天平發(fā)展史

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中較早使用天平的有英國(guó)化學(xué)家布萊克，他生活和工作于18世紀(jì)，那個(gè)時(shí)候，正是化學(xué)中不斷發(fā)現(xiàn)氣體、并開(kāi)始建立理論的時(shí)期。布萊克在化學(xué)研究中非常重視實(shí)驗(yàn)，而且是{dy}個(gè)應(yīng)用定量的方法研究氣體的人，定量研究需要稱量，而稱量離不開(kāi)天平。歷史資料表明，布萊克確實(shí)使用了天平，他用過(guò)的天平至今仍保存在廣州桌秤維修廠愛(ài)丁堡皇家博物館中，下圖即是布萊克用過(guò)的天平。

用繩子掛著稱盤(pán)，橫梁又掛在另一個(gè)稱鉤上。布萊克正是用這個(gè)天平進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，而且做出了發(fā)現(xiàn)的，這個(gè)天平的使用，不僅在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中建立了定量方法，而且對(duì)天平的進(jìn)一步發(fā)展、改良，也是重要的。

布萊克之后，英國(guó)化學(xué)家亨利·卡文迪許也進(jìn)行過(guò)精密的定量實(shí)驗(yàn)，廣州臺(tái)秤維修廠據(jù)說(shuō)還曾設(shè)計(jì)制造過(guò)天平，由于卡文迪許本人的生平資料不詳，很難確切知道他是何時(shí)和如何設(shè)計(jì)、制造天平的。后來(lái)，卡文迪許用過(guò)的天平曾在皇家科學(xué)院展覽。

18世紀(jì)的法國(guó)，天平比較普及，有許多小店鋪就出售天平。我們?cè)谙聢D看到的是18世紀(jì)的法國(guó)天平的式樣，或許是當(dāng)時(shí)天平中的一種式樣。

18世紀(jì)末英國(guó)也已經(jīng)制造出了一種天平，橫梁中央嵌上一個(gè)鋼質(zhì)的刀口。把它放在瑪瑙盤(pán)中，大大提高了精密度和靈敏度。當(dāng)時(shí)出現(xiàn)了一些天平設(shè)計(jì)家和制造家，不過(guò)，據(jù)說(shuō)天平的價(jià)格比較貴，而且要先預(yù)定，不像法國(guó)，天平雖不那么精密，但比較容易買(mǎi)到。下圖展示的是一個(gè)費(fèi)德勒的人為皇家學(xué)會(huì)制造的一架天平，曾在倫敦科學(xué)博物館展出。

在英國(guó)，使用天平的不限于化學(xué)家和科學(xué)家，普通醫(yī)藥商店也常用天平，化學(xué)原子論的提出者道爾頓，在科學(xué)研究中經(jīng)常使用天平，由于道爾頓在化學(xué)史上的重要地位和他在英國(guó)科學(xué)界的影響，使他成了廣州天平維修廠zm人物，成了zm化學(xué)家，他使用過(guò)的天平據(jù)說(shuō)也成了不凡之物，后來(lái)為英國(guó)曼徹斯特文學(xué)和哲學(xué)會(huì)所有，并為該會(huì)收藏。道爾頓曾經(jīng)是這個(gè)學(xué)會(huì)的會(huì)員。

19世紀(jì)20年代，倫敦有一位儀器設(shè)計(jì)家叫羅賓遜，他開(kāi)始設(shè)計(jì)和制造分析天平，不僅英國(guó)，就連美國(guó)在一個(gè)時(shí)期里都使用這種天平。羅賓遜用空心材料做橫梁，把梁做成三角形，豎梁中部有指針。

有刻度橫梁和游碼的天平，大約也是在19世紀(jì)誕生的（前面介紹托盤(pán)你天平時(shí)，在圖中橫梁上標(biāo)有刻度和游碼），究竟誰(shuí)是這種天平的發(fā)明人有不同說(shuō)法，也存在爭(zhēng)議?？墒?851年在倫敦召開(kāi)了一次國(guó)際博覽會(huì)，英國(guó)和歐洲大陸國(guó)家的一些主要天平制造商都參加了，經(jīng)博覽會(huì)審查團(tuán)審議，{zh1}把{zg}獎(jiǎng)獎(jiǎng)給了奧耶領(lǐng)，以表彰他在有刻度橫梁和滑動(dòng)裝置（即游碼）天平的制造上所做的貢獻(xiàn)，由此看來(lái)，奧耶領(lǐng)的發(fā)明權(quán)得到了國(guó)際上的確認(rèn)。

在很長(zhǎng)時(shí)期里，天平制造業(yè)中流行一種理論，認(rèn)為天平的橫梁越長(zhǎng)天平越靈敏。但是有一個(gè)叫波爾·邦格的人卻不受這種理論的限制，1866年，他設(shè)計(jì)、制造了一架短橫梁分析天平。后來(lái)，在天平設(shè)計(jì)理論方面，他也有建樹(shù)。下圖所示的就是1866年邦格制造的最早的一臺(tái)短梁天平。

天平的改進(jìn)，除了橫梁、接觸點(diǎn)、游碼、刻度等方面以外，還表現(xiàn)在其它方面，例如，19世紀(jì)前半期，已經(jīng)出現(xiàn)了旋鈕天平。旋鈕天平有什么優(yōu)點(diǎn)呢？原來(lái)，早期的天平，橫梁架在豎直的柱上，用時(shí)和不用時(shí)都是一樣的。后來(lái)分析天平出現(xiàn)了，分析天平的刀口用瑪瑙制成，為了減少刀口的損傷，不用天平時(shí)，將天平橫梁架在一個(gè)架子上，讓刀口不再受力，用時(shí)再將刀口架在支撐碗上。這些都是通過(guò)旋紐裝置控制的?，F(xiàn)代分析天平都有旋紐裝置。下圖是1833年制造的一臺(tái)旋紐天平。

隨著科學(xué)的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步，天平的設(shè)計(jì)和制造不斷取得長(zhǎng)足的進(jìn)展。正是經(jīng)過(guò)一代一代人的不懈努力，經(jīng)過(guò)技術(shù)的積累和提高，才有了今天的各式各樣的現(xiàn)代天平。如今，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，常用的天平有：托盤(pán)天平，正如前面講過(guò)的，用于jq度要求不高或測(cè)定物料的大致質(zhì)量，可稱量100克、200克、500克乃至1000克；分析天平（常量分析天平、微量分析天平和半微量分析天平）；電光天平，設(shè)有空氣阻尼裝置或電磁阻尼裝置，使天平既具有高靈敏度又能迅速阻止橫梁的搖動(dòng)，電光天平從外觀上看不見(jiàn)砝碼，能看到放置要測(cè)物的稱盤(pán)，砝碼的加減用旋轉(zhuǎn)刻度盤(pán)操作，稱量的數(shù)值可通過(guò)投影刻度標(biāo)尺直接讀出。