矿工安全灯是由英国人发明的。19世纪初,随着英国工业革命的发展,煤矿的矿井挖得越来越大,越来越深,这大大增加了瓦斯爆炸的危险性。瓦斯是一种易燃的气体,其主要成分是甲烷。这种气体是从煤层的缝隙中冒出来的。
瓦斯爆炸通常每年要使成百上千的矿工丧命。一点儿火星就能使矿井变得像巨大的炮筒一样,引起猛烈的爆炸。
1812年,在达勒姆的费林科利里发生了一次瓦斯爆炸,死了92个矿工。当地的绅士们决定采取措施解决瓦斯爆炸问题。第二年,他们成立了一个防止事故的团体。
当时有一位名叫戴维的化学家,他出生于彭赞斯的科尼什,主要靠自学成材,但他才华横溢,天赋极高,24岁就成了英国皇家协会的化学教授。1815年,他被人们邀请来解决瓦斯爆炸问题。
戴维对瓦斯进行了认真分析,他发现,瓦斯是氢和碳的化合物,如果不足6倍或多于14倍的空气混合就不会爆炸。
他还发现,这种气体无论以何种比例跟空气混合,若装混合气体的小管子的直径小于八分之一英寸,也不会爆炸。
戴维在弄清了瓦斯的这些特性和其他的一些特性之后,就开始试验四种不同的灯。这些灯用途各异,但都很安全。其中最简单的一种是矿工安全灯。
戴维曾这样描述自己发明的矿工安全灯:“蜡烛或灯在四周都不透气的灯罩里燃烧,燃烧所需的空气由灯罩下面的管子导入。灯罩上面有一个燃烧室,废气由烟筒导出。这种灯像普通的灯那样便于携带,而且贵不了多少。”
戴维以后又发现,金属网丝能起到小管的作用,只要孑L洞的直径跟它们的深度相当就行。于是,他用每平方英寸有740个网眼的铁丝网来作灯台。这种铁丝网还有一个好处,就是只要有瓦斯,火焰就会变大。这样既给矿工发出了警报,而变大的火焰又照明了道路,便于迅速逃避。
戴维研制成功矿工安全灯后,并没去申请发明专利。有个叫斯蒂芬森的工程师也制造出了一种安全灯,他的支持者向戴维提出了挑战。但是戴维的同时代人绝大多数都支持他,而矿工们则把他们使用的安全灯称为“戴维灯”。
万有引力定律的发现
什么是万有引力
任何两个物体之间都存在这种吸引作用。物体之间的这种吸引作用普遍存在于宇宙万物之间,称为万有引力。
万有引力被发现的原因
牛顿发现万有引力的原因很多,主要因为一下几点:1.科学发展的要求:在牛顿之前,有很多天文学家在对宇宙中的星星进行观察。经过几位天文学家的观察记录,到开普勒时,他对这些观测结果进行了分析总结,得到开普勒三定律:一、所有行星都绕太阳做椭圆运行,太阳在所有椭圆的公共焦点上。二、行星的向径在相等的时间内扫过相等的面积。三、所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。
开普勒三定律时不容置疑的,但为什么会这样呢?是什么让他们做加速不为零的运动?牛顿经过研究思考解决了这个问题:物体之间存在万有引力。当然,他发现万有引力定量是一个漫长而曲折的过程。
2.个人原因:牛顿发现万有引力定量,虽然是科学发展的要求,生产力发展的原因。但我们不能忽略牛顿本人的一些因素:聪明勤于思考拥有一定得知识量。据《物理学史》说:牛顿在发现万有引力定律的那一段时间,真正地废寝忘食(每天魂不守舍,在食堂吃饭,饭碗在前,他在发呆。去食堂吃饭,却走错了方向。一些老师在校园后的沙滩上散步时,看见了一些古怪的算式和符号)。
1669年,他年仅27岁,就担任了剑桥的数学教授,还有1672年当选为英国皇家学会会员.英国皇家学会不是一般人能进去的,那是科学研究中心,里面都是一流的科学家。
万有引力是怎样被发现的
1666年,23岁的牛顿还是剑桥大学圣三一学院三年级的学生。看到他白皙的皮肤和金色的长发,很多人以为他还是个孩子。他身体瘦小,沉默寡言,性格严肃,这使人们更加相信他还是个孩子。他那双锐利的眼睛和整天写满怒气的表情更是拒人于千里之外。
黑死病席卷了伦敦,夺走了很多人的生命,那确实是段可怕的日子。大学被迫关闭,像艾萨克·牛顿这样热衷于学术的人只好返回安全的乡村,期待着席卷城市的病魔早日离去。
在乡村的日子里,牛顿一直被这样的问题困惑:是什么力量驱使月球围绕地球转,地球围绕太阳转?为什么月球不会掉落到地球上?为什么地球不会掉落到太阳上?
在随后的几年里,牛顿声称这种事情已经发生过。坐在姐姐的果园里,牛顿听到熟悉的声音,“咚”的一声,一只苹果落到草地上。他急忙转头观察第二只苹果落地。第二只苹果从外伸的树枝上落下,在地上反弹了一下,静静地躺在草地上。这只苹果肯定不是牛顿见到的第一只落地的苹果,当然第二只和第一只没有什么差别。
苹果落地虽没有给牛顿提供答案,但却激发这位年轻的科学家思考一个新问题:苹果会落地,而月球却不会掉落到地球上,苹果和月亮之间存在什么不同呢?
