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文檔簡介
第頁電氣時代西門子維納·西門子,于1816年12月13日出生在德國漢諾威,祖輩是世代耕種土地的貧困佃農(nóng),由于家庭極其困難,無力繼續(xù)接受高等教育,便考進了既不花錢又可求學的柏林炮兵軍事學校。德國在19世紀初就不斷進行戰(zhàn)爭,于是大力發(fā)展軍事教育。西門子接受了比較良好的工程技術(shù)訓練,具有一定的科學素養(yǎng)和科研能力。西門子在炮兵學校畢業(yè)后,成為炮兵少尉,可是不久違反了軍紀而入獄。就在坐牢期間,他發(fā)明了電鍍法,成功地實現(xiàn)了金屬器皿的電鍍,當同伴拿著他制作的鍍金的金鑰匙時,簡直不敢相信是出自這位炮兵少尉之手。西門子兄弟四人都是出色的發(fā)明家,老大是維納,老二是威廉,老三是弗里德里希,老小是卡爾。維納出獄后,轉(zhuǎn)到火花制造隊。1847年,他退役后和機械工哈爾斯克一起開辦了一個小電信機工廠。這時候弟弟卡爾已成為實業(yè)家,幫助兄長成立了西門子公司,以生產(chǎn)電器設備為主,并建立了科研實驗室。西門子發(fā)明電鍍時,使用的電源是伏打電池,但功率甚低,隨后改為永磁鐵發(fā)電機,不久又改用電磁鐵發(fā)電機。在這個過程中,西門子著手研制功率更大的發(fā)電機。1866年,維納向柏林科學院遞交一篇論文,闡述他的發(fā)電機自激原理。1867年初,其弟卡爾把他的論文內(nèi)容告訴了英國皇家學會,并展示了自激發(fā)電機模型而公諸于世。西門子發(fā)電機用強有力的電磁代替?zhèn)鹘y(tǒng)的永久磁鐵,并用發(fā)電機本身產(chǎn)生的一部分電向電磁鐵供應,使電磁鐵得到一種自饋電流,從而大大加強電磁鐵的磁場,最終進一步提高了發(fā)電機的功率。西門子發(fā)電機在技術(shù)史上的地位相當于瓦特的蒸汽機,發(fā)電機和內(nèi)燃機共同導致以電為標志的第二次工業(yè)革命,具有劃時代的偉大意義。法拉第英國物理學家、化學家,也是著名的自學成才的科學家。1791年9月22日出生薩里郡紐因頓一個貧苦鐵匠家庭。因家庭貧困僅上過幾年小學,13歲時便在一家書店里當學徒。書店的工作使他有機會讀到許多科學書籍。在送報、裝訂等工作之余,自學化學和電學,并動手做簡單的實驗,驗證書上的內(nèi)容。利用業(yè)余時間參加市哲學學會的學習活動,聽自然哲學講演,因而受到了自然科學的基礎教育。由于他愛好科學研究,專心致志,受到英國化學家戴維的賞識,1813年3月由戴維舉薦到皇家研究所任實驗室助手。這是法拉第一生的轉(zhuǎn)折點,從此他踏上了獻身科學研究的道路。同年10月戴維到歐洲大陸作科學考察,講學,法拉第作為他的秘書、助手隨同前往。歷時一年半,先后經(jīng)過法國、瑞士、意大利、德國、比利時、荷蘭等國,結(jié)識了安培、蓋·呂薩克等著名學者。沿途法拉第協(xié)助戴維做了許多化學實驗,這大大豐富了他的科學知識,增長了實驗才干,為他后來開展獨立的科學研究奠定了基礎。1815年5月回到皇家研究所在戴維指導下進行化學研究。1824年1月當選皇家學會會員,1825年2月任皇家研究所實驗室主任,18331862任皇家研究所化學教授。1846年榮獲倫福德獎章和皇家勛章。1867年8月25日逝世。法拉第【成就】法拉第所研究的課題廣泛多樣,按編年順序排列,有如下各方面:鐵合金研究(1818-1824);氯和碳的化合物(1820);電磁轉(zhuǎn)動(1821);氣體液化(1823,1845);光學玻璃(1825-1831);苯的發(fā)明(1825);電磁感應現(xiàn)象(1831);不同來源的電的同一性(1832);電化學分解(1832年起);靜電學,電介質(zhì)(1835年起);氣體放電(1835年);光、電和磁(1845年起);抗磁性(1845年起);“射線振動思想”(1846年起);重力和電(1849年起);時間和磁性(1857年起)。法拉第主要從事電學、磁學、磁光學、電化學方面的研究,并在這些領域取得了一系列重大發(fā)現(xiàn)。1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應之后,法拉第于1821年提出“由磁產(chǎn)生電”的大膽設想,并開始了艱苦的探索。1821年9月他發(fā)現(xiàn)通電的導線能繞磁鐵旋轉(zhuǎn)以及磁體繞載流導體的運動,第一次實現(xiàn)了電磁運動向機械運動的轉(zhuǎn)換,從而建立了電動機的實驗室模型。接著經(jīng)過無數(shù)次實驗的失敗,終于在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應定律。這一劃時代的偉大發(fā)現(xiàn),使人類掌握了電磁運動相互轉(zhuǎn)變以及機械能和電能相互轉(zhuǎn)變的方法,成為現(xiàn)代發(fā)電機、電動機、變壓器技術(shù)的基礎。