Технические изобретения 17,18,19 и
начало 20 века
Группа 141132
Участники
Шепелев В.С
Кудрявцев А.С
Мезенцев А.В
Назаров Р.Э
Симбирский М.С
Игошин И.Л
Балуков О.А

Электрическая машина Отто фон
Герике

А что это?
Электрическая машина - это
электромеханический
преобразователь энергии,
основанный на явлениях
электромагнитной индукции и
силы Ампера, действующей на
проводник с током, движущийся
в магнитном поле.
Герике построил первую
электрическую машину. Она
представляла собой шар из серы.
Расплавленной серой наполняли
полый стеклянный шар, который,
когда сера застывала, разбивали.
Сквозь шар из серы пропускали
железную ось и помещали на
особом стакане так, что его
можно было вращать вокруг оси.
На вращающийся шар нажимали
рукой, и он наэлектризовывался
трением.

А что нам это дало?
Герике изобрел прибор для получения электрического состояния,
который если и не может быть назван электрической машиной в
настоящем значении этого слова, потому что в нём недоставало
конденсатора для собирания электричества, развиваемого трением,
то все же послужил прототипом для всех поздних устраиваемых
электрических открытий. Сюда прежде всего следует отнести
открытие электрического отталкивания.

Механические часы Гюйгенса

В чем же секрет?
Гюйгенсу
пришлось
проявить
чудеса изобретательности. В конце
концов он создал особый маятник,
который в ходе качания изменял
свою длину и колебался по
циклоидной
кривой.
Часы
Гюйгенса обладали несравнимо
большей точностью, чем часы с
коромыслом.
Их
суточная
погрешность не превышала 10
секунд (в часах с коромысловым
регулятором
погрешность
колебалась от 15 до 60 минут).

Ртутный Барометр
Эванджелиисты Торричеилли
Ртуутный бароуметр - жидкостной
барометр, в котором атмосферное
давление измеряется по высоте столба
ртути в запаянной сверху трубке,
опущенной открытым концом в сосуд с
ртутью. В своем сочинении «Opera
geometrica» (Флоренция, 1644)
Торричелли излагает свои открытия и
изобретения, среди которых самое
важное место занимает изобретение
ртутного барометра.
Ртутные барометры - наиболее точные
приборы, ими оборудованы
метеорологические станции, по ним
проверяется работа других видов
барометров.

Паровая машина Джеймса Уатта
Начало новой эры в механике
В середине 60-х годов 18 века талантливый механик Джеймс Уатт работал в университете Глазго.
Однажды ему поступил заказ на ремонт паровой машины Ньюкомена, и, разобравшись в конструкции
агрегата, Уатт решил попробовать ее немного усовершенствовать. Он предположил, что можно будет
сократить расход недешевого топлива, если цилиндр паровой машины будет постоянно оставаться в
нагретом состоянии. Ведь до этого поршень двигался вниз и совершал полезную работу благодаря тому,
что емкость с паром охлаждалась при помощи впрыска воды. Но чтобы воплотить в жизнь данную
идею, следовало разобраться с проблемой конденсации пара, которую Уатт решил достаточно элегантно.
Если верить историческим источникам, мысль о том, как можно сконденсировать пар, пришла Уатту в
голову совершенно случайно, когда он увидел, как под давлением вырываются его струи из котлов
прачечных. Джеймс сообразил, что пар – это обыкновенный газ, который из цилиндра можно легко
направить в другую емкость, создав в ней меньшее давление. Для этих целей Уатт решил использовать
откачивающий насос и систему металлических отводящих трубок, которые забирали из цилиндра пар.

Веломобиль
Первые кузовные веломобили появились в США в начале ХХ столетия. Это были трёх- и четырёхколёсные транспортные
средства, оснащенные цепным приводом и фанерным (деревянным) кузовом. Описание и инструкции для постройки таких
веломобилей можно найти в известном американском журнале «Популярная механика».
«Velocar» Шарля Моше
В конце 1920-х гг французский изобретатель и предприниматель Шарль Моше (1880-1934) разработал и наладил серийный
выпуск веломобиля «Velocar» на своей фабрике.
Этот четырёхколёсный двухместный веломобиль весил, в зависимости от модели, 35-40 кг, оснащался трёх- или
пятискоростной системой переключения передач велосипедного типа и независимыми цепными приводами водителя и
пассажира. Всего с 1928 по 1944 гг было выпущено около 6000 веломобилей «Велокар»

Самокат
Самокат - наземное средство передвижения, в основном двухколёсное, приводимое в действие путём
многократного отталкивания ногой от земли в положении стоя, и управляемое при помощи руля. Самокат
используется для развлечения и как спортивный тренажёр. Существуют также трёхколёсные инерционные
конструкции самокатов с двумя подножками, где разгон происходит при переносе веса тела с одной ноги на другую
без отталкивания ногой от земли.
Точное время создания самоката неизвестно. Похожие на него изображения встречаются на древних фресках. Есть
версия, что самокат впервые был изготовлен в 1761 году в Германии каретным мастером Михаэлем Касслером. По
другой версии, самокат создал немецкий изобретатель Карл фон Дрез в 1817 году, и усовершенствовал его в 1820-м,
сделав управляемым переднее колесо. Такие самокаты приобрели популярность во Франции и Англии. Английские
самокаты, в отличие от немецких, имели железную раму.

Оптический телеграф
Оптический телеграф - устройство для передачи информации на дальние расстояния при помощи световых сигналов.
В оптических телеграфах другого рода условные знаки передавались не с помощью световых источников и их лучей,
посылаемых с одного места в другое, а посредством особых механизмов с некоторыми подвижными частями в виде
линеек или кругов, видимых с дальнего расстояния. Первым изобретателем такого рода оптического телеграфа нужно
признать известного английского учёного Гука. Хотя о возможности такого способа передачи знаков уже заявлялось в
литературе и раньше, но Гук не только придумал, но и устроил сигнальный аппарат, который был им показан в Royal
Society в 1684 г. Затем француз Амонтон (Amonton) в 1702 г. устроил оптический телеграф с подвижными планками,
который он показывал в действии при дворе.
В 1792 году во Франции Клод Шапп создал систему передачи информации при помощи светового сигнала. Она
получила название «оптический телеграф». В простейшем виде это была цепь типовых строений, расположенных в
пределах видимости друг друга. На кровле строений размещались шесты с подвижными поперечинами - семафоры.
Семафорами с помощью тросов управляли операторы, которые сидели внутри.

