1、第八章 電磁學(xué)與動力技術(shù)的新發(fā)展,一、法拉第和他的實(shí)驗(yàn)研究,Michael Faraday,1791-1867,對電磁學(xué)的發(fā)展貢獻(xiàn)最大的是英國科學(xué)家法拉第。法拉第出身貧微而貢獻(xiàn)卓著。他的科學(xué)思想、高尚品德、成功經(jīng)驗(yàn)和研究成果早已超越國界，成為全人類的共同財富。法拉第的一生是奮斗的一生，是后人學(xué)習(xí)的楷模。,出身貧寒,1791年9月22日法拉第出生于英國倫敦近效一個貧困鐵匠家里。5歲時隨父母到倫敦，13歲時在一家訂書店當(dāng)學(xué)徒工，起初送報，后學(xué)裝訂。他勤奮好學(xué)，利用工余時間博覽群書。在裝訂大英百科全書時，讀到電的條目，從此對電發(fā)生了興趣。 科普讀物化學(xué)漫談對他也有很深的影響。他經(jīng)常用簡陋的器材自己做

2、實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證書上的內(nèi)容。 1810年積極參加倫敦市哲學(xué)學(xué)會活動，每星期三晚聚會聽學(xué)術(shù)報告并開展討論，受到了科學(xué)的熏陶。電學(xué)家塔坦(John Tatum)關(guān)于伽伐尼電的講演引起了他極大的興趣。由于塔坦的介紹，法拉第第一次知道了伏打電堆。,一個真實(shí)的故事,有一天，皇家研究所的丹斯(Dance)偶然來到書店，聽說法拉第非常好學(xué)，建議他去聽著名化學(xué)家戴維(Humphrey Davy)的演講，并送給他一張講座門票。 戴維演講的題目是化學(xué)哲學(xué)原理，共分四講，法拉第認(rèn)真地做了筆記 ，整理成稿，他渴望能有機(jī)會進(jìn)入科學(xué)部門工作，就大膽地寫了一封自薦信給戴維，同時附上經(jīng)他精心整理并配有插圖的聽講筆記。 那時戴維是皇

3、家研究所主任，很欣賞這個青年的熱情好學(xué)。,成為戴維的實(shí)驗(yàn)助手,1813年，經(jīng)戴維介紹，法拉第進(jìn)行皇家研究所實(shí)驗(yàn)室當(dāng)助理實(shí)驗(yàn)員，在戴維手下干些雜事。 1813年戴維應(yīng)邀去歐洲大陸訪問，帶法拉第隨行。在歐洲大陸一年半，法拉第見到了許多著名科學(xué)家，參觀了他們的實(shí)驗(yàn)室并了解他們的實(shí)驗(yàn)方法，使他大開眼界。他如饑似渴地吸取各種新知識。 1815年4月回到倫敦后，在戴維的指導(dǎo)下，法拉第專心致專地工作，特別是在化學(xué)研究方面，取得了一系列的成果。很快就能獨(dú)立地做研究工作。 1824 年當(dāng)選皇家學(xué)會會員，1825年當(dāng)選皇家研究所實(shí)驗(yàn)室主任。,以實(shí)驗(yàn)為最大樂事,法拉第以實(shí)驗(yàn)為最大樂事，做起實(shí)驗(yàn)來廢寢忘食，他認(rèn)為這是

4、直接與自然對話。他的勤奮可以從他的實(shí)驗(yàn)室日記窺視一二，從1820年到1862年的40年間，從不間斷，不少條目是節(jié)假日寫的。其最后一條的編號是NO 16041(實(shí)際條目比這個數(shù)還要多，因?yàn)橛行┑胤骄幪栔貜?fù))。1932年經(jīng)后人整理，出版了法拉第日記，分七大卷，共3236頁。這部巨著成了重要的科學(xué)遺產(chǎn)。,法拉第在倫敦皇家學(xué)會的實(shí)驗(yàn)室，圖的右邊可以看見他用來進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)的儀器。,頑強(qiáng)追求真理,法拉第頑強(qiáng)追求真理，終生沉浸于與自然直接對話的實(shí)驗(yàn)研究中。法拉第做實(shí)驗(yàn)百折不撓，他在做化學(xué)實(shí)驗(yàn)時，曾多次試管爆炸，傷了眼睛，他繃上紗布，繼續(xù)進(jìn)行。,熱心科普工作,法拉第在作圣誕科學(xué)演講，前排正中是維多利亞女王的丈

5、夫和他的兩個兒子為孩子們在圣誕節(jié)做科學(xué)演講成為深受大眾歡迎的活動，直到現(xiàn)在還在進(jìn)行。,法拉第熱心科普工作。在任皇家研究所實(shí)驗(yàn)室主任后不久，發(fā)起舉辦星期五討論會，每逢周五晚在皇家研究所召開講演會，他在這一討論會上先后做過100多次講演。他還在皇家研究所的圣誕節(jié)少年科學(xué)講座上講演，共講過19講，他的科普名著蠟燭的故事就是這些講演的匯集。,法拉第的科普講演深受聽眾的歡迎，他注重從實(shí)際出發(fā)，講解和演示并重，內(nèi)容深入淺出，同時富有引人 思考的哲理。,為人質(zhì)樸,法拉第為人質(zhì)樸，不愿在交際上浪費(fèi)時間，也不屑為名利而奔波。他樂于助人，富有同情心，特別是對窮苦人家的孩子。為了專心從事科學(xué)研究，他放棄報酬優(yōu)厚的玻

6、璃制備工作，寧可終生過窮困的生活。 法拉第以高昂的氣節(jié)對待貴族的恩賜，1835年英國首相皮爾決定授予法拉第第一筆年金，但新任首相卻在談話中流露出輕蔑之意， 使法拉第受到侮辱，乃忿而拒絕接受年金。 1857年，英國皇家學(xué)會推選法拉第擔(dān)任會長，法拉第不愿作上層工作，堅決辭去。英國政府提議冊封法拉第為爵士，這在英國是一種特殊的榮譽(yù)，但法拉第寧愿永遠(yuǎn)作“普通的法拉第”。法拉第以堅忍不拔的探索精神，純樸無私的人格，和對人民真摯的感情，獲得了世代人們的尊敬。,劃時代的發(fā)現(xiàn)！,法拉第一生最重要的貢獻(xiàn)是提出了場的概念。法拉第是從大量實(shí)驗(yàn)所得到的感性認(rèn)識，逐漸形成場的概念的。 1831年法拉第發(fā)現(xiàn)磁鐵同導(dǎo)線相對

7、運(yùn)動時，導(dǎo)線中有電流產(chǎn)生，這就是電磁感應(yīng)。 法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)定律，是發(fā)電機(jī)的理論基礎(chǔ)，為人類開辟了一種新的能源，打開了電力時代的大門。 為了解釋電磁感應(yīng)現(xiàn)象，他提出了“力線”和“場”的概念，認(rèn)為空間是布滿磁力線的“場”。,法拉第與電磁感應(yīng),法拉第描繪磁力線的方法很巧妙，他把鐵屑撒在玻璃板上，在磁力作用下，鐵屑形成一定的分布，再拿一張帶膠水的紙貼在玻璃板上，把鐵屑都粘住了，于是這張膠紙就表現(xiàn)了各式各樣的磁力線分布圖。法拉第從這些實(shí)驗(yàn)中獲得了生動的磁力線分布的圖象概念。 這是牛頓以后物理基本概念最重要的發(fā)展，但在當(dāng)時，他的維多利亞時代的同輩人并不真正地理解它。他們把它看作是離經(jīng)叛道的妄想。,英