法拉第能夠這樣堅持10年矢志不渝地探索電磁感應現(xiàn)象,重要原因之一是同他關于各種自然力的統(tǒng)一和轉(zhuǎn)化的思想密切相關的,他始終堅信自然界各種不同現(xiàn)象之間有著無限多的聯(lián)系。也是在這一思想的指導下,他繼續(xù)研究當時已知的伏打電池的電、摩擦電、溫差電、伽伐尼電、電磁感應電等各種電的同一性,1832年他發(fā)表了<<不同來源的電的同一性>>論文,用大量實驗論證了“不管電的來源如何,它的本性都相同”的結(jié)論,從而掃除了人們在電的本性問題認識上的種種迷霧。為了說明電的本質(zhì),法拉第進行了電流通過酸、堿、鹽的溶液的一系列實驗,從而導致1833-1834年連續(xù)發(fā)現(xiàn)電解第一和第二定律,為現(xiàn)代電化學工業(yè)奠定了基礎,第二定律還指明了存在基本電荷,電荷具有最小單位,成為支持電的離散性質(zhì)的重要結(jié)論,對于導致基本電荷e的發(fā)現(xiàn)以及建立物質(zhì)電結(jié)構(gòu)的理論具有重大意義。為了正確描述實驗事實,法拉第制定了遷移率、陰極、陽極、陰離子、陽離子、電解、電解質(zhì)等許多概念、術(shù)語。在電與磁的統(tǒng)一性被證實之后,法拉第決心尋找光與電磁現(xiàn)象的聯(lián)系。1845年他發(fā)現(xiàn)了原來沒有旋光性的重玻璃在強磁場作用下產(chǎn)生旋光性,使偏振光的偏振面發(fā)生偏轉(zhuǎn),此即磁致光效應,成為人類第一次認識到電磁現(xiàn)象與光現(xiàn)象間的關系。1846年他發(fā)表了《關于光振動的想法》一文,最早提出了光的電磁本質(zhì)的思想。他曾設計并不畏艱苦地作過許多實驗,試圖發(fā)現(xiàn)重力和電的關系,尋找磁場對光源所發(fā)射光譜線的影響,尋找電對光的作用等等,由于當時實驗條件所限,雖未獲成功,但他的思想和觀點完全正確,均為后人的實驗所驗證。法拉第是電磁場理論的奠基人,他首先提出了磁力線、電力線的概念,在電磁感應、電化學、靜電感應的研究中進一步深化和發(fā)展了力線思想,并第一次提出場的思想,建立了電場、磁場的概念,否定了超距作用觀點。愛因斯坦曾指出,場的思想是法拉第最富有創(chuàng)造性的思想,是自牛頓以來最重要的發(fā)現(xiàn)。麥克斯韋正是繼承和發(fā)展了法拉第的場的思想,為之找到了完美的數(shù)學表示形式從而建立了電磁場理論。法拉第對科學堅韌不拔的探索精神,為人類文明進步純樸無私的獻身精神,連同他的杰出的科學貢獻,永遠為后人敬仰?!痉ɡ诔?shù)】法拉第常數(shù)(F)是近代科學研究中重要的物理常數(shù),代表每摩爾電子所攜帶的電荷,單位C/mol,它是阿伏伽德羅數(shù)NA=6.02214·1023mol-1與元電荷e=1.602176·10-19C的積。尤其在確定一個物質(zhì)帶有多少離子或者電子時這個常數(shù)非常重要。法拉第常數(shù)以麥可·法拉第命名,法拉第的研究工作對這個常熟的確定有決定性的意義。一般認為此值是96485.3383±0.0083C/mol,此值是由美國國家標準局所依據(jù)的電解實驗得到的,也被認為最具有權(quán)威性。最早法拉第常數(shù)是在推導阿伏伽德羅數(shù)時通過測量電鍍時的電流強度和電鍍沉積下來的銀的量計算出來的。【科研】青少年時代1791年9月22日。法拉第出生在薩里郡紐因頓一個貧苦的鐵匠家庭里。5歲時隨父母到倫敦。在一所普通的日校讀書。13歲時法拉第在書店中當學徒,起初送報,后學裝訂,工余時間自學化學和電學,并動手做實驗,驗證書上的內(nèi)容。他在裝訂不列顛百科全書時,偶然看到了《電學》這個條目,更加激發(fā)了他對科學的熱情。1810年2月至第二年9月,聽了J.塔特姆所作的十幾次自然哲學講演,并開始參加市哲學學會的學習活動,受到了自然科學的基礎教育。1812年2月至4月,又在皇家研究所聽了H.戴維的4次化學講座,每次他都細心筆錄,清理成稿,而且熱忱地抓住戴維的每個科學觀點,轉(zhuǎn)述給市哲學學會的同伴。這年10月法拉第學徒期滿,寫信給戴維,表示獻身科學事業(yè)的決心,并隨信附上自己記錄、裝訂的《H.戴維爵士講演錄》。1813年3月,經(jīng)戴維介紹進皇家研究所任實驗室助手。同年10月,隨戴維去歐洲大陸作科學考察旅行。1815年5月回皇家研究所,在戴維指導下從事化學研究。戴維的廣博和深邃的知識,給法拉第以最重要的影響。早期科學工作法拉第的第一篇科學論文曾發(fā)表于1816年。從1818年起他和J.斯托達特合作,研究合金鋼,首創(chuàng)了金相分析方法。1820年他用取代反應制得六氯乙烷和四氯乙烯。在1820年H.C.奧斯特發(fā)現(xiàn)電流能使其周圍的磁針偏轉(zhuǎn)以后,引起研究電和磁的關系的熱潮。法拉第研究了這方面的問題,并在1821年9月發(fā)現(xiàn)通電流的導線能繞磁鐵旋轉(zhuǎn),這是他的第一個重要發(fā)現(xiàn)。1823年,他發(fā)現(xiàn)了氯氣和其他氣體的液化方法。