Важнейшие технические достижения ХХ века

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Саратовский государственный  технический университет им. Гагарина  Ю. А."

Реферат

по дисциплине «История науки  и техники»

на тему:

«Важнейшие технические  достижения ХХ века»

Выполнил: студент группы

б1ЭЛЭТ-12 энергетического

факультета Дундин П.С.

Проверила: Ковалёва Д.Н.

                              Саратов 2013

        Важнейшие технические достижения ХХ века.

Двадцатый век был прежде всего веком техники.Со времен своего существования человечество значительно продвинулось вперед благодаря развитию науки и техники. В ХХ веке произошел прорыв в науке и технике, в результате уровень жизни людей кардинально изменился. Так что же нам подарил двадцатый век?

                                    Главные изобретения:

• Самолёт (1903)
• Паровая турбина (1904)
• Вертолёт (1907)
• Теплоход (1908)
• Дизель-электрическая подводная лодка (1909)
• Авианосец (1910)
• Сверхпроводимость (1912)
• Химическое оружие (1915)
• Танк (1916)
• Полиграф (1921)
• Тепловоз (1923)
• Телевидение (1925)
• Ракета (1934)
• Турбореактивный двигатель (1939)
• Антибиотики (1940)
• Компьютер (1941)
• Атомная бомба (1945)
• Транзистор (1947)
• Реактивный авиалайнер (1949)
• Водородная бомба (1953)
• Атомная электростанция (1954)
• Калькулятор (1954)
• Атомная подводная лодка (1955)
• Спутник (1957)
• Интегральная схема (1958)
• Лазер (1960)
• Космический корабль (1961)
• Интернет (1969)
• Томограф (1972)
• Персональный компьютер (1975)
• Компакт-диск (1979)
• Мобильный телефон (1983)
• Высокотемпературная сверхпроводимость (1986)
• Всемирная паутина (1991)
• Клонирование (1997)

                                           Авиация.

Авиация стала развиваться  в начале ХХ века. Первый успешный полет  самолета американских механиков братьев  У. и О. Райт с двигателем внутреннего  сгорания произошел 17 декабря 1903 года. К середине 30-х гг. произошел окончательный  переход от биплана к моноплану. В 30-х годах появился реактивный двигатель. С начала 50-х гг. реактивные самолеты стали использовать и в  гражданской авиации, развивалось  вертолетостроение, появились сверхзвуковые  самолеты.

                                 Космические полеты.

В 1959 году был запущен  первый искусственный спутник Земли.

Юрий Алексеевич Гагарин (1934-1968гг.), советский космонавт, 12 апреля 1961 году впервые в истории человечества совершил полет в космос на космическом  корабле “Восток”.

Впервые совершен групповой  полет двух космических кораблей (А.Г. Николаев, П.Р. Попович, 1962г). Первый космический полет женщины совершен В.В. Терешкова в 1963 году.

С 1961 по 1963 года совершили  полеты 6 кораблей “Восток” с 6 космонавтами.

                                               ЛАЗЕР 

Оптический квантовый  генератор - усиление света в результате вынужденного излучения), источник оптического  когерентного излучения, характеризующегося высокой направленностью и большой  плотностью энергии. Существуют газовые лазеры, жидкостные и твердотельные (на диэлектрических кристаллах, стеклах, полупроводника). В лазере происходит преобразование различных видов энергии в энергию лазерного излучения. Главный элемент лазера - активная среда: воздействие света, электрический разряд в газах, химические реакции, бомбардировка электронным пучком и др. Активная среда расположена между зеркалами, образующими оптический резонатор. Существуют лазеры непрерывного и импульсного действия Лазеры получили широкое применение в научных исследованиях, в практической медицине, а также в технике. Лазеры позволили осуществить оптическую связь и локацию, они перспективны для осуществления управляемого термоядерного синтеза. 

                                      Первые тепловозы

Впервые двигатель внутреннего  сгорания, использовавшийся для  перемещения локомотива, был сконструирован немецким инженером Готтлибом Даймлером. А демонстрация нового движущегося механизма была произведена 27 сентября 1887 года. Жители Штутгарта и гости города могли своими глазами наблюдать движение мотрисы с узкоколейной трансмиссией, которая приводилась в движение двухцилиндровым двигателем внутреннего сгорания. Изобретение получило популярность, и с некоторыми усовершенствованиями использовалось впоследствии как городской трамвай.

