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器的發明

發布時間:2021-12-20 22:06:08

⑴ 注射器的發明歷程是怎樣的

早在15世紀義大利人卡蒂內爾就提出注射器的原理。但直到1657年英國人博伊爾和雷恩專才進行了屬第一次人體試驗。法國國王路易十六軍隊的外科醫生阿貝爾也曾設想出一種活塞式注射器。但是一般認為法國的普拉沃茲是注射器的發明者。他於1853年監制的注射器是用白銀製作的,容量只有1毫升,並有一根車有螺紋的活塞棒。

英國人弗格森發明了玻璃注射器。玻璃透明度好,可以看到注射葯物的情況。現在用的注射器用塑料製造,用一次即扔掉,大大減少了注射時發生感染的危險性。

⑵ 開瓶器發明的具體過程是怎樣的

1858年,美國人伊茲拉?華納取得了開瓶器的發明專利。這個開瓶器看起來一半像刺刀,一半像鐮刀。開啟時,只要用大而彎曲的刀頁沿著罐頭邊緣用力,就可以將罐頭切開。1870年,美國人威廉?李曼發明了一種有輪子而能連續、平滑地打開罐頭的開瓶器。但是,他的開瓶器必須依照罐頭的大小做調整。1925年時,一種針對李曼開瓶器的缺點進行改良的輪子開瓶器誕生了。這種開瓶器用鋸齒狀的輪子來減少滑動,能夠夾住並沿著罐頭的邊緣旋轉。後來,市面上又陸續出現了不少改良過的開瓶器。直到今天,開瓶器的「長相」仍是千奇百怪,只是萬變不離其宗,它根據的原理依舊是杠桿原理。

⑶ 計算器是誰發明的

1642年,年僅19歲的法國偉大科學家帕斯卡引用算盤的原理,發明了第一部機械式計算器。在他的計算器中有一些互相聯鎖的齒輪,一個轉過十位的齒輪會使另一個齒輪轉過一位,人們可以像撥電話號碼盤那樣,把數字撥進去,計算結果就會出現在另一個窗口中,但是只能做加減計算。

⑷ 人類發明了哪些航天器

20世紀50年代以來,越來越多的航天器闖入了寂靜的太空。航天器是人類為達到某種用途發射到地球大氣層外的人造天體。

航天器分為載人航天器和無人航天器。當然,從數量上來計算,大部分航天器是無人航天器。如果按照軌道的范圍來區分,航天器的活動范圍也可以分為兩類:一類是繞地球運行;另一類是在地球以外的空間飛行。

無人航天器主要有兩大類:一類是大家所熟悉的人造衛星;另一類是空間探測器。

人造衛星是航天器中最龐大的家族,它的數量占航天器總數的90%。

許多衛星是用於科學探測和科學實驗的目的,所以叫科學衛星。科學衛星常常被用來對宇宙星球和其他宇宙現象作天文觀測,以及作空間物理環境探測。由於太空中沒有大氣層的阻擋,在衛星上,不僅可以觀測到天體發出的可見光,還能對它們輻射的所有電磁波進行全波觀測,天文衛星往往是按照觀測波段「分工」的,如紅外天文衛星、紫外天文衛星、X射線天文衛星和γ射線天文衛星。科學衛星還經常被用來做科學實驗,比如材料學、物理學、生物學和醫葯學中的許多實驗,在地面上不能圓滿完成,只有在太空的微重力環境中才能取得成功。

許多新技術、新發明也需要到衛星上去做試驗,比如新的遙感器,新的無線電頻段傳輸,航天器的對接,等等。這種衛星稱為技術試驗衛星。

應用衛星是人造衛星中的主要成員,它們和人們的生活緊密相關。應用衛星的種類繁多,有10多種,它們的數量最多,占衛星總量的四分之三,包括氣象衛星、通信衛星、導航衛星、偵察衛星、地球資源衛星等。

空間探測器是對月球和其他行星進行逼近觀測或直接取樣探測。所以,空間探測器要以比人造衛星更大的速度,擺脫地球引力的束縛,實現深空飛行。

載人航天器包括宇宙飛船、太空梭、空間站、軌道間飛行器。

宇宙飛船是世界上最早發明的載人航天器,它屬於一次性使用的航天器。宇宙飛船可以像衛星那樣繞地球運行或登月飛行。宇宙飛船還擔負著一項特殊的任務,就是充當空間站與地球間的往返運輸器。