1824年1月,法拉第當選為皇家學會會員,1825年2月任皇家研究所實驗室主任。同年,發(fā)現(xiàn)苯,為芳香族化合物的研究和應用開辟了道路;并開始研究光學玻璃的制造技術(shù)。電磁感應的發(fā)現(xiàn)和場的概念的誕生從1831年起,法拉第的科學工作進入一個新階段。早在1824年,他就論證過,既然電對磁有作用,那么磁也應當對電有反作用。經(jīng)過多次實驗,他終于在1831年8月獲得成功。他在一個圓形軟鐵環(huán)兩邊繞上A、B兩組線圈,在A組線圈同伏打電池接通或切斷的瞬間,B組線圈中會感生出電流,法拉第把這叫做“伏打電感應”。10月又發(fā)現(xiàn),磁鐵和導線的閉合回路有相對運動時,回路中會產(chǎn)生感生電流,法拉第稱之為“磁電感應”。伏打電感應孕育了變壓器的誕生,磁電感應預告了發(fā)電機的出現(xiàn)。這兩類電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)為電在未來的大規(guī)模應用奠定了基礎。這項工作獲得了皇家學會的科普利獎章。受電磁感應啟示,法拉第直覺地揣測到磁鐵周圍是一個充滿力線的場,感生電流的產(chǎn)生是由于導體切割力線。1832年3月12日,他在文稿中寫道:“……使我相信,磁的作用是漸進的,是需要時間的,”“有理由假設,電(壓)的感應也是以類似的漸進方式進行的?!边@是物理學史上第一次認真地向力的超距作用概念提出的挑戰(zhàn)。法拉第電解定律和其他電學實驗研究1833年法拉第任皇家研究所富勒化學講座教授。1832年他發(fā)表了《不同來源的電的同一性》一文,用實驗證明:“不管電的來源如何,它的本性都是相同的?!?833~1834年,他發(fā)現(xiàn)了兩條電解定律(后來稱為法拉第第一和第二電解定律)。這是電化學的開創(chuàng)性工作,第二定律并且指明了電荷具有最小單位。法拉第電解定律是基本電荷存在的有力證據(jù)。正如H.von亥姆霍茲所說:“法拉第定律的最令人驚異的結(jié)論也許是:如果我們接受元素物質(zhì)由原子組成的假說,就不可避免地要做出結(jié)論:不論正電和負電,都可以分成單元,其行為如同電的原子?!狈ɡ谶€制訂了許多電化學術(shù)語,并測定了電解1克當量物質(zhì)所需要的電量為96484庫侖,后來這被稱為法拉第常數(shù)。同年他發(fā)現(xiàn)了自感現(xiàn)象。從1834年起,法拉第對伏打電池、靜電、電容和電介質(zhì)的性質(zhì)進行了大量實驗研究。1843年,用冰桶實驗證明電荷守恒原理,為了紀念他在靜電學方面的工作,電容的實用單位稱為法拉。磁致旋光效應和抗磁性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)1845年8月,法拉第研究電和磁對偏振光的影響,9月用過去研制的重玻璃做實驗,發(fā)現(xiàn)原來沒有旋光性的重玻璃在強磁場的作用下產(chǎn)生旋光性,使偏振光的偏振面發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這是人類第一次認識到電磁現(xiàn)象和光現(xiàn)象之間的關系。磁致旋光效應后來稱為法拉第效應。1845年11月,法拉第發(fā)現(xiàn)大多數(shù)物質(zhì)具有抗磁性,而認為并不存在什么磁極。他提出電和磁的作用是以介質(zhì)為中介來傳遞的,而介質(zhì)便成為電場和磁場的載體。1846年5月,他發(fā)表了《關于光振動的想法》一文。他寫道:“……把輻射看作在力線中所作的一種高級振動……,我的觀點是排除以太,但并不排除振動?!?9世紀后半葉,實驗觀測到電磁波的存在,證實了法拉第的大膽預言。當然,法拉第并沒有真正排除以太,他把電磁現(xiàn)象看作是一種連續(xù)媒質(zhì)中的應力和應變的表現(xiàn)。這種假想的連續(xù)媒質(zhì)后來被叫做電磁以太,和所謂的光以太是同一種東西。晚年研究工作法拉第工作過度勞累,中年開始健康受到損害,但仍一直堅持工作到晚年。他研究火焰和各種氣體的磁性,研究晶體在磁場中所受的力。借助力線的概念,他對電磁感應現(xiàn)象進行定量研究,歸納出著名的法拉第電磁感應定律。法拉第晚年的研究工作仍然是為了證實他的一個堅定信念──自然界的各種力相互有關。在1845年他寫道:“我早就相信力的統(tǒng)一性?!?849年和1859年進行多次試驗,試圖發(fā)現(xiàn)重力和電的關系。法拉第實驗日記中最后一個的編號是16041。這個實驗是在1862年3月12日,為的是尋找磁場對光源發(fā)射光譜譜線的影響,沒有成功。法拉第的自然哲學思想及其對物理學發(fā)展的影響法拉第是實驗大師,人們常常稱他是19世紀最偉大的實驗物理學家,不過他自己更喜歡稱自己是自然哲學家。法拉第具有豐富的直覺想象能力。他的關于自然界的各種力相互有關并具有同一來源,空間有場,場中充滿力線,力的作用以場為中心以有限速度傳遞等觀點,與19世紀占統(tǒng)治地位的牛頓派的觀點針鋒相對,是有革命性的。