第二天早晨,天气晴朗,牛顿看见小外甥正在玩小球。他手上拴着一条皮筋,皮筋的另一端系着小球。他先慢慢地摇摆小球,然后越来越快,最后小球就径直抛出。
牛顿猛地意识到月球和小球的运动极为相像。两种力量作用于小球,这两种力量是向外的推动力和皮筋的拉力。同样,也有两种力量作用于月球,即月球运行的推动力和重力的拉力。正是在重力作用下,苹果才会落地。
牛顿首次认为,重力不仅仅是行星和恒星之问的作用力,有可能是普遍存在的吸引力。他深信炼金术,认为物质之间相互吸引,这使他断言,相互吸引力不但适用于硕大的天体之间,而且适用于各种体积的物体之间。苹果落地、雨滴降落和行星沿着轨道围绕太阳运行都是重力作用的结果。
人们普遍认为,适用于地球的自然定律与太空中的定律大相径庭。牛顿的万有引力定律沉重打击了这一观点,它告诉人们,支配自然和宇宙的法则是很简单的。
牛顿推动了引力定律的发展,指出万有引力不仅仅是星体的特征,也是所有物体的特征。作为所有最重要的科学定律之一,万有引力定律及其数学公式已成为整个物理学的基石。
当然,当时牛顿提出了万有引力理论,却未能得出万有引力的公式,因为公式中的“G”实在太小了,因此他提出:F oc mM/r2。直到1798年英国物理学家卡文迪许利用著名的卡文迪许扭秤(即卡文迪许实验)较精确地测出了引力恒量的数值。
万有引力定律是牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中首先提出的。牛顿利用万有引力定律不仅说明了行星运动规律,而且还指出木星、土星的卫星围绕行星也有同样的运动规律。
他认为月球除了受到地球的引力外,还受到太阳的引力,从而解释了月球运动中早已发现的二均差、出差等。另外,他还解释了彗星的运动轨道和地球上的潮汐现象。根据万有引力定律成功地预言并发现了海王星。
万有引力定律出现后,才正式把研究天体的运动建立在力学理论的基础上,从而创立了天体力学。简单地说,质量越大的东西产生的引力越大,地球的质量产生的引力足够把地球上的东西全部抓牢。
万有引力的伟大意义
17世纪早期,人们已经能够区分很多力,比如摩擦力、重力、空气阻力、电力和人力等。牛顿首次将这些看似不同的力准确地归结到万有引力概念里:苹果落地,人有体重,月亮围绕地球转,所有这些现象都是由相同原因引起的。牛顿的万有引力定律简单易懂,涵盖面广。
牛顿的万有引力概念是所有科学中最实用的概念之一。牛顿认为万有引力是所有物质的基本特征,这成为大部分物理科学的理论基石。
机床的发明
机床作为一种工作母机,是制造机械的机械。它的发明对整个社会生产具有重大意义。
对于产业革命而言,如果说瓦特发明的蒸汽机是一个重要前提的话,那么机床的发明则是产业革命的重要基础。
在机床的发明史上,有着诸多的杰出人物。
1774年,维金森发明了镗床,镗床相当于木工的刨子,主要用于材料的抛光。
当时由于蒸汽机的出现,汽缸和活塞的加工要求很高,而镗床的出现满足了这一需要。维金森发明的镗床是用水车使汽缸材料旋转,让刀具从材料的纵的方向上前进,对汽缸内部进行切削。
用这种镗床加工直径72英寸的汽缸,误差只有一枚硬币那么厚,这在当时已经是很高的精度了。
1794年出现的滑动刀架,是莫兹利的一项重要发明。滑动刀架是现代机床的重要部件。它能够沿转动工件水平地移动固定在屋架上的刀具。
1800年,莫兹利又发明了能够生产螺纹的车床,成为产业革。命中重要的机械之一。
到19世纪初,另一种重要的机床——铣床出现了。它先是由瑞士机械师波德梅尔于1839年发明,后来又为美国工程师布朗所改进。
铣**安有一个转动的刀具,在工件通过时对工件进行切削。布朗发明的铣床称为“万能”铣床。它能使用任何的刀具:有的像圆锯,有的能够在工件上开方槽或圆槽,有的能铣平表面。这种“万能”铣床于1867年拿到巴黎博览会上展出时,获得了极大的成功。
打孔机出现于1765年。那时,英国早期的伟大建筑工程师斯米顿设计了一种筒形打孔机,它是用水轮作动力的。由于钻孔工具的末端是在圆筒内的小轮子上不断移动的,钻孔工具不很快,钻的孔也不平。
1775年,另一位英国工程师约翰·威尔金森,用一种有效的工具支架改进了钻孔机,其办法是让钻孔杆通过圆筒,牢牢地安在两个支座上。
19世纪,英国、欧洲大陆和美国由于工业发展,各大公司成立了研究小组,集体研究成果逐渐取代了个人发明。因此,有些机床和技术已很难说清是什么时候、到底是谁创造发明的。