8、鎊上的法拉第在做電磁演示,走在時代的前面,實(shí)際上，法拉第對場論的這些思考使他幾乎超前于他的時代100年。相比之下，他關(guān)于電子場和磁場是由它們的源頭擴(kuò)散出來的觀點(diǎn)，幾乎馬上就被人們接受了。,在1840年代，法拉第仍在發(fā)展他的思想。與考慮磁是磁場的來源，電荷是電子場的來源，和巨大的物體像太陽(或蘋果、地球)是引力場的來源相反，他提出場本身才是真正重要的。他推斷說，宇宙中充滿了各種各樣的場。像磁、電荷 和成塊的物質(zhì)這樣的東西，只是適當(dāng)?shù)膱鲆阅撤N方式在一起糾結(jié)的地方。,法拉第對場的本質(zhì)雖有深刻的洞察，但對數(shù)學(xué)一點(diǎn)也不擅長，他一直未能將對光本質(zhì)的模糊設(shè)想轉(zhuǎn)化成一種綜合的理論。這一工作由英國物理學(xué)家麥克斯

9、韋完成。,二、麥克斯韋的綜合,James Clerk Maxwell,1831-1879),麥克斯韋10歲進(jìn)愛丁堡書院，15歲發(fā)表幾何學(xué)的探究論文。1850年進(jìn)入劍橋大學(xué)，1856年發(fā)表論法拉第力線，1860年到倫敦的皇家學(xué)院任教。1861年發(fā)表論物理力線，1865年成為卡文迪什實(shí)驗(yàn)室的頭，同年發(fā)表電磁場的動力學(xué)基礎(chǔ)。,1858年，麥克斯韋接受了法拉第關(guān)于場、力線的大膽思想。他利用19世紀(jì)20年代和30年代數(shù)學(xué)家在理論力學(xué)方面的研究成果，把法拉第的思想用數(shù)學(xué)語言表述出來。 1864年，他發(fā)表了一篇在電磁理論上有劃時代意義的論文，用一組偏微分方程(即“麥克斯韋方程”) 把全部電磁現(xiàn)象概括為一個完

10、整而可應(yīng)用的電磁學(xué)的數(shù)學(xué)理論。,20個變量的20個方程，用現(xiàn)代的符號表示：,James Clerk Maxwell,1831-1879),麥克斯韋方程預(yù)言電磁波的存在，預(yù)言電磁波傳播的速度就是光傳播的速度，而光不過是波長在一定范圍內(nèi)的特殊的電磁波。這樣，光學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)就融合成一體。,麥克斯韋方程把電、磁、光統(tǒng)一了起來，這一偉大成就幾乎把麥克斯韋和牛頓置于同等的地位。 牛頓定律描述了在19世紀(jì)中期除電磁學(xué)之外的物理學(xué)世界中每樣?xùn)|西的運(yùn)行；而麥克斯韋方程解釋了當(dāng)時電磁學(xué)所要解釋的每樣?xùn)|西。 牛頓和麥克斯韋一起，解釋了物理科學(xué)中的每樣?xùn)|西。,(1).1857年,麥克斯韋曾提出土星光環(huán)的顆粒構(gòu)成理論

11、.他認(rèn)為:這個光環(huán)從地球上看上去很像一個圓盤,但如果它果真是一個固體或流體的結(jié)構(gòu),那么引力和離心力等作用必定會使它分崩離析,除非它是一條帶狀的小天體群,否則不會保持穩(wěn)定.,麥克斯韋其它方面的科學(xué)成就,(2).麥克斯韋在分子運(yùn)動論領(lǐng)域做出過重要貢獻(xiàn).他曾提出一個假想的實(shí)驗(yàn)以表明熱量可以由低溫向高溫逆流,但環(huán)境要付出更大代價.,“自從牛頓奠定理論物理學(xué)的基礎(chǔ)以來，物理學(xué)的公理基礎(chǔ)的最偉大的變革，是由法拉第和麥克斯韋在電磁現(xiàn)象方面的工作所引起的”。 “這樣一次偉大的變革是同法拉第、麥克斯韋和赫茲的名字永遠(yuǎn)聯(lián)在一起的。這次革命的最大部分出自麥克斯韋?！?愛因斯坦的評價,1.赫茲簡介:德國物理學(xué)家(18

12、571894)。生于漢堡。父親為律師，后任參議員；家庭富有。赫茲在少年時期就表現(xiàn)出對實(shí)驗(yàn)的興趣，12歲時便有了木工工具和工作臺，以后又有了車床，常常用以制作簡單的實(shí)驗(yàn)儀器。1876年進(jìn)入德累斯頓工學(xué)院學(xué)習(xí)工程,由于對自然科學(xué)的愛好,轉(zhuǎn)入慕尼黑大學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和物理，第二年又轉(zhuǎn)入柏林大學(xué)，在亥姆霍茲指導(dǎo)下學(xué)習(xí)并進(jìn)行研究工作。1880年他以純理論性工作的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)體電磁感應(yīng)論文獲得博士學(xué)位，成為亥姆霍茲的助手。1883年到基爾大學(xué)任教。18851889年任卡爾斯魯厄大學(xué)物理學(xué)教授，,三.電磁波的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),1886年開始進(jìn)行使他聞名世界的關(guān)于電磁波的實(shí)驗(yàn)工作。18891894年任波恩大學(xué)物理學(xué)教授接替R.克

13、勞修斯的席位。1894年1月1日因血中毒而實(shí)施外科手術(shù),手術(shù)失敗不幸在波恩逝世，當(dāng)時年僅36歲。為了紀(jì)念他發(fā)現(xiàn)電磁波的卓越貢獻(xiàn)，將頻率的單位命名為赫茲，現(xiàn)行國際單位制(SI)仍沿用。赫茲在物理學(xué)上的貢獻(xiàn)主要是發(fā)現(xiàn)電磁波。,2.電磁波的發(fā)現(xiàn):,第一階段:從1878年開始,赫茲就至力于電磁波的實(shí)驗(yàn)研究.1886年,他在做放電實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)近處的線圈也發(fā)出火點(diǎn),他敏銳地意識到這可能是電磁波在起作用.,第二階段:赫茲設(shè)計了一個振蕩電路用來在兩個金屬球之間周期性地發(fā)出電火花,按照麥克斯韋理論,在電火花出現(xiàn)時應(yīng)該有電磁波發(fā)出.然后赫茲又設(shè)計了一個有缺口的金屬環(huán)狀線圈,用來檢測電磁波.結(jié)果,當(dāng)振蕩電路發(fā)出火花時

14、,金屬缺口處果然也有較小的火花出現(xiàn).這也就證明了電磁波的確存在.,第三階段:赫茲進(jìn)一步在不同的距離觀測檢測線圈,從而根據(jù)電火花的強(qiáng)度變化大致算出了電磁波的波長.,最后,赫茲在1888年1月發(fā)表的相關(guān)論文當(dāng)中證明了電磁波具有與光完全類似的特性,還證明了電磁波的傳播速度與光速有相同的數(shù)量級.赫茲的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不僅證明了麥克斯韋理論的正確,也為人類利用無線電波開辟了道路.,赫茲實(shí)驗(yàn)示意圖,3.電磁波的應(yīng)用:發(fā)現(xiàn)電磁波產(chǎn)生的巨大影響，連赫茲本人也沒料到。在他發(fā)現(xiàn)電磁波的第二年，有人問他，電磁波是否可以用作無線電通訊，赫茲不敢肯定。但是,赫茲研究電磁波無意中丟下的種子，卻很快在異地開花結(jié)果了。在發(fā)現(xiàn)電磁波不

