㈠ 科學家創新發明的例子
有以下例子:
1、愛迪生發明電燈。
1878年,愛迪生開始白熾燈的研究,在十幾個月中經過多次失敗後,於1879年10月21日成功地點亮了白熾炭絲燈,穩定地點亮了兩整天。1882年,在紐約珍珠街創辦世界第二座公用火電廠,建立起紐約市區電燈照明系統,成為現代電力系統的雛形。
電照明的實現,不僅僅大大改善了人們生產勞動的條件,也預示著日常生活電氣化時代即將到來。1883年,愛迪生在試驗真空燈泡時,意外地發現冷、熱電極間有電流透過。這種現象之後稱為愛迪生效應,成為電子管和電子工業的基礎。
2、張衡發明渾天儀。
東漢傑出科學家張衡,在任太史令時,專心研究天文歷算。在當時,有種比較先進的天文學說叫渾天說,認為天是渾圓的,像一枚禽卵,天像卵殼,地像卵黃,在天的中間,日月星辰在「卵殼」上不停轉動。張衡認為這樣的結論不完善。
於是他天天觀測天象,積累了大量恆星運動的資料並對恆星運動的規律進行了分析研究,製成了渾天儀,繼承和發展了前人的渾天說。渾天儀用銅製成,主體是一個球體模型,上刻著恆心、南極、北極、經度、黃道、赤道。儀器上表現的情況同天空中星象出沒完全相符。所以取得如此成就,完全由於張衡堅持觀測天象的結果。
3、亞歷山德羅•伏特發明電池。
伏特雖然沒有發現電,但是他卻想出了一個可將電攜帶的好點子。要知道「伏特電池」可是現代電池的先驅。
伏特一生職業都在搞電的東西。早期他發明了起電盤(即一次充電單板電容),一年之後致力於封閉室燃氣點火發電實驗,在此過程中他發現了沼氣(甲烷),即今天家庭普遍使用的一種氣體。
然而真正使其出名的卻是「伏特電池」,其實就是一堆鋅片和銅片交互排列,再加上兩種金屬片之間為增強導電性而浸了鹽水的布料而已。但就是這種粗陋的電池向世界展示了如何利用金屬-化學組合生電的奧秘。
4、尼古拉•特斯拉發明無線電。
雖然尼古拉•特斯拉生前沒有因此得到認可,但美國聯邦最高法院最終還是肯定了他的專利申請,確認是他而不是馬可尼發明了無線電。
特斯拉也許就是為標新立異而生的。雖然他發明的一種稱做「交流電」的輸電方法應用至今,其實他研究的焦點集中於電的理論應用(遺憾的是許多研究成果仍停留在繪圖板上)。就是這個總是自己製作實驗設備(比如用來聚集電能的著名的特斯拉線圈)的特斯拉,提出了范圍涉及從X射線到地震儀的一系列觀點。
5、萊昂納多•達•芬奇發明計算器。
提到達•芬奇和他的發明時,你最好問這樣的問題:「什麼東西不是他發明的?」因為他發明的東西實在太多了。達•芬奇的工作日誌里繪有許多東西的設計圖,但其中最值得一提的就是計算器的設計。試想如果缺少簡單的復雜的數學運算,那科學將會是什麼樣子。
達•芬奇堪稱文藝復興開山鼻祖,他能畫(比如傑作《蒙娜麗莎》),能雕塑,也能發明。他那至今令全世界著迷的日記,描繪勾勒了從人體到直升機和坦克的很多事物。
㈡ 20世紀的偉大發明,並說出誰發明的和怎麼發明的
二十世紀影響人類的重大發明
蒸汽機:推動了整個工業革命的發展
傳統的馬力或者水力無法提供工業革命所需的動力,蒸汽機能量的開發為世界帶來了一種更有效更強大的動力。雖說古人在公元前2世紀就已經開始這方面的探索,但直到瓦特的蒸汽機面市後,才真正開啟了蒸汽機的商業價值。許多歷史學家認為,蒸汽機的開發是工業革命最重要的發明之一,因為蒸汽機的出現帶動了冶金、煤礦和紡織業的發展。蒸汽機的出現及紡織業的機械化,提高了工業的用鐵量。由於英國擁有豐富的鐵礦和煤礦,需求量的增加刺激了冶鐵技術和煤礦業的改進,同時加快了工業化的步伐。1804年出現的蒸汽機火車和1807年出現的蒸汽機輪船大大改善了運輸條件,輔助了工業革命的發展。
電話:掀開人類通訊史的新篇章
「沃森先生,請立即過來,我需要幫助!」這是1876年3月10日電話發明人亞歷山大·貝爾通過電話成功傳出的第一句話,電話從此誕生了,人類通訊史從此掀開了一個全新的篇章。
人類進行無線通訊的夢想則是1973年在美國紐約實現的。當時,這台世界上第一個實用手機體積大,重達1.9 公斤,是名副其實的「大哥大」。26年後的今天,世界最小的手機也誕生了,它只有尋呼機那麼大,也比第一代手機輕了不少。
