Во время своих экспериментов Галилео обнаружил, что тяжелые предметы падают быстрее легких из-за меньшего воздушного сопротивления: воздух мешает легкому объекту сильнее, чем тяжелому.
Решение Галилея проверить закон Аристотеля стало поворотным моментом в науке, оно ознаменовало начало проверки всех общепринятых законов опытным путем. Опыты Галилея с падающими телами привели к нашему начальному пониманию ускорения под действием гравитации.
Всемирное тяготение
Говорят, что однажды Ньютон сидел под яблоней в саду и отдыхал. Вдруг он увидел, как с ветки упало яблоко. Этот простой инцидент заставил его задуматься, почему яблоко упало вниз, в то время, как Луна все время оставалась в небе. Именно в этот момент в мозгу молодого Ньютона свершилось открытие: он понял, что на яблоко и Луну действует единая сила гравитации.
Ньютон представил себе, что на весь фруктовый сад действовала сила, которая притягивала к себе ветки и яблоки. Его более важно то, что он распространил эту силу до самой Луны. Ньютон понял, что сила притяжения есть везде, до него никто до этого не додумывался.
Согласно этому закону, гравитация влияет на все тела во Вселенной, включая яблоки, луны и планеты. Сила притяжения такого крупного тела, как Луна, может провоцировать такие явления, как приливы и отливы океанов на Земле.
Вода в той части океана, которая находится ближе к Луне, испытывает большее притяжение, поэтому Луна, можно сказать, перетягивает воду из одной части океана в другую. А так, как Земля вращается в противоположном направлении, эта задержанная Луной вода оказывается дальше привычных берегов.
Понимание Ньютоном того, что у каждого предмета есть собственная сила притяжения, стало великим научным открытием. Однако, его дело было еще не завершено.
Законы движения
Возьмем, например хоккей. Бьете клюшкой по шайбе, и она скользит по льду. Это первый закон: под действием силы предмет движется. Если бы не было трения о лед, то шайба скользила бы бесконечно долго. Когда вы бьете клюшкой по шайбе, то придаете ей ускорение.
Второй закон гласит: ускорение прямо пропорционально приложенной силе и обратно пропорционально массе тела.
А согласно третьему закону при ударе шайба действует на клюшку с такой же силой, как клюшка на шайбу, т.е. сила действия равна силе противодействия.
Законы движения Ньютона были смелым решением объяснять механику функционирования Вселенной, они стали основой классической физики.
Второй закон термодинамики
Наука о термодинамике – это наука о тепле, которая преобразуется в механическую энергию. От нее зависела вся техника во время промышленной революции.
Тепловая энергия может быть преобразована в энергию движения, например, путем вращения коленчатого вала или турбины. Важнее всего выполнить как можно больше работы, используя как можно меньше топлива. Это наиболее экономически выгодно, поэтому люди стали изучать принципы работы паровых двигателей.
Среди тех, кто занимался этим вопросом, был немецкий ученый . В 1865 году он сформулировал Второй закон термодинамики . Согласно этому закону, при любом энергетическом обмене, например, во время нагревания воды в паровом котле, часть энергии пропадает. Клаузиус ввел в оборот слово энтропия , объясняя с его помощью ограниченную эффективность паровых двигателей. Часть тепловой энергии теряется во время преобразования в механическую.
Это утверждение изменило наше понимание того, как функционирует энергия. Не существует теплового двигателя, который был бы эффективен на 100%. Когда вы едете на машине, только 20% энергии бензина действительно тратится на движение. Куда девается остальная часть? На нагревание воздуха, асфальта и шин. Цилиндры в блоке цилиндров нагреваются и изнашиваются, а детали ржавеют. Грустно думать о том, насколько расточительны такие механизмы.
Хотя Второй закон термодинамики был основой промышленной революции, следующее великое открытие привело мир в новое, его современное состояние.
Электромагнетизм
Ученые научились создавать магнитную силу с помощью электричества, когда пустили ток по завитому проводу. В результате получился электромагнит. Как только подается ток, возникает магнитное поле. Нет напряжения – нет поля.
Электрогенератор в своей самой простейшей форме является витком проволоки между полюсами магнита. Майкл Фарадей обнаружил, что когда магнит и проволока находятся на близком расстоянии, по проволоке проходит ток. По этому принципу работают все электрогенераторы.
Фарадей вел записи о своих экспериментах, но шифровал их. Тем не менее они были по достоинству оценены физикомДжеймсом Клерком Максвеллом , который использовал их, чтобы еще лучше понять принципы электромагнетизма . Максвелл позволил человечеству понять, как электричество распределяется по поверхности проводника.
Если вы хотите знать, каким был бы мир без открытий Фарадея и Максвелла, то представьте себе, что электричество не существует: не было бы радио, телевидения, мобильных телефонов, спутников, компьютеров и всех средств связи. Представьте себе, что вы в 19 веке, потому что без электричества вы бы именно там и оказались.
Совершая открытия, Фарадей и Максвелл не могли знать, что их труд вдохновил одного юношу на раскрытие тайн света и на поиск его связи с величайшей силой Вселенной. Этим юношей был Альберт Эйнштейн.
Теория относительности
Эйнштейн однажды сказал, что все теории нужно объяснять детям. Если они не поймут объяснения, то значит теория бессмысленна. Будучи ребенком, Эйнштейн однажды прочитал детскую книжку об электричестве, тогда оно только появлялось, и простой телеграф казался чудом. Эта книжка была написана неким Бернштейном, в ней он предлагал читателю представить себя едущим внутри провода вместе с сигналом. Можно сказать, что тогда в голове Эйнштейна и зародилась его революционная теория.
В юношестве, вдохновленный своим впечатлением от той книги, Эйнштейн представлял себе, как он двигается вместе с лучом света. Он обдумывал эту мысль 10 лет, включая в размышления понятие света, времени и пространства.
В мире, который описывал Ньютон, время и пространство были отделены друг от друга: когда на Земле 10 часов утра, то такое же время было и на Венере, и на Юпитере, и по всей Вселенной. Время было тем, что никогда не отклонялось и не останавливалось. Но Эйнштейн по-другому воспринимал время.
