發(fā)明的故事合集5篇
科學(xué),分科而學(xué)的意思,后指將各種知識(shí)通過細(xì)化分類(如數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等)研究,形成逐漸完整的知識(shí)體系。它是關(guān)于發(fā)現(xiàn)發(fā)明創(chuàng)造實(shí)踐的學(xué)問,它是人類探索研究感悟宇宙萬(wàn)物變化規(guī)律的知識(shí)體系的總稱。下面小編給大家介紹關(guān)于發(fā)明的故事,方便大家學(xué)習(xí)。
發(fā)明的故事1
牛頓——萬(wàn)有引力的發(fā)現(xiàn)
人們都知道從蘋果落地中牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律的故事,其實(shí)那不過是法國(guó)啟蒙思想家伏爾泰為宣傳自然科學(xué)而編的故事。
在牛頓之前,人們已經(jīng)知道有兩種“力”:地面上的物體都受重力的作用,天上的月球和地球之間以及行星和太陽(yáng)之間都存在引力。這兩種力究竟是性質(zhì)不同的兩種力?還是同一種力的不同表現(xiàn)?牛頓在劍橋大學(xué)讀書時(shí)就考慮起這個(gè)問題了。
牛頓23歲時(shí),鼠疫流行于倫敦。劍橋大學(xué)為預(yù)防學(xué)生受傳染,通告學(xué)生休學(xué)回家避疫,學(xué)校暫時(shí)關(guān)閉。牛頓回到故鄉(xiāng)林肯郡鄉(xiāng)下。他仍沒有間斷學(xué)習(xí)和對(duì)引力問題的思考。
那時(shí),鄉(xiāng)下的孩子們常常用投石器打幾個(gè)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),之后,把石頭拋得很遠(yuǎn)。他們還可以把一桶牛奶用力從頭上轉(zhuǎn)過,而牛奶不灑出來(lái)。
這一現(xiàn)像激發(fā)了牛頓關(guān)于引力的想像:“什么力使投石器里面的石頭,水桶里的牛奶不掉下來(lái)呢?”這個(gè)問題使他想到開普勒和伽利略的思想。他從浩瀚的宇宙太空,周行不息的行星,廣寒的月球,直至龐大的地球,進(jìn)而想到這些龐然大物之間力的相互作用。這對(duì)牛頓抓緊這些神奇的思想不放,一頭扎進(jìn)“引力”的計(jì)算和驗(yàn)證中了。牛頓計(jì)劃用這個(gè)原理驗(yàn)證太陽(yáng)系各行星的行動(dòng)規(guī)律。他首先推求月球和地球距離,由于引用的資料數(shù)據(jù)不正確,計(jì)算的結(jié)果錯(cuò)了。因?yàn)橐览硗扑阍虑驀@地球轉(zhuǎn),每分鐘的向心加速度應(yīng)是16英尺,但據(jù)推算僅得13.9英尺。在失敗的困境中,牛頓沒有灰心,反而以更大的努力進(jìn)行辛勤的研究。
1671年,新測(cè)量的地球半徑值公布了。牛頓利用這一數(shù)據(jù)重新檢驗(yàn)了自己的理論,同時(shí),還利用他自己發(fā)明的微積分處理了月一地關(guān)系中不能把地球看作質(zhì)點(diǎn)時(shí),重力加速度的計(jì)算問題。有了這兩項(xiàng)改進(jìn),牛頓得到了兩個(gè)完全一致的加速度值。這使他認(rèn)為,重力和引力具有相同的本質(zhì)。他又把基于地面物體運(yùn)動(dòng)的三條定律(即牛頓三大定律)用于行星運(yùn)動(dòng),同樣得出滿意的正確結(jié)論。
牛頓整整經(jīng)過了7個(gè)春秋寒暑,到他30歲時(shí)終于把舉世聞名的“萬(wàn)有引力定律”全面證明出來(lái),奠定了理論天文學(xué)、天體力學(xué)的基礎(chǔ)。
萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn),宣告了天上地面的萬(wàn)物都遵循同一規(guī)律運(yùn)動(dòng),徹底否定了亞里士多德以來(lái)宗教勢(shì)力宣揚(yáng)的天上地下不同的思想,這是人類認(rèn)識(shí)史上的一次飛躍。
發(fā)明的故事2