1964年是人類通訊史上另一個重要轉折點,這年夏天,全世界成千上萬的觀眾通過電視第一次收看由衛星轉播的日本東京奧林匹克運動會實況。這是人類有史以來第一次通過電視屏幕同時間觀看千里之外發生的事,人們除了感嘆奧運精彩壯觀的開幕式和各種比賽外,更驚嘆於科技的進步。這一切都歸功於哈羅德·羅森發明的地球同步衛星。
1969年夏天,國際互聯網的雛形在美國出現,它由四個電腦網站組成,一個在加州大學分校,另三個在內華達州。1972年,實驗人員首次在實驗網路上發出第一封電子郵件,這標志著國際互聯網開始與通訊相結合。到了90年代,國際互聯網開始轉為商業用途。1995年網路發展到第一個高潮,這一年被稱為國際互聯網年。在電子商業浪潮的推動下,國際互聯網在21世紀對人類社會的影響將更加深遠。
汽車:載著時代向前奔駛
汽車改變了人類的整個交通狀況,擁有汽車工業成了每一個強大工業國家的標志。
汽車走過這樣一段歷史:1771年,法國人居紐設計出蒸汽機三輪車;1860年,法國人雷諾製造出了以煤炭瓦斯為燃料的汽車發動機;1885年,德國人本茨和戴姆勒各自完成了裝有高速汽油發動機的機車和裝有二沖程汽油發動機的三輪汽車,並且成功企業化;1908年,美國人福特採用流水式生產線大量生產價格低、安全性能高、速度快的T型汽車。汽車的大眾化由此開始;1912年,凱迪拉克公司推出電子打火啟動車,使婦女也開始愛上汽車;1926年,世界第一家汽車製造公司戴姆勒·本茨公司成立;1934年,第一輛前輪驅動汽車面世;1940年,大戰令許多汽車製造商停產,歐洲車商開始轉向生產軍用車輛;50年代,德國沃爾沃的甲殼車轎車一經推出就成為最受歡迎的汽車;1970年到2000 年,日本車在亞洲走俏,豐田、本田、三菱以及日產特高技術小型車入侵歐美市場,改寫了歐美牌子壟斷的局面。
實際上,汽車的發明使人類的機動性有了極大的提高,使20世紀人類的視野更加開闊,更追求自由。當然,汽車工業的發展也帶來了道路網擠占土地資源、大氣污染和高昂的車費等問題,但不管怎麼說,汽車確實載著人類向前發展,向前奔駛。
電視:人類自己創造的「魔鬼」
現代人可以一天不吃飯,不喝水,但不能一天沒有電視。
電視的設想和理論早在1870年就出現過。1884年,德國發明家保羅?尼普科夫設計了全個穿孔的「掃描圓盤 」,當圓盤轉動的時候,小孔把景物碎分成小點,這些小點隨即轉換成電信號,另一端的接收機把信號重組成與原來圖像相同但粗糙的影像。1926年,蘇格蘭人約翰·貝蒙德採用尼普科夫的「大圓盤」製造了影像機。
真正製造出畫面穩定的電視是從俄羅斯移民到美國的拉基米爾·佐里金和出生在美國猶它州的菲洛·法恩斯沃思。在 1939年的世界博覽會上,世界第一台真正清晰的電視開播,電視真正誕生了。
登月:人類航天史上邁出一大步
美國宇航員阿姆斯特朗登上月球剎那所說的名言「對個人來說,這只是一小步;對人類來說,這是邁出一大步」牢牢銘記在地球人的心上。
1969年7月20日下午4時,全世界5億電視觀眾都看到了「黑黝黝」的畫面,畫面深處傳來一個來自外太空的聲音:「休斯頓,這里是靜海基地,鷹艙已經登陸!」接下來,美國「阿波羅11號」登月宇宙飛船上的兩名宇航員阿姆斯特朗和奧爾德林問休斯頓宇航中心:「我們不想休息四小時,我們想馬上登月。」休斯頓回答:「同意立即登月!」接著,阿姆斯特朗背朝外,開始從九級梯子緩緩爬下。全世界5億人都看到了這一場景。
登月確確實實是人類航天科技的一大進步,因為正如最後一名登月者塞爾南上校所說的:「在月球遙望地球,我看不到任何國界,我覺得地球就是一個整體,我的整個思想也就開闊了。」
電腦:人類未來的希望
1946年2月4日,美國軍方和政府部門的代表、著名的科學家一起擠在賓夕法尼亞大學的一個房間里。當一位陸軍將軍輕輕按下電鈕後,占滿整整三堵牆的機器立即亮了起來,人們熱烈鼓掌,高聲歡呼:「ENIAC活了!」並且向總工程師埃科特祝賀。「ENIAC」就是世界上第一台電腦。
基因:破解生命的千古密碼
