科学家发明故事
1873年,成为美国波士顿大学教授的贝尔开始研究在同一条线路上传送多份电报的装置——多路电报,萌发了用电流把人的声音传到很远的地方,让千里之外的人面对面交谈的想法。于是贝尔开始研究电话。
那是6月2日,1875。贝尔和他的助手沃森分别在两个房间里试验多路电报。一次偶然的事故启发了贝尔。在沃森的房间里,有一个弹簧粘在电报机的磁铁上。当沃森把它拉开时,它震动了。与此同时,贝尔惊奇地发现,他房间里电报上的弹簧震动了,发出了声音。是电流把振动从一个房间传到另一个房间。贝尔的思路一下子开阔了,他想:如果一个人对着一块铁说话,声音会引起铁振动;如果在铁片后面放一块电磁铁,铁片的振动必然会在电磁铁线圈中产生大小电流。这种波动的电流沿着电线传到很远的地方,那么远处的类似设备上不会出现同样的振动和声音吗?这样,声音就沿着电线传到很远的地方。这不是梦寐以求的手机吗!
贝尔和沃森根据这个新想法制造了电话。在一次实验中,一滴硫酸溅到了贝尔的腿上,导致他大喊:“华生先生,我需要你,请到我这里来!”“这句话通过电线用电话传到沃森耳朵里,电话成功了!1876年3月7日,贝尔成为电话发明专利权人。
贝尔一生获得18项专利,与他人合作获得12项专利。他设想将电话线埋在地下或挂在空中,并连接到房屋、村庄和工厂...这样,你可以在任何地方直接打电话。今天,贝尔的愿景
贝尔是发明电话的人。他于1847年出生在英国。当他年轻的时候,他和他的父亲一起教聋人。他想制造一种能让聋人用眼睛看到声音的机器。
1873年,成为美国波士顿大学教授的贝尔开始研究在同一条线路上传送多份电报的装置——多路电报,萌发了用电流把人的声音传到很远的地方,让千里之外的人面对面交谈的想法。于是贝尔开始研究电话。
那是6月2日,1875。贝尔和他的助手沃森分别在两个房间里试验多路电报。一次偶然的事故启发了贝尔。在沃森的房间里,有一个弹簧粘在电报机的磁铁上。当沃森把它拉开时,它震动了。与此同时,贝尔惊奇地发现,他房间里电报上的弹簧震动了,发出了声音。是电流把振动从一个房间传到另一个房间。贝尔的思路一下子开阔了,他想:如果一个人对着一块铁说话,声音会引起铁振动;如果在铁片后面放一块电磁铁,铁片的振动必然会在电磁铁线圈中产生大小电流。这种波动的电流沿着电线传到很远的地方,那么远处的类似设备上不会出现同样的振动和声音吗?这样,声音就沿着电线传到很远的地方。这不是梦寐以求的手机吗!
贝尔和沃森根据这个新想法制造了电话。在一次实验中,一滴硫酸溅到了贝尔的腿上,导致他大喊:“华生先生,我需要你,请到我这里来!”“这句话通过电线用电话传到沃森耳朵里,电话成功了!1876年3月7日,贝尔成为电话发明专利权人。
贝尔一生获得18项专利,与他人合作获得12项专利。他设想将电话线埋在地下或挂在空中,并连接到房屋、村庄和工厂...这样,你可以在任何地方直接打电话。今天,贝尔的愿景
瓦特
一个夏天的早晨,天气很好,画眉在树上唱着甜美的歌。在英国格拉斯哥大学的校园里,有一个人在散步。他在绿色的草坪上慢慢地走来走去。他时而望着辽阔的天空,时而望着蜿蜒的操场,时而皱起眉头...突然,他的脸上露出了笑容,心情豁然开朗。他想出了一个解决蒸汽机的有效方法。他高兴地跑着,双脚飞快。瞬间,陪伴他多年的操作台上出现了他的身影。他就是瓦特,蒸汽机的发明者。有人曾说:“瓦特发明了蒸汽机,因为他有超人的天才和智慧。”其实并不是。为了说明这个问题,我们先来说说瓦特的勤奋学习和钻研。编造故事。
水蒸气的启示
随着智育的发展,瓦特对一些客观存在的事物产生了浓厚的兴趣,他变得好奇并钻研起来。这为他后来发明蒸汽机奠定了良好的基础。
在瓦特的家乡格林诺克小镇,家家户户生火烧水做饭。有谁在乎过这么普通的东西?瓦特离开了他的心。有淮吗?他看着他的祖母在厨房做饭。炉子上放着一壶开水。开水正在沸腾。锅盖啪的一声,一直往上跳。瓦特观察了很久,觉得很奇怪,想知道是什么原因,于是问奶奶。是什么让盖子跳起来?"