無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展使“千里眼”、“順風(fēng)耳”由幻想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。這里的“千里眼”是指二次大戰(zhàn)中發(fā)明的雷達(dá)。雷達(dá)發(fā)出脈沖電波,遇到敵機(jī)就會(huì)反射回來(lái)再為雷達(dá)接收器所接收,在雷達(dá)熒光屏上顯出一個(gè)亮點(diǎn)。根據(jù)這一亮點(diǎn)可以算出敵機(jī)的方位、距離、高度。有經(jīng)驗(yàn)的觀察人員可從亮點(diǎn)顯示的情況大致判斷目標(biāo)是什么東西。用這種方法能夠發(fā)現(xiàn)幾十公里乃至幾千公里以外的飛機(jī),當(dāng)然可稱“千里眼”了。然而仔細(xì)想來(lái),從無(wú)線電雷達(dá)“看”一架飛機(jī),或者一艘戰(zhàn)艦,無(wú)非只是熒光屏上一個(gè)亮點(diǎn),不是訓(xùn)練有素的人員簡(jiǎn)直莫名其妙。因此雷達(dá)探測(cè)距離確實(shí)可達(dá)千里之遙,要說是“眼”只能算藝術(shù)夸張了。
出現(xiàn)了激光以后,貨真價(jià)實(shí)的“千里眼”才有希望實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榧す獾牟ㄩL(zhǎng)短,方向集中,從原理上講完全可以制造出成像雷達(dá)來(lái)。那時(shí),從熒光屏看到的將是目標(biāo)的實(shí)際形象,而不是一個(gè)亮點(diǎn)。當(dāng)然要把這種成像雷達(dá)造出來(lái)還有許多技術(shù)難題要解決,所以現(xiàn)在還沒有這樣的千里眼。
可能有人會(huì)問:電視機(jī)能不能算千里眼呢?一般來(lái)說電視機(jī)能讓你看到千里外的文藝節(jié)目演出、球賽實(shí)況等,也可以算千里眼了。其實(shí),電視播送設(shè)備的“眼睛”是電視攝像管,它必須離拍攝的景和物很近才能有良好的效果。電視攝像管把攝到的圖像變?yōu)殡姴ㄔ诳罩袀鞑?,然后才能在電視機(jī)上顯示出來(lái),如果兩地距離超過幾十公里還必須用微波中轉(zhuǎn)站傳送系統(tǒng)。嚴(yán)格來(lái)說并不能算是千里眼的。
千里“眼”成像雷達(dá)雖然一時(shí)還做不到,但比它略遜一籌的激光雷達(dá)已經(jīng)造出來(lái)了。它和微波雷達(dá)相比有不少優(yōu)點(diǎn):雖然兩者都可用來(lái)測(cè)距、測(cè)角,但激光雷達(dá)的光波長(zhǎng)短,光束細(xì),精度比微波雷達(dá)高10倍以上。激光雷達(dá)從1500米的高空探測(cè)地面,光束直徑僅10多厘米,可以分辨得出地形的高低變化,這也是微波雷達(dá)所做不到的。其次,激光雷達(dá)比微波雷達(dá)輕巧得多。為了在一定距離上保持同樣的波束大小,激光雷達(dá)只須用直徑為幾厘米的透鏡,而微波雷達(dá)要用直徑60米以上的天線。遠(yuǎn)程微波雷達(dá)的天線,直徑更大,一般要固定安裝在雷達(dá)站里。而整個(gè)激光雷達(dá)用卡車就可以裝運(yùn),甚至幾個(gè)人就可以抬走。再有,激光雷達(dá)可以測(cè)量目標(biāo)的速度等參量,這是一般雷達(dá)所做不到的。激光雷達(dá)還有良好的抗干擾性能,不受地面電波的干擾,這是軍事上很受重視的一個(gè)特性。
激光雷達(dá)在發(fā)展中還有一些問題要解決,如大氣影響激光的傳輸和因光束太細(xì)而帶來(lái)的搜索目標(biāo)的困難等?,F(xiàn)在常把兩種雷達(dá)結(jié)合起來(lái):用微波雷達(dá)作范圍較大的搜索,搜索到目標(biāo)的座標(biāo)以后,再用激光雷達(dá)在小范圍內(nèi)跟蹤目標(biāo),并精確測(cè)定目標(biāo)的座標(biāo)及運(yùn)動(dòng)速度。