10多年前,科學界就預言說,21世紀是一個基因工程世紀。人類基因工程走過的主要歷程怎樣呢?1866年,奧地利遺傳學家孟德爾神父發現生物的遺傳基因規律;1868年,瑞士生物學家弗里德里希發現細胞核內存有酸性和蛋白質兩個部分。酸性部分就是後來的所謂的DNA;1882年,德國胚胎學家瓦爾特弗萊明在研究蠑螈細胞時發現細胞核內的包含有大量的分裂的線狀物體,也就是後來的染色體;1944年,美國科研人員證明DNA是大多數有機體的遺傳原料,而不是蛋白質;1953年,美國生化學家華森和英國物理學家克里克宣布他們發現了DNA的雙螺旋結果,奠下了基因工程的基礎;1980年,第一隻經過基因改造的老鼠誕生;1996年,第一隻克隆羊誕生;1999年,美國科學家破解了人類第 22組基因排序列圖;未來的計劃是可以根據基因圖有針對性地對有關病症下葯
㈢ 電炮的發展史
早在1845年,CharsWheastone建造了世界第一台直線磁阻電動機,並用其將金屬棒拋射到20m遠的地方。1895年Mayor獲得第一個直線感應電動機專利。此後,德國科學家柯比提出用「電磁推進」製造「電氣炮」的想法。但第一個提出電磁炮概念並進行實驗的是挪威Oslo大學物理學教授Birkeland,他在1901年獲得了「電火炮專利」,並使用直流激勵管狀直線電動機的系列線圈,把500g重的彈丸加速到50m/s;這個實驗模型後來展示在Oslo的科學博物館內。1912年,法國的EmileBachelet建造了一個交流激勵的磁推進裝置,在1914年展出時,曾引起英國首相丘吉爾的興趣。1917年,另一位法國發明者提出利用磁場力發射有翼炮彈的設想。1920年,法國的Fauchon-Villeplee發表了《電氣火炮》一文。幾乎與此同時,美國費城的電炮公司研製了用於火炮的電磁加速器。1937年,美國的航空公司創始人Northrup教授以「AbkadPsendoman」為筆名在《0到80》一書中提及了電磁發射原理。此後,美國普林斯頓大學試試用電磁力發射了載體。直到二戰爆發前,各種電炮的專利已達45項之多。戰爭期間,德國,日本都曾研製過電磁炮。1944年德國的Hansler曾將10g彈丸加速到1.2km/s。1946年美國的威斯汀豪斯電氣公司建成一個全尺寸的飛機彈射裝置,名叫「電拖(Electopult)」。它是一個初級運動的直線感應電動機。爾後,美國海軍和空軍也做了一些研究工作。但是空軍的科學研究所經過反復論證,於1957年得出「電磁炮根本行不通」的結論,把電磁炮打入冷宮。在此影響下,電磁炮研究一度陷入低潮。可是,那時期澳大利亞和其他一些科學家卻持不同看法,在60年代仍孜孜不倦地研究,並取得了一定的進展。例如,澳大利亞國立大學的Marshall及其同事在改進大電流滑動接觸技術方面,提出了「等離子體電弧電樞」概念。美國的Brast和Sawle首先利用等離子體電樞把31mg的彈丸加速到6km/s。他們撥亮了即將熄滅的電磁炮研究之「火」。1966年,美國內華達州大學的Winterberg教授提出用磁行波加速超導體的概念。1967年,蘇聯的鮑恩達列托夫用1cm長的單級脈沖感應線圈炮把2g鋁環加速到5km/s。1972年,NASA提出電刷換向的螺旋線圈炮;而麻省理工則研製出第一台類似同步直線電動機的線圈炮。基於上述的工作成就和脈沖功率技術學科的發展,使電磁炮技術在70年代有了重大突破。1978年澳大利亞國立大學的馬歇爾等公布了其研究成果:用550MJ單機發電機和等離子體電樞,在5m長的導軌炮上把3g聚碳酸酯彈丸加速到了5.9km/s的初速。這一重大成就,從實驗上證明了用電磁力可將較重的彈丸推進到高速的可能性,為電磁炮的發展作出了開拓性的貢獻。從此,電磁炮的研製工作開始邁入了新階段。馬歇爾等人的劃時代性成就,使世界各國的科學家受到極大鼓舞和啟發,同時引起各國軍方的濃厚興趣,於是紛紛投入大量財力人力對電磁炮進行研究,並建立了不少電磁炮實驗室。美國、前蘇聯、澳大利亞、英國、法國、中國、日本等十幾個國家,目前美國處於領先地位。1978年,為了評估電磁炮技術及其應用潛力,在美國陸軍裝備研究發展中心的倡議下,成立了有關電磁炮研究的國家咨詢委員會和技術學部。國防高級研究計劃所(DARPA)成為各大學和公司電磁炮研究的主要支持者 電熱炮的研製早在1945年始於德國,設計者O.Muck,他是實際研製電熱炮的第一人,他在此之前曾從事線圈炮和導軌炮的研製工作。