Время – это река, которая извивается вокруг звезд, замедляясь и ускоряясь. А если пространство и время могут изменяться, то меняются и наши представления об атомах, телах и вообще о Вселенной!
Эйнштейн демонстрировал свою теорию с помощью так называемых мыслительных экспериментов. Самый известный из них – это «парадокс близнецов» . Итак, у нас есть двое близнецов, один из которых улетает в космос на ракете. Так как она летит почти со скоростью света, время внутри нее замедляется. После возвращения этого близнеца на Землю оказывается, что он моложе того, кто остался на планете. Итак, время в разных частях Вселенной идет по-разному. Это зависит от скорости: чем быстрее вы движетесь, тем медленнее для вас идет время.
Этот эксперимент в какой-то степени проводится с космонавтами на орбите. Если человек находится в открытом космосе, то время для него идет медленней. На космической станции время идет медленней. Этот феномен затрагивает и спутники. Возьмем, например, спутники GPS: они показывают ваше положение на планете с точностью до нескольких метров. Спутники движутся вокруг Земли со скоростью 29000 км/ч, поэтому к ним применимы постулаты теории относительности. Это нужно учитывать, ведь если в космосе часы идут медленнее, то синхронизация с земным временем собьется и система GPS не будет работать.
E=mc 2
Вероятно, это самая известная в мире формула. В теории относительности Эйнштейн доказал, что при достижении скорости света условия для тела меняются невообразимым образом: время замедляется, пространство сокращается, а масса растет. Чем выше скорость, тем больше масса тела. Только подумайте, энергия движения делает вас тяжелее. Масса зависит от скорости и энергии. Эйнштейн представил себе, как фонарик испускает луч света. Точно известно, сколько энергии выходит из фонарика. При этом он показал, что фонарик стал легче, т.е. он стал легче, когда начал испускать свет. Значит E – энергия фонарика зависит от m – массы в пропорции, равной c 2 . Все просто.
Эта формула показывала и на то, что в маленьком предмете может быть заключена огромная энергия. Представьте себе, что вам бросают бейсбольный мяч и вы его ловите. Чем сильнее его бросят, тем большей энергией он будет обладать.
Теперь что касается состояния покоя. Когда Эйнштейн выводил свои формулы, он обнаружил, что даже в состоянии покоя тело обладает энергией. Посчитав это значение по формуле, вы увидите, что энергия поистине огромна.
Открытие Эйнштейна было огромным научным скачком. Это был первый взор на мощь атома. Не успели ученые полностью осознать это открытие, как случилось следующее, которое вновь повергло всех в шок.
Квантовая теория
Квантовый скачок – самый малый возможный скачок в природе, при этом его открытие стало величайшим прорывом научной мысли.
Субатомные частицы, например, электроны, могут передвигаться из одной точку в другую, не занимая пространство между ними. В нашем макромире это невозможно, но на уровне атома – это закон.
Квантовая теория появилась в самом начале 20 века, когда случился кризис в классической физике. Было открыто множество феноменов, которые противоречили законам Ньютона. Мадам Кюри , например, открыла радий, который сам по себе светится в темноте, энергия бралась из ниоткуда, что противоречило закону сохранения энергии. В 1900 году люди считали, что энергия непрерывна, и что электричество и магнетизм можно было бесконечно делить на абсолютно любые части. А великий физик Макс Планк дерзко заявил, что энергия существует в определенных объемах – квантах .
Если представить себе, что свет существует только в этих объемах, то становятся понятны многие феномены даже на уровне атома. Энергия выделяется последовательно и в определенном количестве, это называется квантовым эффектом и означает, что энергия волнообразна.
Тогда думали, что Вселенная была создана совсем по-другому. Атом представлялся чем-то, напоминающим шар для боулинга. А как может шар иметь волновые свойства?
В 1925 году австрийский физик , наконец, составил волновое уравнение, которое описывало движение электронов. Внезапно стало возможным заглянуть внутрь атома. Получается, что атомы одновременно являются и волнами, и частицами, но при этом непостоянными.
Можно ли вычислить возможность того, что человек разделится на атомы, а потом материализуется по другую сторону стены? Звучит абсурдно. Как можно, проснувшись утром, оказаться на Марсе? Как можно пойти спать, а проснуться на Юпитере? Это невозможно, но вероятность этого подсчитать вполне реально. Данная вероятность очень низка. Чтобы это случилось, человеку нужно было бы пережить Вселенную, а вот у электронов это случается постоянно.
Все современные «чудеса» вроде лазерных лучей и микрочипов работают на основании того, что электрон может находиться сразу в двух местах. Как это возможно? Не знаешь, где точно находится объект. Это стало таким трудным препятствием, что даже Эйнштейн бросил заниматься квантовой теорией, он сказал, что не верит, что Господь играет во Вселенной в кости.
Несмотря на всю странность и неопределенность, квантовая теория остается пока что лучшим нашим представлением о субатомном мире.
Природа света
Древние задавались вопросом: из чего состоит Вселенная? Они считали, что она состоит из земли, воды, огня и воздуха. Но если это так, то что же такое свет? Его нельзя поместить в сосуд, нельзя дотронуться до него, почувствовать, он бесформенный, но присутствует везде вокруг нас. Он одновременно везде и нигде. Все видели свет, но не знали, что это такое.
Физики пытались ответить на этот вопрос на протяжении тысячи лет. над поиском природы света работали величайшие умы, начиная с Исаака Ньютона. Сам Ньютон использовал солнечный свет, разделенный призмой, чтобы показать все цвета радуги в одном луче. Это значило, что белый свет состоит из лучей всех цветов радуги.
Ньютон показал, что красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый цвета могут быть объединены в белый свет. Это привело его к мысли, что свет делится на частицы, которые он назвал корпускулами. Так появилась первая световая теория – корпускулярная.
Представьте себе морские волны: любой человек знает, что когда одна из волн сталкивается с другой под определенным углом, обе волны смешиваются. Юнг проделал то же самое со светом. Он сделал так, чтобы свет от двух источников пересекался, и место пересечения было отчетливо видно.
