Una colección de 5 cuentos sobre inventos.
Historia de la Invención 1
Newton-El Descubrimiento de la Gravedad
Todos conocen la historia del descubrimiento de Newton de la ley de la gravedad a partir de una manzana que cae al suelo. . De hecho, es sólo una historia inventada por el pensador de la Ilustración francesa Voltaire para promover las ciencias naturales.
Antes de Newton, la gente sabía que había dos "fuerzas": todos los objetos en la Tierra están afectados por la gravedad, y hay una fuerza gravitacional entre la Luna y la Tierra en el cielo, y entre los planetas. y el sol. ¿Son estas dos fuerzas de naturaleza diferente? ¿O son diferentes expresiones de la misma fuerza? Newton consideró este problema cuando era estudiante en la Universidad de Cambridge.
Cuando Newton tenía 23 años, la peste prevalecía en Londres. Para evitar que los estudiantes se infectaran, la Universidad de Cambridge informó a los estudiantes que abandonaran el campus y regresaran a casa para evitar la epidemia, y la escuela se cerró temporalmente. Newton regresó a su Lincolnshire natal. Todavía no ha dejado de estudiar y pensar en la gravedad.
En aquella época, los niños rurales solían golpear la piedra con una honda durante varias rondas y luego arrojarla lejos. También pueden echarse un balde de leche sobre la cabeza sin derramarla.
Este fenómeno inspiró la imaginación de Newton sobre la gravedad: "¿Qué impide que caigan las piedras de la catapulta y la leche del cubo?" Esta pregunta le recordó las ideas de Kepler y Galileo. Pasó del vasto espacio, los infinitos planetas, la luna helada a la enorme Tierra, y luego pensó en la interacción entre estos gigantes. La pareja de Newton se aferró a estas ideas mágicas y se lanzó de lleno al cálculo y verificación de la "gravedad". Newton planeó utilizar este principio para verificar las leyes de acción de los planetas del sistema solar. Primero dedujo la distancia entre la Luna y la Tierra, pero el cálculo fue incorrecto porque citó datos incorrectos. Porque se supone que la aceleración centrípeta de la Luna debería ser de 16 pies por minuto, pero en realidad es sólo de 13,9 pies por minuto. En el dilema del fracaso, Newton no se desanimó, sino que trabajó más duro para estudiar.
El radio de la Tierra recién medido se anunció en 1671. Newton utilizó estos datos para reexaminar su teoría y, al mismo tiempo, utilizó el cálculo que inventó para abordar el cálculo de la aceleración gravitacional cuando la Tierra no puede considerarse como una partícula en la relación entre la Luna y la Tierra. Gracias a estas dos mejoras, Newton obtuvo dos valores de aceleración idénticos. Esto le hizo sentir que la esencia de la gravitación universal y la gravitación universal son la misma. También aplicó las tres leyes basadas en el movimiento de los objetos terrestres (es decir, las tres leyes de Newton) al movimiento planetario y también llegó a conclusiones satisfactorias y correctas.
Después de siete años de arduo trabajo, Newton finalmente demostró plenamente la mundialmente famosa "ley de la gravitación universal" a la edad de 30 años, sentando las bases para la astronomía teórica y la mecánica celeste.
El descubrimiento de la ley de la gravitación universal declara que todo en el cielo y en la tierra sigue la misma ley, negando por completo los diferentes conceptos de cielo y tierra defendidos por las fuerzas religiosas desde Aristóteles. Este es un hito en la historia. del entendimiento humano.
La historia de la invención 2
Con el desarrollo de la tecnología de la radio, la "clarividencia" y la "clarividencia" han pasado de la fantasía a la realidad. La "clarividencia" aquí se refiere al radar inventado durante la Segunda Guerra Mundial. El radar emite ondas de pulso, que se reflejan cuando se encuentra con el enemigo y luego son recibidas por el receptor del radar, mostrando un punto brillante en la pantalla del radar. A partir de este punto luminoso se puede calcular la orientación, la distancia y la altitud del avión enemigo. Un observador experimentado puede distinguir aproximadamente cuál es el objetivo a partir de los aspectos más destacados. Con este método podemos detectar aviones a decenas o incluso miles de kilómetros de distancia, lo que sin duda se puede llamar "clarividencia". Pero si lo pensamos detenidamente, "ver" un avión o un buque de guerra desde un radar de radio no es más que un punto brillante en la pantalla, lo cual es simplemente inexplicable para quienes no están bien entrenados. Por lo tanto, el alcance de detección del radar puede llegar a miles de kilómetros de distancia. Decir que es un "ojo" es sólo una exageración artística.
