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从第一个超导体的发明至今已有91年,超导技术的研究在很长时间内曾处于沉寂状态。只是近30年来,超导技术的研究才有了长足发展,并被作为一门完整的科学,用于能源、交通、电子及空间技术等方面。
超导体的发明
超低温条件,在低温条件下物质表现出一种奇异特性,人们称之为超导现象。这里的低温是以“绝对温度”衡量超低温。其“绝对零度”为-273.15C。“绝对温度”的1度为1开,用字母“K”表示。关系式为:T(绝对温度)=t(摄氏温度)+273.15(K)
值得指出的是,从19世纪始,人类为获得这种超低温,进行了持续不懈的研究。科学家们通过对某种气体增大压强使之“液化”,得到了超低温。在这方面的突出人物是荷兰莱顿实验室的物理学家翁尼斯,他在1908年的一天,通过实现对氦气的液化,获得了4.25K(-268.9℃)至1.15K(-272℃)的超低温。
第一个超导体的发明
1911年,翁尼斯和他的助手们在实验中发现了一个特殊的现象:当金属导体的温度降到 10K以下时,其电阻会明显下降。于是,他们选择水银作为研究对象。一天,当他们观察超低温下水银的电阻变化时,发现在4.15K(-269C)的低温时,水银的电阻突然消失。翁尼斯的神经立即绷了起来,简直不敢相信自己的眼睛。他让助手重新做了一遍实验,结果还是出现了电阻消失的现象。翁尼斯和助手们拥抱在一起,流下了激动的泪水。翁尼斯称这种现象为“超导电现象”,将具有这种性质的物质称为“超导体”,将电阻为零的温度称为“转变温度”,不久,翁尼斯又发现锡的“转变温度”为3.8K,钻的转变温度为6K。此后,人们又发现铍、钴、锌、镓、铬、铝等24种元素是超导体。
超导永动试验
翁尼斯的发现具有重大的科学意义和实用性。多年来,科学界一直都在嘲笑那些幻想制造“永动机”的天真人士。那么,“水动机”难道真的永远只是美梦吗?在许多情况下,人们使用电能的目的并不是获得热能。例如,人们使用电灯的目的是获得光,使用电动机的目的是获得机械能。但在现实中,电流因电阻产生的热能却造成电能的衰减,带来不必要的浪费。翁尼斯为此做了一个重要实验,他使电流通过一个冷却到4K的铅线回路,一年后,线圈中的电流仍然没有减弱地流动着。翁尼斯相信,超导线圈可形成工业磁体,这样的超导磁体由于内部没有电阻损失,则无需提供连续的能源而运行。这样,‘永动机’的梦想不就可以实现了吗?
到了1954年,人们在液氦低温条件下进行了一项‘消导持续电流实验”。在随后长达两年的时间里,持续的电流未见减弱迹象。最后只是由于中断了液氨的供应才中止实验。
进一步的发现
完全的导电性和完全的抗磁性,毫无疑问,超导体具有完全的导电性,它可无损耗地传输直流电流。同时,人们还知道,凡电流都必然要产生磁场。
可在20世纪30年代,荷兰人迈斯纳通过实验惊奇地发现,如果超导体碰到磁场,会在超导体表面形成屏蔽电流,将磁力线排斥在超导体之外,使超导体内部的磁感应强度总是为零。而当外部磁场足够大时,磁场将穿透超导体,使超导性丢失,一项实验显示:一块永久磁体可以使浸泡在液氦中的超导体悬浮起来。这种现象被称为“迈斯纳效应”
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李四光是我国地质学家,地质力学的创始人。
1889年10月26日,李四光出生在湖北黄冈县的四龙山镇。因为他是父亲的第二个儿子,所以,父亲给他起名叫李仲揆。
少年时的李仲揆,刻苦学习,成绩一直优秀。1920-年,14岁的李仲揆听说省城办了一所官费的高等小学堂,凡是学习好的都可以去报考;特别是听说那里不学“四书五经”,而是教授国文、算学,成绩优秀者还能出国留学。因此,李仲揆终于说服了父母,带着借来的几个盘费,徒步到省城报考。
李仲揆办理了报考手续,买了一张报名单。是由于太兴奋,太紧张?还是没见过世面?李仲揆提笔在姓名栏中端端正正写下了“十四”二字,而不是“李仲揆”。
“糟糕!”他差点叫起来,“怎么能把年龄当成自己的名字呢!”
无论怎样后悔,也已经晚了。重新买一张报名单吧,身上剩下的钱已经不多了,何况还要住宿、吃饭。
李仲揆双眼注视着“十四”二字,一簇思维的火花在幼小的头脑中迸发出来。他重新提起笔,把“十”字改成“李”字,然而,这“四”字与“仲”字的笔划和字形却相差太大,确实是难以改成。难道还能改叫“李四”不行!不真成了人们平时说到不相干的人而代用的“张三”、“李四”了吗!