Итак, тогда было все две световые теории: корпускулярная у Ньютона и волновая у Юнга . И тогда за дело взялся Эйнштейн, который сказал, что возможно, обе теории имеют смысл. Ньютон показал, что у света есть свойства частиц, а Юнг доказал, что свет может иметь волновые свойства. Все это – две стороны одного и того же. Возьмем, например, слона: если вы возьмете его за хобот, то подумаете, что это змея, а если обхватите его ногу, то вам покажется, что это дерево, но на самом деле слон обладает качествами и того, и другого. Эйнштейн ввел понятие дуализма света , т.е. наличия у света свойств как частиц, так и волн.
Чтобы увидеть свет таким, каким мы знает его сегодня, потребовалась работа трех гениев на протяжении трех веков. Без их открытий мы, возможно, до сих пор жили бы в раннем Средневековье.
Нейтрон
Атом так мал, что его трудно себе представить. В одну песчинку помещается 72 квинтиллиона атомов. Открытие атома привело к другому открытию.
О существовании атома люди знали уже 100 лет назад. Они думали, что электроны и протоны равномерно распределены в нем. Это назвали моделью типа «пудинг с изюмом», потому что считалось, что электроны были распределены внутри атома как изюм внутри пудинга.
В начале 20 века провел эксперимент с целью еще лучше исследовать структуру атома. Он направлял на золотую фольгу радиоактивные альфа-частицы. Он хотел узнать, что произойдет, когда альфа-частицы ударятся о золото. Ничего особенного ученый не ожидал, так как думал, что большинство альфа-частиц пройдут сквозь золото, не отражаясь и не изменяя направление.
Однако, результат был неожиданным. По его словам, это было то же самое, что выстрелить 380-мм снарядом по куску материи, и при этом снаряд отскочил бы от нее. Некоторые альфа-частицы сразу отскочили от золотой фольги. Это могло произойти, только если бы внутри атома было небольшое количество плотного вещества, оно не распределено как изюм в пудинге. Резерфорд назвал это небольшое количество вещества ядром .
Чедвик провел эксперимент, который показал, что ядро состоит из протонов и нейтронов. Для этого он использовал очень умный метод распознавания. Для перехвата частиц, которые выходили из радиоактивного процесса, Чедвик применял твердый парафин.
Сверхпроводники
Лаборатория Ферми обладает одним из крупнейших в мире ускорителем частиц. Это 7-километровое подземное кольцо, в котором субатомные частицы ускоряются почти до скорости света, а затем сталкиваются. Это стало возможным только после того, как появились сверхпроводники .
Сверхпроводники были открыты примерно в 1909 году. Голландский физик по имени стал первым, кто понял, как превратить гелий из газа в жидкость. После этого он мог использовать гелий в качестве морозильной жидкости, а ведь он хотел изучать свойства материалов при очень низких температурах. В то время людей интересовало то, как электрическое сопротивление металла зависит от температуры – растет она или падает.
Он использовал для опытов ртуть, которую он умел хорошо очищать. Он помещал ее в специальный аппарат, капая ей в жидкий гелий в морозильной камере, понижая температуру и измеряя сопротивление. Он обнаружил, что чем ниже температура, тем ниже сопротивление, а когда температуры достигла минус 268 °С, сопротивление упало до нуля. При такой температуре ртуть проводила бы электричество без всяких потерь и нарушений потока. Это и называетсясверхпроводимостью .
Сверхпроводники позволяют электропотоку двигаться без всяких потерь энергии. В лаборатории Ферми они используются для создания сильного магнитного поля. Магниты нужны для того, чтобы протоны и антипротоны могли двигаться в фазотроне и огромном кольце. Их скорость почти равняется скорости света.
Ускоритель частиц в лаборатории Ферми требует невероятно мощного питания. Каждый месяц на то, чтобы охладить сверхпроводники до температуры минус 270 °С, когда сопротивление становится равным нулю, тратится электричество на миллион долларов.
Теперь главная задача – найти сверхпроводники, которые бы работали при более высоких температурах и требовали бы меньше затрат.
В начале 80-х группа исследователей швейцарского отделения компании IBM обнаружила новый тип сверхпроводников, которые обладали нулевым сопротивлением при температуре на 100 °С выше, чем обычно. Конечно, 100 градусов выше абсолютно нуля – это не та температура, что у вас в морозильнике. Нужно найти такой материал, который был бы сверхпроводником при обычной комнатной температуре. Это был бы величайший прорыв, который стал бы революцией в мире науки. Все, что сейчас работает на электрическом токе, стало бы гораздо эффективнее. С разработкой ускорителей, которые могли сталкивать субатомные частицы на скорости света, человек узнал о существовании десятков других частиц, на которые разбивались атомы. Физики стали называть все это «зоопарком частиц».
Американский физик Мюррей Гелл-Ман заметил закономерность в ряде новооткрытых частиц «зоопарка». Он делил частицы по группам в соответствии с обычными характеристиками. По ходу он изолировал мельчайшие компоненты ядра атома, из которых состоят сами протоны и нейтроны.
Открытые Гелл-Маном кварки были для субатомных частиц тем же, чем была периодическая таблица для химических элементов. За свое открытие в 1969 году Мюррею Гелл-Ману была присуждена Нобелевская премия в области физики. Его классификация мельчайших материальных частиц упорядочила весь их «зоопарк».
Хотя Гелл-Маном был уверен в существовании кварков, он не думал, что кто-то сможет их в действительности обнаружить. Первым подтверждением правильности его теорий были удачные эксперименты его коллег, проведенные на Стэнфордском линейном ускорителе. В нем электроны отделялись от протонов, и делался макроснимок протона. Оказалось, что в нем было три кварка .
Ядерные силы
Наше стремление найти ответы на все вопросы о Вселенной привело человека как внутрь атомов и кварков, так и за пределы галактики. Данное открытие – результат работы многих людей на протяжении столетий.
После открытий Исаака Ньютона и Майкла Фарадея ученые считали, что у природы две основные силы: гравитация и электромагнетизм. Но в 20 веке были открыты еще две силы, объединенные одним понятием – атомная энергия. Таким образом, природных сил стало четыре.