太空梭外形像一架大型飛機。它靠火箭發射,利用無損滑翔返回地面,所以可以重復使用。

空間站是一種長期停留在太空的大型航天器,可供多名航天員在那裡長期居住和工作。空間站裡面具有一定的生產和實驗的條件。

軌道間飛行器是從空間站到其他航天器或從空間站到不同軌道位置空間站的載人運輸工具。

⑸ 顯示器是誰發明的

液晶顯示器原型發明人、現年69歲的美國人喬治·海爾邁耶而CRT顯示器是根據電視轉換的

⑹ 激光器是如何發明的

這里指的是20世紀的一項重要發明——微波激射器。另一個新名詞大家也許早就熟悉,所謂鐳射,就是我們常常說到的激光。

晶體管的發明,它是第二次世界大戰後最激動人心的科技產物,對20世紀後半葉人類社會的發展和物質文明的進步有極大的推進作用。然而,無獨有偶,就在這個時期,又孕育了另一項重大的科技發明,那就是脈澤和激光。在脈澤和激光的發明中,運用了20世紀量子理論、無線電電子學、微波波譜學和固體物理學的豐碩成果,也凝聚了一大批物理學家的心血。這些物理學家很多是在貝爾實驗室工作的,其中最為突出的一位是美國的物理學家湯斯(C.H.Townes)。

湯斯是美國南卡羅林納人,1939年在加州理工學院獲博士學位後進入貝爾實驗室。二次大戰期間從事雷達工作。他非常喜愛理論物理,但軍事需要強制他置身於實驗工作之中,使他對微波等技術逐漸熟悉。當時,人們力圖提高雷達的工作頻率以改善測量精度。美國空軍要求他所在的貝爾實驗室研製頻率為24 000MHz的雷達,實驗室把這個任務交給了湯斯。

湯斯對這項工作有自己的看法,他認為這樣高的頻率對雷達是不適宜的,因為他觀察的這一頻率的輻射極易被大氣中的水蒸氣吸收,因此雷達信號無法在空間傳播,但是美國空軍當局堅持要他做下去。結果儀器做出來了,軍事上毫無價值,卻成了湯斯手中極為有利的實驗裝置,達到當時從未有過的高頻率和高解析度,湯斯從此對微波波譜學產生了興趣,成了這方面的專家。他用這台設備積極地研究微波和分子之間的相互作用,取得了一些成果。

1948年湯斯遇到哥倫比亞大學教授拉比(I.I.Rabi)。拉比建議他去哥倫比亞大學。這正合湯斯的心願,遂進入哥倫比亞大學物理系。1950年起在那裡就任正教授。雷達技術涉及到微波的發射和接收,而微波是指頻譜介於紅外和無線電波之間的電磁波。在哥倫比亞大學,湯斯繼續孜孜不倦地致力於微波和分子相互作用這一重要課題。

湯斯渴望有一種能產生高強度微波的器件。通常的器件只能產生波長較長的無線電波,若打算用這種器件來產生微波,器件結構的尺寸就必需極小,以至於實際上沒有實現的可能性。

1951年的一個早晨,湯斯坐在華盛頓市一個公園的長凳上,等待飯店開門,以便去進早餐。這時他突然想到,如果用分子,而不用電子線路,不是就可以得到波長足夠小的無線電波嗎?分子具有各種不同的振動形式,有些分子的振動正好和微波波段范圍的輻射相同。問題是如何將這些振動轉變為輻射。就氨分子來說,在適當的條件下,它每秒振動2.4×1010次,因此有可能發射波長為114厘米的微波。

他設想通過熱或電的方法,把能量送進氨分子中,使氨分子處於「激發」狀態。然後,再設想使這些受激的分子處於具有和氨分子的固有頻率相同的微波束中,氨分子受到這一微波束的作用,以同樣波長的微波形式放出它的能量,這一能量又繼而作用於另一個氨分子,使它也放出能量。這個很微弱的入射微波束相當於起著對一場雪崩的觸發作用,最後就會產生一個很強的微波束。這樣就有可能實現微波束的放大。

