verder geperfectioneerd. Hierbij stond vooral het streven naar het bereiken van een duidelijker aflezing centraal, om ook de kleine luchtdrukverschillen zichtbaar te kunnen maken. De barometer van Torricelli bezit immers maar een klein aflezingsbereik van 70 tot 79 centimeter kwikdruk. Bij een normaal weerspatroon blijven de veranderingen van druk beperkt tot een afstand van slechts maximaal vijf centimeter.
 

Foto 2: Engelse diagonaalbarometer, gedateerd 1772. Gesigneerd: 'Whitehurst Derby'.
 

Van de verschillende schaalvergrotingssystemen die uit deze periode dateren zijn het wielsysteem van Hooke, waarbij de schommelingen van het kwik op een wijzer worden overgebracht en de contrabuis van Huygens, waarbij met de toepassing van twee vloeistoffen een schaalvergrotend effect wordt bereikt, verreweg het meest bekend.

Vrijwel alle antieke barometers die men vandaag de dag nog in de handel aan kan treffen zijn gebaseerd op een van de bovengenoemde systemen: de stickbarometers op de buis van Torricelli, de banjobarometers op het wielsysteem van Hooke en de contra-bakbarometers op het systeem met de contrabuis van Huygens.

Bij hoge uitzondering treft men echter ook nog weleens een antieke barometer aan die uitgerust is met een afwijkend schaalvergrotingssysteem. Een wel zeer bijzondere en in het oogspringende verschijningsvorm van de kwikbarometer is de zeldzame en fascinerende diagonaalbarometer, die soms ook wel hoekbarometer wordt genoemd.


Het diagonaalsysteem was een vinding van Samuel Morland, die hier in 1688 als eerste over publiceerde. Bij dit systeem wordt gebruik gemaakt van het gegeven dat, bij een kwikbuis die schuin wordt gehouden, de verticale hoogte van de kwikkolom altijd gelijk blijft, ondanks het feit dat het kwik een langere weg moet afleggen, waardoor de lengte van de kolom toeneemt. Naarmate de buis meer helt, wordt de lengte van de kwikkolom steeds groter. Bij de diagonaalbarometer wordt niet de hele buis schuin gemonteerd, maar slechts dat stuk waarin de niveauschommelingen van het kwik plaatsvinden. De buis is dan ook tot circa 70 centimeter boven het kwikpeil in het reservoir verticaal en maakt vervolgens een scherpe knik opzij, waarbij de aldus verkregen arm langzaam schuin oploopt, totdat de verticale hoogte van de normale buis, circa 80 centimeter is bereikt. Afhankelijk van de hellingshoek kan de lengte van de schuine arm aanzienlijk variëren en daarmee ook de schaalvergroting.
 

Foto 3: John Whitehurst FRS (Congleton 1713-1788 Londen).

In onze verkoopcollectie bevindt zich momenteel een uitermate zeldzame gedateerde diagonaalbarometer uit 1772 van de al eerder genoemde beroemde wetenschapper, klokkenmaker en instrumentmaker John Whitehurst FRS (1713-1788). Whitehurst was de belangrijkste en meest vooraanstaande maker van diagonaalbarometers gedurende het derde kwart van de achttiende eeuw.

In een onlangs verschenen boek over het leven en werk van John Whitehurst is een lijst opgenomen met alle bekende door hem vervaardigde barometers, waaruit blijkt dat er vandaag de dag nog slechts een tiental gedateerde exemplaren van zijn hand bekend is, waarvan het merendeel zich in musea bevindt.

De eiken kast van de barometer is gefineerd en afgewerkt met mahonie en bloemmahonie met een rijke kleur en een prachtig patina. Het fraaie snijwerk van de kapbekroning is een typisch kenmerk van een Whitehurst barometer. De schaalplaat is van verzilverd messing en wordt afgeschermd door glas. De opmerkelijke en voor Whitehurst kenmerkende schaalverdeling loopt van 0 tot 60, met de 30 bij 'Changeable'. Het instrument is uitgerust met een tendenswijzer die wordt bediend via een draadstangoverbrenging met vaste knop. De aanwijsvergroting is zeven maal. De weersindicaties zijn de voor die tijd gebruikelijke, maar het graveerwerk is ongebruikelijk rijk en sierlijk uitgevoerd. De signatuur en datering: 'Whitehurst 1772 Derby', neemt een centrale plaats in op de onderste helft van de schaalplaat.

John Whitehurst werd op 10 april 1713 geboren in Congleton in Chesire. Na in de leer te zijn geweest bij zijn vader, verhuisde hij in 1736 naar Derby, om zich daar te vestigen als zelfstandig klokkenmaker. Hij paste tal van vernieuwingen toe bij de productie van zijn klokken. Al snel kreeg hij met zijn klokken en barometers een zeer goede reputatie en raakte hij bevriend met tal van vooraanstaande wetenschappers. Door verschillende publicaties verwierf hij zelf ook faam als wetenschapper. Zijn denkbeelden waren revolutionair en op verschillende terreinen verrichtte hij baanbrekend werk. Zo werd hij bijvoorbeeld bekend als de grondlegger van de moderne geologie en speelde hij een belangrijke rol bij de ontwikkeling van de stoommachine en de centrale verwarming.
 

Foto 4: Principe van het diagonaalsysteem van Morland.

Samen met onder andere Erasmus Darwin, berucht vrijdenker, Josiah Wedgwood, een van de belangrijkste pioniers in de keramische industrie en James Watt, ingenieur en verbeteraar van de stoommachine, richtte hij in 1775 de 'Lunar Society' op, waarvan hij jarenlang een prominent lid zou blijven.

De 'Lunar Society' was een uit veertien man bestaande informele groep van verlichte denkers en politieke radicalen (Whitehurst onderhield een nauwe vriendschap met de Amerikaanse revolutionair Benjamin Franklin) die een belangrijke vooraankondiger van de Industriële Revolutie zou zijn en zich ten doel stelde om de baanbrekende wetenschappelijke ontdekkingen uit die dagen op een praktische en commerciële manier toepasbaar te maken.

In 1779 viel hem de eer te beurt om te worden uitverkoren tot lid van de prestigieuze 'Royal Society'. Kort na deze gebeurtenis verliet hij Derby, om in Londen als eerste de benoeming tot 'Stamper of Money Weights' bij de Koninklijke Munt te aanvaarden. In deze stad stierf hij op 18 februari 1788 aan maagkanker.

Nu, meer dan 200 jaar later, getuigt de hierboven beschreven barometer nog steeds in al zijn schoonheid en kwaliteit op een waardige wijze van zijn indrukwekkende erfgoed.


Marco Fontijn