Каждая сила действует в определенном спектре. Гравитация не дает нам улететь в космос со скоростью 1500 км/ч. Затем у нас есть электромагнитные силы – это свет, радио, телевидение и т.д. кроме этого существую еще две силы, поле действия которых сильно ограничено: есть ядерное притяжение, которое не дает ядру распасться, и есть ядерная энергия, которая излучает радиоактивность и заражает все подряд, а также, кстати, нагревает центр Земли, именно благодаря ей центр нашей планеты не остывает вот уже несколько миллиардов лет – это действие пассивной радиации, которая переходи в тепло.
Как обнаружить пассивную радиацию? Это возможно благодаря счетчикам Гейгера . Частицы, которые высвобождаются, когда расщепляется атом, попадают в другие атомы, в результате чего создается небольшой электроразряд, который можно измерить. При его обнаружении счетчик Гейгера щелкает.
Как же измерить ядерное притяжение? Тут дело обстоит труднее, потому что именно эта сила не дает атому распасться. Здесь нам нужен расщепитель атома. Нужно буквально разбить атом на осколки, кто-то сравнил этот процесс со сбросом пианино с лестницы с целью разобраться в принципах его работы, слушая звуки, которые пианино издает, ударяясь о ступеньки. (weak force, слабое взаимодействие) и ядерная энергия (strong force, сильное взаимодействие). Последние две называются квантовыми силами, их описание можно объединить в нечто под названием стандартной модели. Возможно, это самая уродливая теория в истории науки, но она действительно возможна на субатомном уровне. Теория стандартной модели претендует на то, чтобы стать высшей, но от этого она не перестает быть уродливой. С другой стороны, у нас есть гравитация – великолепная, прекрасная система, она красива до слез – физики буквально плачут, видя формулы Эйнштейна. Они стремятся объединить все силы природы в одну теорию и назвать ее «теория всего». Она объединила бы все четыре силы в одну суперсилу, которая существует с начала времен.
Неизвестно, сможем ли мы когда-нибудь открыть суперсилу, которая включала бы в себя все четыре основные силы Природы и сможем ли создать физическую теорию Всего. Но одно известно точно: каждое открытие ведет к новым исследованиям, а люди – самый любопытный вид на планете – никогда не перестанут стремиться понимать, искать и открывать.
Описание презентации по отдельным слайдам:
1 слайд
Описание слайда:
Великие физики и их открытия. Подготовила ученица 7 «А» класса МБОУ СОШ № 1 Сыромятникова Юлия
2
слайд
Описание слайда:
Исаак Ньютон (физик) Родился: 4 января 1643 Умер: 31 марта 1727 г. (84 года) Английский физик, математик, механик и астроном, один из создателей классической физики. Автор фундаментального труда «Математические начала натуральной философии», в котором он изложил закон всемирного тяготения и три закона механики, ставшие основой классической механики. Разработал дифференциальное и интегральное исчисления, теорию цвета, заложил основы современной физической оптики, создал многие другие математические и физические теории.
3
слайд
Описание слайда:
Открытия И. Ньютона Исаак Ньютон первым научно объяснил природу цветных полос, получающихся при разложении солнечного света оптической призмой. Он считал, что белый солнечный свет есть сумма световых лучей, обладающих различной силой преломления. Каждый такой световой луч вызывает присущее только ему цветовое впечатление. При прохождении белого света через стеклянные призмы он разлагается на простые цветные лучи. При прохождении через собирающую линзу разложенные призмой цветные лучи собираются и опять образуют белый свет. Наконец, пропустив цветные лучи через вторую призму, Ньютон нашел, что они далее не разлагаются. Ньютон был первым, кто расположил цвета спектра в форме круга. Он различал в спектре семь областей аналогично семи ступеням октавы. Терминология, употреблявшаяся Ньютоном для обозначения явлений цвета, была очень точной. Он говорил, например, не о красных или зеленых лучах, а о световых лучах, которые вызывают ощущение красного или зеленого цвета. Следует отметить, что после открытий Ньютона оптика начала развиваться очень быстро. Он сумел обобщить такие открытия своих предшественников, как дифракция, двойное преломление луча и определение скорости света. Но самым известным открытием Ньютона стал закон всемирного тяготения. Также он смог доказать, что силы гравитации распространяются не только на земные, но и на небесные тела. Эти законы были описаны в 1687 году после издания книги Ньютона, посвященной использованию математических методов в физике.
4
слайд
Описание слайда:
Галилео Галилей (астроном) Родился: 15 февраля 1564 г., Италия, Пиза. Умер: 8 января 1642г., (77 лет), Арчетри. Итальянский физик, механик, астроном, философ и математик, оказавший значительное влияние на науку своего времени. Он первым использовал телескоп для наблюдения небесных тел и сделал ряд выдающихся астрономических открытий. Галилей - основатель экспериментальной физики. Своими экспериментами он убедительно опроверг умозрительную метафизику Аристотеля и заложил фундамент классической механики. При жизни был известен как активный сторонник гелиоцентрической системы мира, что привело Галилея к серьёзному конфликту с католической церковью.
5
слайд
Описание слайда:
Открытия Г. Галилея Первым стал использовать понятие инертность Вывел преобразования координат которые назвали его именем Доказал что вопреки тогда общепринятому мнению, что естественным состоянием тела кроме покоя является состояние равномерного прямолинейного движения Первым додумался использовать телескоп для наблюдения небесных тел(он его не изобретал) Создал более менее соответствующую модель солнечной системы
6
слайд
Описание слайда:
Альберт Эйнштейн (физик) Родился: 14 марта 1879 г. Умер: 18 апреля 1955 г. (76лет) Физик-теоретик, один из основателей современной теоретической физики, лауреат Нобелевской премии по физике 1921 года, общественный деятель-гуманист. Жил в Германии, Швейцарии и США. Почётный доктор около 20 ведущих университетов мира, член многих Академий наук, в том числе иностранный почётный член АН СССР.
