书城科普读物文明的记录——科技发明
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第12章 电器时代是第二次(1)

工业革命的开辟时代

在人们的日常生活中,电器电机产品随处可见,大到电视机、空调机,小到电风扇、电饭煲等,每一个产品的出现都使人们的生活品质得到了提升。但你们了解它们的发明过程吗?

打开新世界的窗户——电视机的问世

现在,电视机也许是与人类生活关系最密切的电器了。如果我们说电视机改变了人类的生活方式,塑造着人们的新的意识,那是一点也不过分的,怪不得有人把电视机比作神话中改变世界的魔匣。

第一台电视机的诞生过程

人们通常把1925年10月2日苏格兰人约翰·洛吉·贝尔德在伦敦的一次实验中“扫描”出木偶的图像看做是电视诞生的标志,贝尔德也因此被称做“电视之父”。

1906年,年仅18岁的贝尔德从故乡苏格兰移居英格兰西南部的黑斯廷斯,在那里建立了一个实验室,着手电视的研制。

贝尔德没有实验经费,只好从旧货摊、废物堆里找来种种代用品,装配了一整套用胶水、细绳、火漆及密密麻麻的电线黏合串联起来的实验装置。贝尔德用这套装置夜以继日地进行实验,装了拆、拆了装,不断加以改进。功夫不负有心人,1924年春天,他终于成功地发射了一朵十字花,那图像还只是一个忽隐忽现的轮廓,发射距离只有3米。

1925年10月2日是贝尔德一生中最为激动的一天。这天他在室内安上了一台能使光线转化为电信号的新装置,希望能用它把一个木偶头像的脸显现得更逼真些。下午,他按动了机器上的按钮,木偶的图像一下子清晰逼真地显现出来。

贝尔德兴奋得一跃而起,此时浮现在他脑际的只有一个念头:赶紧找一个活的人来,传送一张活生生的人脸出去。

贝尔德楼下是一家影片出租商店,这天下午店内正在营业,突然间“楼上搞发明的家伙”闯了进来,碰上第一个人便抓住不放。那个被抓的人便是年仅15岁的店员威廉·台英顿。几分钟之后,贝尔德在“魔镜”里看到了威廉·台英顿的脸——那是通过电视播送的第一张人脸。实验成功了!

关于电视机发明人的争议

就在贝尔德发明电视机的同一年,俄罗斯人维拉蒂米尔·斯福罗金和费罗·法恩斯沃斯两人也分别发明了电视。

尽管时间相同,但约翰·洛吉·贝尔德与维拉蒂米尔·斯福罗金和费罗·法恩斯沃斯的电视系统是有着很大差别的。史上将约翰·洛吉·贝尔德的电视系统称作机械式电视,而维拉蒂米尔·斯福罗金和费罗·法恩斯沃斯的电视系统则被称为电子式电视。这种差别主要是因为传输和接收原理的不同。

专利

专利一词来源于拉丁语,意为公开的信件或公共文献,是中世纪的君主用来颁布某种特权的证明,后来指英国国王亲自签署的独占权利证书。专利是世界上最大的技术信息源,据实证统计分析,专利包含了世界科技信息的90%~95%。

空气调温器——空调机的出现

说起空调,人们不应该忘记它的发明者——被称为“空调之父”的威利斯·哈维兰德·卡里尔。威利斯·哈维兰德·卡里尔,美国人,1876年11月生于纽约州。24岁从美国康奈尔大学毕业后,卡里尔供职于制造供暖系统的布法罗锻冶公司,担任机械工程师职务。

空调的发明历程

1901年夏季,纽约地区空气湿热,纽约市布鲁克林区的萨克特·威廉斯印刷出版公司由于湿热空气作怪,使得油墨老是不干,纸张因伸缩率不定,印出来的东西模模糊糊,生产大受影响。因此,印刷出版公司找到了布法罗锻冶公司,寻求一种能够调节空气温度、湿度的设备。布法罗锻冶公司将此任务交给了富有研究精神的年轻工程师威利斯·哈维兰德·卡里尔。

卡里尔接受任务后,经过反复思考,他想到:充满蒸汽的管道可以使周围的空气变暖,那么将蒸汽换成冷水,当潮湿的空气吹过冷水管道时,其中的水分遇冷后便会凝结成水珠,待水珠滴落,剩下的就会是更冷、更干燥的空气了。基于这一设想,卡里尔通过实验,终于制造出世界上第一台空气调节系统(简称空调),并于1902年7月17日为萨克特·威廉斯印刷出版公司首次安装,这套设备在使用后取得了较好的效果。