Паровая машина Ньюкомена
В 1705 году кузнец по профессии
Томас Ньюкомен совместно с
лудильщиком Дж. Коули построил
паровой насос, опыты по
совершенствованию которого
продолжались около десяти лет, пока он
не начал исправно работать (1712).

Устройство
Пар низкого давления впускается в рабочую камеру или
цилиндр.
Атмосферное давление в верхней части цилиндра давит на
поршень и вызывает его перемещение вниз.
Машина работала путём создания в огромном цилиндре пара
с последующим охлаждением его впрыском холодной воды,
что создавало вакуум в цилиндре в свою очередь опускавший
цилиндр тем самым производя полезную работу

Секстант
Секстаунт-навигационный
измерительный инструмент,
используемый для измерения высоты
Солнца и других космических объектов
над горизонтом с целью определения
географических координат той
местности, в которой производится
измерение.

В секстанте используется принцип
совмещения изображений двух
объектов при помощи двойного
отражения одного из них. Этот
принцип был изобретён Исааком
Ньютоном в 1699 году. Секстант
вытеснил астролябию как главный
навигационный инструмент.

Молниеотвод
устройство, устанавливаемое
на зданиях и сооружениях и
служащее для защиты от
удара молнии.
Считается, что молниеотвод был
изобретён Бенджамином
Франклином в 1752 году.

Принцип
Во время грозы на Земле появляются
большие индуцированные заряды
и
у
поверхности Земли возникает сильное
электрическое поле. Напряжённость поля
особенно велика возле острых проводников,
и поэтому на конце молниеотвода
зажигается коронный разряд. Вследствие
этого индуцированные заряды не могут
накапливаться на здании и молнии не
происходит. В тех же случаях, когда молния
всё же возникает (такие случаи очень редки),
она ударяет в молниеотвод и заряды уходят в
Землю, не причиняя разрушений.

Парашют
В 1483 году Леонардо да
Винчи нарисовал эскиз пирамидального
парашюта.
Фауст Вранчич из Хорватии считается
изобретателем парашюта. В 1597 году он
прыгнул с колокольной башни высотой 87
метров на рыночную площадь в Братиславе.
Но фактически ввел парашют - как и
изобрел само слово - французский
физик Луи Себастьян Ленорман, который 26
декабря 1783 прыгнул с башни Монпелье на
изобретенном им парашюте, представлявшем
собой развитие зонтика: деревянную раму,
обтянутую льняной прорезиненной тканью.

ИЗОБРЕТЕНИЯ 19 ВЕКА

Паровоз
Изобр. Ричард Тревитик (1804г)
Паровоз - автономный локомотив с паросиловой
установкой, использующий в качестве
двигателя паровые машины. Паровозы были первыми
передвигающимися по рельсам транспортными
средствами. Паровоз является одним из уникальных
технических средств, созданных человеком. Благодаря
ему появился железнодорожный транспорт, и именно
паровозы выполняли основной объём перевозок в XIX
и первой половине XX века, сыграв колоссальную
роль в подъёме экономики целого ряда стран.

Пароход
Изобр. Роберт Фултон (1807г)
Пароход - судно, приводимое в
движение поршневой паровой машиной.

Двигатель Стирлинга
Изобр. Роберт Стирлинг (1816г)
Двигатель Стирлинга - тепловая машина, в которой
рабочее тело, в виде газа или жидкости, движется в
замкнутом объёме, разновидность двигателя внешнего
сгорания. Основан на периодическом нагреве и
охлаждении рабочего тела с извлечением энергии из
возникающего при этом изменения объёма рабочего тела.

Азбука Морзе
Изобр. Сэмюэл Морзе (1838г)
Код Морзе, «Морзянка» (Азбукой Морзе код начал называться
только с начала первой мировой войны) - способ знакового
кодирования, представление букв алфавита, цифр, знаков
препинания и других символов
последовательностью сигналов: длинных («тире») и коротких
(«точек»). За единицу времени принимается длительность
одной точки. Длительность тире равна трём точкам. Пауза
между элементами одного знака - одна точка, между знаками
в слове - 3 точки, между словами - 7 точек.

Телефон
Изобр. Александр Белл (1876г)
Телефон - аппарат для передачи и приёма звука на
расстоянии.

Лампа накаливания
Изобр. Джозеф Сван (1878г)
Лампа накаливания - искусственный источник света,
в котором свет испускает тело накала, нагреваемое
электрическим током до высокой температуры. В
качестве тела накала чаще всего используется спираль из
тугоплавкого металла, либо угольная нить.

Автомобиль
Изобр. Джордж Селден (1879г)
Автомобиль - моторное безрельсовое
дорожное транспортное средство минимум с 3
колёсами.
Основное функциональное назначение автомобиля
заключается в совершении транспортной работы.
Автомобильный транспорт в индустриально
развитых странах занимает ведущее место по
сравнению с другими видами транспорта по объему
перевозок пассажиров и грузов

Трансформатор Тесла
Изобр. Никола Тесла (1896)
Трансформатор Тесла, также катушка Тесла является резонансным трансформатором, производящим
высокое напряжение высокой частоты.

Электрическая лампочка
Электричество, как источник энергии для освещения
чего-либо, стали использовать только ближе к концу
XIX века. Ранее этого момента люди пользовались
свечами и газовыми фонарями. Изобретение
электрической лампочки, несмотря на то что работу
в этом направлении вели множество ученых
и изобретателей, принято приписывать Томасу
Эдисону. Именно Эдисон оснастил лампы цоколем
и патроном, а кроме того, продумал устройство
выключателя.

Телефонная связь
Американец Александр Грехам Белл подал
заявку на изобретенный им телефон в Бюро
патентов США 14 февраля 1876 года. Через
два часа после приезда Белла американец
по фамилии Грей пришел в Бюро за тем же
патентом, но дело осталось за Беллом.
Стоит отметить, что в изобретении
телефона ему помогла чистая случайность.
Изначально он пытался создать
мультиплексный телеграф, который мог бы
по одному проводу передавать несколько
телеграмм одновременно.