1956年,美國通用動力公司的Yoler設計出一種多級加速結構的電熱炮,可不斷加速膛內彈丸。同年,一位名叫Bloxsom的人設計出另一種電熱炮,並申請了專利和發表了論文,他採用電弧加熱氦氣的方案,把直徑3mm的尼龍環加速到2.99km/s。1960年,美國國防部發表了《電弧炮的研究報告》,並且由空軍導彈局組織實施研製;在這種炮的葯室內裝有充作「發射葯」的氫化鋰,用已充電的電容器組向葯室放電,結果把10mg的尼龍彈丸加速到4.9km/s。盡管以上的工作曾為電熱炮的發展和研製工作作出了一定的貢獻,但是由於當時的脈沖功率技術和其他相關學科水平的限制,以及人們急功近利地偏愛導軌炮,總希望完全脫離化學火炮的工作模式,從而冷落了電熱炮的研究。直到前蘇聯、美國、前西德和以色列等在研究導軌炮和線圈炮的同時,從對比中發現了電熱炮的實用性。此後,人們再次對電熱炮熱衷起來,並在技術上有了重大突破,使電熱炮的發展在80年代得到轉機。當初蘇聯曾在其FST-2坦克上實驗了135mm口徑的電熱炮,據稱初速已經達到2.5km/s,有可能在90年代電熱炮先於導軌炮或線圈炮裝備在類似FST坦克上。
美國當然也不甘落後,對電熱炮的研製加快了步伐。有代表性的研製單位是通用動力公司和食品機械(FMC)公司,它們於軍方簽訂合同研製一種間熱式電熱炮,稱作燃燒增強等離子體(CAP)炮,實際上是一種電熱化學(ETC)炮。CAP炮用放電產生的高壓、高溫等離子體加熱、離解焓能較高的工作流體,從而提高「發射葯」的能級。此外,美國與以色列合作研製另一類間熱式電熱炮——固體推進劑電熱化學炮,即固體工質CAP炮 ,這種炮是藉助高溫等離子體加熱固體發射葯以提高能量水平的,他們在60mm炮上裝M30粒狀發射葯進行電加熱實驗,炮口動能提高了25%;1989年,美國通用動力公司在綠色農場(Green Farm)試驗場上首次進行了電熱炮的實彈射擊實驗,並把電熱炮列入美國國防部關鍵技術技術計劃中。該計劃准備於1995財年製造和使用155mm的電熱炮,直接作為戰術武器,供陸軍作為延伸射程的反裝甲武器,對付敵人的下一代坦克;海軍把它裝在水面艦艇上,用以攔截和摧毀15km以外的現有和未來的導彈武器系統;空軍把電熱炮用於諸如A10等近距離的空中支援飛機上,以毀傷地面遠至5km的裝甲車。據英國《海上防務》(1993年7~8月)報道,美國FMC公司海軍系統分部5月份成功地在火炮試驗場進行了電熱—化學炮速射演示。以色列的核研究機構早已在研究電熱炮。他們在現有常規火炮的炮閂和炮管的內壁塗上一層絕緣材料(如聚四氟乙烯等),用已充電的電容器向炮管放電,在彈丸後面形成聚四氟乙烯材料的高溫等離子體,同時向彈丸後的炮管注入石蠟和水,用等離子體加熱這些物質以產生氫,氫氣同時被等離子體加熱而膨脹,進而推動彈丸前進。目前,這種特殊的電炮,已經能把彈丸加速到4km/s(1995年)
中國科學院合肥等離子體物理研究所,1988年研製了一台等離子體箍縮型電熱炮,作為該所導軌炮的前級注入炮使用。此電熱炮系用大電流加熱後膛的鋁箔,使其電爆炸產生等離子體,藉助等離子體的箍縮效應,把30g的彈丸加速到570m/s;當在後膛再填加800mg速燃火葯時,將50g彈丸加速到700m/s。。中國工程物理研究院流體物理研究所1991年製作了一門液體工質間熱式電熱炮,即液體工質的CAP炮,炮口徑為23mm,已把20g彈丸加速到1850m/s;這門CAP炮的工作流體是過氧化氫等輕工質,用塑料袋封裝後置入燃燒室的,電源為充電的電容器組。
㈣ 誰發明了什麼
愛迪生抄發明電燈
華佗發明麻沸散
倫琴發現X射線
貝克勒耳發現自發放射性
瑞利發現氬
達倫發明航標燈自動調節器
勞倫斯發明迴旋加速器
格拉澤發明氣泡室
卡皮察發明並應用氦的液化器
魯斯卡發明電子透鏡研製成世界第一台電子顯微鏡
魯斑-鋦子
諸葛亮-諸葛弩
法拉第-發電機
瓦特-蒸汽機
瓦特發明了蒸汽機
蔡倫發明了紙
張衡發明了地動儀
貝爾發明了電話
㈤ 范德格拉夫靜電加速器