第一次离家出门就遇到了这样的难题,他急得鼻子尖都渗出了汗珠。忽然,眼睛一亮,瞥见大厅正中挂着一块横匾,上面刻着“光报四表”四个大字,李仲揆急中生智,在“四”字的下面,加上了一个“光”字。
“李四光”!李仲揆端详着自己起的新名字,心里充满了胜利者的喜悦:好!四面光明,光照四方,前途大有希望!
他以第一名的成绩考取了南路高等小学堂。从此,李四光便“取代”了李仲揆。他那富有战斗性和科学精神的一生,也正如他的名字一样,光照四方!
年轻的李四光,曾被派往日本学造船,派往英国改学地质,取得了地质学硕士学位。他不为国外优厚的待遇和工作所动,学成后毅然回国了。
李四光在地质科学上为祖国赢得的第一荣誉,就是发现了中国内地有第四纪冰川遗迹,以大量的实据,推翻了那些国内外学术权威认为在中国不存在第四纪冰川的理论,为我国进行地质研究,奠定了真实可靠的理论基础。
李四光热爱地质科学,为地质科学而献身的精神,在人们心中传为佳话。
1930年,一位失业的大学生在上海街头徘徊。他忽然看到熙熙攘攘的人群中,有一个他熟悉的背影,那就是李四光老师。
奇怪,他的学生为什么能在背后很远就认出老师呢?
原来,李四光从事科学研究,一向是一丝不苟,对学生的要求也是严格的,连走路,也要学生练好基本功。他经常对学生说,搞地质经常到野外去工作,脚步就是测量土地、计算岩石的尺子,要求迈出的每一步的距离都要相等,并且要记住自己每一步的步长。
李四光要求学生做的,自己首先做到。他养成了一个习惯,走路不紧不慢,步子大小相等,迈一步就是0.85米。不论到哪儿,他仿佛老在度量距离。
所以,他的学生只看见他那走路的模样,就能认出他来。
李四光搞科研,每天总是要到街上路灯通明时分,才骑着自行车回家;爱人总是焦急地等待着他回来吃饭。但是当他一出现在爱人面前时,家庭的气氛马上就变了:他脸上白一道、黑一道的泥痕,总是让人看了好笑。每当这时,爱人总是开玩笑地问他一句:“又到哪儿演出了?”等到接过他的手提包,发现带去的馒头只咬了几口,爱人一切都明白了,眼里噙着泪水,赶快走进厨房去。
繁忙时,李四光连回家吃饭也忘了,爱人等急了,只得派女儿去叫他。一天,为撰写一篇学术论文,竟忘记天晚该回家了。他正在凝神思考时,偶尔抬眼,瞅见一个小女孩静悄悄地站在桌边,他未加理会,又低头继续写作,并轻声催道:“你是谁家的小姑娘啊?天这么晚了,快回家吧,不然你妈妈该等着急啦!”这时,只听见小女孩埋怨说:“爸爸,妈妈不是等我着急,是等你在着急哪!”李四光听到孩子叫他,才恍然大悟:原来这小女孩是自己的女儿李林。他不由得笑出声来,忙答道:“这就回家,这就回家。”
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算盘是人人都很熟悉的计算工具,算盘的发明者是谁?准确的发明年代又是哪一年呢?从东汉时期徐岳的着作《数术记遗》中,我们最早看到“珠算”这个字眼。不过,注释中说它只能做加减法。今天看来,这顶多说是算盘的一个雏形吧。从现有可靠资料分析,珠算发明于宋元时期。人们查阅过大量的历史文献,都查找不到算盘发明人的名字。这固然表明封建统治者对科技发明不够重视,另一方面也说明它们的发明是一个渐进的过程,是逐步改进、完善的,很难说是哪一个人的功劳。
由于社会的发展,对计算的速度和准确性要求越来越高,所以人们对最早使用的筹算法进行了改革,创造出各种各样的歌诀,例如14+7的歌诀是“七除三进一”。所有的加法、减法、乘法和除法都有一套歌诀。实际上,在珠算出现以前,除了个别的除法歌诀外,几乎全部的珠算歌诀都已齐备。歌诀出现以后,计算速度提高了。这样一来,珠算代替筹算成了必然的发展趋势,不仅条件已经具备,而且成了十分急需的事情。正是在这种情况下,当时的工匠、计算人员和商业人员一起,共同研制出巧妙的算盘。
算盘是我国古代重大科学成就之一,它具有结构简单、运算简易、携带方便等优点,因而被广泛采用,历久不衰。珠算在中国大显身手之后,又漂洋过海,流传到朝鲜、日本、东南亚和阿拉伯,对世界文明做出了重要的贡献。
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郭守敬是中国元朝时期的天文学家之一,也是中国古代最有成就的科学家。他生于1231年,卒于1316年。