Газовая плита
Следующим шагом после изобретения чугунной печи, работающей на угле
и дровах, стало появление газовой печи. Произошло это в 1825 году. Создатель
первой газовой печи Джеймс Шарп был ассистентом директора газовой фабрики,
и именно в доме Шарпа газовая печь была впервые установлена. Завод
по выпуску плит начал свою работу в 1936 году, правда, в те времена подобную
бытовую технику мог позволить себе далеко не каждый, и газовые плиты можно
было увидеть только в домах богатых людей.

Компрессионный холодильник
Конструктором первой холодильной машины стал англичанин Джекоб Перкинс.
Холодильник, который он изобрел в 1834 году, использовал компрессор
на диэтиловом эфире. Первый холодильник в России был построен только в 1877
году в Мурманске на рыболовных промыслах. В пищевую промышленность
холодильная камера пришла только спустя 12 лет.

Кинематограф(Синематограф)
Рождение кинематографии как вида искусства.
Аппарат для записи движущегося изображения, созданный братьями Люмьер. 13
февраля 1895 года ими получен патент за номером 245032 на «аппарат, служащий для
получения и рассматривания изображений». Устройство представляет собой
универсальный проекционный, съёмочный и копировальный аппарат для
изготовления кинофильмов на перфорированной целлулоидной 35-мм киноплёнке.
Впервые «Синематограф» был представлен зрителям 22 марта 1895 года в Париже, а первый
платный киносеанс состоялся 28 декабря 1895 года в одном из залов «Гран-кафе»
на бульваре Капуцинок дом 14. День первого коммерческого показа считается официальной
датой рождения кинематографии как вида искусства.
Название Cinématographe было впервые применено изобретателем Леоном Були в 1892 году
для изобретённой им камеры с рулонной негативной фотобумагой. Вследствие неуплаты
годового взноса за патент название перешло братьям Люмьер. Их устройство считается
первым в мире профессиональным киносъёмочным аппаратом. Позже название
«Синематограф» использовали для своих аппаратов Роберт Бэрд, Сесил Рэй и Альфред Рэнч,
но их разработки в большинстве случаев были попытками усовершенствовать оригинальный
аппарат Люмьеров и не имели решающего значения. Успех «Синематографа» был так велик,
что его название в большинстве стран стали использовать для обозначения
первых кинотеатров, а затем и всей технологии.

Троллейбус
Троллее́ йбус - безрельсовое механическое транспортное средство(преимущественно пассажирское, хотя
встречаются троллейбусы грузовыеи специального назначения) контактного типа с электрическим
приводом, получающее электрический ток от внешнего источника питания (от центральных электрических
станций) через двухпроводную контактную сеть с помощью штангового токоприёмника (в народе штанги
называют рогами) и сочетающее в себе преимущества трамвая и автобуса.
Первый троллейбус был создан в Германии инженером Вернером фон Сименсом, вероятно, под влиянием
идеи его брата, проживавшего в Англии доктора Вильгельма Сименса, высказанной 18 мая 1881 года на
двадцать втором заседании Королевского научного общества. Электросъём осуществлялся
восьмиколёсной тележкой (Kontaktwagen), катившейся по двум параллельным контактным проводам.
Провода располагались достаточно близко друг от друга, и при сильном ветре нередко перехлёстывались,
что приводило к коротким замыканиям. Экспериментальная троллейбусная линия протяжённостью 540 м
(591 ярд), открытая компанией Siemens & Halske в предместье Берлина Галензе (Halensee), действовала с
29 апреля по 13 июня 1882.

Важнейшим изобретением в истории человечества, открывшим дорогу для промышленной революции и последующего ускоренного развития человечества, стал паровой двигатель. В 1698 г . англичанин Севери создал паровую машину для откачки воды из шахт. В 1712 г. Томас Ньюкомен усовершенствовал эту машину, снабдив ее цилиндром и поршнем. В 1763 г. машину Ньюкомена усовершенствовал Джеймс Уатт. Разобравшись в недостатках модели, Уатт создал машину, принципиально отличавшуюся от нее. Размеры паровой машины значительно уменьшились. Массовое производство паровых машин было невозможно без точных токарных станков; решающий шаг в этом направлении был сделан механиком Генри Модсли, который создал самоходный суппорт . В 1802 г. американец Роберт Фултон построил в Париже лодку с паровым двигателем . Затем построил пароход «Клермонт. В 1807 г. «Клермонт» совершил первый рейс по р. Гудзон. Через девять лет в Америке было 300 пароходов, а в Англии - 150. В 1819 г. американский пароход «Саванна» пересек Атлантический океан. В Российской Империи первые пароходы появились в 1815 . Одновременно со строительством пароходов делались попытки создания паровой повозки. В 1803 г. механик Ричард Тревитик построил первый паровоз. В 1815 г. механик-самоучка Джордж Стефенсон построил свой первый паровоз . В 1830 г. Стефенсон завершил строительство первой большой железной дороги между городами Манчестер и Ливерпуль; для этой дороги он сконструировал паровоз «Ракета», на котором впервые применил трубчатый паровой котел. В 1765 г. ткач и плотник Харгривс создал механическую прялку , которую он назвал в честь своей дочери «Дженни »; эта прялка увеличивала производительность труда прядильщика в 20 раз. В 1769 г. Ричард Аркрайт запатентовал прядильную ватерную машину , рассчитанную на водяной привод, и с этого момента машины стали использоваться на мануфактурах. В 1850 -х гг. английский изобретатель и предприниматель Генри Бессемер изобрел бессемеровский конвертер , а в 1860 -х гг. французский инженер Эмиль Мартен создал мартеновскую печь. Это позволило впоследствии наладить массовый выпуск стальных орудий. «Эпоха электричества» началась с изобретения динамомашины - генератора постоянного тока, его создал бельгийский инженер З. Грамм в 1870 г. В 1880-х гг. югослав Никола Тесла создал двухфазный электродвигатель переменного тока. Работавший в Германии на фирме АЭГ русский электротехник М.О. Доливо-Добровольский создал эффективный трехфазный электродвигатель , а также первую ЛЭП высокого напряжения и трансформатор к ней. После этого Доливо- Добровольский стал ведущим электротехником того времени, а фирма АЭГ стала крупнейшим производителем электротехники. С этого времени заводы и фабрики стали переходить от паровых машин к электродвигателям, появились крупные электростанции и линии электропередач. Следует особо подчеркнуть, что большим достижением электротехники было создание электрических ламп. За решение этой задачи в 1879 г. взялся американский изобретатель Томас Эдисон ; первые лампочки Эдисона были «бамбуковыми». Лишь спустя двадцать лет по предложению русского инженера Александра Николаевича Лодыгина нить накаливания стали изготовлять из вольфрама. Первый работоспособный бензиновый двигатель был создан в 1883 г. немецким инженером Юлиусом Даймлером. Этот двигатель открыл эру автомобилей; уже в 1886 г. Даймлер поставил свой двигатель на четырехколесный экипаж. Панар и Левассор при создании своего автомобиля использовали только двигатель Даймлера, оснастив его системой сцепления, коробкой передач и резиновыми шинами. Это был первый в истории настоящий автомобиль. Сам Даймлер в 1890 г. создал компанию «Даймлер моторен», которая десять лет спустя выпустила первый автомобиль марки «Мерседес». Первый двигатель Дизеля, появившийся в 1895 году, произвел сенсацию – его к. п. д. составлял 36% – вдвое больше, чем у бензиновых двигателей. Появление двигателя внутреннего сгорания сыграло большую роль в зарождении авиации. В 1870-е гг. Александер Белл взял патент на телефон и в том же году продал более 800 экземпляров. Т.А. Эдисон снабдил мембрану иглой, так появился фонограф. В 1887 г. американец Эмиль Берлинер заменил цилиндр круглой пластинкой и создал граммофон. Новым шагом в развитии связи было изобретение радиотелеграфа. В марте 1896 г. Попов продемонстрировал свой аппарат. Одновременно с Поповым свою радиотелеграфную установку создал молодой итальянец Гильельмо Маркони. Маркони заменил когерер магнитным детектором и осуществил радиосвязь через Атлантический океан. В конце XIX века был создан кинематограф. Это было связано с усовершенствованием изобретенной Луи Дагером фотографии. В конце XIX в. создаются пластмассы. В 1873 г. Дж. Хайетт (США) изобрёл целлулоид. В 1887 г. американец Хайрем Максим создал первый пулемет. В 1860 г. в Англии был спущен на воду первый железный броненосец «Вэрриор». Идея использования реактивного аппарата для полетов в космос принадлежит Константину Эдуардовичу Циолковскому. Изобретение ткацкого станка, паровой машины, паровоза, парохода, винтовки и т.д. – все это были фундаментальные открытия, которые вызвали появление нового культурного круга - того общества, которое называют промышленной цивилизацией.