激光雷達(dá)是一專多能的。除了軍事上用的雷達(dá)以外,還發(fā)展了非軍用的雷達(dá),它們不一定都稱為雷達(dá)。有一種叫做測(cè)距儀的激光雷達(dá)可測(cè)量月球到地球之間的距離,絕對(duì)誤差小于15厘米,相對(duì)誤差小于4×10-10。若是以這樣高的精確度測(cè)量1米長(zhǎng)的物體,誤差還不到4個(gè)氫原子大小。氫原子的直
10徑約10米,或者說一萬(wàn)分之一微米。精密測(cè)量地球和月球之間的距離及其變化對(duì)科學(xué)研究十分重要。人們可以通過這樣的測(cè)量,了解地球和月球的形狀及表面地形,從而測(cè)算地球上各處重力變化;另外,測(cè)量地球某一固定點(diǎn)到月球之間的距離的變化可以算出大陸漂移的具體數(shù)據(jù),還可以根據(jù)月地距離的變化,了解月球引力和地球上潮汐變化的關(guān)系。此外,激光測(cè)距儀還能測(cè)定人造衛(wèi)星的位置和人造衛(wèi)星的軌道。
激光雷達(dá)在宇宙航行中十分有用。宇宙空間沒有空氣,激光束不會(huì)受影響;裝在航天器中的雷達(dá)要求體積小,重量輕,耗能少,這正好是激光雷達(dá)的特長(zhǎng)。已經(jīng)制成能追蹤宇宙飛船的激光雷達(dá),因?yàn)樗木雀?,可以使在軌道上飛行的兩個(gè)太空飛行器準(zhǔn)確地對(duì)接合攏。
1971年,美國(guó)發(fā)射的阿波羅登月飛船,載了一輛可在月球上行駛的“月球漫游者車”,車上裝著一種能直接控制電視攝像機(jī)的激光雷達(dá),用來(lái)跟蹤宇宙航行員,把宇航員的“漫游”情況由電視攝像機(jī)攝下后,通過無(wú)線電發(fā)射設(shè)備,將信號(hào)送回地面。這種雷達(dá)很小,重量只有幾千克。
由于激光雷達(dá)光束的分辨率高,不但能識(shí)別高樓、大山等龐然大物,而且能發(fā)現(xiàn)電線桿、煙囪、電線等細(xì)小目標(biāo)。所以軍事上,用激光雷達(dá)做成避撞器,裝在低空飛行的殲擊機(jī)和直升飛機(jī)上,可以防止發(fā)生飛機(jī)碰撞事故。
有的激光對(duì)大氣成分的變化非常敏感,科學(xué)家利用這個(gè)特點(diǎn),發(fā)明了探測(cè)大氣污染的測(cè)污雷達(dá)。
人類進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生的各種有毒有害物質(zhì),如果不加治理,任意向外界排放的話,危害無(wú)窮。比如,一氧化碳在大氣中的含量只要超過十萬(wàn)分之一,就會(huì)使大片莊稼結(jié)不出果實(shí)。為了能及時(shí)測(cè)得這些含量極少的污染物,需要靈敏度特別高的監(jiān)測(cè)儀器。
不同的污染物,因?yàn)榉肿咏Y(jié)構(gòu)不一樣,能吸收不同波長(zhǎng)的激光,最新的激光測(cè)污雷達(dá)使用可調(diào)波長(zhǎng)激光器,靈敏度高、分析速度快,改變激光的波長(zhǎng),測(cè)定吸收量,可以分辨出污染物的成分和含量。更方便的是汽車運(yùn)載的測(cè)污雷達(dá),環(huán)保工作人員帶了它可以探測(cè)車輛行駛路線周圍幾公里之內(nèi)的大氣污染。
發(fā)明的故事3
在人手指最末一節(jié)的端面皮膚上,都有凹凸相間的紋線,而這種紋線在長(zhǎng)短、形狀、粗細(xì)和結(jié)構(gòu)上,又是因人而異的,所以由此組成的花紋便帶有與眾不同的個(gè)性。
人的指紋都是各不相同的,而且這種花紋又是終身不會(huì)變化的,所以古今中外,歷來(lái)都公認(rèn)指紋可作破案的依據(jù)。因此,在一些文件和契約上,捺指印或簽名有同等作用。而公安機(jī)關(guān)也可根據(jù)指紋,追捕罪犯。但問題是,在很多情況下,現(xiàn)場(chǎng)留下的指紋用肉眼或放大鏡根本看不出來(lái)。比如,留在物體上的指紋被水浸泡很長(zhǎng)時(shí)間,潛伏起來(lái)了。這怎么辦?那就要請(qǐng)激光來(lái)為它顯形了。