Después de la llegada del láser, se hizo realidad la verdadera "clarividencia". Gracias a la corta longitud de onda y a la dirección concentrada del láser, en principio se pueden fabricar radares de imágenes. En ese momento, lo que verás en la pantalla será la imagen real del objetivo, no los puntos brillantes. Por supuesto, todavía quedan muchos problemas técnicos que deben resolverse en la construcción de este tipo de radar de imágenes, por lo que todavía no existe tal clarividencia.
Algunas personas pueden preguntarse: ¿Se puede considerar la televisión clarividencia? En general, la televisión permite ver representaciones teatrales, partidos de fútbol, etc. A miles de kilómetros de distancia, esto puede considerarse clarividencia. De hecho, los "ojos" de los equipos de transmisión de televisión son tubos de cámaras de televisión, que deben estar cerca de escenas y objetos para lograr buenos resultados. El tubo de una cámara de televisión convierte la imagen capturada en ondas de radio que viajan por el aire y luego se pueden mostrar en un televisor. Si la distancia entre los dos lugares supera las decenas de kilómetros, se debe utilizar un sistema de transmisión de estación de transferencia de microondas. No estrictamente clarividencia.
Aunque el radar de imágenes Qianli "Sky Eye" no se puede construir por el momento, se ha construido un lidar que es ligeramente inferior a él. Hay muchas ventajas sobre el radar de microondas: aunque ambos pueden medir distancias y ángulos, el lidar tiene una longitud de onda corta, un haz delgado y es más de 10 veces más preciso que el radar de microondas. Lidar detecta el suelo desde una altura de 1.500 metros y el diámetro del haz es de sólo 10 centímetros. Puede distinguir los cambios de altura del terreno, algo que tampoco puede hacer el radar de microondas.
En segundo lugar, el lidar es mucho más ligero que el radar de microondas. Para mantener el mismo tamaño de haz a una determinada distancia, el lidar solo requiere una lente con un diámetro de unos pocos centímetros, mientras que el radar de microondas requiere una antena con un diámetro de más de 60 metros. La antena del radar de microondas de largo alcance tiene un diámetro mayor y suele estar fijada en la estación de radar. Todo el lidar puede ser transportado en camión o incluso por unas pocas personas. Además, el lidar puede medir parámetros como la velocidad del objetivo, que está fuera del alcance del radar general. LiDAR también tiene un buen rendimiento antiinterferencias y no se ve interferido por ondas de radio terrestres, una característica a la que los militares conceden gran importancia.
Aún quedan algunos problemas por resolver en el desarrollo del lidar, como el impacto de la atmósfera en la transmisión del láser y la dificultad para buscar objetivos causada por un haz demasiado fino. En la actualidad, a menudo se utilizan dos tipos de radar en combinación: el radar de microondas se utiliza para realizar una búsqueda a gran escala después de buscar las coordenadas del objetivo, y el lidar se utiliza para rastrear el objetivo en un área pequeña y determinar con precisión las coordenadas del objetivo. velocidad de movimiento.
Lidar tiene una amplia gama de usos. Además del radar militar, también se han desarrollado radares no militares, que no necesariamente se denominan radar. Existe un radar láser llamado telémetro que puede medir la distancia entre la Luna y la Tierra. El error absoluto es inferior a 15 cm y el error relativo es inferior a 4 × 10-10. Si se mide un objeto de 1 metro de largo con tanta precisión, el error es de menos de 4 átomos de hidrógeno. La linealidad de un átomo de hidrógeno
El diámetro de 10 es de unos 10 metros, o una décima parte de una micra. Medir con precisión la distancia entre la Tierra y la Luna y sus cambios es muy importante para la investigación científica. A través de esta medición, las personas pueden comprender la forma y la topografía de la superficie de la Tierra y la Luna, midiendo así los cambios de gravedad en todas partes de la Tierra, además, midiendo el cambio de distancia entre un punto fijo de la Tierra y la Luna continental; La deriva se puede calcular con base en datos específicos, según el cambio en la distancia entre la Luna y la Tierra, también podemos comprender la relación entre la gravedad de la Luna y los cambios de marea en la Tierra. Además, los telémetros láser pueden determinar la posición y órbita de los satélites.