15、到 6年，意大利的馬可尼、俄國的波波夫分別實(shí)現(xiàn)了無線電傳播，并很快投人實(shí)際使用。其他利用電磁波的技術(shù)，也像雨后春筍般相繼問世。無線電報（1894年）、 無線電廣播（1906年）、無線電導(dǎo)航（1911年）、無線電話（1916年）、短波通訊（1921年）、無線電傳真,（1923年）、電視（1929年）、微波通訊（1933年）、雷達(dá)（1935年），以及遙控、遙感、衛(wèi)星通訊、射電天文學(xué) 它們使整個世界面貌發(fā)生了深刻的變化。,1、背景： 第一次技術(shù)革命使礦物能源煤大規(guī)模的開發(fā)和利用，蒸汽機(jī)雖然可以提供極大的馬力，但它有許多缺點(diǎn) 第一笨重的機(jī)械傳導(dǎo)至使機(jī)器效率很低 第二燃料的運(yùn)輸費(fèi)用高 第三不能適應(yīng)流水作

16、業(yè)的要求，,四.第二次技術(shù)革命,以電能的開發(fā)和廣泛應(yīng)用為主要標(biāo)志的電力革命,電磁學(xué)的發(fā)展為電能的開發(fā)和應(yīng)用奠定了理論基 礎(chǔ)，電能可以使能源的利用率更高，因?yàn)殡娔芸梢约?約化生產(chǎn)，也更潔凈、更方便。 從19世紀(jì)70年代開始，電能在人類社會生產(chǎn)和生活的各個方面得到了廣泛的應(yīng)用，這就 引發(fā)了以電能的開發(fā)和廣泛應(yīng)用為主要標(biāo)志的第二次技術(shù)革命。,尋找一個即集中又靈活又經(jīng)濟(jì)的能源分配方 法，對時代提出了要求，一場電機(jī)代替蒸汽機(jī)的 技術(shù)革命應(yīng)達(dá)而生。,與第一次技術(shù)革命不同，是在理論的指導(dǎo)下進(jìn)行的，即理論在先，技術(shù)在后。 最先制造出電動機(jī)、發(fā)電機(jī)雛型的即是那些發(fā)明這些理論的科學(xué)家，這很好的體現(xiàn)了科學(xué)與技術(shù)的統(tǒng)

17、一性。,2、新能源統(tǒng)治地位確立 發(fā)電機(jī) 1831年，法國巴黎的皮克西根據(jù)法拉弟的發(fā)現(xiàn)制 出了世界上第一臺手搖發(fā)電機(jī)及它的改進(jìn)型(固定磁場 式)并進(jìn)行了展覽。,1834年英國倫敦儀器制造商克拉克制成了第一臺商 用發(fā)電機(jī)。 1863年著名電機(jī)制造家外爾德制成了具有磁電激磁 機(jī)的發(fā)電機(jī)，并用于電鍍工業(yè)。,三相交流電動機(jī)； 1889年，俄國工程師多布羅沃爾斯基設(shè)計了三相 交流電動機(jī)和三相變壓器。 1891年在電能的實(shí)際應(yīng)用中首次使用三相制、標(biāo) 志著電工發(fā)展新階段的開始。,1866年德國的西門子(1816-1892)用電磁鐵取代永久磁鐵用自激的原理制成了自激式直流發(fā)電機(jī)，這種發(fā)電機(jī)靠磁鐵中的剩磁啟動，可

18、以把機(jī)械能高效率的轉(zhuǎn)化為強(qiáng)大的電流。,這種方便的把電與磁的相互轉(zhuǎn)換的技術(shù)發(fā)明具有 劃時代的偉大意義。到19世紀(jì)70年代用直流電機(jī)供電 已開始占統(tǒng)治地位， 西門子的發(fā)電機(jī)在技術(shù)史上相當(dāng)于瓦特的蒸汽機(jī) 西門子也因此被稱為“近代德國科學(xué)之父”。,19世紀(jì)30年代以后發(fā)電廠相應(yīng)的發(fā)展起來。 19世紀(jì)70年代以后，電能做為新能源占據(jù)了世界 能源市場的統(tǒng)治地位。 1901年美國密西西比河統(tǒng)域建成了50千伏的高壓輸電線路，遠(yuǎn)距離輸電成為現(xiàn)實(shí)，電力終于成為比蒸汽動力更方便更強(qiáng)大的動力，它的廣泛應(yīng)用對工業(yè)發(fā)展起了決定性的作用。,3、信息傳播技術(shù)的初步發(fā)展 電能的應(yīng)用，使人類遠(yuǎn)距離傳輸信息的夢想成為可能，人類開始

19、探求新的通訊方式，電報、電話、無線通訊、電視等相繼發(fā)展起來。 信息的獲取和傳播是人類社會最基本的需求之一。人類最基本的信息傳播手段就是語言，通迅就是使信息得到傳輸，隨著人類社會的發(fā)展，迫切需要建立遠(yuǎn)距離傳輸信息的手段。通訊技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，真正的推動力是人類的社會需求，是市場的需要，信息意味著財富，信息有利于資產(chǎn)階級統(tǒng)治的強(qiáng)化，信息是戰(zhàn)爭中克敵制勝的有利武器，這一切都極大的刺激了信息技術(shù)的創(chuàng)立和發(fā)展。,電報的發(fā)展和應(yīng)用； 電報的概念最初是安培提出的，他于1821年建議用 電磁裝置來傳遞信號，最初實(shí)現(xiàn)用導(dǎo)線傳遞信號的是 高斯和韋伯。 1833年，他們就已在天文臺和物理館之間9000英尺的距離內(nèi)架

20、設(shè)了原始的電報線。,1844年他在政府資助下，在華盛頓和巴爾摩之間建 立了40公里的電報線，第一句電文是從美國最高法院大 庭上發(fā)出的由莫而斯擬好的“上帝創(chuàng)造奇跡”,1832年美國畫家莫爾斯放棄了繪畫而醉心于實(shí)現(xiàn) 電報通信的夢想，三年后他制成了電報機(jī)。 后來他根據(jù)電流在通、斷時出現(xiàn)火花和不出現(xiàn)火花的現(xiàn)象，做為兩種信號發(fā)明了用點(diǎn)、線組成的“莫而爾斯電碼”,1858年由于大西洋海底電纜接通英、美兩國首 次用電纜通信。 1902年電纜己穿過太平洋把加拿大和澳大利亞連 接起來，至此一個全球各大陸的電報通訊網(wǎng)絡(luò)建立起 來。,電話的發(fā)明和應(yīng)用； 1867年美國人貝爾(1847-1922)在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)驗(yàn)了 用

21、電傳遞聲波，這標(biāo)志著人類創(chuàng)造了比電報更方便、更直接的信息傳播技術(shù)。,10年后貝爾創(chuàng)辦了電話公司，并在3年內(nèi)安裝了 5萬多部電話。愛迪生和休斯發(fā)明了新的話筒和自動 撥號技術(shù)，電話得到進(jìn)一步改進(jìn)。,無線電技術(shù)的發(fā)明； 赫茲發(fā)現(xiàn)了電磁波，人們開始研究利用這種電磁現(xiàn)象來傳遞信息的方法。 1895年意大利人馬可尼(1847-1937)和俄國人波波夫分別實(shí)現(xiàn)了無線電的發(fā)送和接收。,1901年馬可尼首次完成了橫跨大西洋的無線電通訊 設(shè)在2000英里以外的收報機(jī)成功，收到了大洋彼岸發(fā)來 的“S”字母。,電視機(jī)的發(fā)明和應(yīng)用； 電視的發(fā)明和發(fā)展經(jīng)歷了一個漫長的過程。 1907年，俄國發(fā)明家羅辛提出使用尼普科園盤對