激光為什么能使?jié)撝讣y原形畢露呢?原來(lái)人的皮膚表面分布著許多汗腺,當(dāng)人的手指接觸物體表面時(shí),從汗腺中分泌出來(lái)的汗液就附著在物體表面,形成了潛在的指紋。在通常情況下,指紋附在物體上的沉積物大約只有0.1毫克。顯然,這是極其微量的,而且在這0.1毫克的沉積物中水分占99%,它們會(huì)很快蒸發(fā)掉,留下的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物大致各占一半。無(wú)機(jī)物大多是各種鹽類。
由于指紋的殘留物太少,要使指紋顯形,通常要采用一些技術(shù)。但如果時(shí)間隔得長(zhǎng)了,特別是現(xiàn)場(chǎng)被破壞得很嚴(yán)重,再加上風(fēng)吹雨淋的話,常規(guī)的技術(shù)方法就會(huì)束手無(wú)策,因?yàn)闈撝讣y的殘留物幾乎已經(jīng)沒有了。
此時(shí),如果用激光照射物體,卻仍可以顯出比較清楚的指紋來(lái)。根據(jù)最新的研究,甚至對(duì)于那些已在水中浸泡了10年之久的木塊、塑料、織物、玻璃等物,在進(jìn)行一些必要的技術(shù)處理后,再用激光照射,仍能顯出指紋來(lái)。
隨著盜竊的手法越來(lái)越高明,防盜的措施也層出不窮,鎖具就是一種普遍采用的防盜措施。提起鎖的歷史,大概可以追溯到幾千年以上,但一直到本世紀(jì)初,鎖具還是比較落后的掛鎖。這些元寶的銅掛鎖僅由兩片空心銅片與外殼扣在一起。我國(guó)農(nóng)村里直到60年代初,還普遍使用銅掛鎖看家。
后來(lái),又出現(xiàn)了彈子鎖、號(hào)碼鎖。近年來(lái),一些賓館里裝上了電子鎖,旅客只要憑一張磁卡,插入鎖孔中,就能打開房門,并接通室內(nèi)的照明電路。
在一些科幻電影中,當(dāng)有人要進(jìn)入一些絕密的房間時(shí),先要站在門口將眼睛貼近門上的檢查孔中照一下,然后,門才會(huì)自動(dòng)打開。這是什么意思呢?原來(lái)人的眼底微血管網(wǎng)絡(luò),也與人的指紋一樣,是因人而不同的,所以眼底微血管網(wǎng)絡(luò)也稱眼紋,同樣可以用來(lái)作身份證。在門上的檢查孔中照一下眼紋,里面的電腦就可對(duì)照底卡,確定來(lái)人的身份,再?zèng)Q定是否開門。
所謂全息鎖,是一種更實(shí)用的激光防盜鎖。它的原理是把主人家全體成員的指紋,通過全息照相的方法全部記錄在底片上,然后再儲(chǔ)存在全息鎖具中。要開鎖時(shí),先打開激光器,讓激光束分別照射底片和手指上的指紋。如果兩者一致,鎖就會(huì)自動(dòng)開啟,如果是陌生人的手指,指紋就與底片上的不吻合,鎖不僅不會(huì)開啟,而且還會(huì)發(fā)出警報(bào)。
全息鎖特別適合安全部門使用,如檔案館、博物館、銀行、財(cái)會(huì)室以及重要的倉(cāng)庫(kù)等。
發(fā)明的故事4
愛迪生的故事
愛迪生是世界聞名的發(fā)明家。他小時(shí)候因?yàn)榧依锔F,只上了3個(gè)月學(xué),十一二歲就開始賣報(bào)。他熱愛科學(xué),常常把錢節(jié)省下來(lái),買科學(xué)書報(bào)和化學(xué)藥品。他做實(shí)驗(yàn)的器具,是從垃圾堆里揀來(lái)的一些瓶瓶罐罐。
愛迪生12歲的時(shí)候,在火車上賣報(bào)?;疖嚿嫌幸还?jié)給乘客吸煙的專用車廂,車長(zhǎng)同意他在那里占用一個(gè)角落。他把化學(xué)藥品和瓶瓶罐罐都搬到那里,賣完了報(bào),就做各種趣味的實(shí)驗(yàn)。
有一次,火車開動(dòng)的時(shí)候猛地一震,把一瓶白磷震倒了。磷一遇到空氣立刻燃燒起來(lái)。許多人趕來(lái),和愛迪生一齊把火撲滅了。車長(zhǎng)氣極了,把愛迪生做實(shí)驗(yàn)的東西全扔了出去,還狠狠打了他一個(gè)耳光,把他的一只耳朵打聾了。愛迪生鉆研科學(xué)的決心沒有動(dòng)搖。他省吃儉用,重新做起化學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)。有一次,硫酸燒毀了他的衣服;還有一次,硝酸差一點(diǎn)兒弄瞎了他的眼晴。他沒有被危險(xiǎn)嚇倒,還是頑強(qiáng)地做實(shí)驗(yàn)。
