Изобретение Год

04.12.15.

Жюль Анри Пуанкаре (1854-1912)

Жюль Анри Пуанкаре – французский математик, механик, физик, астроном и философ.

Историки причисляют Анри Пуанкаре к величайшим математикам всех времён. Он считается, наряду с Гильбертом, последним математиком-универсалом, учёным, способным охватить все математические результаты своего времени. Его перу принадлежат более 500 статей и книг. «Не будет преувеличением сказать. Что не было такой области современной ему математики, «чистой» или «прикладной», которую бы он не обогатил замечательными методами и результатами».

С 1890 года Пуанкаре опубликовал серию статей по теории Максвелла, а в 1902 году начал читать курс лекций по электромагнетизму и радиосвязи. В своих статьях 1904-1905 годов Пуанкаре далеко опережает Лоренца в понимании ситуации, фактически создав математические основы теории относительности (физический фундамент этой теории разработал Эйнштейн в 1905 году).

Альберт Эйнштейн (1879-1955)

Альберт Эйнштейн – физик-теоретик, один из основателей современной теоретической физики, лауреат Нобелевской премии по физике 1921 года.

- Специальная теория относительности (1905).

- В её рамках – закон взаимосвязи массы и энергии: E = mc².

- Общая теория относительности (1907-1916).

- Квантовая теория фотоэффекта.

- Квантовая теория теплоёмкости.

- Квантовая статистика Бозе-Эйнштейна.

- Статистическая теория броуновского движения, заложившая основы теории флуктуаций.

- Теория индуцирования излучения.

- Теория рассеяния света на термодинамических флуктуациях в среде.

- Начальное образование Альберт Эйнштейн получил в местной католической школе. Около 12 лет пережил состояние глубокой религиозности, однако вскоре чтение научно-популярных книг сделало его вольнодумцем и навсегда породило скептическое отношение к авторитетам. Из детских впечатлений Эйнштейн позже вспоминал как наиболее сильные: «Компас», «Начала» Евклида и (около 1889 года) «Критику чистого разума» Иммануила Канта. Кроме того, по инициативе матери он с шести лет начал заниматься игрой на скрипке. Увлечение музыкой сохранялось у Эйнштейна на протяжении всей жизни. Уже находясь в США в Принстоне, в 1934 году Альберт Эйнштейн дал благотворительный концерт, где исполнял на скрипке произведения Моцарта в пользу эмигрировавших из нацистской Германии учёных и деятелей культуры.

Хотя в следующем, 1901 году Эйнштейн получил гражданство Швейцарии, но вплоть до весны 1902 года не мог найти постоянное место работы – даже школьным учителем. Вследствие отсутствия заработка он буквально голодал, не принимая пищу несколько дней подряд. Это стало причиной болезни печени, от которой учёный страдал до конца своей жизни.

Несмотря на лишения, преследовавшие его в 1900-1902 годах, Эйнштейн находил время для дальнейшего изучения физики. В 1901 году берлинские «Анналы физики» опубликовали его первую статью «Следствия теории капиллярности», посвящённую анализу сил притяжения между атомами жидкостей на основании теории капиллярности.

Преодолеть трудности помог бывший однокурсник Марсель Гроссман, рекомендовавший Эйнштейна на должность эксперта III класса в Федеральное Бюро патентования изобретений (Берн) с окладом 3500 франков в год (в годы студенчества он жил на 100 франков в месяц). Эйнштейн работал в Бюро патентов с июля 1902 по октябрь 1909, занимаясь преимущественно экспертной оценкой заявок на изобретения. В 1903 году он стал постоянным работником Бюро. Характер работы позволял Эйнштейну посвящать свободное время исследованиям в области теоретической физики.

1905 год вошёл в историю физики как «Год чудес». В этом году «Анналы физики» - ведущий физический журнал Германии – опубликовал три выдающиеся статьи Эйнштейна, положившие начало новой научной революции.

1. «К электродинамике движущихся тел». С этой статьи начинается теория относительности.

2. «Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света». Одна из работ, заложивших фундамент квантовой теории.

3. «О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, требуемом молекулярно-кинетической теорией теплоты» - работа, посвящённая броуновскому движению и существенно продвинувшая статистическую физику.

В 1924 году молодой индийский физик Шатьендранат Бозе в кратком письме обратился к Эйнштейну с просьбой помочь в публикации статьи, в которой выдвигал предположение, положенное в основу современной квантовой статистики. Бозе предложил рассматривать свет в качестве газа из фотонов. Эйнштейн пришёл к выводу, что эту же статистику можно использовать для атомов и молекул в целом. В 1925 году Эйнштейн опубликовал статью Бозе в немецком переводе, а затем собственную статью, в которой излагал обобщённую модель Бозе, применимую к системам тождественных частиц с целым спином, называемых бозонами. На основании данной квантовой статистики, известной ныне как статистика Бозе-Эйнштейна, оба физика ещё в середине 1920-х годов теоретически обосновали существование пятого агрегатного состояния вещества – конденсата Бозе-Эйнштейна.