公元1271年元王朝建立,准备颁行全国统一的历法。为了精确汇集天文数据,以备制定新的历法,郭守敬花了两年时间,精心设计制造了一整套天文仪器,共13件,其中最有创造性的有3件:高表及其辅助仪器,简仪和仰仪。
高表是古代圭表的发展。表是一根直立在地面上的标竿或石柱,圭是从表的底端水平地伸向正北方的一条石板。每天太阳“走”到正南方时,表影落在圭面上。量表影长度就能推算出节气和时刻。这是最古老的天文仪器之一。
郭守敬的简仪是中国传统浑仪的发展,这种结构,欧洲直到18世纪才采用。仰仪是个中空的半球面,形状像口锅,锅沿刻有方位,锅里刻有与观测地纬度相当的赤道座标网。锅口架一小板,板上有孔,孔的位置正在球面的中心。太阳光通过小孔形成一个倒落在锅里的像,由此读出太阳的座标和该地的真太阳时刻。仰仪还可以用来观测日食,读出日食的时刻、方位和食分等等。郭守敬还发明了许多其他观测器具。
郭守敬根据观测的结果,于公元1280年3月,制订了一部准确精密的新历法《授时历》。这部新历法设定一年为365.2425天,比地球绕太阳一周的实际运行时间只差26秒。欧洲的历法《格里历》也规定一年为365.2425天,但是《格里历》是公元1582年开始使用的,比郭守敬的《授时历》晚了整整300年。郭守敬在天文历法方面的著作有14种,共计105卷。郭守敬是中国古代成就突出的科学家,直到很晚,世界各国的科学界才逐渐了解他。
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今天,我读了《杂交水稻之父袁隆平》这本书,这本书是庄志霞和孙建和写的,是我受益匪浅。
1930年9月1日,农历庚年九月初九袁隆平出生在北京协和医院。在6岁之前,他随父母先后居住北平、天津、江西、德安、汉口等地他的童年备受战乱之苦,目睹了饿殍满地的惨景,看到了许多人没有饭吃的痛苦,就下定决心当一名农业学家为老百姓解决吃饭的问题。在重庆相辉学院毕业后,他行程两千多里,转了好几个县,前后历时二十多天,到了地处云贵高原东部边缘的雪峰山下、沅水河畔的黔阳县他几十年如一日地耕耘在水稻研究的第一线,几经风雨,几经考察,终于以响当当的事实证明:中国人不但有能力养活自己,而且也能养活他人。
尽管现在随着改革开放的顺利进行我们正逐步走向富裕,但是我们还是要珍惜粮食,每一粒米都是来之不易的,当代学生更要以袁隆平为榜样,努力学习科学文化知识,爱国敬业,甘于奉献敢于创新,努力为我国人民全面建设小康社会开创中国。
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科学家张民觉轶事
原籍山西岚县的美籍华人张民觉博士(1908—1991),英文名Min-ChuehChang,是世界闻名的生殖生理学家、美国科学院院士。在半个多世纪的研究生涯中,他发表了350多篇科学论文,荣获许多高级别奖项,3次荣获诺贝尔奖提名。
张民觉从不承认自我聪明过人。他说:“假如我这一生在生殖生理学做出了一点贡献的话,那主要是我有幸在恰当的时间、地点,与最佳人选在最佳的课题上努力所致。”但作为科学家,张民觉确有许多不一样于常人的特质:他思路宽阔,思维敏锐,治学严谨,进取心极强。他钻研的科研课题一般都是关乎人类生活和社会提高的大课题。他坚信“科学研究没有捷径”,一旦确定自我的研究方向,即心无旁骛,全力以赴。他常常以实验室为家,争分夺秒,不分昼夜,埋头工作。
在张民觉生前,作者与他有书信来往;同时与他的国内亲属——元配夫人李民淑、长女张燕林有比较多的交往;与他的美国朋友朱迪丝·玛坎和长子张板桥也有过接触。所以了解到张民觉一些鲜为人知的轶事,现披露如下,以表达对这位科学家的敬意。
成果卓著,却未曾申请一项专利
张民觉在数十年的研究生涯中,直接承担、参与和指导了多项重要研究,取得了具有广阔应用前景的重大成果。例如在20世纪50年代,张民觉经过很多而巧妙的实验证实:大多数哺乳类动物的受精过程,实际上是精子在输卵管里等候卵子,而不是人们想象的卵子等候精子;精子在雌性生殖道里是经过了必须的生理变化,才能与卵子结合受精的。这就是“精子获能”现象。同年澳大利亚学者澳斯汀博士,也在实验中发现相同的现象。国际生理学界将他们俩的研究成果命名为“张氏—澳斯汀原理”。这一现象的发现,不仅仅有助于解开精卵受精之谜,并且对实现精子体外获能和试管受精有明显的指导意义。