空调省电窍门

1.不要贪图空调的低温,温度设定适当即可。因为空调在制冷时,设定温度高2℃,就可节电20%。对于静坐或正在进行轻度劳动的人来说,室内可以接受的温度一般在27℃~28℃之间。

2.过滤网要常清洗。太多的灰尘会塞住网孔,使空调加倍费力。

3.改进房间的维护结构。对一些房间的门窗结构较差,缝隙较大的,可做一些应急性改善办法:如用胶水纸带封住窗缝,并在玻璃窗外贴一层透明的塑料薄膜、采用遮阳窗帘,室内墙壁贴木制板或塑料板,在墙外涂刷白色涂料等,以减少通过外墙带来的冷气损耗。

高科技拖把——吸尘器的发明

塞西尔·布鲁斯是世界上第一台吸尘器的发明者。提到这项发明的起源,还得从1901年布鲁斯一次意外的遭遇说起。如果没有那次意外,说不定人们今天还没有吸尘器。

一次意外的灵感

有一次,塞西尔·布鲁斯正在伦敦的一家餐馆里用餐,他看到后面的椅背上满是灰尘,就用自己的嘴凑上吹了一口,结果可想而知,灰尘把他呛坏了!布鲁斯由此受到启发,萌生了发明吸尘器的想法。于是,他便信心十足地在自己的工作室里研制了起来。不久之后,他的发明物——吸尘器问世了。但和现在家庭日常使用的吸尘器不同,那是一架很大的机器,是个庞然大物,它有一个气泵,一个装灰尘的铁罐和过滤装置,这三个装置都安装在一辆推车上,由两个人共同操作,操作时,两个人推着它在街上行走,一个人负责用气泵抽气,另一个人则拿着长管子挨家挨户地去吸尘。没过多久,布鲁斯的吸尘器就在伦敦赢得了广泛的赞誉。所以当爱德华八世举行加冕典礼时,特地请他去将威斯敏斯特教堂那些精美的地毯吸了一遍。

吸尘器节电小技巧

①使用吸尘器应及时清除过滤袋上的灰尘。

②必须定期给吸尘器转轴添加机油,并更换与原来型号相同的电刷。

③应经常检查吸尘器风道、吸嘴、软管及进风口有无异物堵塞。根据不同的需要选择吸嘴,可提高吸尘效果,又可省电。

④家用吸尘器不能在潮湿的地方使用。

让昔日重现——电影摄影机的问世

提到电影,大家都熟悉,但不知你想过没有,拍摄电影的摄影机是怎么来的呢?告诉你,你可别吃惊,它可是一次非常意外的发明。

灵感的闪现

1872年的一天,在美国加利福尼亚州一个酒店里,有两位年轻人就关于马奔跑时蹄子是否都着地的问题,发生了激烈的争执。争执的结果谁也说服不了谁,于是就采取了美国人惯用的方式——打赌来解决。他们请来一位驯马好手来做裁决,然而,这位裁判员也难以断定谁是谁非。

裁判的好友——英国摄影师麦布里奇知道了这件事后,表示可由他来试一试。他在跑道的一边安放了一排照相机,拍摄下了马奔跑的连续照片。麦布里奇把这些照片按先后顺序剪接起来,组成了一条连贯的照片带,终于看出马在奔跑时总有一蹄着地,不会四蹄腾空。

按理说,故事到此就应结束了,但这场打赌及其判定的奇特方法却引起了人们很大的兴趣。麦布里奇一次又一次地向人们出示那条录有奔马形象的照片带。有一次,有人无意识地快速牵动那条照片带,结果眼前出现了一幕奇异的景象:各张照片中那些静止的马叠成一匹运动的马,马竟然“活”起来了!

法国生理学家E-G.马莱从中得到启迪,他试图用照片来研究动物的动作形态。当然,首先得解决连续摄影的方法问题,因为麦布里奇的那种摄影方式太麻烦了,不够实用。马莱是个聪明人,经过几年的不懈努力后,终于在1888年制造出一种轻便的“固定底片连续摄影机”,这就是世界上第一台电影摄影机。

百花奖

大众电影百花奖始创于1962年,1964年停办,1980年恢复举办。它是由中国电影家协会所属《大众电影》杂志社主办的,经由广大观众投票产生的群众性电影奖。它以百花盛开象征影坛繁荣,鼓舞电影工作者为广大群众创作出更好的影片。该奖每两年评选一次。