湯斯在公園的長凳上思考了所有這一切,並把一些要點記錄在一隻用過的信封的反面。湯斯小組歷經兩年的試驗,花費了近3萬美元。1953年的一天,湯斯正在出席波譜學會議,他的助手戈登急切地奔入會議室,大聲呼叫道:「它運轉了。」這就是第一台微波激射器。湯斯和大家商議,給這種方法取了一個名字,叫「受激輻射微波放大」,英文名為「Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation」,簡稱MASER(中文音譯為脈澤,意譯為微波激射器)。

脈澤有許多有趣的用途。氨分子的振動穩定而精確,用它那穩定精確的微波頻率,可用來測定時間。這樣,脈澤實際上就是一種「原子鍾」,它的精度遠高於以往所有的機械計時器。

1957年,湯斯開始思索設計一種能產生紅外或可見光——而不是微波——脈澤的可能性。他和他的姻弟肖洛(A.L.Schawlow)在1958年發表了有關這方面的論文,論文的題目叫《紅外區和光學脈澤》,主要是論證將微波激射技術擴展到紅外區和可見光區的可能性。

肖洛1921年生於美國紐約,在加拿大多倫多大學畢業後又獲碩士和博士學位。第二次世界大戰後,肖洛在拉比的建議下,到湯斯手下當博士後,研究微波波譜學在有機化學中的應用。他們兩人1955年合寫過一本《微波波譜學》,是這個領域里的權威著作。當時,肖洛是貝爾實驗室的研究員,湯斯正在那裡當顧問。

1957年,正當肖洛開始思考怎樣做成紅外脈澤器時,湯斯來到貝爾實驗室。有一天,兩人共進午餐,湯斯談到他對紅外和可見光脈澤器很感興趣,有沒有可能越過遠紅外,直接進入近紅外區或可見光區。近紅外區比較容易實現,因為當時已經掌握了許多材料的特性。肖洛說,他也正在研究這個問題,並且建議用法布里-珀羅標准具作為諧振腔。兩人談得十分投機,相約共同攻關。湯斯把自己關於光脈澤器的筆記交給肖洛,裡面記有一些思考和初步計算。肖洛和湯斯的論文於1958年12月在《物理評論》上發表後,引起強烈反響。這是激光發展史上具有重要意義的歷史文獻。湯斯因此於1964年獲諾貝爾物理學獎,肖洛也於1981年獲諾貝爾物理學獎。

在肖洛和湯斯的理論指引下,許多實驗室開始研究如何實現光學脈澤,紛紛致力於尋找合適的材料和方法。他們的思想啟示梅曼(T.Maiman)做出了第一台激光器。

梅曼用一根紅寶石棒產生間斷的紅光脈沖。這種光是相乾的,在傳播時不會漫散開,幾乎始終保持成一窄束光。即使將這樣的光束射到32萬千米之外的月球上,光點也只擴展到兩三千米的范圍。它的能量耗損很小,這樣,人們就自然想到向月球表面發射光脈澤束,以繪制月面地形圖,這種方法遠比以往的望遠鏡有效得多。

大量的能量聚集在很窄的光束中,使它還能用於醫學(例如在某些眼科手術中)和化學分析,它能使物體的一小點汽化,從而進行光譜研究。

這種光比以往產生的任何光具有更強的單色性。光束中的所有光都具有相同的波長,這就意味著這種光束經調制後可用來傳送信息,和普通無線電通信中被調制的無線電載波幾乎完全一樣。由於光的頻率很高,在給定的頻帶上,它的信息容量遠大於頻率較低的無線電波,這就是用光作載波的優點。

可見光脈澤就是現在大家熟悉的激光,激光的英文名字也可音譯為鐳射(laser),laser是「Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation」(受激輻射光放大)的縮寫。