產生靜電高壓的裝置。又稱范德格拉夫加速器,是美國
物理學家R.J.范德格拉夫在1931年發明的。結構如圖,空心
金屬圓球A放在絕緣圓柱 C 上,圓柱內B為由電動機帶動上下
運動的絲帶(絕緣傳送帶),金屬針尖 E 與數萬伏的直流電
源相接,電源另一端接地,由於針尖的放電作用,電荷將不
斷地被噴送到傳送帶B上。另一金屬針尖F與導體球 A 的內表
面相聯。當帶電的傳送帶轉動到針尖 F 附近時,由於靜電感
應和電暈放電作用,傳送帶上的電荷轉移到針尖 F 上,進而
移至導體球A的外表面,使導體球A帶電。隨著傳送帶不斷運
轉,A球上的電量越來越多,電勢也不斷增加。通常半徑為1
米的金屬球可產生約 1 兆伏(對地)的高電壓。為了減少大
氣中的漏電,提高電壓,減小體積,可將整個裝置放在充有
10~20個大氣壓的氮氣的鋼罐之中。
產生正極性電的范德格拉夫起電機可用作正離子的加速
電源,產生負極性電的則可用於高穿透性的 X 射線發生器中。
㈥ 談談加速器發明的意義以及對人類社會的作用
在探究微觀粒子性質的過程中,加速器是產生和研究各種形形色色粒子的最好工具.早在20世紀30年代,勞倫斯(E.Lawrence,1901~1958)就發明了迴旋加速器;我國在1988年建成了北京正負電子對撞機.歐洲核子研究中心的正負電子對撞機是當今世界上能量最高的對撞機,其能量為100GeV,主加速器周長為27 km,目前正在建造的大型強子(質子-質子)對撞機能量高達16 TeV.
高能加速器的建造得益於科學技術的發展,如高真空技術、超導技術、計算機技術等.加速器在幫助人們進一步探索微觀粒子世界奧秘的同時,在人們的生產、生活中也有著重要的作用.20世紀40年代.電子加速器開始用於癌症的治療.粒子加速器還用於工業探傷、食品的防腐與保鮮、復合材料的生產以及醫療用品消毒等.
㈦ 迴旋加速器是如何發明的
粒子物理學的誕生揭開了物理學發展史中嶄新的一頁,它不但標志了人類對物質結構的認識進入了更深的一個層次,而且還意味著人類開始以更積極的方式變革自然、探索自然、開發自然和更充分地利用大自然的潛力。
各種加速器的發明對粒子物理學的發展起了很大的促進作用,美國物理學家勞倫斯(E.Lawrence)順應這一形勢,走在時代的前列。他以天才的設計思想、驚人的毅力和高超的組織才能,為加速器的發展作出了重大貢獻。
勞倫斯1901年出生於美國南達科他州南部的坎頓,父母都是教師,早年就對科學有濃厚興趣,喜歡做無線電通訊實驗,在活動中表現出非凡的才能。他聰慧博學,善於思考,原想學醫,卻於1922年以化學學士學位畢業於南達科他大學,後轉明尼蘇達大學當研究生。導師斯旺對勞倫斯有很深影響,使他對電磁場理論進行了深入的學習。
勞倫斯在耶魯大學繼續研究兩年之後,於1927年當了助理教授。1928年轉到伯克利加州大學任副教授。兩年後晉升,是最年輕的教授。在這里他一直工作到晚年,使伯克利加州大學由一所新學校成為粒子物理的研究基地。
1928年前後,人們紛紛在尋找加速粒子的方法。當時實驗室中用於加速粒子的主要設備是變壓器、整流器、沖擊發生器、靜電發生器和特斯拉線圈,等等。這些方法全都要靠高電壓。可是電壓越高,對絕緣的要求也越高,否則儀器就會被擊穿。正當勞倫斯苦思解決方案之際,一篇文獻引起了他的注意,使他領悟到用一種巧妙的方法來解決這個矛盾。他後來在諾貝爾物理學獎的領獎演說中講到:
「1929年初的一個晚上,當我正在大學圖書館瀏覽期刊時,我無意中發現在一本德文電氣工程雜志上有一篇維德羅的論文,討論正離子的多級加速問題。我讀德文不太容易,只是看看插圖和儀器照片。從文章中列出的各項數據,我就明確了他處理這個問題的一般方法……在連成一條線的圓柱形電極上加一適當的無線電頻率振盪電壓,以使正離子得到多次加速。這一新思想立即使我感到找著了真正的答案,解答了我一直在尋找的加速正離子的技術問題。我沒有更進一步地閱讀這篇文章,就停下來估算把質子加速到一百萬電子伏的直線加速器一般特性該是怎樣的。簡單的計算表明,加速器的管道要好幾米長,這樣的長度在當時作為實驗室之用已是過於龐大了。於是我就問自己這樣的問題:不用直線上那許多圓柱形電極,可不可以靠適當的磁場裝置,只用兩個電極,讓正離子一次一次地來往於兩電極之間?再稍加分析,證明均勻磁場恰好有合適的特性,在磁場中轉圈的離子,其角速度與能量無關。這樣它們就可以以某一頻率與一振盪電場諧振,在適當的空心電極之間來回轉圈。這個頻率後來叫做『迴旋頻率』。」