19-й век заложил основы для развития науки 20-го столетия и создал предпосылки для многих будущих изобретений и технологических нововведений, которыми мы пользуемся в настоящее время. Научные открытия 19 века были сделаны во многих областях и оказали большое влияние на дальнейшее развитие. Технический прогресс неудержимо продвигался. Кому же мы благодарны за те комфортные условия, в которых сейчас живет современное человечество?

Научные открытия 19 века: Физика и электротехника

Ключевой особенностью в развитии науки этого периода времени является широкое применение электричества во всех отраслях производства. И люди уже не могли отказаться от использования электричества, ощутив его существенные преимущества. Много научных открытий 19 века было совершено в этой области физики. В то время ученые начали плотно изучать электромагнитные волны и их влияние на различные материалы. Началось внедрение электричества в медицину.

В 19-м веке в сфере электротехники работали такие известные ученые, как француз Андре-Мари Ампер, два англичанина Майкл Фарадей и Джеймс Кларк Максвелл, американцы Джозеф Генри и Томас Эдисон.

В 1831 году Майкл Фарадей заметил, что если медная проволока движется в магнитном поле, пересекая силовые линии, то в ней возникает электрический ток. Так появилось понятие электромагнитной индукции. Это открытие создало почву для изобретения электродвигателей.

В 1865 году Джеймс Кларк Максвелл разработал электромагнитную теорию света. Он предположил существование электромагнитных волн, посредством которых передается электрическая энергия в пространстве. В 1883 году Генрих Герц доказал существование этих волн. Он также определил, что скорость их распространения - 300 тыс. км/сек. На основе этого открытия Гульельмо Маркони и А. С. Попов создали беспроводный телеграф - радио. Это изобретение стало основой для современных технологий беспроводной передачи информации, радио и телевидения, в том числе всех видов мобильной связи, в основе работы которых лежит принцип передачи данных посредствам электромагнитных волн.

Химия

В области химии в 19 веке самым значительным было открытие Д.И. Менделеевым Периодического закона. На основе этого открытия была разработана таблица химических элементов, которую Менделеев увидел во сне. В соответствии с этой таблицей он предположил, что существуют еще неизвестные тогда химические элементы. Предсказанные химические элементы скандий, галлий и германий впоследствии были открыты в период с 1875 по 1886 гг.

Астрономия

ХІХ ст. было веком становления и стремительного развития еще одной области науки - астрофизики. Астрофизика - это раздел астрономии, который изучает свойства небесных тел. Этот термин появился в середине 60-х годов 19-го века. У истоков ее стоял немецкий профессор Лейпцигского университета астроном Иоганн Карл Фридрих Цёлльнер. Главные методы исследования, используемые в астрофизике - это фотометрия, фотография и спектральный анализ. Одним из изобретателей спектрального анализа является Кирхгоф. Он проводил первые исследования спектра Солнца. В результате этих исследований в 1859 г. ему удалось получить рисунок солнечного спектра и более точно определить химический состав Солнца.

Медицина и Биология

С приходом 19 века наука начинает развиваться с невиданной доселе скоростью. Научных открытий совершается столько, что трудно детально их отследить. Медицина и биология в этом не отстают. Самый значительный вклад в этой области сделали немецкий микробиолог Роберт Кох, французы медик Клод Берна́р и химик-микробиолог Луи Пастер.

Бернар заложил основы эндокринологии - науки о функциях и строении желез внутренней секреции. Луи Пастер стал одним из основоположников иммунологии и микробиологии. В честь этого ученого названа технология пастеризации - это способ термической обработки в основном жидких продуктов. Эта технология применяется для уничтожения вегетативных форм микроорганизмов для увеличения срока хранения пищевых продуктов, например пива и молока.

