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第18章 世界趣味发明故事(3)

发电机

无论你到哪里,几乎都可以感觉到电在工作。发电机利用磁场和运动生成电流,从而使我们只要按一下开关就可以获得光和热。然而18世纪之前,人们还没有真正触及电的本质,人们对电的了解也仅限于摩擦电。

从1821年开始,英国科学家法拉第的电磁旋转实验成功之后,他曾经多次想用实验来实现磁生电,但一直未能获得成功。1831年8月29日,他又设计了一个新的实验装置。这一次,法拉第证实了磁铁和线圈之间的相对运动会在线圈中产生感应电,然而法拉第并不满足于这短暂的电流的产生,他所需要的是持续而稳定的电流。同年10月28日,他做了一次非常著名的实验,实际上,他发明了世界上第一台发电机,这个日子也因为这项伟大的发明而变得伟大起来。

最初的发电机均采用永久磁铁,既笨重又不经济,但它们的工作原理却与法拉第制造的第一台发电机的原理是相同的。1867年,德国的维纳?西门子设计出一种新式发电机。他用电磁铁代替永久磁铁制造了一台自馈式发电机,也就是说电枢周围的磁场是由电磁铁产生的。以前,发电机永久磁铁的两极之间,有一个称为“电枢”的线圈受到感应而产生电压,这样可通过在一个装置中使用多个线圈来获得平稳的电流。

后来,丹麦工程师索伦·尤思提出能用发电机本身的电为这些电磁铁供电,使发电机的电量大大提高。以这种方式制成的发电机是用蒸汽机、水轮机或者风力来驱动电枢的。此后,人们在应用中不断地改进发电机。

电能开始以量大、廉价的优势而赢得青睐,电力工业也因此而得到迅速的发展。

英国科学家法拉第发明了第一台发电机

照相机

照相机的历史可追溯到2000多年前。中国学者韩非子在他的著作中曾提到过小孔成像的原理,这也是照相机的基本原理。中国学者墨子在《墨经》一书中也有过类似的记载。几乎在同一时期,古希腊学者亚里士多德也提出过一种与此类似的观测日食的方法。整个中世纪,暗室是一种非常流行的安全的研究日食的工具。

1685年,一个来自沃尔兹堡的修道士成功地解决了照相机光学方面的最后一道难题,他引进了长、短焦镜头。但直到150年后,光化学的发展才使人们成功地拥有一张可以永久保存的照片。

1822年,尼普斯找到一种利用沥青的光硬化性能获取正像的方法,他称之为“日光图”。现存世界上最古老的照片就是1826年由尼普斯拍摄的自己窗外庭院景色的那一张,曝光时间长达8小时。

尼普斯在摄影方面的研究很快就引起另一位同胞达盖尔的注意。

年,达盖尔与尼普斯开始合作。1833年,尼普斯去世,达盖尔将工作的研究重点转移到银盐上。1835年,达盖尔偶然发现水银蒸气可以使潜影显现正像。但直到1837年他才真正找到了可行的定影方法,达盖尔将他的新发明命名为“达盖尔银版照相法”。

1839年1月7日,法国政府从达盖尔手中购买了这项发明权并将此技术免费向全世界提供。政府每年向达盖尔支付6000法郎,向尼普斯的儿子伊西多支付4000法郎,并授予达盖尔紫绶勋章,很快达盖尔银版照相法便风靡全球。

人们把达盖尔称为现代银盐摄影的创始人。而当英国人塔尔伯斯所创造的正、负片技术传到另一个美国青年的手中时,却几乎给摄影术带来了一场革命。这个美国青年所创立的公司叫柯达公司,他的名字叫做乔治?伊斯曼。

1880年,24岁的银行记账员乔治?伊斯曼租了一间阁楼开始生产和销售照相干板,这就是伊斯曼柯达公司的前身。1888年,该公司生产出第一台柯达相机,从此柯达几乎成为了相机或胶卷的代名词。

现在,照相技术真正步入了家庭,人人都可以用相机实现对美好生活的理解,拍下自己喜欢的一刻,并让它永留人间。

洗衣机

早在1677年,人们就把衣物放在袋子里,其一端固定,另一端用一个轮子和一个圆筒来拧,这是一种尝试性的机械洗衣法。

直到1782年,英国家具商西格尔设计出一种原始洗衣机。在六角形木桶内装置一个用木条制成的盒子,盒子两端有支点,可用手柄翻动盒里的衣物,注水、放水都要用手,而且得花很长时间才能把衣物漂洗干净。衣服洗净后,先放在手转绞扭器的两个木滚筒之间压干,然后再放在绳上晾晒。对于床单、桌布等大件织物,洗净晾干后,就折叠起来,卷绕在木滚筒上,用一个内装石子的2米长木盒压平。

1858年,德国匹兹堡的史米斯制成机械化洗衣桶和捣衣杵。他用一个竖立的木桶,以手摇曲柄转动桶里的捣衣杵搅动衣服。1863年,他又添加了一个回动齿轮,使捣衣杵能前后转动。