奶奶回答:“水开了,就这样。”
瓦特不满意地问:“为什么盖子一打开,水就跳起来?”?有什么东西在推它吗?"
也许是我奶奶太忙了,没办法正确回答他,于是不耐烦地说:“我不知道。孩子问这些问题有什么意义?”
瓦特没有和奶奶一起找到答案,反而受到了不公正的批评。他很不舒服,但他没有灰心。
连续几天,每当做饭的时候,他都蹲在火炉边仔细观察。刚开始的时候,锅盖很稳。过了一会儿,水就要烧开了,发出很大的声音。地上,锅里的蒸汽冒出来,推着锅盖跳。蒸汽不断上升,锅盖不停跳动,仿佛有个魔术师藏在里面,在变戏法。瓦特高兴得几乎叫了出来。他打开锅盖,一次次合上,一次次验证。他还盖住了喷射蒸汽的杯子和勺子。瓦特终于搞清楚了,是蒸汽推动盖子跳起来的,而且这种蒸汽的威力还不小。
就在瓦特兴高采烈,欣喜若狂的时候,奶奶又开口了:“你这孩子,不知好歹。水壶有什么好笑的?快走开!”她漫不经心地说。
他的祖母过于急躁和主观,如果随便忽视,几乎挫伤了瓦特的自尊心和探索科学知识的热情。老头,你一点都不理解瓦特的心吧?水蒸气对瓦特是一个多么大的启示啊!水蒸气推动水壶盖子跳开的物理现象不就是瓦特发明蒸汽机的认识来源吗?
1769年,瓦特把蒸汽机改成了单作用发动机,功率很大。后来经过多次研究,于1782年完成了新蒸汽机的试制。有了机器上的联动装置,简单的运动变成了旋转运动,成功地发明了完美的蒸汽机。
由于蒸汽机的发明和当时英国发达的煤铁工业,英国成为世界上第一个用蒸汽驱动铁“海船”的国家。19世纪,海上运输改革开始,一些国家进入所谓的“汽船时代”。从那以后,船只一直在无边的海洋上航行。随后,煤矿、工厂、火车都使用了蒸汽机。体力劳动解放了,经济发展了。这是蒸汽机发明的结果。当然,这也是蒸汽机发明者瓦特的功劳。因此,瓦特闻名于世。
瓦特的一生充满了艰辛和斗争。他走过了一条多么坎坷的路啊。他在艰难困苦中为人类创造了福报,为人类进步开辟了新的里程碑。瓦特非常重视学习和实践。学习丰富了他的智慧;实践取得了丰硕的成果。
指南针是中国历史上的伟大发明之一,也是中国对世界文明发展的重要贡献。指南针是一种利用地球磁场中磁铁的南北极性制成的指向仪器。左图为钩型指针修复模型。磁铁的这一特性被古人用来制作导向工具。最早的导游工作者叫新浪,在中国被广泛使用。它由天然磁铁制成,看起来像一把勺子。它的重心在底部中间,底盘光滑,周围刻有24个方向。使用时,将长勺放在底盘上,用手轻轻拨动,使其转动。当它停止时,长柄指向南方。东汉王充(论平衡?它的形状和用法被记录下来。(鬼谷子?文中),还说郑人去远方采玉,为避免迷路,带走了司南。此外,指南针的发明也将这种仪器提升到了一个更高的层次。右图为南导车模,下图分别为南导鱼和新浪车模的假想图。
而天然磁铁做的新浪,成品低,磁性弱。到了宋代,人们发明了人工磁化法,制作了导盲鱼和指南针,指南针更加简单实用。采用天然磁铁摩擦钢针,在地磁作用下保持导向性能;以后会装在方位盘上,叫做罗盘。这是指南针发展史上的一大飞跃。