Lidar es muy útil en la navegación espacial. No hay aire en el espacio, por lo que el rayo láser no se verá afectado; el radar instalado en la nave espacial requiere un tamaño pequeño, peso ligero y bajo consumo de energía, que es la especialidad del lidar. Se ha creado un lidar que puede rastrear naves espaciales debido a su alta precisión, lo que permite un acoplamiento y aproximación precisos de dos naves espaciales en órbita.
En 1971, la nave espacial Apolo lanzada por Estados Unidos llevaba un "rover lunar" que podía desplazarse hasta la Luna. El vehículo está equipado con un lidar que puede controlar directamente las cámaras de televisión para rastrear a los astronautas. Después de que las cámaras de televisión captaran el "deambular" de los astronautas, las señales se transmitieron a la Tierra mediante equipos de transmisión de radio. Este radar es muy pequeño y pesa sólo unos pocos kilogramos.
Debido a la alta resolución de los haces lidar, no solo puede identificar objetos grandes, como edificios altos y montañas, sino también detectar objetivos pequeños, como postes telefónicos, chimeneas y cables. Por lo tanto, en el ejército, se pueden instalar dispositivos anticolisión hechos de lidar en aviones de combate y helicópteros que vuelan a baja altura para evitar accidentes por colisión de aviones.
Algunos láseres son muy sensibles a los cambios en la composición atmosférica. Los científicos utilizaron esta característica para inventar un radar de detección de contaminación para detectar la contaminación del aire.
Si diversas sustancias tóxicas y nocivas producidas por las actividades de producción humana se vierten al mundo exterior sin tratamiento, causarán un daño interminable. Por ejemplo, mientras el contenido de monóxido de carbono en la atmósfera supere los 100.000, las grandes cosechas no darán frutos. Para detectar a tiempo estos contaminantes en cantidades muy pequeñas, se necesitan instrumentos de control especialmente sensibles.
Diferentes contaminantes pueden absorber la luz láser de diferentes longitudes de onda debido a diferentes estructuras moleculares. El último radar láser de detección de contaminación utiliza un láser de longitud de onda ajustable, que tiene alta sensibilidad y rápida velocidad de análisis. Cambiando la longitud de onda del láser y midiendo la absorción, se puede distinguir la composición y el contenido de los contaminantes. Aún más conveniente es el radar de detección de contaminación que lleva el vehículo, que puede detectar la contaminación del aire a unos pocos kilómetros de la ruta de conducción del vehículo.
Historia de la invención 3
Hay patrones cóncavos y convexos en la piel del extremo distal del dedo. La longitud, la forma, el grosor y la estructura varían de persona a persona. el patrón resultante es de personalidad única.
Las huellas dactilares de las personas son todas diferentes y este patrón no cambiará a lo largo de la vida, por lo que siempre se ha reconocido que las huellas dactilares pueden utilizarse como base para resolver delitos. Por tanto, en algunos documentos y contratos, las huellas dactilares o las firmas tienen el mismo efecto. Las agencias de seguridad pública también pueden rastrear a los delincuentes basándose en las huellas dactilares. Pero el problema es que en muchos casos las huellas dactilares dejadas en la escena no se pueden ver a simple vista o con lupa. Por ejemplo, las huellas dactilares dejadas en los objetos quedan ocultas después de estar sumergidos en agua durante mucho tiempo. ¿Qué debo hacer? Entonces necesitamos un láser para mostrarlo.
¿Por qué el láser puede revelar los verdaderos colores de las huellas dactilares latentes? Resulta que hay muchas glándulas sudoríparas en la superficie de la piel humana. Cuando los dedos de una persona tocan la superficie de un objeto, el sudor secretado por las glándulas sudoríparas se adhiere a la superficie del objeto, formando una posible huella digital. En circunstancias normales, la cantidad de depósito de huellas dactilares adherido a un objeto es sólo de aproximadamente 0,1 mg. Evidentemente, se trata de una cantidad extremadamente pequeña, y en este sedimento de 0,1 mg, el agua representa el 99% y se evaporarán rápidamente, dejando aproximadamente la mitad de materia inorgánica y la mitad de materia orgánica. La mayoría de las sustancias inorgánicas son sales.