Роберт Кох открыл возбудителя туберкулёза, бациллу сибирской язвы и холерный вибрион. За открытие туберкулезной палочки он был награжден Нобелевской премией.

Полезная статейка:

Компьютеры

Хотя считается, что первый компьютер появился в 20 веке, но уже в XIX веке были построены первые прообразы современных станков с числовым программным управлением. Жозеф Мари Жаккар, французский изобретатель, в 1804 году придумал способ программирования работы ткацкого станка. Суть изобретения состояла в том, что нитью можно было управлять, используя перфокарты с отверстиями в определенных местах, в которых предполагалось нанести нить на ткань.

Машиностроение и промышленность

Уже в начале 19-го века начался постепенный переворот в машиностроении. Оливер Эванс был одним из первых, кто в 1804 году в Филадельфии (США) продемонстрировал автомобиль с паровым двигателем.

В конце 18-го столетия появились и первые токарные станки. Их разрабатывал английский механик Генри Модсли.

С помощью таких станков удалось заменить ручной труд, когда было необходимо производить обработку металла с большой точностью.

В 19 веке был открыт принцип работы теплового двигателя и изобретен двигатель внутреннего сгорания, что послужило толчком к развитию более скоростных средств передвижения: паровозов, пароходов и самоходных машин, которые мы сейчас называем автомобилями.

Также начали развиваться железные дороги. В 1825 году в Англии Георг Стефенсон простроил первую железную дорогу. Она обеспечивала железнодорожную связь городов Стоктон и Дарлингтон. В 1829 проложили ветку, которая связала Ливерпуль и Манчестер. Если в 1840 году общая протяженность железных дорог составляла 7700 км, то к концу 19-го века это уже было 1 080 000 км.

19-й век - это век промышленной революции, век электричества, век железных дорог. Он оказал существенное влияние на культуру и мировоззрение человечества, в корне изменил систему ценностей человека. Появление первых электродвигателей, изобретение телефона и телеграфа, радио и нагревательных приборов, а также лампы накаливания - все эти научные открытия 19 века перевернули жизнь людей того времени.

Благодаря человеческим открытиям последних столетий, у нас есть возможность мгновенного доступа к любой информации со всего мира. Достижения в медицине помогли человечеству побороть опасные заболевания. Технические, научные, изобретения в корабле- и машиностроении дают нам возможность достичь любой точки земного шара за несколько часов и даже полететь в космос.

Изобретения 19 и 20 веков изменили человечество, перевернули его мир. Конечно, развитие происходило беспрестанно и каждый век дал нам какие-то величайшие открытия, но глобальные революционные изобретения пришлись именно на этот период. Расскажем о тех самых значимых, которые изменили привычный взгляд на жизнь и сделали прорыв в цивилизации.

Рентгеновские лучи

В 1885 году немецкий физик Вильгельм Рентген в процессе своих научных экспериментов обнаружил, что катодная трубка излучает некие лучи, которые он назвал икс-лучами. Ученый продолжил их исследовать и выяснил, что это излучение проникает сквозь непрозрачные предметы, не отражаясь и не преломляясь. Впоследствии было установлено, что облучая этими лучами части тела, можно увидеть внутренние органы и получить изображение скелета.

Однако понадобилось целых 15 лет после открытия Рентгена для исследования органов и тканей. Поэтому само название «рентген» относят к началу 20 века, так как раньше его не использовали повсеместно. Только в 1919 году свойства этого излучения начали применять на практике многие медицинские учреждения. Открытие рентгеновских лучей кардинально изменило медицину, в частности, в области диагностики и анализа. Устройство с рентгеновскими лучами спасло жизни миллионов людей.

Самолет

С незапамятных времен люди пытались подняться в небо и создать такой аппарат, который бы помог человеку взлететь. В 1903-м году американские изобретатели братья Орвилл и Уилбур Райт сделали это — они успешно запустили в воздух свой самолет с двигателем «Флайер – 1». И хотя он продержался над землей всего лишь несколько секунд, это значимое событие считается началом эпохи зарождения авиации. А братья-изобретатели считаются первыми пилотами в истории человечества.

В 1905-м году братья сконструировали третий вариант аппарата, который уже находился в воздухе почти полчаса. В 1907-м году изобретатели подписали контракт с американской армией, а позже и с французской. Тогда же пришла идея перевозить на самолете пассажиров, и Орвилл и Уилбур Райт усовершенствовали свою модель, оборудовав ее дополнительным сиденьем. Также ученые оснастили самолет более мощным двигателем.

Телевизор

Одним из важнейших открытий 20 века стало изобретение телевизора. Русский физик Борис Розинг запатентовал первый аппарат в 1907 году. В своей модели он использовал электронно-лучевую трубку, а для преобразования сигналов применял фотоэлемент. К 1912 году он усовершенствовал телевизор, а в 1931-м появилась возможность передавать информацию с помощью цветной картинки. В 1939 году открылся первый телевизионный канал. Телевидение дало огромный толчок к изменению мировосприятия людей и способов коммуникации.

Следует добавить, что Розинг не единственный, кто занимался изобретением телевизора. Еще в 19 веке португальский ученый Адриано Де Пайва и русско-болгарский физик Порфирий Бахметьев предложили свои идеи по разработке устройства, которое передавало изображение по проводам. В частности, Бахметьев придумал схему своего устройства — телефотографа, но собрать его так и не смог из-за нехватки средств.

В 1908 году физик из Армении Ованес Адамян запатентовал двухцветный аппарат для передачи сигналов. А в конце 20-х годов 20 века в Америке русский эмигрант Владимир Зворыкин собрал свой телевизор, который назвал «иконоскоп».

Автомобиль с двигателем внутреннего сгорания

В работе над созданием первого автомобиля на бензине трудились несколько ученых. В 1855 году немецкий инженер Карл Бенц сконструировал автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, а в 1886-м получил патент на свою модель транспортного средства. Затем он стал производить автомобили на продажу.

Огромный вклад в производство автомобилей внес и американский промышленник Генри Форд. В начале 20 века появились компании, которые занимались выпуском машин, но пальма первенства в этой сфере по праву принадлежит Форду. Он приложил руку к разработке недорогого автомобиля Model T и создал дешевую конвейерную линию по сборке этого транспортного средства.