法拉第的一些失敗了的實驗,在許多年后由別人做成功了,如電光效應在30年后由J.克爾發(fā)現(xiàn),磁場對光源發(fā)射光譜譜線的影響在34年后由P.塞曼證實;而引力場和電磁場的統(tǒng)一至今仍是物理學中的重大問題。H.本斯-瓊斯評論他的場論思想說:“將物質(zhì)非物質(zhì)化為’力的中心',又將物質(zhì)有運動傾向的方向物質(zhì)化為’物理上實有的力線'。”誠如麥克斯韋所說:“這些觀念是以一種更適合于一門正在形成中的科學的語言表述的?!眻龈拍畹奶岢鰹榻㈦姶努F(xiàn)象的理論奠定了基礎。20世紀中發(fā)展起來的廣義相對論和量子場論,更進一步發(fā)展了法拉第的場的理論。法拉第熱心科學普及工作。在任皇家研究所實驗室主任后不久,發(fā)起舉行星期五晚間討論會和圣誕節(jié)少年科學講座。他在100多次星期五晚間討論會上作過講演,在圣誕節(jié)少年科學講座上講演達19年之久。他的科普講座深入淺出,配以豐富的演示實驗,深受歡迎。他在1860~1861年間的演講,被W.克魯克斯匯集成著名的科普讀物《蠟燭的故事》。法拉第還熱心公眾事業(yè),長時期為英國的許多公私機構(gòu)服務。法拉第為人質(zhì)樸,喜歡幫助親友,不善交際、不圖名利。為了專心從事科學研究,他放棄一切有豐厚報酬的商業(yè)性工作。英國政府擬封他為爵士,1857年皇家學會擬選他為會長,均被拒絕,因為他愿意永遠是普通的法拉第。他1865年退休。1867年8月25日,在維多利亞女王贈給他的寓所中逝世。法拉第的主要著作有《電學實驗研究》、《化學和物理學實驗研究》、《日記》(1932年為紀念電磁感應發(fā)現(xiàn)100周年出版)。【人物軼事】1、努力奮斗的法拉第朋友,你一定知道法拉第這個光輝的名字吧!他在1831年發(fā)現(xiàn)的電磁感應現(xiàn)象,預告了發(fā)電機的誕生,開創(chuàng)了電氣化的新時代。他畢生致力研究的科學理論——場的理論,引起了物理學的革命。相傳法拉第的老師戴維,一個譽滿全球、世界公認的大化學家在瑞士日內(nèi)瓦養(yǎng)病時,有人問他一生中最偉大的發(fā)現(xiàn)是什么,他絕口不提自己發(fā)現(xiàn)的鈉、鉀、氯、氟等元素,卻說:“我最偉大的發(fā)現(xiàn)是一個人,是法拉第!”是的,戴維回答得好,重要的是人!下面就是這個學徒出身的大科學家在踏進科學大門之前,在坎坷的生活道路上向往科學、努力奮斗以及在進入科學殿堂之后建立豐碑的故事。為了裝備自己的小實驗室,法拉第到藥房里去揀別人扔掉的瓶子,花半個便士買一點最便宜的藥品。他抱著揀來的、買來的東西,回到書店里的閣樓上,心里樂開了花。從此,每天下工以后,法拉第埋頭在自己的小實驗室里點上一支蠟燭,進行實驗。1791年9月22日,邁克爾.法拉第出生在一個鐵匠的家里。他父親體弱多病,鐵匠鋪開不下去了,最后只好盤給人家,自己去當幫工。為了維持生活,法拉第12歲當報童,13歲去里波先生的書店里當學徒,學裝訂手藝。從此,法拉第走上了生活的道路。從13歲到21歲,法拉第在書店里當了8年學徒。這正是他長知識、長身體的時期。在將近3000個夜晚,法拉第把時間都用在讀書和實驗上了。在里波先生的書店里,到處是書。這里是智慧的源泉,知識的海洋。法拉第象一塊巨大的海綿,在知識的海洋里貪婪地吸吮著。勞動了一天以后,他在微弱的燭光下拼命地讀書。書里講的那些電的現(xiàn)象和化學實驗,把法拉第迷住了。他渴望把書上講的那些實驗能做一遍,可是一個窮學徒哪來的錢買儀器和藥品呢!里波先生的書店在倫敦是很有名氣的,加上法拉第手藝出眾,態(tài)度和氣,贏得了顧客的好感。因此,皇家學會很多會員,都樂意把自己的科技書籍送來裝訂。顧客中有位當斯先生很喜歡法拉第,有一次他送給法拉第4張入場券,讓他去皇家學院聽大化學家戴維的講座。1812年2月的一個晚上,法拉第生平第一次跨進皇家學院的大門,坐在階梯形的講演廳里。他的心情緊張而又焦急。戴維終于出現(xiàn)了,大廳里響起一陣陣熱烈的掌聲。戴維講的題目是發(fā)熱發(fā)光物質(zhì),講得那么輕松,卻又那么透徹。他精神抖擻,神采奕奕,天才的光華和熱力,似乎正從他的身上向外輻射。法拉第被深深地吸引住了,他飛快地記著,筆記本翻過一頁又一頁。法拉第一連聽了戴維的4次講座,好像游歷了美麗、莊嚴、圣潔的科學殿堂,那里陽光燦爛,照得他心里光明、溫暖。他把4次聽講的筆記仔細整理以后,用漂亮的皮封面裝訂成冊。他經(jīng)常輕輕地翻閱,多么渴望能從事科學研究工作啊!遺憾的是,在那個時代,命運對窮人從來不露出笑臉。它總是一副威嚴、猙獰的面孔,迫使你對它膜拜和屈服。然而,也有許多窮人并不屈從,他們頑強地和命運搏斗。法拉第就是其中最頑強的一個。這個鐵匠的兒子,從小愛看父親揮舞大錘,一下一下地鍛打燒紅的鐵塊。鐵塊變冷變硬以后,父親把它放在爐火里重新燒紅。經(jīng)過千錘百煉,鐵坯終于按照人的意志變成各種工具。父親曾經(jīng)自豪地對他說:鐵匠面前永遠沒有頑鐵。多少年來,父親的話一直激勵著他。