Debido a que hay muy pocos residuos de huellas dactilares, generalmente se utilizan algunas técnicas para hacer que la huella sea visible. Pero si el intervalo de tiempo es demasiado largo, especialmente si el sitio está gravemente dañado y expuesto al viento y la lluvia, los medios técnicos convencionales serán ineficaces porque casi no quedarán rastros de huellas dactilares latentes.
En este momento, si el objeto se irradia con láser, aún se pueden revelar huellas dactilares claras. Las últimas investigaciones muestran que incluso la madera, el plástico, la tela, el vidrio y otros objetos que han estado sumergidos en agua durante 10 años pueden revelar huellas dactilares mediante irradiación láser después de algún procesamiento técnico necesario.
A medida que los métodos de robo se vuelven cada vez más sofisticados, surgen infinitas medidas antirrobo, y las cerraduras son una medida antirrobo ampliamente utilizada. La historia de las cerraduras se remonta a miles de años atrás, pero hasta principios de este siglo, las cerraduras todavía eran candados relativamente atrasados. Los candados de cobre de estos lingotes únicamente se sujetan a la carcasa a través de dos piezas huecas de cobre. Hasta principios de la década de 1960, los candados de cobre se utilizaban ampliamente para proteger las casas en las zonas rurales de China.
Más tarde aparecieron las cerraduras de mármol y las de combinación. En los últimos años, algunos hoteles han instalado cerraduras electrónicas que permiten a los pasajeros abrir la puerta y conectar el circuito de iluminación interior insertando una tarjeta magnética en el ojo de la cerradura.
En algunas películas de ciencia ficción, cuando alguien quiere entrar en una habitación ultrasecreta, debe pararse en la puerta y acercar los ojos al orificio de inspección de la puerta, y entonces la puerta se abrirá automáticamente. . ¿Qué quiere decir esto? Resulta que la red capilar del fondo de ojo de una persona, al igual que las huellas dactilares de una persona, varía de persona a persona. Por lo tanto, la red capilar del fondo de ojo también se conoce comúnmente como patrón ocular y también se puede utilizar como tarjeta de identificación. Mire el patrón de los ojos en el orificio de inspección de la puerta y la computadora del interior podrá determinar la identidad del visitante en función de la tarjeta oculta y luego decidir si abrir la puerta.
La denominada cerradura holográfica es una cerradura antirrobo láser más práctica. Su principio es utilizar la holografía para registrar las huellas dactilares de todos los miembros de la familia del propietario en la película negativa y luego almacenarlas en la cerradura holográfica. Para abrir una cerradura, primero encienda el láser y deje que el rayo láser ilumine la película y la huella digital de su dedo, respectivamente. Si los dos son consistentes, la cerradura se abrirá automáticamente. Si se trata del dedo de un desconocido, la huella dactilar no coincidirá con la de la película. La cerradura no solo no se puede abrir, sino que también hará sonar la alarma.
Las cerraduras holográficas son especialmente adecuadas para departamentos de seguridad, como archivos, museos, bancos, oficinas de contabilidad, almacenes importantes, etc.
La historia de la invención 4
La historia de Edison
Edison es un inventor de fama mundial. Cuando era niño, mi familia era pobre y solo fui a la escuela durante tres meses. Empecé a vender periódicos cuando tenía once o doce años. Amaba la ciencia y, a menudo, ahorraba dinero para comprar libros científicos, periódicos y productos químicos. Las herramientas para sus experimentos fueron botellas y latas extraídas de la basura.
Cuando Edison tenía 12 años, vendía periódicos en el tren. En el tren hay un compartimento especial para que los pasajeros fumen, y el revisor acordó ocupar un rincón allí. Movió allí productos químicos y botellas, vendió periódicos e hizo todo tipo de experimentos interesantes.
Una vez, una botella de fósforo blanco fue derribada por una vibración repentina mientras el tren estaba en movimiento. El fósforo se quema cuando entra en contacto con el aire. Mucha gente vino a apagar el incendio con Edison. El conductor estaba tan enojado que tiró todos los experimentos de Edison y lo abofeteó con fuerza, ensordeciendo uno de sus oídos. La determinación de Edison de estudiar ciencias nunca flaqueó. Vivió frugalmente y reanudó los experimentos químicos. Una vez, el ácido sulfúrico le quemó la ropa; otra vez, el ácido nítrico casi le cegó los ojos. Sin dejarse intimidar por el peligro, continuó experimentando tenazmente.