Компьютер

Сегодня мы не можем представить свою повседневную жизнь без компьютера или ноутбука. А ведь буквально недавно первые вычислительные машины использовались только в науке.

В 1941-м году немецкий инженер Конрад Цузе сконструировал механический аппарат Z3, который работал на основе телефонных реле. Компьютер практически не отличался от современного образца. В 1942-м году американский физик Джон Атанасов с помощником Клиффордом Берри начали разработку первого электронного компьютера, но завершить это изобретение им не удалось.

В 1946-м американец Джон Мокли разработал электронный компьютер ENIAC. Первые машины были огромные и занимали целые комнаты. А первые персональные компьютеры появились лишь в конце 70-х годов 20 века.

Антибиотик пенициллин

В медицине 20 века произошел революционный прорыв, когда в 1928 году английский ученый Александр Флеминг обнаружил воздействие плесени на бактерии.

Таким образом бактериологом был открыт первый в мире антибиотик пенициллин из плесневых грибов Penicillium notatum — лекарство, которое спасло жизни миллионам людей. Стоит отметить, что коллеги Флеминга заблуждались, считая, что главное — это укрепление иммунитета, а не борьба с микробами. Поэтому на протяжении нескольких лет антибиотики не были востребованы. Только ближе к 1943-му году лекарство нашло широкое применение в лечебных учреждениях. Флеминг же продолжал изучать микробы и улучшать пенициллин.

Интернет

Всемирная паутина преобразила жизнь человека, ведь сегодня, наверное, нет такого уголка мира, где бы не пользовались этим универсальным источником коммуникации и информации.

Доктор Ликлидер, возглавлявший американский военный проект по обмену информацией, считается одним из первооткрывателей интернета. Публичная презентация созданной сети Arpanet состоялась в 1972 году, а немногим ранее, в 1969 году профессор Клейнрок со своими студентами попытался передать некоторые данные из Лос-Анджелеса в Юту. И несмотря на то, что передать получилось только две буквы, начало эры всемирной сети было положено. Тогда же появилась первая электронная почта. Изобретение интернета стало всемирно известным открытием, а к концу 20 века насчитывалось уже более 20 млн пользователей.

Мобильный телефон

Мы не представляем сейчас свою жизнь без мобильного телефона и даже не верится, что появились они совсем недавно. Создателем беспроводной связи стал американский инженер Мартин Купер. Именно он сделал первый звонок по сотовому телефону в 1973 году.

Буквально спустя одно десятилетие данное средство связи стало доступно многим американцам. Первая модель телефона Motorola была дорогой, но сама идея этого способа коммуникации очень понравилась людям — они буквально записывались в очередь, чтобы приобрести его. Первые трубки были увесистыми и большими, а на миниатюрном дисплее не высвечивалось ничего, кроме набираемого номера.

Через некоторое время начался массовый выпуск различных моделей, а каждое новое поколение совершенствовалось.

Парашют

Впервые о создании подобия парашюта задумывался еще Леонардо да Винчи. А через несколько столетий люди уже начали совершать прыжки с воздушных шаров, к которым вешали полураскрытые парашюты.

В 1912-м году американец Альберт Бэрри прыгнул с парашютом из самолета и благополучно приземлился. А инженер Глеб Котельников изобрел ранцевый парашют из шелка. Испытывали изобретение на автомобиле, который был в движении. Таким образом был создан тормозной парашют. Перед началом Первой мировой войны ученый запатентовал изобретение во Франции, и оно по праву считается одним из важных достижений 20 века.

Стиральная машина

Безусловно, изобретение стиральной машины существенно облегчило и улучшило быт людей. Ее изобретатель, американец Алва Фишер, запатентовал свое открытие в 1910 году. Первое приспособление для механической стирки представляло собой деревянный барабан, который вращался по восемь раз в разные стороны.

Предшественницу современных моделей представили в 1947 году две компании – General Electric и Bendix Corporation. Стиральные машины были неудобными и создавали шум.

Через некоторое время сотрудники компании Whirlpool представили усовершенствованную версию с пластиковыми накладками, которые приглушали шум. В Советском Союзе устройство для стирки «Волга-10» появилось в 1975 году. Затем, в 1981-м году наладили производство машины «Вятка-автомат-12».

Эпоха Нового времени имеет определенный отпечаток предшествующих исторических эпох, в частности комиссаров обратил внимание, что в эту эпоху происходит повышенное внимание к развитию науки и техники, к знаниям и прогрессу. Впервые именно в эпоху Нового времени технологический прогресс, научный прогресс, технический прогресс становится важнейшим для прогресса человеческого общества.

Соответствующие подвижки экономические, социальные, политические в связи с этим начинаются.

16 век .

1530 год в Аугсбурге издается 1-я поваренная книга. Все вкусные рецепты становятся достоянием читателей, и теперь все в разных городах могут готовить по этим рецептам.

Когда было изобретено книгопечатание? Хотя наука говорит, что этот изобретатель фактически к этому руку не приложил, просто он был владельцем мастерской в Нюрнберге, 1550 год.

1544 год – в Англии появился сахаро-рафинандный завод.

Токарный станок в виде токарной лестницы 1568 год получил распространение в Англии и других странах.

Галилей – построил телескоп в 1590 году, который увеличивал изображение …

К этому же времени появилась алхимия.

Впервые государство свое отношение к развитию науки и техники проявило уже в начале следующего по свету, 17 века.

17 век .

Яков 1 Стюарт в 1619 год впервые пожаловал одному из английских изобретателей патент на применение каменного угля в металлургии на получение чугуна и железа. С этого момента начинает вести отсчет патентная система, чрезвычайно важная система для развития научно-технических знаний и новых технологий на западе. Дело в том, что изобретатель впервые гарантированно теперь за свои изобретения получает себе на хлеб, используя эту патентную систему. она постепенно приживается в 18 веке и в других странах и способствует деятельности изобретательской мысли.

1619 год – важнейший патент по тем временам на использование каменного угля в металлургии для получения металла. Почему? Англия была очень развитая страна и в канун революции она добывала 3 миллиона тонн каменного угля, т.е. 80% всей общеевропейской добычи каменного угля. Поэтому этот патент обогащал изобретателей.