勞倫斯不僅提出了切實可行的方案,更重要的是以不懈的努力實現了自己的方案。
1930年春,勞倫斯讓他的一名研究生愛德勒夫森(N.Edleson)做了兩個結構簡陋的迴旋加速器模型。真空室的直徑大約只有10厘米。其中的一個還真的顯示了能工作的跡象。隨後,勞倫斯又讓另一名研究生利文斯頓(M.S.Livingston)用黃銅和封蠟作真空室,直徑也只有11.43厘米,但這個「小玩意」已具有正式迴旋加速器的一切主要特徵。1931年1月2日,在這微型迴旋加速器上加不到1 000伏的電壓,可使質子加速到80 000電子伏,也就是說,不到1 000伏的電壓達到了8萬伏的加速效果。
1932年,勞倫斯又做了22.86厘米和27.94厘米的同類儀器,可把質子加速到1.25兆電子伏(MeV)。正好這時,英國卡文迪什實驗室的科克饒夫(J.D.Cockcroft)和瓦爾頓(E.T.S.Walton)用高壓倍加器做出了鋰(Li)蛻變實驗。消息傳來,人心振奮,勞倫斯看到了加速器的光明前景,更加緊工作。不久他就用27.94厘米迴旋加速器輕而易舉地實現了鋰蛻變實驗,驗證了科克饒夫和瓦爾頓的結果。這次實驗的成功,顯示了迴旋加速器的優越性,使科學界認識到它的意義,同時也大大增強了勞倫斯等人對工作的信心。
於是他和利文斯頓以更大的規模設計了一台D形電極、直徑為68.58厘米的機器,准備把質子加速到5MeV能量。這時氘已經被尤里(Urey)發現了,勞倫斯可以用氘核作為轟擊粒子,以獲得更佳效果。因為氘核是由一個質子和一個中子組成的復合核,氘核在靜電場作用下有可能解體,變成質子和中子。而中子的穿透能力特別強,這樣就可以利用迴旋加速器產生許多重要的人工核反應。
68.58厘米迴旋加速器的運行帶來了豐碩成果。許多放射性同位素陸續在伯克利發現。伯克利加州大學成了核物理的研究中心,他們把生產出來的放射性同位素提供給醫生、生物化學家、農業和工程科學家,廣泛應用在醫療、生物、農業等領域。
1936年,在勞倫斯主持下,他們將68.58厘米迴旋加速器改裝成93.98厘米的,使粒子能量達到6MeV。用它測量了中子的磁矩,並且產生出了第一個人造元素——鍀(Tc)。
為了表彰勞倫斯發明的迴旋加速器的功績,1939年諾貝爾物理學獎授給了勞倫斯。
然而,勞倫斯仍不願加速器停留在這個水平。他認為,在這個水平上工作,還遠不足以發現微觀世界的奧秘。所以新的一代迴旋加速器又在設計之中。
一台大型的迴旋加速器,從設計、製作、安裝、調試直到進行各項實驗活動,都需要各種人才的分工協作、互相配合。勞倫斯在諾貝爾獎頒獎會上的演說詞中講到:「從工作一開始就要靠許多實驗室的眾多能幹而積極的合作者的集體努力」,「各方面的人才都參加到這項工作中來,不論從哪個方面來衡量,取得的成功都依賴於密切和有效的合作。」
1958年勞倫斯因病去世,終年57歲。為了紀念他,伯克利加州大學輻射實驗室改名為勞倫斯輻射實驗室。他的一生為迴旋加速器奮斗不息,雖然他自己沒有直接做出科學發現或者創立科學理論,但是在他的領導和培養下或者在跟他協作的過程中,許多人做出了重大貢獻。在他的實驗室里,先後有8人獲得諾貝爾獎。由於加速器的應用,物理學進入了一個新階段,「大科學」從此開始了。
核乳膠的發1950年諾貝爾物理學獎授予英國布里斯托爾大學的鮑威爾(C.F.Powell),表彰他發展了研究核過程的光學方法,和他用這一方法做出的有關介子的發現。
所謂研究核過程的光學方法,指的是運用特製的照相乳膠記錄核反應和粒子徑跡的方法,這種特製的乳膠就叫做核乳膠。