于是,他決定寫信給當時的英國皇家學會會長班克斯爵士,要求在皇家學院找個工作,哪怕在實驗室里洗瓶子也行。他心神不寧地等了整整一個星期,音信全無。他忍不住跑到皇家學院去打聽,得到的回音只是冷冰冰的一句話:“班克斯爵士說,你的信不必回復!”受到這個屈辱的打擊,法拉第感到傷心。但他毫不氣餒。他想起自己學畫的經(jīng)歷。法拉第從小就練得一手好字。至于繪畫,他是從一個名叫馬克里埃的法國畫家那里學來的。那位曾經(jīng)給拿破侖皇帝畫過像,后來橫渡英吉利海峽,流亡到倫敦的畫家,恰好借住在里波先生鋪子的樓上,和法拉第成了鄰居。畫家看到法拉第學畫心切,答應教他。作為交換條件,法拉第要替畫家擦皮靴和收拾房間。畫家心眼不壞,教得也很認真,可脾氣不好,經(jīng)常責罵法拉第。法拉第逆來順受,堅持跟他學畫,終于學會了投影和透視,能夠逼真地、藝術(shù)地把眼前的東西畫下來。從這段經(jīng)歷中,他體會到:只有忍辱負重,敢于向命運挑戰(zhàn),才能把本來不屬于自己的東西追求到手。法拉第又一次向命運挑戰(zhàn)了。他鼓起勇氣給戴維寫信,并且把裝訂成冊的戴維4次講座的筆記一起送去。法拉第巨大的熱情、超人的記憶和獻身科學的精神,感動了這位大化學家。法拉第到皇家學院化學實驗室當了戴維的助手??茖W圣殿的大門向?qū)W陡出身的法拉弟打開了!2、實驗的價值發(fā)明了世界上第一架發(fā)電機的英國化學家和物理學家法拉第(1791—1867年),對知識有著執(zhí)著的追求,為了一項科學研究,他常常百折不撓,這使得那些急功近利的人迷惑不解。有一次,他的一個熟人、稅務官格拉道斯通,看到法拉第在做一個在他看來毫無實用價值的實驗,便問道:“花這么大的力氣,即使成功了,又有什么用呢?”法拉第回答說:“好吧,不久你就可以收稅了?!薄救宋锩浴?、希望你們年青的一代,也能象蠟燭為人照明那樣,有一分熱,發(fā)一分光,忠誠而踏實地為人類偉大的事業(yè)貢獻自己的力量。2、像蠟燭為人照明那樣,有一分熱,發(fā)一分光,忠誠而踏實地為人類偉大事業(yè)貢獻自己的力量。3、一旦科學插上幻想的翅膀,它就能贏得勝利。4、我不能說我不珍視這些榮譽,并且我承認它很有價值,不過我卻從來不曾為追求這些榮譽而工作。5、拼命去爭取成功,但不要期望一定會成功。6、科學家不應是個人的崇拜者,而應當是事物的崇拜者。真理的探求應是他唯一的目標。7、愛情既是友誼的代名詞,又是我們?yōu)楣餐氖聵I(yè)而奮斗的可靠保證,愛情是人生的良伴,你和心愛的女子同床共眠是因為共同的理想把兩顆心緊緊系在一起?!痉ɡ趫A筒實驗】法拉第圓筒實驗是來驗證電荷只分布在導體的外表面上,導體內(nèi)部沒有凈電荷這一物理現(xiàn)象的。內(nèi)容是:取兩個驗電器A和B,在B上裝一個幾乎封閉的空心金屬圓筒C(叫做法拉第圓筒)。使B和C帶電,B的箔片張開。用有絕緣柄的金屬小球d先跟C的外部接觸,再把d移到A并跟A的金屬球接觸經(jīng)過若干次以后,可以看到A的箔片張開,同時B的箔片張開的角度減小。這表明小球d把C的一部分電荷搬運給了A??梢姺ɡ趫A筒的表面是帶有電荷的。如果小球d不接觸C的表面,而接觸C的內(nèi)部,重做上述實驗,不論重復多少次,A的箔片都不張開,B的箔片張開的角度也不減小。這表明小球d并沒有把C的電荷搬運給A,可見法拉第圓筒的內(nèi)部不帶電?!痉ɡ谛糠ɡ谛?845年由M.法拉第發(fā)現(xiàn)。當線偏振光(見光的偏振)在介質(zhì)中傳播時,若在平行于光的傳播方向上加一強磁場,則光振動方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)角度ψ與磁感應強度B和光穿越介質(zhì)的長度l的乘積成正比,即ψ=VBl,比例系數(shù)V稱為費爾德常數(shù),與介質(zhì)性質(zhì)及光波頻率有關。偏轉(zhuǎn)方向取決于介質(zhì)性質(zhì)和磁場方向。上述現(xiàn)象稱為法拉第效應或磁致旋光效應。該效應可用來分析碳氫化合物,因每種碳氫化合物有各自的磁致旋光特性;法拉第效應于1845年由M.法拉第發(fā)現(xiàn)。當線偏振光(見光的偏振)在介質(zhì)中傳播時,若在平行于光的傳播方向上加一強磁場,則光振動方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)角度ψ與磁感應強度B和光穿越介質(zhì)的長度l的乘積成正比,即ψ=VBl,比例系數(shù)V稱為費爾德常數(shù),與介質(zhì)性質(zhì)及光波頻率有關。偏轉(zhuǎn)方向取決于介質(zhì)性質(zhì)和磁場方向。上述現(xiàn)象稱為法拉第效應或磁致旋光效應。該效應可用來分析碳氫化合物,因每種碳氫化合物有各自的磁致旋光特性;在光譜研究中,可借以得到關于激發(fā)能級的有關知識;在激光技術(shù)中可用來隔離反射光,也可作為調(diào)制光波的手段?!倦姶鸥袘伞勘硎觯寒敶┻^閉合回路所圍面積的磁通量發(fā)生變化時,不論這種變化是什么原因引起的,回路中都會建立起感應電動勢,且此感應電動勢正比于磁通量對時間變化率的負值。