妇女的解放者——微波炉的出现

微波炉是现代生活中经常用到的食品加热工具,它的出现为许多人带来了方便。这一杰出的发明是源于美国科学家珀西·斯宾塞的一次偶然发现。

偶然发现创造奇迹

1939年,斯宾塞进入了专门制造电子管的雷声公司并很快晋升为新型电子管生产技术的负责人。当时,英国科学家们正在积极从事军用雷达微波能源的研究工作,并设计出了一种能够高效产生大功率微波能的磁控管。但是当时英德处于决战阶段,因此这种新产品无法在国内生产,只好寻求与美国合作。于是英国便与斯宾塞所在的美国雷声公司开始了共同研制磁控管的工作。然而,在经历了两次偶然的事件后,斯宾塞萌生了发明微波炉的念头。其中一次是在斯宾塞测试磁控管的过程中,他发现口袋中的巧克力棒被融化了。还有一次,他将一个鸡蛋放在磁控管附近,结果鸡蛋受热突然爆炸,溅了他一身。这两次意外,使斯宾塞得出了微波能使物体发热的论点,并产生了通过微波的热量将食物变熟的想法。雷声公司在得知情况后果断决定与斯宾塞一同研制这种产品。

于是,在斯宾塞的主持下迅速展开了研制工作,经过不懈的努力,雷声公司终于在1947年于波士顿饭店推出了一台重量超过340公斤、高6英尺、价格高达3000美元、被取名为“微波炉”的“超级炉灶”,从此开辟了微波炉的先河。现在微波炉逐渐走入了千家万户。由于用微波烹饪食物又快又方便,不仅味美,而且有特色,因此有人诙谐地称之为“妇女的解放者”。

微波炉会危害人体健康吗

微波炉里的辐射量很大,但生产微波炉的厂家已经做好了安全措施,微波炉站在微波炉外的对人体的辐射量就和一支40瓦日光灯管差不多,对人体的影响几乎没有。中华预防医学会的专家介绍,美国威斯康里大学物理教授阿戴尔研究微波辐射对小动物和人类的影响已超过25年,她曾经对动物和人进行过微波室实验,结果,动物在微波室内显得很兴奋,而人类的感觉与享受明媚的阳光差不多。她解释,虽然微波与X光和伽马射线等同属放射线,但其量子的能量却相差数百万倍。她指出,微波杀死细胞的唯一途径就是让它自己“热死”,而微波炉泄漏的辐射无法达到如此程度。如此看来,微波炉并不会危害人体健康。

风险的化解者——电磁炉的革命时代

电磁炉又名电磁灶,是现代厨房革命的产物,它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生,因此热效率得到了极大的提高。它是一种高效节能厨具,完全区别于传统所有的有火或无火传导加热厨具。

电磁炉的工作原理

它打破了传统的明火烹调方式,采用磁场感应电流(又称为涡流)的加热原理,电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场,当用含铁质锅具底部放置炉面时,锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流(即涡流),涡流使锅具底部铁质材料中的自由电子呈旋涡状交变运动,通过电流的焦耳热使锅底发热,使器具本身自行高速发热,用来加热和烹饪食物,从而达到煮食的目的。电磁炉具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点,能完成家庭的绝大多数烹饪任务。因此,在电磁炉较普及的一些国家里,人们誉之为“烹饪之神”和“绿色炉具”。

由于电磁炉是由锅底直接感应磁场产生涡流来产生热量的,因此应选用符合电磁炉设计负荷要求的铁质炊具。其他材质的炊具由于材料电阻率过大或过小,会造成电磁炉负荷异常而启动自动保护,不能正常工作。同时由于铁对磁场的吸收充分、屏蔽效果也非常好,这样减少了很多的磁辐射,所以铁锅比其他任何材质的炊具也都更加安全。此外,铁是对人体健康有益的物质,也是人体长期需要摄取的必要元素。

电磁炉的优点

多功能性——用它蒸、煮、炖、涮样样全行,即使炒菜也完全可以。现在电磁炉完全可以取代煤气灶,而不像电火锅、微波炉那样,仅是煤气灶的补充。这是它最大的优势所在。

安全性——电磁炉不会像煤气那样,易产生泄露,也不产生明火,不会成为事故的诱因。此外,它本身设有多重安全防护措施,包括炉体倾斜断电、超时断电、干烧报警、过流、过压、欠压保护、使用不当会自动停机等等。

方便性——电磁炉本身仅几斤重,拿上它随便去哪都不成问题,有电源的地方均能使用。

经济性——电磁炉是用电大户,与煤气和天然气相比价格更优惠。