愛迪生試制電燈,為了找到一種價(jià)錢便宜、使用時(shí)間長(zhǎng)的燈絲,不知做了多少次實(shí)驗(yàn)。他常常在實(shí)驗(yàn)室里一連工作幾十個(gè)小時(shí),實(shí)在太累了,就躺在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上睡一會(huì)兒。他這樣不懈地努力,終於找到了適宜的燈絲,發(fā)明了電燈。之后,愛迪生又發(fā)明了電影、留聲機(jī)。。。他一生中發(fā)明的東西有1000多種。
發(fā)明的故事5
瓦特——發(fā)明蒸汽機(jī)
瓦特(1736~1819),英國(guó)著名的發(fā)明家,生于英國(guó)造船中心格拉斯哥附近的格林諾克小鎮(zhèn)。他的父親當(dāng)過造船工人,祖父叔父都是機(jī)械工人,由于家庭的影響,瓦特從小就熟悉了許多機(jī)械原理和制作技術(shù)。
瓦特是一個(gè)智慧非凡的孩子,他勤奮好學(xué),勇于探索,對(duì)發(fā)明創(chuàng)造最感興趣。有一天父親的朋友前來(lái)做客,正好看到小瓦特坐在爐子旁邊發(fā)呆,手里拿著筆和紙,地上有許多畫過的圖。他好心地說:“小瓦特應(yīng)該上學(xué)了,別光在家用玩耍來(lái)打發(fā)寶貴的時(shí)光了?!备赣H莞爾一笑,說:“謝謝你,我的朋友。不過,你還是看看我的兒子在玩什么吧……”原來(lái),小瓦特在設(shè)計(jì)各種各樣的玩具,還畫了許多圖樣,這年小瓦特才剛好 6 歲整,客人吃驚地說:“這孩子真了不起!”
又有一次,家里人全出去了,只留下瓦特一個(gè)看門。他呆呆地看著爐子上燒水的茶壺。水快燒開了,壺蓋被蒸汽頂起來(lái),一上一下地掀動(dòng)著……他想:這蒸汽的力量好大啊。如果能制造一個(gè)更大的爐子,再用大鍋爐燒開水,那產(chǎn)生的水蒸汽肯定會(huì)比這個(gè)大幾十倍、幾百倍。用它來(lái)做各種機(jī)械的動(dòng)力,不是可以代替許多人力嗎?這就是后來(lái)人們傳說中的“瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)”的故事。小瓦特是這樣設(shè)想過,只不過真正試制蒸汽機(jī),卻是后來(lái)的事情。
小瓦特為搞發(fā)明創(chuàng)造,發(fā)憤學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)。他 13 歲開始學(xué)習(xí)幾何學(xué);15歲讀完了《物理學(xué)原理》;17 歲開始當(dāng)學(xué)徒工。此后,他才真正投入了蒸汽機(jī)的研制和發(fā)明,一發(fā)而不可收。
1757 年瓦特到格拉斯哥大學(xué)當(dāng)教學(xué)儀器修理工。那里既有完備的實(shí)驗(yàn)設(shè)施和各種儀器,又有許多著名學(xué)者和專家,這些都給瓦特提供了極其有利的條件。學(xué)校還專門為他創(chuàng)辦了實(shí)驗(yàn)車間。1769 年,瓦特在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過了無(wú)數(shù)次失敗,終于制成了一臺(tái)單動(dòng)式蒸汽機(jī),并且獲得了第一臺(tái)蒸汽機(jī)的專利權(quán)。1782 年瓦特又研制成功一種新式雙向蒸汽機(jī),并且可以廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)器上;1788 年,英國(guó)政府正式授予瓦特制造蒸汽機(jī)的專利證書;從 1775 年到 1800 年,瓦特和波爾頓合辦的蘇霍工廠,就制造出 183 臺(tái)蒸汽機(jī),全用于紡織業(yè)、冶金業(yè)和采礦業(yè),到了 19 世紀(jì) 30 年代,蒸汽機(jī)推向了全世界,從此人類社會(huì)進(jìn)入了“蒸汽時(shí)代”。造福于人類的發(fā)明家——瓦特永遠(yuǎn)被后人敬仰。
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