22、 景物進(jìn)行掃描，用陰機(jī)射線管進(jìn)行接收的遠(yuǎn)距離電視 圖像設(shè)想。,電視機(jī)的發(fā)明和發(fā)展對人類文明的影響是巨大的。 它縮小了人與人之間的距離，使世界變的更小了，它不僅可以用來娛樂，還可以用來學(xué)習(xí)，監(jiān)視，利用衛(wèi)星傳遍世界的每個角落，即可民用，也可軍用，落后國家用它來發(fā)展教育，民主國家利用它來煽動選情。造勢選舉，總之它極大的改變了人們的生活方式，思維方式，國際政治，以至于影響到人類文明的發(fā)展走向。,1929年英國發(fā)明家貝爾德(1888-1946) 研制成實(shí)用的電視系統(tǒng)，同年英國開始公共電視廣播。 1930年電視機(jī)進(jìn)入市場。 1941年開始正規(guī)的電視廣播。 1964年開始普及彩色電視。 上世紀(jì)70年代全世界

23、已有電視4千萬臺，彩色電視機(jī)有三種制式(標(biāo)準(zhǔn))，NTSC制，SECAM制和PAL制，我國采用的是PAL制，,陽光照相法的發(fā)明和普及。 1837年，法國人達(dá)蓋爾(1787-1851)成功的發(fā)明了 一種照相法。 照相機(jī)的發(fā)明對人類文明的進(jìn)步意義巨大，它使圖像的傳播成為現(xiàn)實(shí)，為后來電影、電視等傳插媒介的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，只不過后者使圖像動了起來，達(dá)蓋爾發(fā)明的照相技術(shù)廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究，工業(yè)生產(chǎn)及軍事領(lǐng)域，也極大的豐富了人類的精神生活。,4、內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明和改進(jìn) 1869年法國發(fā)明家里諾(1821-1900)制成了第一臺實(shí) 用的內(nèi)燃機(jī)，二沖程、無壓縮、電點(diǎn)火煤氣機(jī)，從此內(nèi) 燃機(jī)開始第一次批量生產(chǎn),電能的利

24、用和普及，使人類進(jìn)入電器時代，蒸汽機(jī)漸漸退出工業(yè)領(lǐng)域，但電動機(jī)也 有一個嚴(yán)重的制約因素就是必須有電纜供電或者由電池作為電源供電才能使它運(yùn)轉(zhuǎn)，在有 些條件下使用電纜供電是不可能的。如汽車、火車等移動的運(yùn)輸工具，再如偏遠(yuǎn)地區(qū)也不 可能有電纜供電，而電池做為供電電源其容量問題一直未能解決，幾百年來，人們一直費(fèi) 盡心機(jī)的想解決這個問題，可目前為止不見大的進(jìn)展，如能發(fā)明一個高容量的儲能電池則 對人類是極大的貢獻(xiàn)，但遺憾的是直到現(xiàn)在科學(xué)家一直沒能解決這個問題，因此，人類對 利用方便的、可移動的礦物燃料為能源的動力機(jī)械產(chǎn)生了迫切的要求。,1862年法國工程師德羅沙，提出等容燃燒的四沖 程縮環(huán)原理。 1876

25、年德國工程師奧托制成了第一臺四沖程的往 復(fù)式活塞內(nèi)燃機(jī)，這是第一臺煤汽機(jī)，熱效率高達(dá) 12%-14%。,1892年，德國工程師狄塞爾發(fā)明了柴油機(jī)，這是 一種結(jié)構(gòu)簡單，燃料便宜的內(nèi)燃機(jī)，被廣泛的應(yīng)用于 汽車和船舶。 1939年德國霍茲華爾斯研制成功2000千瓦的燃?xì)廨?機(jī)。熱效率達(dá)20%，使燃汽輪機(jī)進(jìn)入實(shí)用階段。,1957年德國的沃克爾經(jīng)過30年的艱苦研制，制造 了一種三角旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)，極大的提高了內(nèi)燃機(jī) 的效率 1960年裝在汽車上進(jìn)行道路實(shí)驗(yàn)引起轟動，旋轉(zhuǎn) 活塞式發(fā)動機(jī)成為效率最高的發(fā)動機(jī),20世紀(jì)80年代以后，由于污染日益加重、礦物能 源日見減少，人們開探索新型動力機(jī) 如氫氣發(fā)動機(jī)，磁

26、流體發(fā)動機(jī)，原子能發(fā)動機(jī)， 太陽能發(fā)動機(jī)，燃料電池發(fā)動機(jī)，這些發(fā)動機(jī)需要滿 足減少污染和可持續(xù)發(fā)展的社會要求,五、愛迪生：電氣時代的到來！,1879年10月碳化棉線燈絲實(shí)驗(yàn)成功，1882年9月4日電燈照明實(shí)驗(yàn)成功！,“天才是99%的汗水加1%的靈感！”,“我沒有失敗，我只是找到了第10001種不能奏效的方法！”,（一）、 愛迪生生平,托馬斯阿爾瓦愛迪生（18471931）是舉世聞名的美國電學(xué)家，科學(xué)家和發(fā)明家，被譽(yù)為“世界發(fā)明大王”。他除了在留聲機(jī)、電燈、電話、電報、電影等方面的發(fā)明和貢獻(xiàn)以外，在礦業(yè)、建筑業(yè)、化工,等領(lǐng)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

27、明和進(jìn)步作出了巨大的貢獻(xiàn)。他是世界上第一個發(fā)明家利用大量生產(chǎn)原則和其工業(yè)研究實(shí)驗(yàn)室來生產(chǎn)發(fā)明物的人。在美國，愛迪生名下?lián)碛?093項專利，而他在美國、英國、法國和德國等地的專利數(shù)累計超過1500項。1892年創(chuàng)立通用電氣公司。,愛迪生在1847年2月11日一個風(fēng)雪中的凌晨三點(diǎn)鐘在美國俄亥俄州的米蘭誕生了，大家都叫他阿爾。他是家中的第七個兒子，家族為荷蘭移民。他的父親曾在加拿大開創(chuàng)了一所餐廳，后來因?yàn)榧尤敫锩姸煌ň儯谑翘拥搅嗣绹滋m,鎮(zhèn)，轉(zhuǎn)營木材生意；母親曾經(jīng)在加拿大當(dāng)過小學(xué)教師，但結(jié)婚后就沒有再執(zhí)教鞭，當(dāng)了全職的家庭主婦。由于患病，愛迪生較晚才開始接受學(xué)校教育。,1 早年生活,小時候的愛

28、迪生很愛發(fā)問，常常問一些奇怪的問題讓人覺得很煩，家人也好，路上的行人也好，都是他發(fā)問題的對象，如果他對于大人的答復(fù)感到不滿時就會親自去實(shí)驗(yàn)，例如有一次阿爾看到了一只母雞,在孵蛋，他就問媽媽為什么母雞總是成天坐在那里呢？媽媽就告訴他母雞在孵蛋，阿爾便想如果母雞可以那我也一定可以，過了幾天爸爸媽媽發(fā)現(xiàn)阿爾一直蹲在木料房里，不知道在做什么，當(dāng)家人發(fā)現(xiàn)阿爾在孵蛋的時候每個人都捧腹大笑了起來。,1 早年生活,八歲的時候阿爾去上小學(xué)了，可是他只上三個月的課就退學(xué)了，阿爾在上課的時候，媽媽常被叫到學(xué)校去跟老師說話，這是因?yàn)榘柍３Ｌ岢鲆恍├蠋熣J(rèn)為很奇怪的問題，老師認(rèn)為他是一個低能兒童，令學(xué)校老師火大，并稱他