张民觉的科研小组在哺乳动物进行体外授精方面的开创性实践和成功经验,为日后实现人的体外授精和试管婴儿问世,奠定了良好基础。1978年7月25日,世界上首例“试管婴儿”——女婴路易斯·布朗在英国曼彻斯特一家医院诞生。新闻界在报道此项重大消息时,还以醒目的标题称她是“张民觉的女儿”。完成世界首例试管婴儿实验的英国医生斯蒂伯托和爱德华,在回忆完成这一医学史上奇迹的过程时,数次提到张民觉的名字。张民觉从此有了“试管婴儿之父”的美誉。
又如1961年美国FDA(食品药品管理局)正式批准厂商以Enovid的商品名上市的首批口服避孕药,就是张民觉和美国科学家品克斯在“二战”结束之后,在世界人口爆增的形势下合作研究、发明的。这在20世纪60年代,是个了不起的成就。它标志着生理学原理直接应用于人口控制,它的广泛应用使“性”与“生育”分离,易为人们控制,深受广大妇女欢迎。几十年来,数以亿计的妇女服用过这类口服避孕药。即使是当今市面销售的口服避孕新药,也大都是在当年开发的药物基础上不断改善的成果。张民觉所以获得“口服避孕药之父”的称誉。
可是,淡泊名利的张民觉没有申请过一项专利,而是广施爱心,无条件地将自我的科研成果奉献给全社会,造福于全人类。他甚至把自我尚未发表的研究资料,拿出来供别人使用。应对众多的荣誉和头衔,他一向坚持平常心态,不止一次地宣称:作为科学家,我只看中在学术上要有所建树,用自我的专长服务于人类社会。
身在异邦,心系中华
张民觉是1938年9月,经过中英庚子赔款留学考试赴英国留学的。1941年获剑桥大学博士学位。1946年,他应邀从英国到美国,在麻省伍斯特基金会实验生物学研究所担任研究员。原计划只做一年研究就要回国。但由于研究的深入和不可中断,加上同行科学家的挽留,而未能成行。1956年挚友张香桐离美回国,他也表示:“我也真想回去,我的根在中国。”1972年,他参加了以任之恭为团长的“美籍中国学者参观团”来华访问,亲自向周恩来总理提出回国工作的请求。周总理语重心长地劝解他:“你是搞科学研究的,在美国环境、条件挺适宜的嘛。你有心帮忙中国搞四化建设,渠道和方式有很多很多。”
张民觉因为自我学成后未能回国服务,一向抱有负罪感。经常在各种场合公开自责:“几十年来,流落海外,未能回国出力,该打屁股!该打屁股!”
1988年,张民觉的长女张燕林赴美国夏威夷大学解剖系做访问学者。张民觉惟恐她滞留美国,催促她说:“时间到了你就赶快回国,报效祖国。”就这样,张燕林按时回到国内。可见,张民觉是把对中华的“大爱”,置于对家人的“小爱”之上的。
其实,张民觉经过其他方式报效中华,还做了许许多多的事情。例如多次回国讲学,奔走于各研究机构之间,把自我的研究经验和生殖生理学的最新发展动向介绍给国内学者;把国内的科技人员邀请到美国他的实验室工作,或介绍到其他科研机构工作;向上海计划生育研究所和山西计划生育研究所捐赠自我珍藏的期刊资料和图书。另外,他还多次捐款给清华大学、山西大学,资助故乡岚县设立“张民觉奖学金”、创办“民觉小学”;给山西雁北地震灾区和山西三晋文化研究会捐款;等等。
张民觉在美国的亲属一开始对他的捐献行为不知情也不理解。儿子张板桥在《父亲留给我们的财富》一文中这样说:“过去,父亲对家乡予以多次热情的帮忙,我们都不甚清楚。在美国,父亲的积蓄都到哪里去了给我们的为什么会越来越少我们感到十分疑惑。当我们长大成人,了解到中国当时的政治背景,并且得知家乡的父老乡亲连吃饭都有困难,才理解了父亲寄钱给家乡是多么的重要!我们还了解到,他的部分寄款是用于资助家乡岚县教育事业和创办艾蒿沟小学时,我们才真正感悟到:父亲的举动是那样的雪中送炭,那样的难能可贵,那样的让人钦佩!父亲是想让家乡的人民和美国人民一样受到同等的教育,过上同等富裕的生活。父亲还要我们以他为榜样,日后更多地热爱祖国,关怀亲友。”
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富尔顿(1765~1815),美国著名工程师.1807年,他利用英国机器制成了世界上第一个蒸汽机轮船“克莱蒙脱号”,是世界上轮船的首创者.他为世界人类航海事业的发展作出了卓越的贡献.