數(shù)學表達式:當采用國際單位制時,比例系數(shù)為1,數(shù)學表達式為:εi=-dΦ/dt【楞次定律】兩種表述:(1)閉合回路中感應電流的方向,總是使得它所激發(fā)的磁場來阻止引起感應電流的磁通量的變化。(2)感應電流的效果,總是反抗引起感應電流的原因。應用:判斷感應電動勢的方向:楞次定律實際上是能量守恒定律的一種表現(xiàn)。用楞次定律判斷感應電流方向的步驟:(1)判斷穿過閉合回路的磁通沿什么方向,發(fā)生什么變化(增加或減少);(2)根據(jù)楞次定律來確定感應電流所激發(fā)的磁場沿什么方向(與原來的磁場反向還是同向);(3)根據(jù)右手螺旋法則從感應電流產(chǎn)生的磁場方向確定感應電流的方向。愛迪生一、中文名字:托馬斯·阿爾瓦·愛迪生英文姓氏:Edison二、科學家托馬斯·阿爾瓦·愛迪生(ThomasAlvaEdison)是位舉世聞名的美國電學家和發(fā)明家,他除了在留聲機、電燈、電話、電報、電影等方面的發(fā)明和貢獻以外,在礦業(yè)、建筑業(yè)、化工等領域也有不少著名的創(chuàng)造和真知灼見。愛迪生一生共有約兩千項創(chuàng)造發(fā)明,為人類的文明和進步作出了巨大的貢獻。愛迪生于1847年2月11日誕生于美國中西部的俄亥俄州的米蘭小市鎮(zhèn)。父親是荷蘭人的后裔,母親曾當過小學教師,是蘇格蘭人的后裔。愛迪生7歲時,父親經(jīng)營屋瓦生意虧本,將全家搬到密歇根州休倫北郊的格拉蒂奧特堡定居下來。搬到這里不久,愛迪生就患了猩紅熱,病了很長時間,人們認為這種疾病是造成他耳聾的原因。愛迪生8歲上學,但僅僅讀了三個月的書,就被老師斥為“低能兒”而攆出校門。從此以后,他的母親是他的“家庭教師”。由于母親的良好的教育方法,使得他對讀書發(fā)生了濃厚的興趣?!八粌H博覽群書,而且一目十行,過目成誦”。8歲時,他讀了英國文藝復興時期最重要的劇作家莎士比亞、狄更斯的著作和許多重要的歷史書籍,到9歲時,他能迅速讀懂難度較大的書,如帕克的《自然與實驗哲學》。10歲時酷愛化學。11歲那年,他實驗了他的第一份電報。為了賺錢購買化學藥品和設備,他開始了工作。12歲的時候,他獲得列車上售報的工作,輾轉(zhuǎn)于休倫港和密歇根州的底特律之間。他一邊賣報,一邊兼做水果、蔬菜生意,只要有空他就到圖書館看書。他買了一架舊印刷機,開始出版自己的周刊——《先驅(qū)報》,第一期周刊就是在列車上印刷的。他用所掙得的錢在行李車上建立了一個化學實驗室。不幸有一次化學藥品著火,他連同他的設備全被扔出車外。另外有一次,當愛迪生正力圖登上一列貨運列車時,一個列車員抓住他的兩只耳朵助他上車。這一行動導致了愛迪生成為終身聾子。1862年8月,愛迪生以大無畏的英雄氣魄救出了一個在火車軌道上即將遇難的男孩。孩子的父親對此感恩戴德,但由于無錢可以酬報,愿意教他電報技術(shù)。從此,愛迪生便和這個神秘的電的新世界發(fā)生了關系,踏上了科學的征途。1863年,愛迪生擔任大干線鐵路斯特拉福特樞紐站電信報務員。從1864年至1867年,在中西部各地擔任報務員,過著類似流浪的生活。足跡所至,包括斯特拉福特、艾德里安、韋恩堡、印第安那波利斯、辛辛那提、那什維爾、田納西、孟斐斯、路易斯維爾、休倫等地。1868年,愛迪生以報務員的身份來到了波士頓。同年,他獲得了第一項發(fā)明專利權(quán)。這是一臺自動記錄投票數(shù)的裝置。愛迪生認為這臺裝置會加快國會的工作,它會受到歡迎的。然而,一位國會議員告訴他說,他們無意加快議程,有的時候慢慢地投票是出于政治上的需要。從此以后,愛迪生決定,再也不搞人們不需要的任何發(fā)明。1869年6月初,他來到紐約尋找工作。當他在一家經(jīng)紀人辦公室等候召見時,一臺電報機壞了。愛迪生是那里唯一的一個能修好電報機的人,于是他謀得了一個比他預期的更好的工作。10月他與波普一起成立一個“波普——愛迪生公司”,專門經(jīng)營電氣工程的科學儀器。在這里,他發(fā)明了“愛迪生普用印刷機”。他把這臺印刷機獻給華爾街一家大公司的經(jīng)理,本想索價5000美元,但又缺乏勇氣說出口來。于是他讓經(jīng)理給個價錢,而經(jīng)理給了4萬美元。愛迪生用這筆錢在新澤西州紐瓦克市的沃德街建了一座工廠,專門制造各種電氣機械。他通宵達旦地工作。他培養(yǎng)出許多能干的助手,同時,也巧遇了勤快的瑪麗,他未來的第一個新娘。在紐瓦克,他做出了諸如蠟紙、油印機等的發(fā)明,從1872至1875年,愛迪生先后發(fā)明了二重、四重電報機,還協(xié)助別人搞成了世界上第一架英文打字機。1876年春天,愛迪生又一次遷居,這次他遷到了新澤西州的“門羅公園”。他在這里建造了第一所“發(fā)明工廠”,它“標志著集體研究的開端”。1877年,愛迪生改進了早期由貝爾發(fā)明的電話,并使之投入了實際使用。他還發(fā)明了他心愛的一個項目——留聲機。