Суть конденсата Бозе-Эйнштейна состоит в переходе большого числа частиц идеального Бозе-газа в состояние с нулевым импульсом при температурах, приближающихся к абсолютному нулю, когда длина волны де Бройля теплового движения частиц и среднее расстояние между этими частицами сводятся к одному порядку. Начиная с 1995 года, когда первый подобный конденсат был получен в университете Колорадо, учёные практически доказали возможность существование конденсатов Бозе-Эйнштейна из водорода, лития, натрия, рубидия и гелия. Согласно статистике Бозе-Эйнштейна, количество частиц в заданном состоянии i, равняется:

n_i = g_i/(e^{(ε i – μ )/kT} – 1)

Томас Алва Эдисон (1847-1931)

Эдисон получил в США 1093 патента и около 3 тысяч в других странах мира. Он усовершенствовал телеграф, телефон, киноаппаратуру, разработал один из первых коммерчески успешных вариантов электрической лампы накаливания, изобрёл фонограф. Именно он предложил использовать в начале телефонного разговора слово «алло».

В 1860 году Томас начал свою первую трудовую деятельность, продавая на городской площади яблоки, выращенные в собственном саду; часть денег он отдавал матери. С 12 лет он начал торговать в поездах: продавал конфеты, орехи, табак и газеты в поезде, следовавшем из Порт-Гурона в Детройт и обратно. Во время 8-часового перерыва Эдисон занимался в местной библиотеке.

«Как мне помнится, я начал с нижней полки и читал все книги подряд, одну за другой. Мне хотелось прочитать всё, что было в этой библиотеке».

Потом он работал станционным телеграфистом, где применил своё первое изобретение – телеграфный автоответчик, позволяющий юному Томасу спать по ночам; в 22 года основал собственную фирму по продаже бытовой электротехники. В работе пользовался девизом: «Никогда не изобретай то, на что нет спроса». В 1877-1878 годах Эдисон предложил использовать в угольных микрофонах вместо угольного стержня угольный порошок; это было важным усовершенствованием: такие микрофоны применяются в телефонах до сих пор. В 1880 году Эдисон начал выпуск безопасных лампочек, продавая их по 2, 5 доллара. Впоследствии Эдисон и английский учёный Джозеф Сван (1828-1914) создали совместную компанию «Эдисон-энд-Сван-юнайтед-электрик-лайт-компани».

На 85 году жизни, умирая, Эдисон сказал своей жене: «Если есть что-нибудь после смерти, это хорошо. Если нет, тоже хорошо. Я прожил жизнь и сделал лучшее, что мог…». Томас Эдисон умер 18 октября 1931 года в своём доме в Вест Оранже, штат Нью-Джерси, по причине развившегося осложнения диабета.

Изобретение Год

Аэрофон 18??

Электрический счётчик голосов на выборах 1868

Тикерный аппарат 1869

Угольная телефонная мембрана 1870

Квадруплексный (четырёхсторонний) телеграф 1873

Мимеограф 1876

Фонограф 1877

Угольный микрофон 1877

Лампа накаливания с угольной нитью 1879

Магнитный сепаратор железной руды 1880

Кинетоскоп 1889

Железо-никелевый аккумулятор 1908

Эдисон отличался удивительной целеустремлённостью и работоспособностью. Когда он вёл поиски подходящего материала для нити накаливания электрической лампы, он перебрал около 6 тысяч образцов материалов, пока не остановился на карбонизированном бамбуке. Проверяя характеристики угольной цепи лампы, он провёл в лаборатории около 45 часов без отдыха. Вплоть до самого преклонного возраста он работал по 16-19 часов в сутки.

Никола Тесла так отзывался о своём коллеге:

«Если бы Эдисону понадобилось найти иголку в стоге сена, он не стал бы терять время на то, чтобы определить наиболее вероятное место её нахождения. Он немедленно с лихорадочным прилежанием пчелы начал бы осматривать соломинку за соломинкой, пока не нашёл бы предмета своих поисков. Его методы крайне неэффективны: он может затратить огромное количество времени и энергии и не достигнуть ничего, если только ему не поможет счастливая случайность. Вначале я с печалью наблюдал за его деятельностью, понимая, что небольшие творческие знания и вычисления сэкономили бы ему тридцать процентов труда. Но он питал неподдельное презрение к книжному образованию и математическим знаниям, доверяясь всецело своему чутью изобретателя и здравому смыслу».