7
слайд
Описание слайда:
Открытия А. Эйнштейна Увлечения физикой и математикой, постоянные исследования приводят к публикации ряда статей по статической механике, физике молекул. Наиболее известным учением Эйнштейна является теория относительности. Эта теория была развита на основе геометрической теории относительности Лобачевского. К другим величайшим открытиям ученого относят работы по фотоэффекту, броуновскому движению. Используя квантовую статистику Эйнштейн вместе с физиком Бозе открыл пятое состояние вещества, названное в их честь конденсатом Бозе-Эйнштейна.
8
слайд
Описание слайда:
Ломоносов Михаил Васильевич (российский учёный) Родился:19 ноября 1711 г., деревня Мишанинская (ныне - село Ломоносово) Умер:15 апреля 1765 г. (53 года) Первый русский учёный-естествоиспытатель мирового значения, энциклопедист, химик и физик; он вошёл в науку как первый химик, который дал физической химии определение, весьма близкое к современному, и предначертал обширную программу физико-химических исследований; его молекулярно-кинетическая теория тепла во многом предвосхитила современное представление о строении материи и многие фундаментальные законы, в числе которых одно из начал термодинамики; заложил основы науки о стекле. Астроном, приборостроитель, географ, металлург, геолог, поэт, филолог, художник, историк и генеалог, поборник развития отечественного просвещения, науки и экономики. Разработал проект Московского университета, впоследствии названного в его честь.
9
слайд
Описание слайда:
Открытия М. Ломоносова Особо Ломоносова привлекала химия и физика. Русскому учёному принадлежит первое место в мире в истории закона сохранения энергии и массы. Именно Ломоносов в 1748 году в своей новой лаборатории открыл один из основополагающих законов природы - закон сохранения материи. Опубликован этот закон был только через 12 лет. Ломоносов первым сформулировал основы кинетической теории газов, хотя сегодня многие связывают это открытие с именем Бернулли. Михаил Васильевич утверждал, что любое тело состоит из мельчайших частиц – атомов и молекул, которые при охлаждении движутся медленнее, а при нагревании – быстрее. Ломоносов открыл тайну гроз, природу северных сияний и даже смог оценить их высоту. Ему принадлежит догадка о вертикальных атмосферных течениях и оригинальная теория цветов.
10
слайд
Описание слайда:
Вавилов Николай Иванович (учёный) Родился: 25 ноября 1887 г., Москва Умер: 26 января 1943 г. (55 лет) Российский и советский учёный-генетик, ботаник, селекционер, географ, академик АН СССР, АН УССР и ВАСХНИЛ. Президент, вице-президент ВАСХНИЛ, президент Всесоюзного географического общества, основатель и бессменный до момента ареста директор Всесоюзного института растениеводства, директор Института генетики АН СССР, член Экспедиционной комиссии АН СССР, член коллегии Наркомзема СССР, член президиума Всесоюзной ассоциации востоковедения. В 1926-1935 годах член Центрального исполнительного комитета СССР, в 1927-1929 - член Всероссийского Центрального Исполнительного Комитета, член Императорского Православного Палестинского Общества.
11
слайд
Описание слайда:
Открытия Н. Вавилова Создатель учений о мировых центрах происхождения культурных растений и об иммунитете растений, закона гомологических рядов в наследственной изменчивости организмов, сети научных учреждений по биологии и смежным наукам
12
слайд
Описание слайда:
Мария Склодовская-Кюри (физик - химик) Родилась:7 ноября 1867 г., Варшава Умерла:4 июля 1934 г. (66 лет) Французский учёный-экспериментатор польского происхождения, педагог, общественный деятель. Удостоена Нобелевской премии: по физике и по химии, первый дважды нобелевский лауреат в истории. Основала Институты Кюри в Париже и в Варшаве. Жена Пьера Кюри, вместе с ним занималась исследованием радиоактивности. Совместно с мужем открыла элементы радий и полоний.
13
слайд
Описание слайда:
Открытия М. Склодовской -Кюри Мария Склодовская-Кюри выделила чистый металлический радий, доказав, что это самостоятельный химический элемент. Она получила Нобелевскую премию по химии за этого открытие и стала единственной женщиной в мире с двумя Нобелевскими премиями.
14
слайд
Описание слайда:
Блез Паскаль (физик - математик) Родился:19 июня 1623 г., Клермон-Ферран Умер:19 августа 1662 г. (39 лет) Французский математик, механик, физик, литератор и философ. Классик французской литературы, один из основателей математического анализа, теории вероятностей и проективной геометрии, создатель первых образцов счётной техники, автор основного закона гидростатики.
15
слайд
Описание слайда:
Открытия Б. Паскаля Двенадцать лет своей короткой жизни Паскаль отдает созданию счетной машины (1640-1652). В нее он вложил все свои знания по математике, механике, физике, талант изобретателя. По словам сестры Паскаля Жильберты, "эта работа очень утомляла брата, но не из-за напряжения умственной деятельности и не из-за механизмов, изобретение которых не вызывало у него особых усилий, а из-за того, что рабочие плохо понимали его". Паскалю нередко самому приходилось браться за напильник и молоток или ломать голову над тем, как изменить в соответствии с квалификацией мастера сложную конструкцию.
Где мой любимый ученый? Он на много опередил время! Знал то, что не знал даже ЭйнШтейн! Добавьте Тесла!
Нико́ла Те́сла (серб. Никола Тесла; 10 июля 1856, Смиляны, Австро-Венгрия, ныне в Хорватии - 7 января 1943, Нью-Йорк, США) - американский физик, инженер, изобретатель в области электротехники и радиотехники.
Широко известен благодаря своему научно-революционному вкладу в изучение свойств электричества и магнетизма в конце XIX - начале XX веков. Патенты и теоретические работы Теслы сформировали базис для современных устройств, работающих на переменном токе, многофазовых систем и электродвигателя, позволивших совершить второй этап промышленной революции.