29、作,“addled”（臭蛋）。這使愛迪生只有受過三個月的學(xué)校教育。愛迪生的母親南西毅然地把托馬斯帶回家，由自己來教導(dǎo)愛迪生，并用自己的方法教導(dǎo)愛迪生知識，同時鼓勵他讀書和作實(shí)驗(yàn)。,1 早年生活,于是媽媽就決定自己來教導(dǎo)阿爾，并決心把阿爾教成一位偉大的天才，就這樣阿爾便開始了他的自學(xué)課程，阿爾被媽媽教的很好。他之后回憶道:“我的母親是我成功的因素。她是很真誠的，我十分肯定；并且我感到我需要為某事生,存，我不能使她失望” 。愛迪生喜歡做些小實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過媽媽允許，他在地下室里設(shè)置一個實(shí)驗(yàn)室，為了不讓別人亂動他的實(shí)驗(yàn)品阿爾還想出妙計，就是在每一個實(shí)驗(yàn)品的瓶子上貼上毒藥標(biāo)簽。,1 早年生活,8 歲時，他讀

30、了英國文藝復(fù)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(shí)驗(yàn)哲學(xué)。10歲時酷愛化學(xué)。,11歲那年，他實(shí)驗(yàn)了他的第一份電報。為了賺錢購買化學(xué)藥品和設(shè)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。,2 報童生涯,他買了一架舊印刷機(jī)，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(xué)實(shí)驗(yàn)室。不幸有一次化學(xué)藥品著,火，他連同他的設(shè)備全被扔出車外。另外有一次，當(dāng)愛迪生正力圖登上一列貨

31、運(yùn)列車時，一個列車員抓住他的兩只耳朵助他上車。另一說法是這一行動導(dǎo)致了愛迪生成為終身聾子。,2 報童生涯,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(guān),系，踏上了科學(xué)的征途。 1863年，愛迪生擔(dān)任大干線鐵路斯特拉福特樞紐站電信報務(wù)員。從1864年至1867年，在中西部各地?fù)?dān)任報務(wù)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。,3 流浪歲月,1868年，愛迪生以

32、報務(wù)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(rèn)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。,4 報務(wù)起家,1869年6月初，他來到紐約尋找工作。當(dāng)他在一家經(jīng)紀(jì)人辦公室等候召見時，一臺電報機(jī)壞了。愛迪生是那里唯一的一個能修好電報機(jī)的人，于是他謀得了一個比他預(yù)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(xué)儀器。在這里，他發(fā)明了“愛迪生普用印刷機(jī)”。他把這臺印刷機(jī)獻(xiàn)給華爾街一

33、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。,4 報務(wù)起家,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(jī)械。他通宵達(dá)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(jī)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(jī)，還協(xié)助別人搞成了世界上第一架英文打字機(jī)。從此，他路上了科學(xué)發(fā)明的征程。,5 成果卓著,愛迪生一生以罕見的熱情及驚人的精力，完成了2000多項發(fā)明，其中申請專利登記的達(dá)1328項。人們頌揚(yáng)他：“他雖不發(fā)明歷史，卻為歷

34、史錦上添花。”位舉世聞名的美國電學(xué),家和發(fā)明家，他除了在留聲機(jī)、電燈、電話、電報、電影等方面的發(fā)明和貢獻(xiàn)以外，在礦業(yè)、建筑業(yè)、化工等領(lǐng)域也有不少著名的創(chuàng)造和真知灼見。 1931年10月18日清晨3時24分，愛迪生帶著寬慰的微笑，閉目辭世，享年84歲。臨終時他坦然地說：“我為人類的幸福，已經(jīng)盡力了；沒有什么可遺憾的了?！?5 成果卓著,電燈是人類征服黑夜的一大發(fā)明。19世紀(jì)前，人們用油燈、蠟燭等來照明，這雖已沖破黑夜，但仍未能把人類從黑夜的限制中徹底解放出來。只有發(fā)電機(jī)的誕生，才使人類能用各色各樣的電,（二） 、 電燈的發(fā)明,燈使世界大放光明，把黑夜變?yōu)榘讜儯瑪U(kuò)大了人類活動的范圍，贏得更多時間為

35、社會創(chuàng)造財富?，F(xiàn)在，人們公認(rèn)真正發(fā)明電燈（白熾燈）使之大放光明的是美國發(fā)明家愛迪生。自從法拉第發(fā)明電機(jī)后，愛迪生就決心制造電燈，為人類帶來光明。,愛迪生12歲時，便沉迷于科學(xué)實(shí)驗(yàn)之中，經(jīng)過自己孜孜不倦地自學(xué)和實(shí)驗(yàn)，16歲那年，便發(fā)明了每小時拍發(fā)一個信號的自動電報機(jī)。后來，又接連發(fā)明了自動數(shù)票機(jī)，第一架實(shí)用打字機(jī)、二重與,二 、 電燈的發(fā)明,四重電報機(jī)，自動電話機(jī)和留聲機(jī)等。有了這些發(fā)明成果的愛迪生并不滿足，1878年9月，愛迪生決定向電力照明這個堡壘發(fā)起進(jìn)攻。他翻閱了大量的有關(guān)電力照明的書籍，決心制造出價錢便宜，經(jīng)久耐用，而且安全方便的電燈。,愛迪生想制造的電燈指的是白熾燈。它是電流把燈絲加熱

36、到白熾狀態(tài)而用來發(fā)光的燈。白熾燈外殼用玻璃制成，把燈絲保持在真空，或,低壓的惰性氣體之下，作用是防止燈絲在高溫之下氧化。其中只有7%8%的電能變成可見光，90%以上的電能轉(zhuǎn)化成了熱，白熾燈的發(fā)光效率很低，然而，它卻是電燈世界的開路先鋒?，F(xiàn)代的白熾燈一般壽命為1000小時左右。電燈是根據(jù)電產(chǎn)生熱的原理制成的。現(xiàn)在的燈泡一般都選用鎢絲做燈絲。,愛迪生并不是第一個研究電燈的人。早在19世紀(jì)末，俄國的彼德羅夫、英國的戴維都為制作電弧燈做出過杰出貢獻(xiàn)。到了19世紀(jì)末，電弧燈已經(jīng)廣泛應(yīng)用于燈塔、劇場和廣場的照明。電弧燈最大的缺點(diǎn)是耗電量驚人，每一盞燈的旁邊都需要配備一臺發(fā)電機(jī)。因而使其發(fā)展受到極大限制。,

37、古希臘神話中說，普羅米修斯給人類偷來天火。而在人間，送來光明的是愛迪生。他不是神，而是一個名副其實(shí)的“發(fā)明大王”。,愛迪生小的時候家里是很窮的，當(dāng)時的蠟燭和煤油都是非常之貴的物品，幾乎都要靠進(jìn)口。所以愛迪生就立志發(fā)明電燈來造福全世界貧窮的人們。愛迪生在1877年開始了改革弧光燈的試驗(yàn)，這項試驗(yàn)要達(dá)到滿意的程度。必須找到一種能燃燒到白熱的物質(zhì)做燈絲，這種燈絲要經(jīng)住熱度在二,千度一千小時以上的燃燒。同時用法要簡單，能經(jīng)受日常使用的擊碰，價格要低廉。這在當(dāng)時是極大膽的設(shè)想，需要下極大的功夫去探索，去試驗(yàn)。愛迪生知到，他面臨的主要問題：一是尋找合適的耐熱材料；二是改進(jìn)抽空設(shè)備，使燈泡有高真空度。,他從

