Grundprinzip des Gleichgewichts

Die Waage ist ein häufig verwendetes Instrument im Labor. Sie dient der Gewichtsmessung von Objekten und basiert auf dem Hebelprinzip. An jedem Ende des Hebels befindet sich eine kleine Platte. Auf einem Ende wird ein Gewicht, auf dem anderen das zu wiegende Objekt platziert. In der Mitte des Hebels befindet sich ein Zeiger. Im Gleichgewichtszustand sind die Massen (Gewichte) an beiden Enden gleich. Diese Zusammenhänge sind Physikern bereits bekannt. Moderne Waagen werden immer ausgefeilter, empfindlicher und vielfältiger. Bekanntlich gibt es unter anderem gewöhnliche Waagen, Analysenwaagen , Konstantanalysenwaagen, Mikroanalysenwaagen und Semimikroanalysenwaagen.

Es ist wichtig zu verstehen, dass sich die Waage nicht zu dem entwickelt hat, was sie heute ist. Ihre Geschichte ist noch lange nicht zu Ende! Die Erfindung der Waage lässt sich sehr früh zurückverfolgen. Sie findet sich in den zahlreichen Wasserpflanzen des Nildeltas in Ägypten. Diese ähneln den Schilfrohren, die in den Feuchtgebieten Chinas wachsen. Die Stängel werden geschält und Schicht für Schicht in Scheiben geschnitten. Diese können beschrieben werden. Solches Material nennt man Papyrus. Das Papier, das in den Texten vieler europäischer Länder verwendet wird, hat seinen Ursprung im lateinischen Papyrus. Das in Papyrus geschriebene Buch ist eine Art Papierkursivschrift und ein wichtiges historisches Dokument des alten Ägypten. Unser heutiges Wissen über die Situation im alten Ägypten, insbesondere über die historische Entwicklung von Wissenschaft und Technik, basiert größtenteils auf den Aufzeichnungen in Papierkursivschrift. Der Text in Papierkursivschrift ist natürlich kein moderner Text, sondern eine Hieroglyphenschrift, die von vielen Experten entziffert wurde. Laut Papierkursivschrift benutzten die Ägypter die Waage bereits um 1500 v. Chr., andere Quellen datieren ihre Verwendung sogar noch früher, auf etwa 5000 v. Chr. Obwohl die Waage des alten Ägypten sehr grob ist, weist sie doch die Grundzüge einer modernen Waage auf und ist zum Prototyp der modernen Waage geworden.

Elektronische Waage

Die von den alten Ägyptern verwendete Waage bestand aus einem senkrechten Stab mit einem Loch in der Mitte, an dessen Enden mit Seilen jeweils eine Platte befestigt war. Diese Art von Waage wurde lange Zeit verwendet, bis um 500 v. Chr. die römische Stabwaage aufkam. Diese Stabwaage sollte sich in die Wiegeposition bewegen, um das Gleichgewicht mit dem Gewicht des Gegenstands zu halten. Tatsächlich wurde das eine Ende der Waage (das sogenannte „Code-Ende“) von fest zu beweglich verändert. Der Vorteil dieser Waage liegt darin, dass nur eine passende Waage benötigt wird und die Kalibriergewichte aus mehreren Gewichten bestehen. Auch hier wurde ein Stab verwendet, an dem eine Platte mit einem Seil befestigt war, an dem wiederum ein Seil hing. Die Grundform ist dieselbe wie bei dieser Waage, nur dass ein Ende beweglich ist.

Bei der Verwendung von Waage und Stab empfanden viele das Aufhängen einer Platte an einem Seil als umständlich und unpraktisch. Daher wollten einige dieses lästige Seil loswerden. Mitte des 17. Jahrhunderts erfand der französische Mathematiker Lobel Barr die Schwingpalettenwaage. Die Erfindung der Palettenwaage gilt als bedeutende Verbesserung gegenüber der alten Hängewaage. Bis heute findet die Palettenwaage weite Verbreitung.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung der Palettenwaage nicht zum Verschwinden der Hängewaage aus der Geschichte führte. Im Gegenteil, die Hängewaage wurde weiterhin von vielen Menschen, insbesondere von Wissenschaftlern, verwendet und stetig verbessert. Präzisionswaagen finden heute weite Verbreitung. Die meisten sind Hängewaagen, während die Tellerwaage häufiger im Alltag und in der Produktion eingesetzt wird. In wissenschaftlichen Experimenten kommt sie vorwiegend bei Wägevorgängen mit geringeren Genauigkeitsanforderungen zum Einsatz.