富尔顿出生于美国一个贫苦的农民家庭,从小读书很少,父母没有钱供他去学堂学习,他之后取得的成就,全凭个人的奋斗.小富尔顿从小就爱幻想,譬如,当他帮忙大人干完农活之后,常常一个人坐在农家阁楼上,在带有木格条的小窗户中,向田野望去,看蔚蓝色的天空,苦思冥想,一坐几个钟头.
有一天,天气晴朗,河水清澈.小富尔顿和邻居大叔一齐驾着小船到河的上游去找活干.他们开始悠闲地撑着篙,逆流而上.小富尔顿到离开自己村庄的外地去,情绪格外高兴,情不自禁地唱着美国乡村的民谣.河水的“哗哗”声和小富尔顿的悠扬、婉转的歌声交织在一齐,令人心醉.早晨的太阳愈升愈高了,阳光洒在水波中,像碎银洒在绿色的缎带上.突然,水流湍急,小船在河中打转,富尔顿和邻居大叔拼命地撑篙,汗水湿透了他们的衣服,但船仅能艰难地移动.小富尔顿心里想:撑篙太费力了,假如有一种东西能让船自动行走,该多么好啊!他想象的翅膀在河中飞翔,他好像看见在河中出现了一只自动行驶的船.他的神思又回到现实中来,对邻居大叔说:“大叔,撑篙又费劲,又缓慢,如果有一种东西能让船自动行走,该多么好啊!”
邻居大叔正用力撑着篙,听了小富尔顿的话,情不自禁地笑了.他用手背擦擦自己脸上的汗水,笑着说:“假如有一种东西能让船自动行走,那这样东西是什么呢”
“是啊,这东西是什么呢”小富尔顿的脸刹那间红了起来,他用劲地撑了一下篙,低下了头,又陷入了沉思.
自此以后,“怎样使船自动行走”就成了小富尔顿苦思冥想的中心问题.致使他长大以后,努力奋斗,最后成为制造人类第一只蒸汽机轮船——“克莱蒙脱号”的著名科学家.
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牛顿最喜欢的地方就是实验室。他很少在两三点钟以前睡觉,有时整天整夜守在实验室里。为他做饭的保姆只好把饭菜放在外间屋的桌子上。
有一次,牛顿的一位朋友来看他,在实验室外面等了他好久,肚子饿了就独自把桌上的烤鸡吃了,不辞而别。过了好长时间,牛顿的实验告一段落,他才觉出肚子咕咕在叫,赶快跑出来吃鸡。他看到盘子里啃剩下的鸡骨头,居然对助手说:哈哈,我还以为我还没吃饭哩,原来已经吃过了呀!
还有一回,一个好朋友请牛顿吃饭,一边吃饭一边议论科学问题。饭吃到一半的时候,牛顿站起来说:对了,还有好酒呢,我去取来咱们一起喝。说完就向实验室跑去,一去就不回来了。朋友追过去一看,牛顿又摆弄上他的实验了。原来牛顿在取酒的路上忽然想出了一个新的实验方法,居然将取酒的事忘得一干二净了。
牛顿的这种轶事岂止三件,它说明,牛顿酷爱科学,把自己的一切都献给了科学。正是因为牛顿有这种为科学献身的奋斗精神,他才能总结出牛顿三定律,对人类的进步做出了卓越的贡献。
牛顿病逝以后,英国政府在他的墓碑上镌刻了墓志铭,最后一段是:让人类欢呼/曾经存在过这样伟大的/一位人类之光
有道是:自然和自然规律隐藏在黑暗中,上帝说,让牛顿来,一切都明亮了。或者说:道法自然,久藏玄冥。天降牛顿,万物生明。
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1816年的一天,在法国巴黎一个豪华的住宅里,著名的医生雷内克正在给一个尊贵的小姐看病。雷内克医生在听完病人的病情介绍后,怀疑她患的是心脏病。雷内克心想,要是能听一下小姐的心脏跳动就好了。但是病人是以为年轻的贵族小姐,直接用耳朵听显然不合适。
雷内克医生苦苦的思索着,忽然在他的脑海里浮现出孩子们的游戏,一个孩子在树的一头敲打,另一个孩子在树的另外一头听。他从这件事得到启发,拿来一张纸,将纸紧紧的卷成一个圆筒装。他将纸圆筒的一头进贴在病人的胸部,另一头贴在自己的耳朵上。此时小姐的心跳可以清楚的听见了。比直接贴在胸部还清楚。