鮑威爾1903年12月5日生於英格蘭肯特(Kent)的湯布里奇(Tonbridge)。他父親是一位槍炮製造商,長期從事這方面的貿易。他的祖父曾創建一所私立學校。家庭的影響使他從小就有崇尚實踐和重視學術的素養。他11歲時就在當地的學校取得了獎學金,後來又在社會上贏得了公開獎學金到劍橋大學的西尼·塞索克斯(Sidney Sussex)學院學習。1924~1925年以頭等成績通過了自然科學學位考試,1925年畢業。1925~1927年鮑威爾作為盧瑟福和C.T.R.威爾遜的研究生在卡文迪什實驗室做研究工作,1927年獲博士學位。他的第一項研究是與雲室有關的凝聚現象,其結果間接地解釋了經噴嘴的蒸汽會產生高度電離這一反常現象。他證明了這是由於在快速膨脹的蒸汽中存在過飽和現象。他的結論關繫到蒸汽渦輪機的設計和運轉。1928年鮑威爾去布里斯托爾大學威爾斯物理實驗室工作,當丁鐸爾(A.M.Tyndall)的助手,後來晉升為講師。1936年他參加地震考察隊訪問西印度群島,研究火山活動。第二年回以布里斯托爾,1948年升任教授。他在這里長年耐心地工作於發展一種測量正離子遷移率的精確技術,從而掌握了大多數普通氣體中的離子特性。在旅居加勒比海之後,他又回過來從事建造一台用於加速質子和氘核的科克饒夫高壓加速器,把加速器與威爾遜雲室結合起來,可以研究中子-質子散射。1938年他在從事宇宙射線實驗中採用各種照相乳膠直接記錄粒子的徑跡。當科克饒夫高壓加速器開始運轉時,鮑威爾用同樣的方法觀測反沖質子的徑跡,測量中子的能量,他和合作者發現乳膠中帶電粒子的徑跡長度可以對帶電粒子的射程給出精確的計量,不久就明確這一方法在核物理實驗中有非常大的好處。這一發現把他引向研究高能氘核束所產生的散射和蛻變過程。
後來鮑威爾又回過來從事宇宙射線的研究並研製出了靈敏度更高的照相乳膠。1947年他和奧恰利尼在海拔3 000米的山頂上,用這種新乳膠直接記錄宇宙射線的輻射,並通過分析乳膠中射線的徑跡,證實了π±介子的存在,並且觀測到了π介子衰變成μ介子和中微子的過程。1949年鮑威爾又用這種方法發現了K介子的衰變方式。
鮑威爾所用的照相法是基於這樣的原理:帶電粒子穿過照相乳膠時,所經之處溴化銀顆粒會被帶電粒子電離,因而留下軌跡;一系列變黑的顆粒以一定間隔分布,其距離視粒子速率而定;粒子速率越大,則間距也越大。這是因為快速粒子比慢速粒子具有更小的電離能力。
這一方法其實並不新穎,早在20世紀初期就已用做顯示放射性輻射的手段。因為要在核過程的研究中運用這一方法,首先需要有一種對各種帶電粒子特別是快速粒子都很靈敏的乳膠。在30年代初期,這個問題似乎已經接近於解決,因為有人發現,可以用敏化乳膠片的辦法使之能對快速質子發生作用。不過這一方法用起來很困難,所以未能廣泛使用。
不需要事先敏化的乳膠在1935年就由列寧格勒的茲達諾夫和依爾福德(ILFORD)實驗室各自獨立地生產出來了。但是在核物理研究中,即使到了30年代照相法仍未得到普遍採用,只有在宇宙射線的研究上還有一些人用到這種方法。許多核物理學家對這種方法還持懷疑態度,因為從測量到的徑跡長度計算粒子能量往往會得到很分散的結果。大家那個時候更相信的是威爾遜雲室。
鮑威爾的功績就在於驅散了對照相法的懷疑,他使照相法不僅對宇宙射線和結合核現象,而且在研究某些核過程中也能成為非常有效的手段。鮑威爾用新的依爾福德中間色調底片,研究了在核過程研究中照相法的用途和可靠性。從1939年至1945年他和他的合作者一方面做了各種試驗,另一方面不斷地改進材料的處理方法,研究有關技術,創制分析粒子徑跡的光學設備。他們的工作令人信服地證明了:在核物理的研究中,照相法和雲室及計數器是同樣有效的,有時照相法比雲室和計數器更為有效。照相法節省時間,節省材料。例如,用威爾遜雲室在20 000張立體照片中可供測量的粒子徑跡只有1 600條,而鮑威爾和他的合作者在3平方厘米的照相底片中就找到了3 000條可用的粒子徑跡。1946年在他們為改進和發展照相法的努力中作出了重要的一步,這就是他們用到了一種新型的名叫「C2」的乳膠,其特性在各方面都超過了原來的乳膠。粒子的徑跡更為清晰,看不到干擾本底,這就大大地提高測量的可靠性。後來還可以用照相法來發現罕見過程,可以在乳膠中摻某種原子以供特殊研究。改進的照相法對宇宙射線的研究就更為有效。乳膠可以連續記錄,而威爾遜雲室只能記錄儀器操作的短暫時間間隙里所通過的粒子和所發生的過程,因而顯得十分局限。