38、白熱燈著手試驗(yàn)。把一小截耐熱的東西裝在玻璃泡里，當(dāng)電流把它燒到白熱化的程度時，便由熱而發(fā)光。他首先想到炭，于是就把一小截炭絲裝進(jìn)玻璃泡里，剛一通電可馬上就斷裂了。,“這是什么原因呢？”愛迪生拿起斷成兩段的炭絲，再看看玻璃泡，過了許久，才忽然想起，“噢，也許因?yàn)檫@里面有空氣，空氣中的氧又幫助炭絲燃燒，致使它馬上斷掉！”于是他用自己手制的抽氣機(jī)，盡可能地把玻璃泡里的空氣抽掉。一通電，果然沒有馬上熄掉。但8分鐘后，燈還是滅了。,愛迪生不斷地動腦筋，其中一個技術(shù)的關(guān)鍵就是抽真空。因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在看到的這個燈泡里面是真空的，如果不是真空的話，燈絲非常容易氧化，一氧化這個燈泡就燒不了多長時間。那么抽真,空怎么

39、抽呢？愛迪生自制了一個抽氣機(jī)，不僅如此，愛迪生通過仔細(xì)地觀察發(fā)現(xiàn)，看上去是抽成真空了的燈泡，可是一通電，好像又有一些殘余的氣體。原來通電之后燈絲加熱，會使得殘留在燈絲上的氣體釋放出來。于是他就想到，在給燈絲通電加熱這個時候繼續(xù)抽真空，于是他使得這個燈泡的真空度大大地提高了，當(dāng)然也就延長了燈泡的壽命。,真空的問題解決了，下面的關(guān)鍵就是燈絲了。那么應(yīng)選擇什么樣的耐熱材料好呢？愛迪生左思右想，熔點(diǎn),最高，耐熱性較強(qiáng)要算白金啦！于是，愛迪生和他的助手們，用白金試了好幾次，可這種熔點(diǎn)較高的白金，雖然使電燈發(fā)光時間延長了好多，但不時要自動熄掉再自動發(fā)光，仍然很不理想。,愛迪生并不氣餒，繼續(xù)著自己的試驗(yàn)工作

40、。他先后試用了鋇、鈦、錮等各種稀有金屬，效果都不很理想。過了一段時間，愛迪生對前邊的實(shí)驗(yàn)工作做了一個總結(jié)，把,自己所能想到的各種耐熱材料全部寫下來，總共有1600種之多。接下來，他與助手們將這1600種耐熱材料分門別類地開始試驗(yàn)，可試來試去，還是采用白金最為合適。,由于改進(jìn)了抽氣方法，使玻璃泡內(nèi)的真空程度更高，燈的壽命已延長到2個小時。但這種由白金為材料做成的燈，價格太昂貴了，誰愿意化這么多錢去買只能用2個小時的電燈呢？,實(shí)驗(yàn)工作陷入了低谷，愛迪生非?？鄲?，一個寒冷的冬天，愛迪生在爐火旁閑坐，看著熾烈的炭火，愛迪生感到心煩意亂，渾身燥熱。,這時，他看到一位老先生穿著的棉線外套，他突然想到：“棉

41、線”。他把一截棉絲撒滿炭粉，彎成馬蹄形，裝到坩鍋中加熱，做成燈絲，放到燈泡中，再,用抽氣機(jī)抽去燈泡內(nèi)空氣，電燈亮了，愛迪生非常高興，緊接又制造很多棉紗做成的炭絲，連續(xù)進(jìn)行了多次試驗(yàn)。燈泡的壽命一下子延長13個小時，后來又達(dá)到45小時。,就這樣，世界上第一批炭絲的白熾燈問世了。1879年除夕，愛迪生電燈公司所在地洛帕克街燈火通明。 這便是愛迪生最早發(fā)明的白熱電燈。,這個消息一傳開，轟動了整個世界。使英國倫敦的煤氣股票價格狂跌，煤氣行也出現(xiàn)一片混亂。人們預(yù)感到，點(diǎn)燃煤氣燈即將成為歷史，未來將是電光的時代。,大家紛紛向愛迪生祝賀，可愛迪生卻無絲毫高興的樣子，搖頭說道：“不行，還得找其它材料！”“怎么

42、，亮了45個小時還不行？”助手吃驚地問道?！安恍?！,我希望它能亮1000個小時，最好是16000個小時！”愛迪生答道。大家知道，亮1000多個小時固然很好，可去找什么材料合適呢？ 他根據(jù)棉紗的性質(zhì)，想到了植物纖維，決定從植物纖維這方面去尋找新的材料。,于是，馬拉松式的試驗(yàn)又開始了。凡是植物方面的材料，只要能找到，愛迪生都做了試驗(yàn)，甚至連馬的鬃，人的頭發(fā)和胡子都拿來當(dāng)燈絲試驗(yàn)。最后，愛迪生,選擇竹這種植物。通過高溫密閉爐燒焦，再加工，得到炭化竹絲，裝到燈泡里，并進(jìn)一步提高了燈泡的真空度，通上電后，這種竹絲燈泡竟連續(xù)不斷地亮了1200個小時！電燈的發(fā)明，曾使煤氣股票3天內(nèi)猛跌百分之十二。,我們常說

43、愛迪生發(fā)明電燈，其實(shí)愛迪生發(fā)明的不僅僅是一個燈泡本身，而是因?yàn)樗€發(fā)明了能夠幫助燈泡運(yùn)行的這樣一套系統(tǒng)。因?yàn)闊襞莸陌l(fā)明最突出大家都想到還是燈泡，用現(xiàn)在的話是電燈,的發(fā)明，而為了讓電燈照明，還有相應(yīng)的一套設(shè)備。比如說要有開關(guān)，要有電源，要有電站，還有電力的輸送等等一系列問題，這些也都是愛迪生的發(fā)明，這就是為什么愛迪生的發(fā)明，能達(dá)到上千種的原因。就是因?yàn)檫@些發(fā)明，都是電燈的一個很重要的組成部分 。,其實(shí)，愛迪生發(fā)明電燈后，他并沒有陶醉。他說：“成功了一個實(shí)用白熾燈的發(fā)明，我不過踏著一個整個組織的門檻而已。我們一定會不斷進(jìn)行試驗(yàn)，使這燈更臻完美?！庇谑牵谄浜蟮膸讉€星期，他和助手們便投入了制造,燈泡

44、的工作。他不斷改變燈泡的尺寸和形狀，變換引入燈絲和密封燈泡的方法。并將改進(jìn)后的燈泡掛在實(shí)驗(yàn)室，或在自己家里，以及其他人的家里，還有街道上、旅館中進(jìn)行試用。另外，還豎起電線桿，將這些電燈與實(shí)驗(yàn)室的發(fā)電機(jī)相連。直到12月底，愛迪生才公開他試驗(yàn)電燈成功的消息。,愛迪生的電燈與以往的電弧燈相比，無疑顯得實(shí)用多了。它的出現(xiàn)，標(biāo)志著人類使用電燈的歷史正式開始。然而，這種炭絲電燈亮度不理想，燈絲的制作方法比較復(fù)雜，使用的壽命也不是很長。因此，世界各國的科學(xué)家都在致力于白熾燈的改進(jìn)。,由于碳絲表面多孔，性脆，強(qiáng)度很低。在炭絲電燈誕生30年后的1909年，美國通用電器公司的庫里基發(fā)明了以鎢絲做燈絲的電燈泡。這種