我还对指南针的放置方法做了详细的研究,总结了四种不同的方法并进行比较:一、水漂法。把罗盘浮在水面上指示方向,至于具体方法,沈括没有说明。到了北宋后期,药理学家寇宗宣的《本草衍义?原来在指南针上放灯芯就能让针浮起。水浮的缺点是磁针会随水摆动。二、指甲旋转法。把磁针放在钉子上可以灵活运转,缺点是容易滑下。三、碗唇旋转法。把磁针放在碗边上也能自由旋转,但也容易脱落。第四,挂线法。取一根新的棉丝,用少许蜡粘在磁针中央,挂在无风的地方指明方向。相比较而言,沈括认为这种方法最为理想。右图为沉没罗盘的四种实验性复原设计。
指南针在11世纪是一种常见的定向工具。指南针最大的贡献在于它极大地促进了航海的发展。据考证,指南针在11世纪末开始用于导航。12世纪末至13世纪初,指南针由海路传入阿拉伯,再由阿拉伯传入欧洲。
四大发明——造纸术
造纸是一个重要的化学过程。纸的发明是中国对人类文化传播和发展做出的非常宝贵的贡献,是中国化学史上的一大成就。
在纸发明之前,甲骨文、竹简和丝绸是古代用来书写和记录的材料。但由于西汉经济文化发展迅速,甲骨文和竹简已经不能满足发展的需要,从而促进了书写工具的改进。
当时,人们已经开始使用由丝绵制成的小纸片,因为考古学家于1933年在辛强的罗布淖尔发现了一张古代的纸。它是“大麻,白色,制成方形薄片,周围不完整,长约40厘米,宽100厘米。很粗糙不平整,纸面还有麻筋。然而,当封面最初被制成纸张时,大麻纤维和丝绵各有各的功能。如果作为造纸的原料,必然会受到很大的限制,很难迅速发展到满足文化生活对纸张的要求。
在新的客观形势要求下,蔡伦的出现给造纸术带来了新的突破。《东汉观》第二卷有记载:“蔡伦有才,忠厚慎微,每次歇一歇,闭门谢客,自曝田地。佳能更胜一筹,打算用树皮、布、渔网当纸。元兴元年,皇帝能力不错,所以有必要。天下咸称蔡侯纸。从上面可以看出,蔡伦用树皮、破布和渔网造纸。
蔡伦之前虽然有纸,但是原料有限,蔡伦新原料的发现解决了这个问题。因为破布和渔网已经完成了自己的任务,变成了废物,用作原料,对造纸业有很大的促进作用。
新原材料的使用必然会提出新技术的要求。但由于经典失传,实际操作一直缺乏记载,无从得知。但大概是先把一块布或网撕开或剪开,然后在水里泡很久,需要捣碎,才能做成浆。用树皮造纸更困难。后面除了初步的切、捣,中间还要煮、加石灰浆之类的腐熟促进剂。下图为中国古代造纸工程(压帘)和(干烘和火烘)。
四大发明——火药
火药是中国四大发明之一。火药,顾名思义,就是(上火的药)。它的起源与炼丹术密切相关,是古代炼丹师在炼丹时不经意配制的。左图为元代青铜器。
它是硫磺、硝石和木炭的混合物,前两项在汉代写成的中国第一部药理学经典(《神农本草经》)中被列为重要药材。甚至火药本身也被归类为药物。据明代李时珍《本草纲目》记载,火药能治疮癣、杀虫、祛湿、瘟疫。火药的发明是人们长期炼丹制药实践的结果,至今已有1000多年的历史。