雷内克医生回家后,请人专门做了一个空心的木管,用作看病时的听诊用。这就是第一听诊器。这个听诊器的形状很象一个笛子,所以医生就叫它“医生之笛”。
是什么原因让雷内克医生听见的呢?原来声音的发出是缘于物体的震动,然后通过空气传入耳朵。声音在空气中传播时是向四面八方传播的,雷内克用“听诊器”将声音“聚集”到一起,听起来的效果就好多了。
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1937年8月30日,英国所有邮局的无线电报和无线电话都沉默两分钟。这是为了悼念发明无线电的马可尼(1874—1937)。
马可尼出生于意大利一个富裕家庭,从小喜欢读书,爱做实验。他自己装备了一个小实验室,先做化学实验,后来做电学实验。他看到有线电报架设线路非常费力,就想:能不能用电磁波来传送电报呢?1895年,20岁的马可尼在自家花园里成功地进行了无线电波传递实验。妈妈十分高兴,给了他一千美元,鼓励他继续实验。
实验规模逐渐扩大,为了寻找经费来源,22岁的马可尼来到英国,在英国政府的支持下,继续进行研究。1897年,他和助手在英国海岸进行了跨海通讯实验。他们把发射机装在海岸上的一间小屋子里,屋外竖起一根很高的杆子,上面架设了用金属圆筒制成的天线。开始时把接收机放在距海岸4.8公里的一个小岛上,通讯效果良好。然后又把距离扩大到14.5公里,同样获得成功,以后几年,马可尼一边改进通讯装置,一边增大通讯距离。1920-年12月,马可尼实现了从英国到加拿大长达二千多英里的跨洋通讯,这一天标志着无线电已成为全球性事业。
1920-年,马可尼荣获诺贝尔物理学奖。
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也许我们都听说过或见到过“本茨”牌小轿车。“本茨”牌小轿车就是以汽车的发明者卡尔。本茨的名字命名的。
1885年,卡尔。本茨造出了世界上第一辆装有四冲程汽油发动机的轻型三轮车,这要算是世界上最古老的汽车了。这辆汽车的试制成功,奠定了今天汽车工业的基础。
卡尔。本茨1848年生在德国,他的父亲在铁路上工作。年轻时,他曾在工业学校学习数学和机械。后来他又在工厂的工作中积累了许多实际操作的经验。1871年,本茨在曼德投资建立了工厂,并开始了对内燃机的研究。他是怎样开始对内燃机产生兴趣的呢?
原来,当时已经发明自行车。不过,那时的自行车和我们现在的自行车不同。那时的自行车的脚蹬是装在非常大的前轮上的,蹬起来非常费力。
本茨想:如果能把发动机装在自行车上,行动起来,就会既快又省力了。
那个时候,欧洲已有一些国家利用蒸汽机来驱动船舶和火车。但由于蒸
汽机非常笨重而且是燃料在汽缸外燃烧的外燃机,所以,无法装在自行车和其他的轻型车辆上。
经过详细调查,本茨发现发动机中了除了蒸汽机之外,还有燃汽机。燃汽机是一种将汽缸中的易燃气体点火引爆,然后利用气体爆炸膨胀所产生的力量来推动汽缸中的活塞的内燃机。当活塞的运动通过连杆带动汽车的传动轴时,传动轴就会驱动车轮旋转起来。当时所用的易燃气体是煤气。
1878年,本茨制成了使用煤气的燃气机。紧接着,他又开始研究把发动机装在小型四轮和三轮车上。
由于燃气机需要制造装气体的装置,这个装置很大,所以无法装在轻装的车辆上。为了解决这个问题,本茨绞尽了脑汁。
一天,本茨听到了这样一件事,有人用汽油清除衣服上的污垢时,使得屋子里充满了汽油,当火苗接触到这些弥漫在屋子里的汽油时汽油发生了爆炸。本茨想,汽油既然有这么大的威力,可不可以将汽油用来代替煤气呢?