45、電燈與炭絲電燈相比，又前進(jìn)了一步，但由于通電后鎢絲極易變脆，因此它的使用壽命也受到影響。,美國化學(xué)家蘭米爾又于1913年發(fā)明了功率大、壽命長、效率高的充氣燈泡。 后來，蘭米爾又把小直徑燈絲圈成螺旋形，減少了熱傳導(dǎo)損失，并且發(fā)明了以氖氣代替氮?dú)舛瞥傻男」β食錃鉄襞荨?1928年，蘭米爾由于發(fā)明充氣燈泡和對高溫低壓下化學(xué)反應(yīng)的研究作出的突出貢獻(xiàn)，獲得了美國化工學(xué)會頒發(fā)的帕金獎?wù)隆?1932年，蘭米爾由于在化學(xué)上取得重大成就，獲得諾貝爾化學(xué)獎。 直到今天，我們?nèi)栽谑褂锰m米爾發(fā)明的充氣電燈。,需要說明的是，在愛迪生之前很多其它人亦對電燈的發(fā)明作出了不少貢獻(xiàn)。 1801年，英國一名化學(xué)家戴維將鉑絲通電

46、發(fā)光。他在1810年亦發(fā)明了電燭，利用,兩根碳棒之間的電弧照明。1854年另一美國人亨利戈培爾使用一根炭化的竹絲，放在真空的玻璃瓶下通電發(fā)光。他的發(fā)明今天看來是首個有實(shí)際效用的白熾燈。他當(dāng)時試驗(yàn)的燈泡已可維持400小時，但是并沒有及時申請設(shè)計專利。,愛迪生20歲出頭開始研究電燈，歷時10余年，時常通宵達(dá)旦，有一次他和助手們竟連續(xù)工作5晝夜。他每天工作十八、九個小時。每天清早三、四點(diǎn)的時候，他才頭枕兩、三本書，躺在實(shí)驗(yàn)用,的桌下睡覺。有時他一天在凳子上睡三、四次，每次只睡半小時。愛迪生是在認(rèn)真總結(jié)了前人制造電燈的失敗經(jīng)驗(yàn)后，在制定了詳細(xì)的試驗(yàn)計劃進(jìn)行試驗(yàn)的，試驗(yàn)的內(nèi)容一是分類試驗(yàn)1600多種不同

47、耐熱的材料；二是改進(jìn)抽空設(shè)備，使燈泡有高真空度。他還對新型發(fā)電機(jī)和電路分路系統(tǒng)等進(jìn)行了研究。,試驗(yàn)電燈時，他觀察到他稱之為愛迪生效應(yīng)的現(xiàn)象：在點(diǎn)亮的燈泡內(nèi)有電荷從熱燈絲經(jīng)過空間到達(dá)冷板。他思索著電流到底是怎樣穿過真空區(qū)的，覺得這一現(xiàn)象對他改革電燈沒有什么用處。但,發(fā)明家所特有的耐心、仔細(xì)和敏銳驅(qū)使他把這一現(xiàn)象詳細(xì)地記在筆記本上，后來，愛迪生只是把這一發(fā)現(xiàn)作為“電檢測器”登記了專利，沒有繼續(xù)作深入的研究。 沒過幾年，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)愛迪生所見到的現(xiàn)象是十分重要的，他們把它稱為“愛迪生效應(yīng)”。,最早解釋“愛迪生效應(yīng)”的是卓越的英國物理學(xué)家湯姆遜，因湯姆遜的論據(jù)是以純理論為根據(jù)的，所以當(dāng)時許多科學(xué)家是以

48、懷疑的心理電子的存在的。為了說服這些科學(xué)同行，蘇格蘭物理學(xué)家威爾遜使用了一種叫威爾遜云室的,設(shè)備，成功地拍攝了個別電子通過一團(tuán)云霧的軌跡。他以確鑿無疑的證據(jù)向人們展示了電子實(shí)體的存在。美國實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家密立根精確地測定了電子的電荷、質(zhì)量，有力地支持了電子學(xué)說。威爾遜和密立根都因他們在證明電子的存在方面做出了杰出的貢獻(xiàn)而獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。 正是愛迪生效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，為一門新科學(xué)-電子學(xué)的誕生創(chuàng)造了條件。,19世紀(jì)被譽(yù)為科學(xué)的世紀(jì)，也是以科學(xué)的技術(shù)化和社會化為突出特征的世紀(jì)?？茖W(xué)在這個世紀(jì)開始成為社會生活的一個重要組成部分。風(fēng)起云涌的偉大創(chuàng)新轉(zhuǎn)變成為技術(shù)科學(xué)的巨大威力。這個世紀(jì)的一些科,技巨匠繼續(xù)活

49、躍于20世紀(jì)。托馬斯阿爾沃愛迪生正是生活在這一時代，由于其堅忍不拔的毅力與堅持不懈的努力，作出了大量的造福人類的重大的發(fā)明，使之成為當(dāng)之無愧的“發(fā)明大王”。美國生活周刊在1999年評出的過去1000年中100位最有影響力的人物中，愛迪生名列第一。,（三）、當(dāng)之無愧的發(fā)明大王,愛迪生出身低微，生活貧困，他只上過3個月的小學(xué)，老師因?yàn)榭偙凰殴值膯栴}問得張口結(jié)舌，竟然當(dāng)他母親的面說他是個傻瓜，將來不會有什么出息。母親一氣之下讓他退學(xué)，由母親親自教育。這時，愛迪生的天資得以充分地展露。在,母親指導(dǎo)下，他閱讀了大量的書籍，并在家中自己建了一個小實(shí)驗(yàn)室。為籌措實(shí)驗(yàn)室的必要開支，他只得外出打工，當(dāng)報童、辦

50、報紙。最后用積攢的錢在火車的行李車廂建了個小實(shí)驗(yàn)室，繼續(xù)作化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。后來，化學(xué)藥品起火。行李員氣得把實(shí)驗(yàn)設(shè)備都扔下車去，還打了他幾記耳光，據(jù)說愛迪生因此終生耳聾。,此后，愛迪生因以救出了一個在火車軌道上即將遇難的男孩，而獲得了學(xué)習(xí)電報技術(shù)的機(jī)會。從此，愛迪生便和這個神秘的電的新世界發(fā)生了關(guān)系，踏上了科學(xué)的征途。,1868年，愛迪生以報務(wù)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)：投票自動記錄裝置，可這是一個不受歡迎的發(fā)明。1869年6月初，他來到紐約尋找工作。愛迪生又因能修好電報機(jī)，而謀得了一個比他預(yù)期更好的工作。,1869年10月他與波普一起成立一個“波普愛迪生公司”，專門經(jīng)營

51、電氣工程的科學(xué)儀器。在這里，他發(fā)明了“愛迪生普用印刷機(jī)”。他把這臺印刷機(jī)獻(xiàn)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，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(jī)械。,愛迪生有自己的專門制造各種電氣機(jī)械的工廠之后，他通宵達(dá)旦地工作，并培養(yǎng)出許多能干的助手。接著，他相繼做出了諸如蠟紙、油印機(jī)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(jī)，還協(xié)助別人搞成了世界上第一架英文打字機(jī)。,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”