唐朝末年,火药已经用于军事。唐昭宗天佑元年(904年),杨行密率军围攻张羽,郑坤部(带兵发动飞火,焚龙沙门,引壮士先登城,急为棉被) <九国?郑坤传>。这里所说的(飞火)是指(火炮)和(火箭)。(火炮)就是把火药做成环形,点燃吊线,用投石机扔出去;(火箭)就是把粉球绑在箭下,点燃吊线,用弓射。到了宋代,纷争接连不断,加速了火药武器的发展。北魏政府建立了火药作坊,陆续制造出以燃烧性能为主的火药箭、火炮等武器,以及其他爆发力强(霹雳)和(霹雳)的武器。1259年,南威造了一把枪,以巨竹为枪管,内装火药。到了元代,又出现了青铜铸火制,称为(将军铜)。这些武器都是以火药的爆炸为动力,在斗争中表现出了前所未有的威力。右图为南威火枪。
12和13世纪,火药首先传入阿拉伯国家,随后传入希腊、欧洲乃至全世界。它促进了人类社会的文明和进步,推动了经济、科学和文化的发展。直到14世纪中叶,美国和法国才有火药和火器的使用记录。左图为北方火药箭。
四大发明——印刷术
印章、拓印、印染和雕版印刷
印章在先秦时期就有,一般只有几个字,表示姓名、官职或机构。印文都是刻入反射,有阴阳之别。在纸出现之前,官方文件或信件写在竹简上。写好后用绳子绑起来,在结扎的地方放上粘稠的泥巴封住结子,把印章盖在泥巴上,就叫泥巴封。泥封是在泥上印刷,这在当时是一种保密的手段。纸出现后,泥印演变为纸印,盖在几个公文纸的接缝处或公文纸袋的封口处。据记载,北齐时期(公元550~577年)有人制作了一种用于加盖公文的大印章,很像一种小刻本。
战国时期(公元前475年-公元前221年)的铜印。
晋代著名方士葛洪(公元284-363年)在《抱朴子》一书中提到,道教曾用四寸见方(13.5×13.5),大木印120字。这已经是一个小街区了。
佛教徒为了让佛经更加生动,常常在佛经的卷首印上佛像。这种手工雕版印刷比手绘方便多了。
碑刻技术对雕版印刷技术的发明很有启发。石雕的发明历史悠久。唐初陕西凤翔发现十面石鼓。它们是公元前8世纪春秋时期秦的石雕。秦始皇出巡,七次在重要的地方刻石。东汉以后,石碑盛行。汉灵帝四年(公元175年),蔡邕建议朝廷立《诗经》、《尚书》、《周易》、《礼记》、《春秋》、《公羊传》、《论语》等七部儒家经典石碑,20.9万字,刻在46块石碑上。用了8年,全部刻好。成为当时学者的经典。很多人竞相抄袭。后来,尤其是魏晋六朝时期,一些人趁人不备或无人看管,将经书印在纸上自用或出售。结果广为流传。
古人发现,在石碑上覆盖一张稍湿的纸,用软槌轻敲,使纸落入石碑的凹部。纸干了以后,用棉花包好,蘸上墨水,在纸上轻轻一敲,纸上就留下了和石碑一模一样的黑白大字。这种方法比手工抄写更简单可靠。于是拓印出现了。
摩擦是印刷技术的重要条件之一。
印染技术对雕版印刷也有很大的启示。印染就是把图案刻在木板上,用染料印在布上。中国的印刷版分为浮雕版和镂空版两种。1972湖南长沙马王堆一号汉墓出土的两件印纱(公元前165年左右)是用雕版印刷的。这项技术可能早于秦汉,但可以追溯到战国时期。纸发明以后,这种技术可能用在印刷上,只要把布变成纸,染料变成墨水,印出来的东西就成了雕版印刷。在敦煌的石室里,有唐代印着凸盘和镂空盘的佛像。
篆刻、拓印、印染技术相互启发、相互交融,加上我国人民的经验和智慧,雕版印刷技术应运而生。