E-PICS - ETHBIB.WIL
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Für die geobotanische Forschung ist es wichtig zu wissen, wie viel Sonnenstrahlung bspw. bei einer Wiesen- oder Waldfläche abgegeben wird. Man platziert das Horizontoskop horizontal und nach Süden ausgerichtet, z.B. oben bei einer Wiese. In der Glaskugel sieht man den Horizont abgebildet, man sieht wie viel Sonnenstrahlung auf die betreffende Fläche im Sommer oder Winter eintrifft, daraus lässt sich ablesen, ob z.B. eine Wiese trocken ist, weil sie stark der Sonne exponiert ist, damit lassen sich auch Prognosen und allgemeiner Aussagen machen. Dient auch dem Messen der Besonnung von Gebäuden. (Auskunft Prof. em. Andreas Gigon)
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Sammlung wissenschaftlicher Instrumente und Lehrmittel, ETH-Bibliothek, ETH Zürich, Foto: Stephan Bösch
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Das Gerät wurde 1853 von John Francis Campbell erfunden und von Sie George Gabriel Stokes 1879 modifiziert. Das Messgerät muss exakt horizontal und in Nord-Südrichtung ausgerichtet und genau auf die geografische Breite (Skala) angepasst sein. Bei Sonnenschein brennt der durch die Glaskugel gebündelte Lichtpunkt einen Strich auf den Messstreifen. Kurze Papierstreifen wurden im Winter (kurze Sonnenscheindauer), mittlere Streifen in der Übergangszeit und lange Streifen im Sommer verwendet. Pro Tag wurde ein Papierstreifen benötigt.
Beschreibung durch Eduard Rübel: "Das Prinzip des Apparates ist, dass die Sonne sich selber einzeichnet. Die Sonnenstrahlung brennt durch die Glaskugel eine Spur in Spezialpapier. Eine Glaskugel, die sehr vollkommen gegossen und geschliffen sein muss und daher teuer ist, dient dazu, das Sonnenlicht in einem Brennpunkt zu sammeln. In diesem Brennpunkt, der natürlich den Tag über wandert und eine Kreislinie beschreibt, muss sich jederzeit der Aufzeichnungsstreifen befinden. Zu diesem Behufe ist eine Metallführung angebracht, die den Aufzeichnungsstreifen am richtigen Ort hält. Um den verschieden hohen Sonnenstunden des Jahres Rechnung zu tragen, sind in drei verschiedenen Höhen Führungen angebracht, eine Sommerführung, eine Frühlings- und Herbstführung und eine Winterführung, denen drei verschieden gebogene und verschieden lange Kartonstreifen entsprechen. Der Aufzeichnungsstreifen besteht aus Karton, der so präpariert ist, dass die die im Brennpunkt gesammelten Sonnenstrahlen sich in das Papier einbrennnen, eine schwarze Linie bis sogar ein Loch erzeugen, dass das Papier aber nie Feuer fangen kann. Das Glimmen erfolgt auch, wenn das Papier nass ist. Auf dem Streifen befindet sich eine Zeiteinteilung, man kann sagen ähnlich einer Sonnenuhr. Man kann auf etwa fünf Minuten genau darauf ablesen, wie lange und zu welcher Tageszeit die Sonnen geschienen hat. Jeden Abend nimmt man den Tagesstreifen heraus und legt einen neuen für den folgenden Tag ein, der hinten mit Datum und Stationsnamen versehen worden ist. (etc.)" (Rübel 1922, S. 27ff.)
Dieses Objekt wird heute noch verwendet (Auskunft Prof. em. Andreas Gigon).
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ETHZ_GEOB_0002
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Für die Fotosynthesemessung
Die Holzplatte ist eine Halterung, die der damalige technische Assistent Sigg gemacht hat, um den Apparat fürs Feld benutzen zu können
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ETHZ_GEOB_0003
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ETHZ_GEOB_0003_j
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Der Sternpyranometer wird an einen Voltmeter (z.B. ETHZ_GEOB_0026) angeschlossen, die Strahlung wurde in mV abgelesen. Der Sternpyranometer wurde meist horizontal angebracht oder in einem definierten Neigungswinkel. Funktionsweise: Die Strahlung erwärmt die schwarzen Plättchen stärker als die weissen, der Temperaturunterschied wird mit Thermoelementen als Spannung (mV) erfasst. Der Sternpyranometer misst die Globalstrahlung, also die direkte Sonneneinstrahlung und die diffuse Himmelsstrahlung.