電話和電報“是擴展人類感官功能的一次革命”;留聲機是改變?nèi)藗兩畹娜蟀l(fā)明之一,“從發(fā)明的想象力來看,這是他極為重大的發(fā)明成就”。到這個時候,人們都稱他為“門羅公園的魔術(shù)師”。愛迪生在發(fā)明留聲機的同時,經(jīng)歷無數(shù)次失敗后終于對電燈的研究取得了突破,1879年10月22日,愛迪生點燃了第一盞真正有廣泛實用價值的電燈。為了延長燈絲的壽命,他又重新試驗,大約試用了6000多種纖維材料,才找到了新的發(fā)光體——日本竹絲,可持續(xù)1000多小時,達到了耐用的目的。從某一方面來說,這一發(fā)明是愛迪生一生中達到的登峰造極的成就。接著,他又創(chuàng)造一種供電系統(tǒng),使遠處的燈具能從中心發(fā)電站配電,這是一項重大的工藝成就。他在純科學上第一個發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)于1883年。試驗電燈時,他觀察到他稱之為愛迪生效應的現(xiàn)象:在點亮的燈泡內(nèi)有電荷從熱燈絲經(jīng)過空間到達冷板。愛迪生在1884年申請了這項發(fā)現(xiàn)的專利,但并未進一步研究。而旁的科學家利用愛迪生效應發(fā)展了電子工業(yè),尤其是無線電和電視。愛迪生又企圖為眼睛做出留聲機為耳朵做出的事,電影攝影機即產(chǎn)生于此。使用一條喬治伊斯曼新發(fā)明的賽璐珞膠片,他拍下一系列照片,將它們迅速地、連續(xù)地放映到幕布上,產(chǎn)生出運動的幻覺。他第一次在實驗室里試驗電影是在1889年,1891年申請了專利。1903年,他的公司攝制了第一部故事片“列車搶劫”。愛迪生為電影業(yè)的組建和標準化做了大量工作。1887年愛迪生把他的實驗室遷往西奧蘭治以后,為了他的多種發(fā)明制成產(chǎn)品和推銷,他創(chuàng)辦了許多商業(yè)性公司;這些公司后來合并為愛迪生通用電氣公司,后又稱為通用電氣公司。此后,他的興趣又轉(zhuǎn)到熒光學、礦石搗碎機、鐵的磁離法、蓄電池和鐵路信號裝置。第一次世界大戰(zhàn)期間,他研制出魚雷機械裝置、噴火器和水底潛望鏡。1929年10月21日,在電燈發(fā)明50周年的時候,人們?yōu)閻鄣仙e行了盛大的慶祝會,德國的愛因斯坦和法國的居里夫人等著名科學家紛紛向他祝賀。不幸的是,就在這次慶祝大會上,當愛迪生致答辭的時候,由于過分激動,他突然昏厥過去。從此,他的身體每況愈下。1931年10月18日,這位為人類作過偉大貢獻的科學家因病逝世,終年84歲。愛迪生的文化程度極低,對人類的貢獻卻這么巨大,這里的“秘訣”是什么呢?他除了有一顆好奇的心,一種親自試驗的本能,就是他具有超乎常人的艱苦工作的無窮精力和果敢精神。當有人稱愛迪生是個“天才”時,他卻解釋說:“天才就是百分之一的靈感加上百分之九十九的汗水。”他在“發(fā)明工廠”,把許多不同專業(yè)的人組織起來,里面有科學家、工程師、技術(shù)人員、工人共100多人,愛迪生的許多重大發(fā)明就是靠這個集體的力量才獲得成功的。他的成就主要歸功于他的勤奮和創(chuàng)造性才能以及集體的力量,此外,他的妻子也曾起了相當重要的作用愛迪生發(fā)明創(chuàng)造年表:1868年10月11日發(fā)明“投票計數(shù)器”,獲得生平第一項專利權(quán)。1869年10月與友人合設“波普——愛迪生公司”。1870年發(fā)明普用印刷機,出讓專利權(quán),獲4萬美元。在紐約克自設制造廠。1872—1876年發(fā)明電動畫機電報,自動復記電報法,二重、四重電報法,制造蠟紙?zhí)抠|(zhì)電阻器等。1875年發(fā)明聲波分析諧振器。1876年在新澤西州的門羅公園建立了一個實驗室——第一個工業(yè)研究實驗室。它是現(xiàn)代的“研究小組”這一概念的創(chuàng)始。發(fā)明碳精棒送話器。申請電報自動記錄機專利。1877年在門羅公園改進了早期由貝爾發(fā)明的電話,并使之投入了實際使用。獲得三項專利:穿孔筆、氣動鐵筆和普通鐵筆。8月20日發(fā)明了被證實為愛迪生心愛的一個項目——留聲機。1878年愛迪生宣稱要解決電照明的問題。英國皇家學會舉辦留聲機展覽。改良留聲機,設計微音器,擴音器,空中揚聲器,聲音發(fā)動機,調(diào)音發(fā)動機,微熱計,驗味計等。2月19日獲留聲機專利。7月與賓夕法尼亞大學派克教授赴懷俄明觀察日全蝕,并用他發(fā)明的氣溫計測量太陽周圍全體的溫度。8月返回門羅公園,重新投入科研實驗當中。英國批準愛迪生“錄放機”專利申請。9月訪問康涅狄克州的威廉·華萊士。開始進行發(fā)明電燈的研究。10月5日提出等一份關于鉑絲“電燈”的專利申請。1879—1880年經(jīng)數(shù)千次的挫折發(fā)明高阻力白熾燈。改良發(fā)電機。設計電流新分布法,電路的調(diào)準和計算法。發(fā)明電燈座和開關。發(fā)明磁力析礦法。1879年8月30日愛迪生和貝爾在薩拉托加溪市的市政廳各自演示了電話裝置,結(jié)果愛迪生的電話比貝爾的清晰。