这样装置,发动机的体积和重量就会得到很好的改善。
在这之前,一位法国人曾制造过汽油发动机,但发现它的力量不大。本茨通过研究发现,蒸发后的汽油直接用在发动机中,是效率不佳的主要原因。
本茨不断改变混杂在汽油中的空气比例,分析爆炸的强度。他发现,当压缩混合气体使其密度增加时,爆炸力就会随之增强。由此本茨成功地制造出了体积小、力量大的汽油发动机。
但是这种内燃机因为只有一个汽缸,所以把它装在汽车上,汽车行驶起来很不平稳。
英国科学家克拉克发明了一项改进措施,就是在一台内燃机中装上两个汽缸,当一个汽缸处在回复阶段时,让另一个汽缸爆燃做功,两个汽缸交替做功,使输出的动力均匀起来。本茨采用了这种方法,制成了四冲程的内燃机。
1885年,本茨首次成功地将内燃机与车轮结合在一起。他把他制造的汽油发动机装在了三轮车上。
到1885年的秋天,本茨所制造的汽车已能以每小时12公里的速度稳定地行驶了。由于它用汽油内燃机作动力,所以被人们叫做汽车。这就是世界上第一辆汽车。
,就不再需要装气体的装置,发动机的体积和重量就会得到很好的改善。
在这之前,一位法国人曾制造过汽油发动机,但发现它的力量不大。本茨通过研究发现,蒸发后的汽油直接用在发动机中,是效率不佳的主要原因。
本茨不断改变混杂在汽油中的空气比例,分析爆炸的强度。他发现,当压缩混合气体使其密度增加时,爆炸力就会随之增强。由此本茨成功地制造出了体积小、力量大的汽油发动机。
但是这种内燃机因为只有一个汽缸,所以把它装在汽车上,汽车行驶起来很不平稳。
英国科学家克拉克发明了一项改进措施,就是在一台内燃机中装上两个汽缸,当一个汽缸处在回复阶段时,让另一个汽缸爆燃做功,两个汽缸交替做功,使输出的动力均匀起来。本茨采用了这种方法,制成了四冲程的内燃机。
1885年,本茨首次成功地将内燃机与车轮结合在一起。他把他制造的汽油发动机装在了三轮车上。
到1885年的秋天,本茨所制造的汽车已能以每小时12公里的速度稳定地行驶了。由于它用汽油内燃机作动力,所以被人们叫做汽车。这就是世界上第一辆汽车。
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1865年春天的某日,法国园艺师约瑟夫·莫厄埃站在自己花坛前直发愣。他那用水泥修造的花坛,不知又被哪个冒失鬼给碰碎了!那时水泥制作的东西绝不像现在的那么坚固。只是纯粹的水泥和水搅拌混上泥沙而筑,很容易断裂碰碎,约瑟夫是种花的能手,花园里百花争研,故引来无数观赏者。
人一多,就难免碰碰撞撞。他已记不清,花坛究竟被撞坏多少回了,每次他都得花很大的功夫去修补重筑。为此,他伤透脑筋。
约瑟夫瞧着眼前破败的花坛,伤心地摇摇头,俯身端起一盆花,准备移植到另一只花坛里去。岂知不小心脚一滑,摔了个大跟头,花盆落地摔碎了。
忽然他愣住了。花盆碎成了片,可花盆的泥土仍保持着原状。他把泥土捧起,只见花的根纵横交错,左右上下穿插,交织成网状结构,竟把松软的泥士箍得异常坚固。
晚上,约瑟夫的眼前浮现的全是纵横交错的花根。忽然,他猛地想起一个主意:仿照花的根系用铁丝织成网状结构,再用水泥、沙石浇铸在一起, 砌成花坛,也许能坚固点吧。
第二天清晨,约瑟夫在花园门外挂了块牌子:因花园内部整修,暂时谢绝参观。约瑟夫把自己关在花园里,摘来铁丝,按照晚上想的办法编织了一长条网,再拦上水泥、沙石,先重砌了一个小巧玲球的花坛做试验,第二天,水泥干了。他用手摸摸敲敲,觉得很坚固,使用脚上去踩踩踢踢,居然丝毫无损,他又拿起小榔头敲了几下,只见水泥上仅出现了几个小白点。整个花坛坚不可摧。
约瑟夫兴奋极了,这下再也不怕花坛被碰坏啦!他立即将花园里的旧花坛全部拆除,依照他的新办法重砌。
整修后的花园又对观赏者开放了,约瑟夫从此便不再为花坛而担忧。约瑟夫发明了钢筋混凝土,使它造福于人类
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红绿灯19世纪初,在英国中部的约克城,红、绿装分别代表女性的不同身份。其中,着红装的女人表示我已结婚,而着绿装的女人则是未婚者。后来,英国伦敦议会大厦前经常发生马车轧人的事故,于是人们受到红绿装启发,1868年12月10日,信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了,由当时英国机械师德·哈特设计、制造的灯柱高7米,身上挂着一盏红、绿两色的提灯--煤气交通信号灯,这是城市街道的第一盏信号灯。在灯的脚下,一名手持长杆的警察随心所欲地牵动皮带转换提灯的颜色。后来在信号灯的中心装上煤气灯罩
,它的前面有两块红、绿玻璃交替遮挡。不幸的是只面世23天的煤气灯突然爆炸自灭,使一位正在值勤的警察也因此断送了性命。
从此,城市的交通信号灯被取缔了。直到1914年,在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯,不过,这时已是“电气信号灯”。稍后又在纽约和芝加哥等城市,相继重新出现了交通信号灯。