Современники-биографы считали Теслу «человеком, который изобрёл XX век» и «„святым заступником“ современного электричества». После демонстрации радио и победы в «Войнах токов» Тесла получил повсеместное признание как выдающийся инженер-электрик Америки. Ранние работы Теслы проложили путь современной электротехнике, его открытия раннего периода имели инновационное значение. В США по известности Тесла мог конкурировать с любым изобретателем или учёным в истории или популярной культуре.
Переменный ток
С 1889 года Тесла приступил к исследованиям токов высокой частоты и высоких напряжений. Изобрёл первые образцы электромеханических генераторов ВЧ (в том числе индукторного типа) и высокочастотный трансформатор (трансформатор Теслы, 1891), создав тем самым предпосылки для развития новой отрасли электротехники - техники ВЧ.
В ходе исследований токов высокой частоты Тесла уделял внимание и вопросам безопасности. Экспериментируя на своём теле, он изучал влияние переменных токов различной частоты и силы на человеческий организм. Многие правила, впервые разработанные Теслой вошли в современные основы техники безопасности при работе с ВЧ токами. Он обнаружил, что при частоте тока свыше 700 периодов в секунду болевое воздействие на нервные окончания прекращает восприниматься. Электротехнические аппараты, разработанные Теслой для медицинских исследований, получили широкое распространение в мире.
Эксперименты с высокочастотными токами большого напряжения (до 2 млн вольт) привели изобретателя к открытию способа очистки загрязнённых поверхностей. Аналогичное воздействие токов на кожу показало, что таким образом возможно удалять мелкую сыпь, очищать поры и убивать микробы. Данный метод используется в современной электротерапии.
Теория полей
В 1888 году Тесла (независимо от Г. Феррариса и несколько ранее его) дал строгое научное описание сути явления вращающегося магнитного поля. В том же году Тесла получил свои основные патенты на изобретение многофазных электрических машин (в том числе асинхронного электродвигателя) и системы передачи электроэнергии посредством многофазного переменного тока. С использованием двухфазной системы, которую он считал наиболее экономичной, в США был пущен ряд промышленных электроустановок, в том числе Ниагарская ГЭС (1895), крупнейшая в те годы.
Тесла одним из первых запатентовал способ надежного получения токов, которые могут быть использованы в радиосвязи. Патент U.S. Patent 447920 (англ.), выданный в США 10 марта 1891 года описывал «Метод управления дуговыми лампами» («Method of Operating Arc-Lamps»), в котором генератор переменного тока производил высокочастотные (по меркам того времени) колебания тока порядка 10 000 Гц. Запатентованной инновацией стал метод подавления звука, производимого дуговой лампой под воздействием переменного или пульсирующего тока, для чего Тесла придумал использовать частоты, находящиеся за рамками восприятия человеческого слуха. По современной классификации генератор переменного тока работал в интервале очень низких радиочастот.
Тесла демонстрирует принципы радиосвязи, 1891 г.
В 1891 г. на публичной лекции описал и продемонстрировал принципы радиосвязи. В 1893 году вплотную занялся вопросами беспроволочной связи и изобрел мачтовую антенну.
Резонанс
Катушки Тесла до сих пор используются кое-где именно для получения искусственных молний. В 1998 году инженер из Стенфорда Грег Лей продемонстрировал публике эффект «молнии по заказу», стоя в металлической клетке под гигантским контуром Тесла и управляя молниями с помощью металлической «волшебной палочки». Недавно он развернул кампанию по сбору средств на строительство еще двух «башен Тесла» где-то на юго-западе США. Проект обойдется в 6 миллионов долларов. Однако укротитель молний надеется вернуть расходы, продав установку Федеральному управлению авиации. С помощью нее авиаторы смогут изучать, что происходит с самолетами, попавшими в грозу.
Беспроводная передача энергии
Одной из наиболее древних и важных научных дисциплин является физика - наука, изучающая свойства материи, основа всего естествознания.
Именно по этой причине физика считается фундаментальной наукой. Другие естественные науки (биология, химия, геология и др.) описывают отдельные классы материальных систем, которые в конечном итоге подчиняются физическим законам.
Джеймс Ватт (1736 – 1819 гг), шотландский физик-изобретатель, родился в Англии 19 января 1736 года. Создатель первого универсального парового двигателя, он не имел специального образования, сначала он был квалифицированным и талантливым мастером-инструментальщиком и служил при университете в Глазго.
Дорога Ватта к мировой славе начинался с обыкновенной, рутинной работы. Однажды ему поручили починить модель паровой машины Ньюкомена. Он никак не мог справиться, пока не понял, что причина не в поломке модели, а в принципах, лежащих в ее основе. Однажды, во время прогулки, Ватту пришла идея разделить конденсатор для охлаждения пара и рабочий цилиндр. Используя этот принцип, Ватт создает свою модель парового двигателя, которая хранится до сих пор в лондонском музее. Благодаря своей экономичности, паровая машина Ватта получила широкое распространение и имела огромное значение при переходе на машинное производство. В 1800-е годы доля энергии, вырабатываемой в британской промышленности, в значительной степени обеспечивалась паровыми двигателями Ватта.
Джеймсом Ваттом введена первая единица мощности - лошадиная сила. Им были сконструированы также распространенные в дальнейшем приборы: ртутный вакуумметр, ртутный открытый манометр, водомерное стекло для котлов, индикатор давления. Также им были изобретены копировальные чернила (1780), установлен состав воды (1781).
Александр Грейам Белл (1847–1922) родился в Эдинбурге, в Шотландии. Он является изобретателем телефона. Семья Белла из Шотландии переехала в Канаду, а позже в США. Белл не был по образованию ни физиком, ни инженером-электриком. Он начинал как помощник учителя музыки и ораторского мастерства, а позже работал с людьми, потерявшими слух или страдавшими дефектами речи.
Белл очень стремился помочь этим людям. Большая любовь к девушке, потерявшей слух после болезни, побудила его сконструировать приборы и устройства, с помощью которых он демонстрировал глухим артикуляцию речи. В Бостоне он открыл учебное заведение, где подготавливал преподавателей для глухих. В 1893 г. А. Белл получает звание профессора физиологии органов речи Бостонского университета. Впоследствии он углубленно изучает физику человеческой речи, акустику и в скором времени начинает ставить опыты, используя аппарат, в котором мембрана передает звуковые колебания. Он постепенно подходил к идее создания телефона, который позволит передачу различных звуков, если удастся вызывать колебания электрического тока, которые соответствую по интенсивности колебаниям воздуха, производимым данным звуком.