Nachfolger des Schwarzkugelthermometers (vgl. ETHZ_GEOB_0032).
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ETHZ_GEOB_0004
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ETHZ_GEOB_0004_a.tif
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Der Strahlungsbilanzmesser wird an einen Voltmeter (z.B. ETHZ_GEOB_0026) angeschlossen. Der Strahlungsbilanzmesser wird horizontal über dem Boden in der Hand gehalten. Der Strahlungsbilanzmesser misst den Unterschied zwischen der Strahlung, die reinkommt und zwischen jener, die vom Boden zurückgestrahlt wird. Er besteht aus einem speziellen Kunststoff, der Strahlung auch durchlässt. Es werden damit Momentanmessungen vorgenommen, z.B. jede Stunde einmal. (Auskunft Prof. em. Andreas Gigon)
Funktionsweise: Strahlungsbilanz = Einstrahlung - Rückstrahlung, die stärker bestrahlte Fläche erwärmt sich mehr, Temperaturdifferenz erzeugt in den Thermoelementen Strom, der mit dem Mv-Meter gemessen wird.
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ETHZ_GEOB_0005
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Die Empfängerkugel befindet sich unter Vakuum in der Hüllkugel. Bei der Flüssigkeit handelt es sich um Alkohol, welcher bei Erwärmung verdunstet. Vgl. zur Benutzung des Instruments: Prohaska, Fritz: Das Kugelpyranometer Bellani ein einfaches Strahlungsmeßgerät für biologische und ökologische Untersuchungen, 1947. https://www.e-periodica.ch/cntmng?pid=bhl-001:1947:57::284
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ETHZ_GEOB_0006
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dient der Prüfung der verwendeten Platten und Papiere zur Lichtmessung
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ETHZ_GEOB_0008
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Lichtintensität wird durch Färbung von lichtempfindlichem, grünem Chloridsilberpapier gemessen.
In dem Belichtungsmesser in Form einer Taschenuhr wird ein lichtempfindliches Papier in einer Kreisöffnung dem Licht ausgesetzt und auf einer separaten Uhr die Zeit gemessen, bis das Papier eine Tönung entsprechend der verschieden stark gefärbten Vergleichsfelder zu beiden Seiten angenommen hat. Anschließend wird die Plattenempfindlichkeitsnummer auf der äußeren drehbaren Skala der gefundenen »Actinometerzeit« auf der inneren Skala gegenübergestellt und damit die passende Kombination von Belichtungszeit und Blende ermittelt.
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ETHZ_GEOB_0009
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Persönliches Sitometer von Eduard August Rübel für geobot. Zwecke nach Angaben von Rübel umgebaut.
Das Sitometer erlaubt mittels trigonometrischer Berechnungen beispielsweise die Messung von Baumhöhen, die Hangneigung und Hangorientierung.
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ETHZ_GEOB_0010
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Persönlicher Kompass von Eduard August Rübel
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Persönlicher Thermometer von Eduard August Rübel
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ETHZ_GEOB_0012
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vermutlich persönlicher Barometer von Eduard August Rübel
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ETHZ_GEOB_0014
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einfaches Klinometer verbunden mit Kompass zur Bestimmung von Neigungswinkeln
Für Vegetationsaufnahmen: Zur Messung der Hangneigung bzw. des Winkels der zu untersuchenden Fläche zum Sonnenstand sowie zum Abstecken des Winkels für Probeflächen.
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ETHZ_GEOB_0016
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Man peilt mit dem Fernrohr die Sonne an und fixiert den Winkel. Mit den Kurven kann man dies in die Besonnungsintensität umrechnen. Wurde in den 1980er/90er Jahren noch verwendet (Auskunft Prof. em. Andreas Gigon).
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Für Vegetationsaufnahmen: Zur Messung der Hangneigung bzw. des Winkels der zu untersuchenden Fläche zum Sonnenstand
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ETHZ_GEOB_0023
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Gerät, das die Intensität von Licht misst, welches auf eine Oberfläche fällt (Beleuchtungsstärke), von einer Oberfläche reflektiert wird (Leuchtdichte) oder von einer Lichtquelle emittiert wird (Lichtstrom oder Lichtstärke).