52、，它“標(biāo)幟著集體研究的開端”。1877年，愛迪生改進(jìn)了早期由貝爾,發(fā)明的電話，并使之投入了實(shí)際使用。他還發(fā)明了他心愛的一個項目留聲機(jī)。電話和電報“是擴(kuò)展人類感官功能的一次革命”；留聲機(jī)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(jī)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(diǎn)燃了第一盞真正有廣泛實(shí)用價值的電燈。為了延長燈絲的壽命，他又重新試驗(yàn)，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(dá)到了耐用的目的。從某一方面來說

53、，這一發(fā)明是愛迪生一生中達(dá)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(yuǎn)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(xué)上第一個發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)于1883年。試驗(yàn)電燈時，他觀察到他稱之為愛迪生效應(yīng)的現(xiàn)象：在點(diǎn)亮的燈泡內(nèi)有電荷從熱燈絲經(jīng)過空間到達(dá)冷板。,愛迪生在1884年申請了這項發(fā)現(xiàn)的專利，但并未進(jìn)一步研究。而旁的科學(xué)家利用愛迪生效應(yīng)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(jī)為耳朵做出的事，電影攝影機(jī)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(yùn)動的幻覺。他第一次在實(shí)驗(yàn)室里試驗(yàn)電影是在188

54、9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(biāo)準(zhǔn)化做了大量工作。,1887年愛迪生把他的實(shí)驗(yàn)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(xué)、礦石搗碎機(jī)、鐵的磁離法、蓄電池和鐵路信號裝置上。 第一次世界大戰(zhàn)期間，他研制出魚雷機(jī)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(xué)家紛紛向他祝賀。,不幸的是，就在這次慶祝大會上，

55、當(dāng)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(xiàn)的科學(xué)家因病逝世，終年84歲。,愛迪生一生以罕見的熱情及驚人的精力，完成了2000多項發(fā)明，其中申請專利登記的達(dá)1328項。其中最大的貢獻(xiàn)是發(fā)明電燈、留聲機(jī)和自動電報機(jī)，實(shí)驗(yàn)并改進(jìn)了電話。 人們頌揚(yáng)他：“他雖不發(fā)明歷,史，卻為歷史錦上添花?！碑?dāng)1931年10月18日清晨3時24分，愛迪生帶著寬慰的微笑，即將閉目辭世的時候，他坦然地說：“我為人類的幸福，已經(jīng)盡力了；沒有什么可遺憾的了?！?愛迪生的文化程度極低，對人類的貢獻(xiàn)卻這么巨大，這里的“秘訣”是什么呢？他除了有一顆好奇的

56、心，一種親自試驗(yàn)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(dāng)有人稱愛迪生是個“天才”時，他卻解釋說：“天才就,是1%的靈感加上99%的汗水，而那1的靈感是至關(guān)重要的。”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(xué)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?dú)w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(dāng)重要的作用。,電燈發(fā)明之后，愛迪生在這以后開始研制的堿性蓄電池，困難很大，他的鉆研精神，更是十分驚人。這種蓄電池是用來供給原動力的。他和一個精選的助手苦心孤詣地研究了近十年的時間，經(jīng)歷了

57、許許多多,的艱辛與失敗，一會兒他以為走到目的地了，但一會兒又知道錯了。但愛迪生從來沒有動搖過，而再重新開始。大約經(jīng)過五萬次的試驗(yàn)，寫成試驗(yàn)筆記一百五十多本，方才達(dá)到目的。,愛迪生一生勤奮好學(xué)，善于思考，努力工作，在75歲的時候，還每天準(zhǔn)時到實(shí)驗(yàn)室簽到上班，他在幾十年間幾乎每天工作十幾個小時，晚間在書房讀3至5小時書，若用平常人一,生的活動時間來計算，他的生命已經(jīng)成倍的延長了。因此，愛迪生在79歲生日的那天，他驕傲地對人們說，我已經(jīng)是135歲的人了。愛迪生逝世以后，全美國熄滅電燈一分鐘，以示哀悼。這是人們表達(dá)對愛迪生無限懷念之情的最隆重的方式，也是人們獻(xiàn)給這位偉大發(fā)明家的一曲無言的贊歌。,愛迪生

58、一生只上過三個月的小學(xué)，他的學(xué)問是靠母親的教導(dǎo)和自修得來的。他的成功，還應(yīng)該歸功于母親自小對他的諒解與耐心的教導(dǎo)，才使原來被人認(rèn)為是低能兒的愛迪生，長大后成為舉世聞名的“發(fā)明大王”。,1881年是他發(fā)明的最高紀(jì)錄年。這一年，他申請立案的發(fā)明就有141種，平均每三天就有一種新發(fā)明。 偉大發(fā)明家愛迪生的一生告訴我們：巨大的成就，出于艱巨的勞動。 愛迪生不會隨著時光流走而被人們遺忘，他的一生是光榮的，他的一切是為人類的。,愛迪生是舉世聞名的美國電學(xué)家，科學(xué)家和發(fā)明家，他除了在留聲機(jī)、電燈、電話、電報、電影等方面的發(fā)明和貢獻(xiàn)以外，在礦業(yè)、建筑業(yè)、化工等領(lǐng)域也有不少著名的創(chuàng)造和真知灼見。愛迪生一生共有約

59、兩千項創(chuàng)造發(fā)明，為人類的文明和進(jìn)步,等作出了巨大的貢獻(xiàn)。為此， 1912年的諾貝爾物理學(xué)獎本打算授予愛迪生和他的勁敵特斯拉，但當(dāng)特斯拉知道自己將與愛迪生一起分享的諾貝爾物理學(xué)獎時，明確表示不接受授獎。最后這個年度的諾貝爾物理學(xué)獎便轉(zhuǎn)發(fā)給了瑞典的物理學(xué)家達(dá)倫，以表彰達(dá)倫在發(fā)明燈塔與浮標(biāo)照明用的自動調(diào)節(jié)器所作的貢獻(xiàn)。,（五）、與諾貝爾獎失之交臂,愛迪生從小就對很多事物感到好奇，而且喜歡親自去試驗(yàn)一下，直到明白了其中的道理為止。長大以后， 他就根據(jù)自己這方面的興趣，一心一意做研究和發(fā)明的工作。他在新澤,西州建立了一個實(shí)驗(yàn)室，一生共發(fā)明了電燈、電報機(jī)、留聲機(jī)、電影機(jī)、磁力析礦機(jī)、壓碎機(jī)等等總計兩千余種東西。愛迪生的強(qiáng)烈研究精神，使他對改進(jìn)人類的生活方式，作出了重大的貢獻(xiàn)。同理，也給社會留下了諸多的趣聞軼事。,(六)、 愛迪生趣聞軼事,愛迪生從小就喜歡用他那與眾不同的大腦袋思考一連串的問題。他看到鐵匠將鐵在熊熊的烈火中燒紅，然后錘打成各式各樣的工具時，就晃著大腦袋提出一個又一個問題：火是什么東西？火為什么會燃燒？火為什么是紅的？火為什么,這么熱？鐵在火中被燒之后為什么會發(fā)紅？鐵紅了為什么就軟了？回到家，小愛迪生在自家的木棚里開始了他最初的實(shí)驗(yàn)。他抱來干草，并將其點(diǎn)燃，他想弄明白火究竟是什么。然而，小愛迪生的第一次實(shí)驗(yàn)就引來了一場火災(zāi)，將家中的木棚燒掉了。,1