Вскоре А. Белл меняет направление своей деятельности и начинает работу над созданием телеграфа, который имел бы возможность передавать несколько текстов одновременно. Во время этой работы случайность помогла открыть явление, благодаря которому и был изобретен телефон.
Однажды помощник Белла вытаскивал пластинку в передающем устройстве. В приемном устройстве в это время Белл услышал дребезжание. Как выяснилось, этой пластинкой замыкалась и размыкалась электрическая цепь. Белл отнесся очень внимательно к этому наблюдению. Через несколько дней был сделан первый телефонный аппарат, который состоял из небольшой мембраны, сделанной из барабанной кожи, и сигнального рожка для усиления звука. Именно этот аппарат и стал прародителем всех телефонных аппаратов.
17.01.2012 12.02.2018 by ☭ СССР ☭
В нашей стране было много выдающихся деятелей, о которых мы, к сожалению, забываем, не говоря уже об открытиях, которые были сделаны русскими учеными и изобретателями. События, перевернувшие историю России, также известны не каждому. Я хочу исправить эту ситуацию и вспомнить самые известные российские изобретения.
1. Самолет — Можайский А.Ф.
Талантливый русский изобретатель Александр Федорович Можайский (1825-1890 гг.) первый в мире создал самолет в натуральную величину, способный поднять в воздух человека. Над решением этой сложной технической задачи до А. Ф. Можайского, как известно, работали люди многих поколений как в России, так и в других странах, шли они разными путями, но никому из них не удавалось довести дело до практического опыта с натурным самолетом. А. Ф. Можайский нашел верный путь к решению этой задачи. Он изучил труды своих предшественников, развил и дополнил их, используя свои теоретические познания и практический опыт. Конечно, не все вопросы удалось ему разрешить, но сделал он, пожалуй, все, что было возможно в то время, несмотря на крайне неблагоприятную для него обстановку: ограниченность материальных и технических возможностей, а также недоверие к его работам со стороны военно-бюрократического аппарата царской России. В этих условиях А. Ф. Можайский сумел найти в себе духовные и физические силы для завершения постройки первого в мире самолета. Это был творческий подвиг, навеки прославивший нашу Родину. К сожалению, сохранившиеся документальные материалы не позволяют в необходимых подробностях дать описание самолета А. Ф. Можайского и его испытаний.
2. Вертолёт – Б.Н. Юрьев.
Борис Николаевич Юрьев - выдающийся ученый-авиатор, действительный член Академии наук СССР, генерал-лейтенант инженерно-технической службы. В 1911 году изобрел автомата перекоса (основной узел современного вертолёта) — устройство, сделавшее возможным постройку вертолётов с характеристиками устойчивости и управляемости, приемлемыми для безопасного пилотирования рядовыми лётчиками. Именно Юрьев проложил дорогу для развития вертолётов.
3. Радиоприёмник — А.С.Попов.
А.С. Попов впервые продемонстрировал действие своего прибора 7 мая 1895г. на заседании Русского физико-химического общества в Петербурге. Этот прибор стал первым в мире радиоприемником, а день 7 мая стал днем рождения радио. И сейчас он ежегодно отмечается в России.
4. Телевизор — Розинг Б.Л.
25 июля 1907 года он подал заявку на изобретение «Способ электрической передачи изображений на расстояния». Развертка луча в трубке производилась магнитными полями, а модуляция сигнала (изменение яркости) с помощью конденсатора, который мог отклонять луч по вертикали, изменяя тем самым число электронов, проходящих на экран через диафрагму. 9 мая 1911 года на заседании Русского технического общества Розинг продемонстрировал передачу телевизионных изображений простых геометрических фигур и приём их с воспроизведением на экране ЭЛТ.
5. Парашют ранцевый — Котельников Г.Е.
В 1911 году русский военный, Котельников, под впечатлением увиденной им на Всероссийском празднике воздухоплавания в 1910 году гибели русского лётчика капитана Л. Мациевича изобрёл принципиально новый парашют РК-1. Парашют Котельникова был компактен. Его купол изготовлен из шёлка, стропы разделялись на 2 группы и крепились к плечевым обхватам подвесной системы. Купол и стропы укладывались в деревянный, а позднее алюминиевый ранец. Позже, в 1923 году Котельников предложил ранец для укладки парашюта, сделанный в виде конверта с сотами для строп. За 1917 год в русской армии было зарегистрировано 65 спусков с парашютами, 36 - для спасения и 29 добровольных.
6. Атомная электростанция.
Запущена 27 июня 1954 года в Обнинске (тогда поселок Обнинское Калужской области). Была оснащена одним реактором АМ-1 («атом мирный») мощностью 5 МВт.
Реактор Обнинской АЭС, помимо выработки энергии, служил базой для экспериментальных исследований. В настоящее время Обнинская АЭС выведена из эксплуатации. Её реактор был заглушен 29 апреля 2002 года по экономическим причинам.
7. Периодическая таблица химических элементов – Менделеев Д.И.
Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева) - классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона, установленного русским химиком Д. И. Менделеевым в 1869 году. Её первоначальный вариант был разработан Д. И. Менделеевым в 1869-1871 годах и устанавливал зависимость свойств элементов от их атомного веса (по-современному, от атомной массы).
8. Лазер
Прототип лазера мазеры были сделаны в 1953-1954 гг. Н. Г. Басовым и А. М. Прохоровым, а также независимо от них американцем Ч. Таунсом и его сотрудниками. В отличие от квантовых генераторов Басова и Прохорова, которые нашли выход в использовании более чем двух энергетических уровней, мазер Таунса не мог работать в постоянном режиме. В 1964 году Басов, Прохоров и Таунс получили Нобелевскую премию по физике «За основополагающую работу в области квантовой электроники, позволившую создать генераторы и усилители, основанные на принципе мазера и лазера».