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Rübel, S. 48: "1917 habe ich mir bei Hans Mettler (ehemaIs Usteri-Reinacher an der Trittligasse Zürich) einen Sonnenhöhenmesser bauen lassen (Fig. 13), an dem man die Höhe in ganzen, eventuell halben Graden direkt ablesen kann." Auf kleinem Gestell, das durch Wasserwage genau wagrecht zu stellen ist, erhebt sich senkrecht ein Metallsektor, auf dem sich eine Gradeinteilung befindet. Ein darüber gleitender Hebel, durch Klammer auch der hinteren Seite angedrückt, besitzt an beiden Enden flächenartige Vorsprünge, der äußere enthäIt eine Spalte, der innere eine weisse Linie. Man bewegt den Hebel, bis die Sonne durch die Spalte ihren Schein auf diese Linie wirft, eine Marke zeigt auf der Gradeinteilung auf die Gradzahl.
Zur Messung des Sonnenstands. Konnte auch als Winkelmesser verwendet werden.
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Die Zuckerinversions-Methode erlaubt die Bestimmung eines exponentiellen Temperaturmittels über eine Zeit t (t= einige Tage bis einige Jahre). Das exponentielle Mittel liegt höher als das arithmetische und entspricht besser der auf Organisamen "wirksamen" Temperatur. (aus: Zuckerinversions-Methode, S. 1, Erschliessungsakte)
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Um sich Rechenschaft zu geben, unter was für Wärmebedingungen die Wurzeln leben, bedient man sich der Bodenthermometer. Für geringe Tiefen erstellen Fuess in Berlin Thermometer mit schräg abgebogenen Quecksilbergefässen und einem eisernen Gestell, das die Thermometer halten und gegen Abbrechen schützen soll. Diese Thermometer werden für die Tiefen von 0, 2, 5, 10, 15, 20, 30, 40 cm hergestellt. Quecksilberreservoir ist gross, so dass Wert sich beim Herausnehmen aus dem Boden nicht rasch ändert.
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Um sich Rechenschaft zu geben, unter was für Wärmebedingungen die Wurzeln leben, bedient man sich der Bodenthermometer. Für geringe Tiefen erstellen Fuess in Berlin Thermometer mit schräg abgebogenen Quecksilbergefässen und einem eisernen Gestell, das die Thermometer halten und gegen Abbrechen schützen soll. Diese Thermometer werden für die Tiefen von 0, 2, 5, 10, 15, 20, 30, 40 cm hergestellt. Quecksilberreservoir ist gross, so dass Wert sich beim Herausnehmen aus dem Boden nicht rasch ändert.
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Schwarzkugelthermometer zur Messung der Temperatur in der Sonne: Neben den gewöhnlichen Thermometer gibt es solche, deren Quecksilberkugeln grün, rot oder schwarz angestrichen sind. Versuche zeigen, dass das grüne und das rote Thermometer gleiche Temperaturen zeigen, die wesentlich höher sind, als die des glänzenden Quecksilbers, das schwarz gestrichene Thermometer weist noch höhere Temperaturen auf. Da die Vegetation in der Hauptsache grün ist, sollte das grün gestrichene Thermometer am ehesten die Werte ergeben, unter denen die Pflanzen leben. (...) Diese Messungen sind noch gar nicht ausgebildet, hingegen hat die Meteorologie einen Sonnentemperaturmesser, der möglichst die ganze Temperatur in der Sonne misst unter Vermeidung der Verluste durch Glanz usw. Es ist das Schwarzkugelthermometer im Vakuum. Die Quecksilberkugel ist mit Russ überzogen, also einer gar nicht glänzenden und daher nicht Wärme wegbiegenden Materie. (Rübel 1922, S. 24.)
Schwächen dieses Instruments: Die Temperatur muss jede Stunde abgelesen werden, da sie nicht registriert wird. Man muss also immer vor Ort sein. (Auskunft Prof. em. Andreas Gigon)
Vorgänger des Pyranometers (vgl. ETHZ_GEOB_0004 / https://doi.org/10.21264/ethz-a-000016307).
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Strahlungsbilanz = Einstrahlung - Rückstrahlung, die stärker bestrahlte Fläche erwämt sich mehr, Temperaturdifferenz erzeugt in den Thermoelementen Strom, der mit dem Mv-Meter gemessen wird.
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Livingstone Atmometerkugeln, um die Transpiration einer hellen und einer dunklen Fläche zu simulieren.
Das Instrument ist unten mit Wasser gefüllt. Es misst die Verdunstung, welche abhängig von der Einstrahlung ist.