С начала 17 века по середину 19 века история изобретательства, технологической и технической мысли проходит 3 этапа в Европе.

1 этап – 16-начало 17 века – по 30-40-егоды 18 века. На этом этапе преобладает техника мануфактурного производства и зарождаются элементы будущих рабочих машин. …(конец стороны)

Второй этап научно-технического развития Европы начинается с 1730-40-х годов 18 века и до конца 18 века. В эти примерно 50-60 лет формируется техника, которая стала исходной для промышленной революции. Это означает своего рода техническую революцию для 18 века.

Техническая революция для 18 века заключается в 2-х событиях: создание рабочих машин, которые исполняют технологические функции вместо рук человека, и создание универсального парового двигателя, который становится необходим для перехода к следующему этапу.

Следующий этап научно-технического развития это конец 18 века -60-70-е годы 19 века. На этом этапе осуществлялось развитие техники уже машинного фабрично-заводского производства. Т.е. целая система рабочих машин приводилась в действие в основном уже паровыми двигателями.

Рассмотрим подробнее 1 этап – по с 1730-40-х годы 18 века .

С точки зрения современного человека – отсталая экономика, отсталое мануфактурное производство. Английские авторы показали, что экономика в этот период в европейских странах была с высокой степенью энергонасыщенности.

Примерно действовало до 600 тысяч ветряных и водяных мельниц, в том числе колеса диаметром до 10-12 метров. Фактически на каждые 23 рабочих приходился 1 движитель – водяной или ветряной.

Впервые первые приспособления, специализация инструментов начинается в текстильном производстве. Производство различных видов пряжи и тканей требует различных специальных приемов и инструментов. Отсюда идет диверсификация, т.е. разнообразие инструментов, которыми чешут, прядут, ткут и т.п.

Наличие механических двигателей, водяных или ветряных, способствует развитию токарного искусства в виде токарных или примитивно-токарных станков. Дело в том, что кость, дерево или металл закрепляют во вращающемся шпинделе, а резец подводят рукой. Так точил свои изделия Петр 1 в токарной мастерской.

Наличие этих водяных двигателей мощных позволяет развивать металлообработку. В Германии и в Швеции в начале 18 века изобретают водяные ножницы, которые могут резать полосовое железо, стальную проволоку.

С начала 18 века в Швейцарии и других германских землях, а затем во всей Европе начинают отливать пушечные стволы и высверливать их, сначала вертикально, а затем горизонтально.

Тогда же начинаются первые попытки создания нового двигателя – парового двигателя. Впервые очень примитивный паровой двигатель был изобретен Блазом Декараем в Испании в 1556 году. А к концу 17 - середине 18 века уже действовали паровые машины, в том числе ввозились в Россию с Запада, правда с низким КПД (коэффициент полезного действия), около 1%.

Эти паровые машины использовали в частности для осушения доков, шахт у нас в Кронштадте. И на Урале.

Этот водяной, ветряной двигатель – встал вопрос о передаче этой энергии движения на рабочие колеса, инструменты и т.д. Поэтому к середине 17 века усовершенствуется цепная передача (как в велосипеде). С середины-2-й половины 18 века начинает широко применяться ременная передача (натянутый ремень) и всевозможные зубчатые шестерни, зацепления, которые энергию движения передают.

А в начале 18 века в 1710 году изобретаются роликовые, а в 1734 году шариковые подшипники, которые позволяют передавать движение с наименьшей потерей энергии.

Тогда же появляются первые пред-рабочие машины. Сначала в Голландии и в Германских землях.

17 век – в Утрехте создается машина, которая автоматически прядет веревки, канаты.

В Нюренберге в 1685 году создается машина, которая из проволоки автоматически делает гвозди со шляпками. До этого гвозди штучно выковывали в кузницах.

Однако на этих территориях сложились очень серьезные вековые традиции, а это означает, что ремесленники выступают против введения этих машин, которые резко ускоряют производительность труда и оставляют ремесленников без рынка сбыта. Поэтому первоначально эти машины запрещаются, публично сжигаются.

А в Англии, которая к этому времени уже покончила с этими традиционными цеховыми ограничениями, эти машины встречаются «на ура». И английская, более конкурентоспособная продукция поступает на европейские рынки, и заставляет европейцев пересматривать свое отношение в вопросах введения рабочих машин.

С 1730-40-х годов 18 века начинается 2 этап развития науки и техники.

В учебниках выделяют 1733 год – В Англии изобретен механический челнок.

В 1738 году – первую прядильную машину изобрел Уаед. Эта прядильная машина считается первой рабочей машиной в истории науки и техники.

2-я половина 18 века – 1764 год. Джеймс Харгривс изобретает прялку, которая прядет тонкую пряжу, и называет в честь своей дочери «Дженни».

Механик изобретает прялку, которая прядет более грубую ткань и называет ее «билли».

А в 1769 году известный механик Ричард Анклайд «поженил» «билли» и «дженни», соединил эти 2 изобретения в одну прядильную машину, соединил с двигателем, и получилась прядильная машина, которая работала от водяного или ветряного двигателя.

К концу 1770-х годов 18 века Кроутон изобретает прядильную машину, где вертится от 400 до 500 веретен.

Таким образом создается техника, которая необходима для перехода к следующей фазе научно-технического прогресса.

В связи с этой техникой в 1785 году англичанин Картрайт создает первый вариант ткацкого станка.

В 1792 году – его совершенствуют, он положил начало ткацкому фабричному производству.

Возникает проблема сырья. Дело в том, что хлопок выращивают в Америке и в Индии на плантациях. В Америке используют рабский труд. Но рабский труд непроизводителен, хлопок дорогой, сырья не хватает. В результате прядильное и ткацкой производство становится не выгодным.

Чтобы решить эту проблему приходится изобрести механическую очистную машину, что и осуществляет американец Самуэль Эли в 1793 году. Он изобретает хлопко-очистительную машину, которая повышает производительность труда в 500 раз.

Важные подвижки в металлообработке: токарная мельница становится токарным станком, когда в 1794 году Генри Монсли изобретает суппорт. Суппорт – снимает стружку.

В середине 18 века во Франции – создание строгального станка.