10月21日發(fā)明高阻力白熾燈,它連續(xù)點燃了40個小時。11月1日申請?zhí)冀z燈專利。12月21日《紐約快報》報道了愛迪生的白熾電燈。12月25日對來自紐約市的3000名參觀者在門羅公園作公開電燈表演。1880年研究直升機。獲得電燈發(fā)明專利權(quán)。制成磁力篩礦器。1月28日提出“電力輸配系統(tǒng)”專利書。2月18日《斯克立柏月刊》發(fā)表了《愛迪生的電燈》一文,正式發(fā)表了電燈的發(fā)明。5月第一艘由電燈照明的“哥倫比亞號”輪船試航成功。12月成立紐約愛迪生電力照明公司。1881紐約第五大街總部設立。成立一個白熾燈廠于紐約克。設立發(fā)電機,地下電線,電燈零件的制造廠。在門羅公園試驗電車。1882發(fā)明電流三線分布制。申請專利141項。9月4日成立第一所中央廠。12月底美國各地建立了150多個小電站。1885年5月23日提出無線電報專利。1887—1890年改良圓筒式留聲機,取得關于留聲機的專利權(quán)80余份。經(jīng)營留聲機,唱片,授語機等制造和發(fā)售事業(yè)。1888年發(fā)明唱筒型留聲機。1889年參加巴黎百年博覽會。發(fā)明電氣鐵道多種。完成活動電影機。1890—1899年設計大型碎石機,研磨機。在奧格登礦地親自指揮用新方法大規(guī)模開發(fā)鐵礦。1891年發(fā)明“愛迪生選礦機”,開始自行經(jīng)營采礦事業(yè)。獲得“活動電影放映機”專利。5月20日第一臺成功的活動電影視鏡在新澤西州西奧蘭治的愛迪生實驗室向公眾展示。1893年愛迪生實驗室的庭院里建立起世界上第一座電影“攝影棚”。1894年4月14日在紐約開辟第一家活動電影放映機影院。1896年年4月23日第一次在紐約的科斯特—拜厄爾的音樂堂使用“維太放映機”放映影片,受到公眾熱烈歡迎。1902年使用新型蓄電池作車輛動力的試驗,行程為5000英里,每充一次電,可走100英里,獲得成功。1903年愛迪生的公司攝制了第一部故事片《列車搶劫》。1909年費時十年,蓄電池的研究,終于成功。制成傳真電報。獲得原料機、加細碾機、長窯設計專利。1910—1914年完成圓盤式留聲機,不損唱片和金鋼石唱片。完成有聲電影機。1910年發(fā)明“圓盤唱片”。1912年發(fā)明“有聲電影”。研制成傳語留聲機。1914—1915年發(fā)明石碳酸綜合制造法,并合留聲機和授語機為遠寫機,一方電話機可自動紀錄對方說話。自行制造苯、靛油等。1915—1918年完成發(fā)明39件之多,其中最著名的是魚雷機械裝置,噴火器和水底潛望鏡等。1927年完成長時間唱片。1928年從野草中提煉橡膠成功。1931年10月18日,愛迪生在西奧倫治逝世,終年84歲,1931年10月21日,全美國熄燈以示哀悼。愛迪生一生共發(fā)明了1000多樣機器。被譽為“發(fā)明大王”本茨(1844~1929)Benz,Carl
德國機械工程師。汽油機的發(fā)明者和改進者之一,他設計并制造了世界上第一輛實用的內(nèi)燃機汽車。生于1844年11月25日,卒于1929年
4
月
4日。本茨初在家鄉(xiāng)卡爾斯魯厄?qū)W習機械工程,離開學校后在一家鎖廠工作。1885年本茨制成了單氣缸二沖程三輪汽車,現(xiàn)保存在慕尼黑。1886年本茨獲得汽車制造的專利權(quán)。1893年制造出四輪汽車,1899年生產(chǎn)出第一輛賽車。1900年,本茨公司售出裝有三馬力發(fā)動機的汽車達4000輛,成為歐洲最大的汽車制造公司。1926年本茨公司同戴姆勒汽車公司合并,繼續(xù)生產(chǎn)奔馳牌汽車。爾·本茨(KarlBenz,1884-1929)是現(xiàn)代汽車工業(yè)的先驅(qū)者之一,人稱“汽車之父”。1844年,本茨以遺腹子的身份出生于德國,父親原是一位火車司機,但在他出世前的1843年因發(fā)生事故去世了。從中學時期,本茨就對自然科學產(chǎn)生了濃厚的興趣,1860年進入卡爾斯魯厄綜合科技學校學習。在這所學校,他較為系統(tǒng)地學習了機械構(gòu)造、機械原理、發(fā)動機制造、機械制造經(jīng)濟核算等課程,為他日后的發(fā)展打下了良好基礎。在經(jīng)歷過學徒工、服兵役、娶妻生子等人生經(jīng)歷后,他于1872年組建了“奔馳鐵器鑄造公司和機械工場”,專門生產(chǎn)建筑材料。由于當時建筑業(yè)不景氣,本茨工場經(jīng)營困難,面臨倒閉危險,萬般無奈之際,他決定制造發(fā)動機獲取高額利潤以擺脫困境。于是,他領來了生產(chǎn)奧托四沖程煤氣發(fā)動機的營業(yè)執(zhí)照,經(jīng)過一年多的設計與試制,于1879年12月31日制造出第一臺單缸煤氣發(fā)動機(轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分,功率約為0.7千瓦)。不過,這臺發(fā)動機并沒有使
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