«В 1887 году, -пишет Эдисон в 1894 году, - мне пришла мысль о возможности сконструировать аппарат, который будет для зрения тем же, чем является фонограф для слуха, и который будет записывать и воспроизводить одновременно звук и движение».

В начале 1888 года для осуществления этой мысли была открыта специальная лаборатория («Комната №5»). Работами руководил Уильям Кеннеди Лоури Диксон, родившийся в 1860 году. Уйдя от Эдисона, Диксон основал «Байограф». Им был сконструирован первый экспериментальный аппарат – оптический фонограф. 31 июля 1891 года Эдисон запатентовал свой кинетоскоп, хотя аппарат был ещё в стадии лабораторных испытаний и не готов для серийного производства. В 1892 году было основано Акционерное общество «Кинетоскоп», занимавшееся изготовлением кинетоскопов и фильмов для них. Обществом управляли брат Эдисона, брат его жены Норман Рафф и Чарльз Гаммон.

В феврале 1894 года открывается «Кинетоскопический театр» («Чёрная Мария»), прообраз киностудий. В том же году Рафф и Гаммон открывают кинетоскопические залы в Нью-Йорке («Кинетоскоп Парлор»), в Чикаго, Сан-Франциско, Атлантик-Сити, Вашингтоне, Балтиморе, Лондоне и Париже.

Никола Тесла (1856-1943)

Никола Тесла – изобретатель в области электротехники и радиотехники, инженер, физик. Родился и вырос в Австро-Венгрии, в последующие годы в основном работал во Франции и США. В1891 году получил американское гражданство.

Широко известен благодаря своему вкладу в создание устройств, работающих на переменном токе, многофазных систем и электродвигателя, позволивших совершить так называемый второй этап промышленной революции. После демонстрации радио и победы в «Войне токов» Тесла получил повсеместное признание как выдающийся инженер-электротехник и изобретатель. Ранние работы Тесла положили путь современной электротехнике, его открытия раннего периода имели инновационное значение.

В 1875 году Никола поступил в высшее техническое училище в Граце (в настоящее время – Грацкий технический университет), где стал изучать электротехнику. Наблюдая за работой машины Грамма на лекциях по электротехнике, Тесла пришёл к мысли о несовершенстве машин постоянного тока, однако профессор Яков Пешль подверг его идеи резкой критике, перед всем курсом прочитав лекцию о неосуществимости использования переменного тока в электродвигателях.

Проработав всего год в компании Эдисона, Тесла приобрёл известность в деловых кругах. Узнав о его увольнении, группа электротехников предложила Николе организовать свою компанию, связанную с вопросами электрического освещения. Проекты Тесла по использованию переменного тока их не воодушевили, и тогда они изменили первоначальное предложение, ограничившись лишь предложением разработать проект дуговой лампы ля уличного освещения.

С осени 1886 года и до весны молодой изобретатель вынужден был перебиваться на подсобных работах. Он занимался рытьём канав, «спал, где придётся, и ел, что найдёт». В этот период он подружился с находившимся в подобном же положении инженером Брауном, который смог уговорить нескольких знакомых оказать небольшую финансовую помощь Тесле. В апреле 1887 года созданная на эти деньги «Tesla ark light company» начала заниматься обустройством уличного освещения новыми дуговыми лампами. Вскоре перспективность компании была доказана большими заказами из многих городов США. Для самого изобретателя компания была лишь средством к достижению заветной цели.

В 1888-1895 годах Тесла занимался исследованиями магнитных полей и высоких частот в своей лаборатории. Эти годы были наиболее плодотворными: он получил множество патентов. Руководство Американского института электроинженеров пригласило Теслу прочитать лекцию о своих работах. 20 мая 1892 года он выступил перед аудиторией, включавшей выдающихся электротехников того времени, и имел большой успех.

13 марта 1895 года в лаборатории на Пятой авеню случился пожар. Здание сгорело до основания, уничтожив самые последние достижения изобретателя – механический осциллятор, новый метод электрического освещения, новый метод беспроводной передачи сообщений на далёкие расстояния и метод исследования природы электричества. Сам Тесла заявил, что по памяти может восстановить все свои открытия.

Финансовую помощь изобретателю оказала «Компания Ниагарских водопадов». Благодаря Эдварду Адамсу у Теслы появилось 100 000 долларов на обустройство новой лаборатории. Уже осенью исследования возобновились по новому адресу: Хаустон-стрит, 46. В конце 1896 года Тесла добился передачи радиосигнала на расстояние 30 миль (48 км).

После 1900 года Тесла получил множество других патентов на изобретения в различных областях техники (электрический счётчик, частотомер, ряд усовершенствований в радиоаппаратуре, паровых турбинах и пр.).