科学機器
温度計の仕組みと歴史
温度計の定義、測定原理による分類、および歴史的変遷について解説します。一次温度計と二次温度計の違いや、気象観測における使用機器についても触れます。
📌 主なポイント
- ✓温度計は測定原理に基づき、物理法則から温度を導く「一次温度計」と、相関関係を利用する「二次温度計」に大別される。
- ✓歴史的に多様な温度目盛りが考案されたが、現在では摂氏（℃）や華氏（°F）が主に用いられている。
- ✓気象観測においては、精度と信頼性が求められるため、ガラス製温度計、バイメタル式温度計、電気式温度計などが規定に基づき使用される。
温度計は、物体の温度を測定するための計器です。温度変化に伴う物質の物理的特性の変化を利用して数値を算出します。用途に応じて体温計や水温計など多様な名称で呼ばれます。
測定原理による分類
温度計は、測定の基準となる原理によって大きく二つに分類されます。
一次温度計
熱力学温度と直接対応する物理量を測定する温度計です。理想気体の状態方程式など、物理法則から温度が定義されるため、較正（校正）という概念を必要としません。主に温度標準の決定など、専門的な研究施設で使用されます。
二次温度計
電気抵抗、液柱の高さ、電圧など、温度と相関関係にある物理量を測定して温度を求める計器です。一般的に流通している温度計のほとんどがこれに該当し、一次温度計を基準とした較正作業が必要です。
よくある質問
一次温度計と二次温度計の主な違いは何ですか？
一次温度計は物理法則から直接温度を決定するため較正が不要ですが、二次温度計は温度と相関のある物理量を測定するため、一次温度計を基準とした較正が必要です。
なぜ「寒暖計」から「温度計」へと名称が変わったのですか？
第二次世界大戦中、より正確に温度を測定する器具であるという理由から、学術的・技術的な正確性を重視して「温度計」という呼称が定着しました。
気象観測で電気式温度計が主流なのはなぜですか？
自動観測や遠隔観測に適しており、白金抵抗体などを用いて高い精度で安定した測定が可能であるため、気象庁をはじめとする多くの機関で主力となっています。
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参考文献
- 高橋浩一郎『気象を見る眼』共立出版、1976年。
- 堤之智『気象学と気象予報の発達史 温度計の発達とその目盛りの変遷』丸善出版、2018年。
- Middleton, W. E. K., Invention of the Meteorological Instruments, The Johns Hopkins Press, 1969.
- Frisinger, H. H., The History of Meteorology to 1800, American Meteorological Society, 1977.