可見,照相法在這些研究中大大優越於雲室法。在法國南部有一個高於海平面2 800米的觀測站用到了這種新型乳膠。後來又在高5 500米處進行測量,測量結果在乳膠中找到了大量的孤立粒子徑跡,同時也有記錄蛻變的分叉,這些分叉就像一顆一顆的星。在乳膠中可以找到分叉數各不相等的「星」,從這些星可以判定,有一些是小質量的粒子闖進了乳膠,打到乳膠中的某些原子核上,引起這些原子核發生蛻變。然而是宇宙射線的什麼成分引起了原子核的蛻變?經過深入的研究,他們證明,這一活躍的粒子是介子,其質量比電子大幾百倍,帶的是負電。有些蛻變還可以觀察到慢速介子從原子核里拋出來。1947年鮑威爾和他的合作者報告說,發現了一種介子,在其運動過程中又產生了另一介子。分析初始介子和二次介子的徑跡表明有可能存在兩類具有不同質量的介子。後來的實驗證實了這一理論。初始介子叫做π介子,二次介子叫做μ介子。初步測量表明π介子的質量大於μ介子的質量,而它們的電荷都等於基本電荷。
鮑威爾在進一步的實驗中確定π介子的質量是μ介子的1.35倍。這個關系與美國伯克利輻射實驗室的研究者們用467.36厘米的迴旋加速器所測定的結果——1.33倍符合甚好。他們還確定,π介子的質量比電子大285倍,而μ介子的質量比電子大216倍。兩種介子都可帶正電,也可帶負電。μ介子的壽命約為百萬分之一秒,而π介子還要短百倍。π介子是不穩定的,會自發地蛻變為μ介子。負π介子易於和原子核相互作用,所以在乳膠中它們在徑跡末端被原子俘獲,既可引起輕原子核的蛻變,也可引起重原子核的蛻變。由於鮑威爾用上一種對電子敏感的乳膠,他在1949年證明了μ介子會在其路程的末端蛻變為一個帶電的輕粒子和兩個以上的中性粒子。接著,鮑威爾又研究了π介子(現在叫做π子),其質量為電子的1 000倍。這一介子是別人發現的,但鮑威爾對之做了更加詳盡的探討。
鮑威爾研究核乳膠的成功使布里斯托爾大學成了核物理研究的重要基地。他在1949年當選為英國皇家學會會員,1950年,也即核乳膠誕生的幾年之後就獲得了諾貝爾物理學獎。
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㈨ 誰發明了什麼東西
1、袁隆平
袁隆平是雜交水稻研究領域的開創者和帶頭人,致力於雜交水稻技術的研究、應用與推廣,發明「三系法」秈型雜交水稻,成功研究出「兩系法」雜交水稻,創建了超級雜交稻技術體系。
並提出並實施「種三產四豐產工程」,運用超級雜交稻的技術成果,出版中、英文專著6部,發表論文60餘篇。
2、阿爾弗雷德·貝恩哈德·諾貝爾
1863年10月,諾貝爾獲得炸葯發爆劑的發明專利權。這項發明人們稱之為「諾貝爾引燃器」。1864年,取得硝化甘油炸葯發明的專利權。
1865年,他多次實驗,反復鑽研,研製成了固體韌性燃料,並先後在瑞典、英國和美國取得炸葯的專利。1866年,製造出能吸收比本身多三倍的硝化甘油,並且像粘土一樣軟硬適中的「矽藻土炸葯」,這一產品成為以後諾貝爾國際性工業集團的基石。
3、狄塞爾
1892年,狄塞爾終於能夠向全世界展示自己的成果——一台實用的柴油動力壓燃式發動機。這種發動機功率大,油耗低,可使用劣質燃油,顯示出輝煌的發展前景。狄塞爾隨即投入到柴油機生產的商業冒險中。
4、塞繆爾·莫爾斯
塞繆爾·莫爾斯(Samuel Finley Breese Morse,1791年4月27日-1872年4月2日),男,是一名享有盛譽的美國畫家、電報之父。
1791年4月27日出生在美國馬薩諸塞州的查爾斯頓,Morse最初的職業是畫家。1839年他發布了他的第一項發明「莫爾斯」碼。他的同行發明的電報就是運用「莫爾斯」碼來傳遞信號的,1844年莫爾斯從華盛頓到巴爾的摩拍發人類歷史上的第一份電報。
5、托馬斯·阿爾瓦·愛迪生
愛迪生是人類歷史上第一個利用大量生產原則和電氣工程研究的實驗室來進行從事發明專利而對世界產生深遠影響的人。
他發明的留聲機、電影攝影機、電燈對世界有極大影響。他一生的發明共有兩千多項,擁有專利一千多項。愛迪生被美國的權威期刊《大西洋月刊》評為影響美國的100位人物第9名。