随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要,第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。它是三色圆形四面投影器,被安装在纽约市五号街的一座高塔上,由于它的诞生,使城市交通大为改善。
黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎,他怀着“科学救国”的抱负到美国深造,在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电器公司任职员。一天,他站在繁华的十字路口等待绿灯信号,当他看到红灯而正要过去时,一辆转弯的汽车呼地一声擦身而过,吓了他一身冷汗。回到宿舍,他反复琢磨,终于想到在红、绿灯中间再加上一个黄色信号灯,提醒人们注意危险。他的建议立即得到有关方面的肯定。于是红、黄、绿三色信号灯即以一个完整的指挥信号家族,遍及全世界陆、海、空交通领域了。
中国最早的马路红绿灯,是于1928年出现在上海的英租界。
从最早的手牵皮带到20世纪50年代的电气控制,从采用计算机控制到现代化的电子定时监控,交通信号灯在科学化、自动
化上不断地更新、发展和完善。
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钱学森一片丹心向祖国
1949年中华人民共和国的成立。使在美国呆了近20年的钱学森异常兴奋。在新中国诞生的第6天,钱学森夫妇就萌发了一个强烈的念头:回到可爱的担国去,为新生的共和国贡献自我的智慧和力量。但回国道路充满着的曲折和艰辛,是钱学森始料未及的,这位“无论到哪里都抵得上五个师”的学者,在已将科学书籍和自我的研究工作笔记装好箱,交给美国搬运公司启运回国时,却遭到美国移民局的刁难。他们对中国的这位爱国学者百般恐吓,并把他关进拘留所,人身自由受到极太限制。
整整5年时间,他几乎过着被软禁的生活。但重重磨难并没有泯灭钱学森夫妇回到祖国的坚强意志,他们收拾好箱子,天天准备随时搭乘飞机回国。1955年,饱受磨难归心似箭的钱学森向祖国发出了求救的呼声,中国政府出面经过谈判设法营救他回国。最终在这年9月,经过长达5年多斗争的钱学森夫妇回到了祖国的怀抱.
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当我读《中外科学家的故事》这本书之后,我深有感触。本书中写了张衡、祖冲之、沈括、李四光、茅以升、童第周、钱学森、达尔文等十三位科学家的故事。
其中我最崇拜的人是张衡、伽利略、阿基米德。张衡他是东汉时期的天文学家。他创造了世界最先出现的天球仪,他发明了世界上的第一个地震仪,创造了世界上最早的候风仪……
张衡曾经说过:一个人不应该担心自己的地位不高,而应该担心自己的道德不高尚;不应当为收入菲薄而害羞,而应当为知识不广博而害臊。这句话说的多好呀!所以我们必须好好学习,没有了知识,你的地位再高也没有用。
伽利略是意大利的物理学家、天文学家。
伽利略从小勤学好动,领悟力强,才学惊人。伽利略是经典力学和实验物理学的先驱者。他在物理学方面的主要贡献是,通过亲自实验,确立了自由落体定律、合理定律,单摆振动的等时性、抛体运动,提出了运动的相对性原理,还对速度、加速度等运动学的基本概念作出了严格的定义,等等。单摆振动的等时性是伽利略作出的第一个重要发现。
伽利略对天文学也有重要的贡献。
伽利略一生道路坎坷,尤其是屡遭罗马教廷的残酷迫害。残酷的迫害使已经是风烛残年的伽利略得了多种疾病,双目失明。
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如今每个办公室都至少有一个订书机。它提供了把许多页纸装订在一起来加以保存的理想手段。但最早的订书机却根本不是一种办公室里的用品。它是为印刷工业而开发的。
装订图书的传统方法是按照“贴码”将书页缝合起来。这是一个相当复杂的工序,对熟练的装订工人来说是简单的,但由一部机器来做却很能很困难。因此想提高工作速度的装订工人,尤其当生产那些通常要求快的小册子和杂志时,都试图寻找到用小段弯铁丝来进行装订的办法。
1869年,马萨诸塞州波士顿的托马斯·布里格斯发明了一个能担当此任的机器。他创办一家制造和销售这种机器的“波士顿铁丝装订机公司”。他的机器将铁丝轧断并使它弯成U形,然后用它来钉穿书页,最后再弯一下将书恰当地固定好。
布里格斯最初的订书机是相当复杂的,因为它有那么多道操作步骤。因此,他在1894年采用了一种制造工序,该工序首先将铁线轧断并弄弯,做成一串U形订书钉。这些钉子可以装进一个简单得多的机器里,该机器可以把这些钉子嵌入纸而中去。这个机器就是如今办公室和家里订书机的原型。
早期的U形钉包在纸里,或者单个地装进订书机里。订书机的使用在20世纪20年代日益普及,当时U形钉粘合成一长条后投放市场。
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