Edison estaba intentando producir luces eléctricas. No sé cuántos experimentos hizo antes de encontrar un filamento barato y duradero. A menudo trabaja en el laboratorio durante decenas de horas seguidas. Estaba tan cansado que se acostó en la mesa experimental y durmió un rato. Después de tantos esfuerzos incansables, finalmente encontró un filamento adecuado e inventó la luz eléctrica. Más tarde, Edison inventó la imagen en movimiento y el fonógrafo. . . Inventó más de 1.000 cosas en su vida.
Historia de la invención 5
Watt inventó la máquina de vapor
El famoso inventor británico Watt (1736 ~ 1819) nació en un pequeño pueblo cerca de Glasgow, los británicos Centro de construcción naval. Su padre era constructor naval y su abuelo y su tío eran maquinistas. Debido a la influencia de su familia, Watt estaba familiarizado con muchos principios mecánicos y técnicas de fabricación desde que era un niño.
Watt es un niño con una inteligencia extraordinaria. Es diligente y estudioso, tiene el coraje de explorar y está muy interesado en los inventos y las creaciones. Un día, el amigo de su padre vino de visita y vio al pequeño Watt sentado junto al fuego, aturdido, con un bolígrafo y papel en la mano, y había muchos cuadros en el suelo. Dijo amablemente: "El pequeño Watt debería ir a la escuela. No juegues en casa sólo para perder un tiempo precioso". El padre sonrió y dijo: "Gracias, amigo mío. Pero será mejor que veas a qué juega mi hijo". .. ..." Resultó que Little Watt estaba diseñando varios juguetes y dibujando muchos patrones. Este año, el pequeño Watt acababa de cumplir 6 años, y el invitado dijo sorprendido: "¡Qué buen niño!"
En otra ocasión, toda la familia salió, dejando solo a Watt como portero. Se quedó mirando fijamente la tetera hirviendo agua en la estufa. El agua estaba a punto de hervir, y la tapa de la olla fue empujada hacia arriba por el vapor, sacudiéndose hacia arriba y hacia abajo... Pensó: Este vapor es realmente poderoso. Si pudiéramos hacer un horno más grande y usar una caldera grande para hervir agua, el vapor producido definitivamente sería docenas o cientos de veces mayor que esto. ¿No puede reemplazar una gran cantidad de mano de obra como fuerza motriz de varias máquinas? Esta es la legendaria historia de "Watt inventó la máquina de vapor". Esta fue idea de Watt, pero la máquina de vapor no se produjo en prueba hasta más tarde.
Para poder hacer inventos, Little Watt trabajó duro para aprender conocimientos científicos. Comenzó a estudiar geometría a los 13 años; terminó de leer "Principios de Física" a los 15 años; comenzó a trabajar como aprendiz a los 17 años. A partir de entonces se dedicó realmente al desarrollo y la invención de las máquinas de vapor y nunca cerró los ojos.
En 1757 Watt fue a la Universidad de Glasgow para trabajar como reparador de instrumentos docentes.
Aquí no sólo hay instalaciones experimentales completas y diversos instrumentos, sino también muchos eruditos y expertos famosos, lo que proporciona condiciones extremadamente favorables para Watt. La escuela también instaló un taller experimental específicamente para él. En 1769, basándose en una gran cantidad de experimentos y numerosos fracasos, Watt fabricó una máquina de vapor de simple efecto y obtuvo la patente de la primera máquina de vapor. En 1782, Watt desarrolló con éxito una nueva máquina de vapor de dos vías que podía usarse ampliamente en varias máquinas. En 1788, el gobierno británico concedió oficialmente a Watt un certificado de patente para la fabricación de máquinas de vapor; de 1775 a 1800, la fábrica del Soho operada conjuntamente por Watt y Bolton produjo 183 máquinas de vapor, todas las cuales se utilizaron en las industrias textil, metalúrgica y minera. En la década de 1930, se introdujeron en el mundo las máquinas de vapor y desde entonces la sociedad humana ha entrado en la "Era del vapor". Watt, este inventor que benefició a la humanidad, siempre será admirado por las generaciones futuras.
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