Изобретение швейной машинки. Зингер только усовершенствовал в 19 веке швейную машинку, а изобретать начали с середины 18 века.

Изобретение универсального парового двигателя, без которого не могут начать работать крупные фабрики. В России эту попытку осуществил в 1763 году Ползунов, а в Англии немного позднее Уатт в 1764 году. Он ее совершенствовал и в окончательном варианте создал в 1784 году. Изобретение паровой машины Уатта двойного действия привело действительно к революции в экономике Англии.

К концу 18 века внедрение этой машины дало приращение национального продукта Англии к 1800 году на 11%. Потому что КПД паровой машины Уатта было уже не 1%, а 4%.

С конца 18 века, 19 век – начинается последний, 3 этап научно-технического прогресса, который определяется особенностями создания машинного производства.

Здесь сказывается специфика рыночной капиталистической экономики, которая заставляет изобретать и, в отличие от нашей страны-социализма, внедрять эти научно-технические новинки. Потому что в условиях рыночной экономики, если человек не внедряет, то это для него губительно.

Для чего в рыночной капиталистической экономике производится продукция? Прежде всего из гуманитарных соображений: накормить, обуть, одеть и т.д. Но если я произвожу продукцию, то я хочу получить прибыль. Это тот стимул, который меня заставляет работать.

Но если я это не применю, то придет другой предприниматель, использует эти новинки, меня обгонит, и я разорюсь.

Эти 2 стимула способствуют ускорению научно-технического прогресса.

Прежде всего он наступает в текстильной и ткацкой промышленности, где используются совершенные машины. Это приводит к тому, что уже весь мир одет, обут, и уже тканями не домашнего, мануфактурного производства, а фабрично-заводского.

И появляется спрос на машины. А это уже – требование к развитию металлургической и машиностроительной промышленности. Поэтому в 19 веке начинается активно развиваться машиностроительная промышленность.

Появляются паровые молоты, прокатные станы.

Целые заводы, огромные производства, которые оснащены мощными металлообрабатывающими рабочими машинами и станками. Это токарные, фрезерные, шлифовальные, строгальные станки. Они позволяют заменить ручной труд на машинный.

В США, где было много дерева, аналогичная система заводского производства охватывает не только металлообработку, но и производство различных вещей из дерева.

В развитии сельскохозяйственного машиностроения одно время лидирует Англия, а затем пальма первенства переходит США, где аграрный сектор получает наибольшее развитие.

Совершенствование металлургии приводит к тому, что появляются новые способы выплавки металла.

1856 год – конвертор Бессемера.

Мартеновская печь изобретена окончательно в 1864 году, что резко увеличивает выплавку металла.

Интенсификация происходит и в цветной металлургии.

Особенность этого 3 периода научно-технического прогресса заключается в том, что революция происходит на транспорте и в связи.

В России были браться Черепановы, которые пытались поставить паровую машину на колеса. Особенность российской экономики, что здесь надо не просто изобретать, а надо внедрять, что очень трудно у нас. Поэтому паровая машина приходит к нам не через Ползунова, а из Англии от Уатта. Поэтому и паровозы в Россию приходят с Запада.

Шотландец в 1803 году, изобретает паровоз, который сначала бегает по улицам без рельсов, потом его ставят на рельсы.

Революция на транспорте, создание железных дорог, современных паровозов принадлежит Джорджу Стефенсону, его паровозу «Ракета» в 1829 году. Об этом даже Михалков стихи написал. Паровоз перевозит грузы 90 тонн со скоростью 38 км/час. Это начало выгодного коммерческого использования железных дорог на транспорте.

С этого момента строительство железных дорог в Европе и в США начинается по возрастающей в геометрической прогрессии.

1840 год – 8 тысяч км железных дорог.

1870 год – 210 тысяч км железных дорог построено.

Роберт Фултоп – изобрел пароход. В 1803 году он предложил Наполеону паровую машину поставить на судно. Но Наполеон недооценил это изобретение. Результат мы знаем. Косность технической мысли, невосприимчивость привела к тому, что парусный флот испанский и французский погиб, и победить Англию не удалось.

1807 год – Фултон переехал в Америку и построил пароход, который назывался «Катарина Клермон». Это начало коммерческой эксплуатации пароходов.

Через 20-30 лет уже сотни и тысячи пароходов в США бегали по Миссисипи и прочим рекам, заполонив всю Америку.

В 1819 году американское парусно-паровое судно «Саванна» посетило Европу, в том числе и СПб.

К середине 19 века береговые западные страны свои флоты оснастили в значительной степени этими пароходами. Россия не успела. Результаты мы видим в Крымской войне.

Развитие связи. Очень часто у нас в России что-то изобретают, а наши изобретения не идут. А вот с запада поступают к нам, и это идет «на ура».

Первый электромагнитный телеграф, попытки его создать были сделаны в России ученым Шиллингом, в 1820-х годах. А пришел электромагнитный телеграф Стивенса и соответственно Морзе к нам из Германии и из Америки.

В 1835 году в мастерской Морзе был изобретен электромагнитный телеграф, и соответственно азбука Морзе, которая позволяла передавать по нему информацию.

В 1844 году Морзе построил первую телеграфную линию, которая соединили Вашингтон и Балтимор (столицу штата Мериленд), и по этой линии стали поступать телеграммы. Отсюда начало коммерческого использования телеграфа, которое характерно для всех стран.

Пример: в России в 1858 году появился телеграф и было передано 89 телеграмм за год. А в 1861 году – 232 тысяч телеграмм.

Телеграф был перекинут между Америкой и Европой. И первая такая линия была создана в 1868 году в канун Гражданской войны в США. Однако высокое давление, недостатки изоляции привели к тому, что эта линия стала работать с перебоями и заглохла. Поэтому надежно работающий транс-атлантический телеграф появился в 1866 году.

Различные изобретения в военной области: изобретение нитроглицерина, шрапнели…, полеты на воздушных шарах. Все это привело к тому, что развитие науки, техники, технологии в значительной степени способствовало подъему материального производства в мире.

С 1800 по 1870 год объем мирового производства вырос в 4,5 раза.

К 1870 году во всем мире насчитывалось до 20 миллионов рабочих, занятых в промышленности, на транспорте.

Соответственно увеличились объемы мировой торговли в 8 раз.