梅曼是美國休斯研究實驗室量子電子部年輕的負責人。他於1955年在斯坦福大學獲博士學位,研究的正是微波波譜學,在休斯實驗室做脈澤的研究工作,並發展了紅寶石脈澤,不過需要液氮冷卻,後來改用乾冰冷卻。梅曼能在紅寶石激光首先作出突破,並非偶然,因為他已有用紅寶石進行脈澤的經驗多年,他預感到用紅寶石做激光器的可能性,這種材料具有相當多的優點,例如能級結構比較簡單,機械強度比較高,體積小巧,無需低溫冷卻,等等。但是,當時他從文獻上知道,紅寶石的量子效率很低,如果真是這樣,那就沒有用場了。梅曼尋找其他材料,但都不理想,於是他想根據紅寶石的特性,尋找類似的材料來代替它。為此他測量了紅寶石的熒光效率。沒有想到,熒光效率竟是75%,接近於1。梅曼喜出望外,決定用紅寶石做激光元件。

通過計算,他認識到最重要的是要有高色溫(大約5 000 K)的激烈光源。起初他設想用水銀燈把紅寶石棒放在橢圓形柱體中,這樣也許有可能起動。但再一想,覺得無須連續運行,脈沖即可,於是他決定利用氙(Xe)燈。梅曼查詢商品目錄,根據商品的技術指標選定通用電氣公司出產的閃光燈,它是用於航空攝影的,有足夠的亮度,但這種燈具有螺旋狀結構,不適於橢圓柱聚光腔。他又想了一個妙法,把紅寶石棒插在螺旋燈管之中,紅寶石棒直徑大約為1厘米、長為2厘米,正好塞在燈管里。紅寶石兩端蒸鍍銀膜,銀膜中部留一小孔,讓光逸出。孔徑的大小,通過實驗決定。

就這樣,梅曼經過9個月的奮斗,花了5萬美元,做出了第一台激光器。可是當梅曼將論文投到《物理評論快報》時,竟遭拒絕。該刊主編誤認為這仍是脈澤,而脈澤發展到這樣的地步,已沒有什麼必要用快報的形式發表了。梅曼只好在《紐約時報》上宣布這一消息,並寄到英國的《自然》雜志去發表。

梅曼發明紅寶石激光器的消息立即傳遍全球。接著又誕生了氦氖激光器。

氦氖激光器是這三四十年中廣泛使用的一種激光器。它是緊接著固體激光出現的一種以氣體為工作介質的激光。它的誕生首先應歸功於多年對氣體能級進行測試分析的實驗和從事這方面研究的理論工作者。到60年代,所有這些稀有氣體都已經被光譜學家做了詳細研究。

不過,氦氖激光器要應用到激光領域,還需要這個領域的專家進行有目的的探索。又是湯斯的學派開創了這一事業。他的另一名研究生,來自伊朗的賈萬(Javan)有自己的想法。賈萬的基本思路就是利用氣體放電來實現粒子數反轉。

賈萬首選氦、氖氣體作為工作介質是一極為成功的選擇。最初得到的激光光束是紅外譜線1.15微米。氖有許多譜線,後來通用的是6 328埃,為什麼賈萬不選6 328埃,反而選1.15微米呢?這也是賈萬高明的一著。他根據計算,了解到6 328埃的增益比較低,所以寧可選更有把握的1.15微米。如果一上來就取紅線6 328埃,肯定會落空的。

賈萬和他的合作者在直徑為1.5厘米、長為80厘米的石英管兩端貼有13層的蒸發介質膜的平面鏡片,放在放電管中,用無線電頻率進行激發。為了調整兩塊平面鏡的取向,竟花費了6~8個月的時間。1960年12月12日終於獲得了紅外輻射。

1962年,賈萬的同事懷特和里奇獲得了6 328埃的激光光束。這時激光的調整已積累了豐富經驗。里格羅德等人改進了氦氖激光器。他們把反射鏡從放電管內部移到外部,避免了復雜的工藝。窗口做成按布魯斯特角固定,再把反射鏡做成半徑相等的共焦凹面鏡。

氦氖激光器一直到現在還在應用,在種類繁多的各種激光器中,氦氖激光器也許是最普及、應用最廣泛的一種。在紅寶石激光器和氦氖激光器之後,接踵而至的是效率更高、功率更大的激光器——二氧化氮激光器和經久耐用、靈巧方便的半導體激光器,它們像雨後春筍一般涌現了出來,成了現代高科技的重要組成部分。

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