随后,英国出现了一种铸铁洗衣锅,下面装有把水加热的煤气喷嘴,但衣物必须用捣衣杵搅动。

早期的洗衣机还称不上“洗衣机”,只是洗衣的机械装置而已。到了1874年,美国一位玉米播种器的制造者比尔?布莱克斯特发明了一种木制洗衣机,它已经具有现代洗衣机的雏形。这种洗衣机的主体是一个不漏水的木桶,桶中心底部的转轴上装有6张叶片,摇动手柄,即可通过齿轮机带动叶片,拖着衣物在木桶中翻转、相互摩擦,这样,可以靠水流的冲刷而达到洗涤的目的。

1906年,美国芝加哥人费歇设计出了世界上第一台电动洗衣机。在原来洗衣机的基础上,费歇做了这样的设计:其外形呈圆桶状,内装一部电动机和一根带刷子的主轴,电动机驱动刷子转动和搅拌,从而带动桶内的水和衣物旋转,并刷洗衣物。费歇发明的搅拌式洗衣机促进了洗衣机的发展和实用化,同时大大减轻了人力的付出。从现在的水平看,这种电动洗衣机结构非常简单,但在洗衣机发展史上,却具有很重要的意义,不过由于当时电力供应未能普及,所以直到1927年,在偏远的美国农村仍流行手摇洗衣机或汽油发动机带动的洗衣机。

随着机械的精密度不断提高,科学家们也以巨大的热情投入到洗衣机的研究中去。1922年,美国的玛依塔格公司将洗衣机改进为搅拌式,即在洗衣筒中心装一立轴,其上安有搅动叶,由传动机带动它有规律地正反向旋转,不断使水流和衣物猛烈翻搅、碰撞、摩擦,以达到洗净衣物的目的。

同时,英国出现了滚筒式和喷流式洗衣机,而且一直沿用至今。如今,随着电子工业的发展,采用微电脑技术控制的洗衣机也在逐渐进入普通家庭。

早期的洗衣机

电视机

1873年,英国科学家史密斯发现,硒在光照下可增加自身导电性的光敏性,此后,关于电视的设想便纷纷出台。俄裔德国科学家保尔·尼普科的中学时代正处在有线电技术迅猛发展时期,电灯和有轨电车的出现、电话的普及给人们的生活带来了方便。后来他到柏林大学学习物理学。

年,他在思考电视构造时,想到了硒这种特殊的物质。

1884年,尼普科制成了“扫描盘”。他在一个圆盘上设计了一圈沿螺旋线排列的孔径。当图像投射在旋转的圆盘上,孔径便以一系列平行线扫描图像。光通过孔径落在硒光电池上,就会改变电流大小。而接收一方则与发射一方的圆盘同步,被安放在光源前,被改变大小的光源投射到接收端,图像的传输就实现了。尼普科将画面用扫描来表现的思想对现代电视技术的影响是巨大的。

苏格兰人贝尔德最大的贡献是在尼普科扫描盘上安装了放大器,使影像更清晰。1927年,他利用电话通道进行图像传送实验。1928年,他将图像传送到远航大西洋的轮船上。1929年,他又成功地做到同时传送图像和伴音……上述实验,都是用机械转换装置来进行图像传送和接收的,与现代全电子式的电视技术是不同的。

在犹他州的比弗,14岁的法恩斯沃思对电子世界充满了向往和热爱。

因而注定了要由他来改变20世纪人类的生活。

后来,在布里梅姆杨大学,科学家们对法恩斯沃思出众的才华感到惊讶。他的想法是利用透镜看到影像,然后投射到感光板上,阴极管发出一束快如雷电的电子,它能够扫描感光板上的影像,并能从感光板上回弹,反映影像的明暗区域。而阴极管里的电子则会转化成电子脉冲,然后送到发射台,发出电波,这个影像就会随着电波被传送到接收器,影像或信号被扩大,放射到化学处理的阴极管里,就会跟它投射时的一样,以此完成影像的传送和接收。最终,法恩斯沃思得到了电视发明的专利权。

1930年初,美国无线电公司拥有最大的广播网络,年轻的俄罗斯移民萨尔诺夫是该公司的领导人。他希望电视能进入大部分美国家庭。但此时最大的障碍就是传送信号不稳定、画面不够清晰。1936年7月7日,进行试验性播出。第二天,《前锋论坛报》讥笑那模糊的影像,《泰晤士报》则认为这次示范十分有趣,市民们纷纷购买报纸了解相关信息。

在1939年纽约世界博览会上,为推广这项发明,无线电公司低价出售电视机并宣布在美国开始定期播出节目。

1950年,哥伦比亚广播公司的工程师将黑白影像变成了彩色图像,他们准备击败萨尔诺夫。在彩色电视方面的竞争中,颜色是成败的关键。萨尔诺夫和他的工作人员通过废寝忘食的工作,发明了全新的程序,最终将完整连贯、五彩缤纷的电视节目呈现在了大众面前。

直到今天,彩色电视机仍被视为工业历史中最神奇的发明。联邦通信委员会别无选择,他们必须承认及宣布萨尔诺夫的标准是新标准。萨尔诺夫再次胜利了。

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