9. Бодибилдинг
Русский атлет Евгении Сандов, название его книги «строительство тела» – bodybuilding было дословно переведино на англ. язык.
10. Водородная бомба – Сахаров А.Д.
Андрей Дмитриевич Сахаров
(21 мая 1921, Москва - 14 декабря 1989, Москва) - советский физик, академик АН СССР и политический деятель, диссидент и правозащитник, один из создателей первой советской водородной бомбы. Лауреат Нобелевской премии мира за 1975 год.
11. Первый искуственный спутник земли, первый космонавт и т.д.
12. Гипс —
Н. И. Пирогов
Пирогов впервые в истории мировой медицины применил гипсовую повязку, которая позволила ускорить процесс заживления переломов и избавила многих солдат и офицеров от уродливого искривления конечностей. Во время осады Севастополя, для ухода за ранеными, Пирогов воспользовался помощью сестёр милосердия, часть которых приехала на фронт из Петербурга. Это тоже было нововведение по тем временам.
13. Военная медицина
Пирогов изобрел этапность оказания военной медицинской службы, а также методы исследования анатомии человека. В частности он является основоположником топографической анатомии.
Антарктида была открыта 16 (28 января) 1820 года русской экспедицией под руководством Фаддея Беллинсгаузена и Михаила Лазарева, которые на шлюпах «Восток» и «Мирный» подошли к ней в точке 69°21? ю. ш. 2°14? з. д. (G) (район современного шельфового ледника Беллинсгаузена).
15. Иммунитет
Обнаружив в 1882 явления фагоцитоза (о чём доложил в 1883 на 7-м съезде рус. естествоиспытателей и врачей в Одессе), разработал на их основе сравнительную патологию воспаления (1892), а в дальнейшем - фагоцитарную теорию иммунитета («Невосприимчивость в инфекционных болезнях», 1901 - Нобелевская премия, 1908, совместно с П. Эрлихом).
Основная космологическая модель, в которой рассмотрение эволюции Вселенной начинается с состояния плотной горячей плазмы, состоящей из протонов, электронов и фотонов. Впервые модель горячей вселенной рассматривалась в 1947 Георгием Гамовым. Происхождение элементарных частиц в модели горячей вселенной с конца 1970-х описывают с помощью спонтанного нарушения симметрии. Многие недостатки модели горячей вселенной были решены в 1980-х в результате построения теории инфляции.
Самая извесная компьютерная игра, изобретена Алексеем Пажитновым в 1985 году.
18. Первый автомат — В.Г.Фёдоров
Автоматический карабин, предназначенный для стрельбы очередями с рук. В.Г.Фёдоров. За рубежом этот вид оружия именуется «штурмовой винтовкой».
1913 год – опытный образец под специальный промежуточный по мощности патрон(между пистолетным и винтовочным).
1916 год – принятие на вооружение (под японский винтовочный патрон) и первое боевое применение (Румынский фронт).
19. Лампа накаливания – лампа Лодыгина А.Н.
У электрической лампочки нет одного-единственного изобретателя. История лампочки представляет собой целую цепь открытий, сделанных разными людьми в разное время. Однако заслуги Лодыгина в создании ламп накаливания особенно велики. Лодыгин первым предложил применять в лампах вольфрамовые нити (в современных электрических лампочках нити накала именно из вольфрама) и закручивать нить накаливания в форме спирали. Также Лодыгин первым стал откачивать из ламп воздух, чем увеличил их срок службы во много раз. Другим изобретением Лодыгина, направленным на увеличение срока службы ламп, было наполнение их инертным газом.
20. Водолазный аппарат
В 1871 году Лодыгин создал проект автономного водолазного скафандра с использованием газовой смеси, состоящей из кислорода и водорода. Кислород должен был вырабатываться из воды путем электролиза.
21. Индукционная печь
Первый гусеничный движитель (без механического привода) был предложен в 1837 г. штабс-капитаном Д.Загряжским. Его гусеничный движитель строился на двух колесах, обведённых железной цепью. А в 1879 г. русский изобретатель Ф.Блинов получил патент на созданный им «гусеничный ход» для трактора. Он его называл «паровоз для грунтовых дорог»
23. Кабельная телеграфная линия
Линия Петербург-Царское Село была построена в 40-егг. XIX века и имела протяженность 25 км.(Б.Якоби)
24. Синтетический каучук из нефти
– Б.Бызов
25. Оптический прицел
«Инструмент математический с перспективною зрительною трубкою, с протчими к тому принадлежностями и ватерпасом для скорого навождения из батареи или с грунта земли по показанному месту в цель горизонтально и по олевации». Андрей Константинович НАРТОВ (1693-1756).
В 1801 г. уральский мастер Артамонов решил задачу облегчения веса повозки за счет сокращения числа колес с четырех до двух. Таким образом, Артамонов создал первый в мире педальный самокат прообраз будущего велосипеда.
27. Электросварка
Способ электрической сварки металлов придумал и впервые применил в 1882 году русский изобретатель Николай Николаевич Бенардос (1842 - 1905). «Сшивание» металла электрическим швом он назвал «электрогефестом».
Первый в мире персональный компьютер
был изобретен не американской фирмой «Эппл компьютерз» и не в 1975 году, а в СССР в 1968 
году советским конструктором из Омска Арсением Анатольевичем Гороховым (род. 1935). В авторском свидетельстве № 383005 подробно описан «программирующий прибор», как его тогда назвал изобретатель. На промышленный образец денег не дали. Изобретателя попросили немного подождать. Он и подождал, пока в очередной раз за рубежом не изобрели отечественный «велосипед».
29. Цифровые технологии.
- отец всех цифровых технологий в передаче данных.
30. Электродвигатель
– Б.Якоби.
31. Электромобиль
Двухместный электромобиль И.Романова образца 1899 г. изменял скорость движения в девяти градациях – от 1,6 км в час до максимальной в 37,4 км в час
32. Бомбардировщик
Четырехмоторный самолет «Русский витязь» И.Сикорский.
33. Автомат Калашникова
Символ свободы и борьбы с угнетателями.