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Die Zeigerwirkung des Haarhygrometers kann ähnlich wie beim Thermographen auf einen tintengefüllten Zeigerstift übertragen werden, der den ganzen Gang der relativen Feuchtigkeit auf einen Registrierstreifen einzeichnet, welcher über eine durch Uhrwerk getriebene Trommel gezogen ist. Die Trommel dreht sich wiederum in einer Woche einmal um sich selbst. Der Registrierstreifen enthält die Feuchtigkeitsprozente, sowie Tages- und Stundeneinteilung. Ausserhalb des soliden Kastens, der freien Luft ausgesetzt, aber immer durch GItternetz geschützt, befindet sich der aufgespannte Haarstrang. Etwa in der Mitte greift ihn ein feiner Hebelarm, der bei Lockerwerden (Dehnung der Haare) rückwärts federt, bei Strafferwerden vorgezogen wird. Die feine Bewegung wird von diesem Helbel auf den langen Zeigerheble übertragen, der die Aufzeichnung macht. (Rübel 1922, S. 69f.) Diese Hygrometer wurden auch in weiss gestrichene Wetterhäuschen aus Holz gestellt. (Vgl. Objekt: Wetterhäuschen, Inv.-Nr. IFAK_0009).
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Das Instrument dient zur Bestimmung der genauen Lufttemperatur und relativen Luftfeuchte. An den gegen Strahlung doppelt geschützten Thermometergefässen wird mit einem Aspirator ein kräftiger Luftstrom vorbeigeführt. Das eine Thermometer wird befeuchtet. Je nach Luftfeuchtigkeit und Temperatur hat es zwischen trockenem und feuchtem Thermometer eine grosse oder eine kleine Temperaturdifferenz, daraus wird die relative Luftfeuchtigkeit berechnet.
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Das Instrument dient zur Bestimmung der genauen Lufttemperatur und relativen Luftfeuchte. An den gegen Strahlung doppelt geschützten Thermometergefässen wird mit einem Aspirator ein kräftiger Luftstrom vorbeigeführt. Das eine Thermometer wird befeuchtet. Je nach Luftfeuchtigkeit und Temperatur hat es zwischen trockenem und feuchtem Thermometer eine grosse oder eine kleine Temperaturdifferenz, daraus wird die relative Luftfeuchtigkeit berechnet.
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Durch Veränderung von Haarsträngen wird der Feuchtigkeitsgehalt der Luft bestimmt.
Zugehöriges Quecksilberthermometer fehlt.
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Zur Messung des Windwegs innert einer bestimmten Zeiteinheit zur Bestimmung der Windgeschwindigkeit
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Messung der Luftströmung, Windstärkemesser, Messung Windweg/Windgeschwindigkeit, der Windweg (in km) vom Windrädchen wird nach bestimmten Messperioden(Stunden, Tage) abgemessen
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Mit dem Schneedichtemesser schneidet man ein bekanntes Volumen Schnee heraus, lässt den Schnee schmelzen, aus dem Wasservolumen ergibt sich die Schneedichte. (Rübel 1922, S. 60.)
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Funktionsweise: die Röhrchen werden mit Wasser gefüllt und mit der Halterung fixiert, die grünen Filterpapiere stehen für ein Blatt, darum grün gefärbt, Filterpapier wird feucht und Wasser verdunstet, das ist ähnlich wie die Transpiration der Pflanze, man kann damit ver. Ökosysteme und die Verdunstungskraft vergleichen. Man kann das den ganzen Tag laufen lassen, das Instrument integriert pflanzenähnliche Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Wind und gibt darum naturnahe Werte ab. Die Glasscheibe diente als Schutz der Röhrchen gegen Regen und wurde mit den orangen Gummistöpseln fixiert. Dieses Instrument wurde viel verwendet wegen den pflanzennahen Messungen.
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2-teilig, zeichnet Daten auf, auf Rückseite verschiedene Sensoren, 2. Teil: Sensor für Luftfeuchtigkeit und Lufttemperatur
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Gerät, um rechtwinklige Flächen zu machen
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2mm Sieb
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Aräometer messen suspendierte Feststoffe in Sedimentationszylindern über einen Zeitraum von bis zu 24 Stunden und werden bei der Aräometeranalyse von Böden verwendet, um die Verteilung der Bodenpartikelgrösse zu prüfen.
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ETHZ_GEOB_0050
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Sammlung wissenschaftlicher Instrumente und Lehrmittel, ETH-Bibliothek, ETH Zürich, Foto: Stephan Bösch
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um Transpiration und Atmung von Pflanzen zu messen
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sehr genaue Waage unter Vakuum, um die Verdunstung eines Blattes zu wägen
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