Немецкий изобретатель и  инженер Рудольф Дизель в 1909 году разработал первый тепловоз, предназначенный  для работы на протяженных линиях. Экспериментальный образец был  изготовлен к концу 1912 года, однако его испытаниям не дала завершиться  Первая мировая война. А в 1913 году при неясных обстоятельствах Дизель пропал без вести, поэтому за него его работу заканчивали другие.

 В частности, крупная  американская компания General Electric в 1913 году предложила свой вариант локомотива, работавшего на бензине. Тем не менее, уже через несколько лет производство этих железнодорожных машин было прекращено из-за дороговизны топлива. Параллельно General Electric разработала дизельный двигатель собственной конструкции, который эксплуатировался на опытных образцах в 1917-1918 годах, однако не получил широкого распространения.

 Вновь о развитии  дизельных двигателей заговорили  в 1923 году, когда власти Нью-Йорка  приняли закон, запрещающий в  его пределах эксплуатацию паровозов.  Из-за того, что электрическая  тяга не окупалась вследствие  малого грузо- и пассажирооборота, умы всех производителей вновь обратились к дизелю.

                           Атомная электростанция (АЭС)

Атомная электростанция (АЭС), электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется  в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор (см. Ядерный реактор). Тепло, которое выделяется в реакторе в результате цепной реакции деления ядер некоторых тяжёлых элементов, затем так же, как и на обычных тепловых электростанциях (ТЭС), преобразуется в электроэнергию.

Первая в мире АЭС опытно-промышленного  назначения (рис. 1) мощностью 5 Мвт была пущена в СССР 27 июня 1954 г. в г. Обнинске. До этого энергия атомного ядра использовалась преимущественно в военных целях. Пуск первой АЭС ознаменовал открытие нового направления в энергетике, получившего признание на 1-й Международной  научно-технической конференции  по мирному использованию атомной энергии .

Самым популярным изобретением стала обычная шариковая ручка. Изобрёл её венгерский журналист по фамилии Биро. Ему первому пришло в голову наполнить резервуар «вечного пера» чернилами. Родной брат Биро был дипломированным химиком, и он предложил использовать в новом устройстве маленький вращающийся шарик. Так, в 1938 году, была выпущена первая в мире шариковая ручка. Однако это не всё. Оказывается, за много лет до того шариковую ручку уже изобретали! Джон Д.Лауда, ещё в 1888 г. Получил патент на «автоматическое пишущее устройство с вращающимся наконечником». Интересно, что помимо этого – таких патентов на изобретение шариковой ручки насчитывается в разных странах более 350 штук!

                                                Пенициллин

 Чудо-лекарство столетия  было открыто в 1928 г. шотландским  исследователем Александром Флемингом,  который заметил, что плесень  убивает выращенную им культуру  бактерий. Прошло десятилетие, прежде  чем это открытие получило  широкое распространение. Ученые  из Оксфордского университета  нашли способ очистки плесени,  что позволило приступить к  ее медицинскому использованию.  В 1943 г. началось промышленное  производство пенициллина, значительно  ускоренное второй мировой войной. Пенициллин спас бесчисленное  множество жизней и положил  начало целому семейству антибиотиков.

                                              Компьютер

 Первый электромеханический  компьютер Colossus был создан британским математиком Аланом Тьюрингом в 1943 г. для взлома нацистских шифровальных кодов. Последующие изобретения уменьшили компьютер и повысили его быстродействие в тысячи раз. Транзистор (1947), интегральная схема (1959) и микропроцессор (1970) ускорили обработку данных. Жесткий диск (1956), модем (1980) и мышь (1983) сделали эти данные доступнее.

                                         Вертолет

Первый настоящий свободный  полет на вертолете совершил Поль Корню 13 ноября 1907 года. При первом испытании  аппарат оторвался от земли сначала  на 0.3м (полная масса 260кг), затем на 1.5м (полная масса 328кг). Последующие испытания  проводились на привязи.

                                        Человек на Луне

Серия американских 3-местных  космических кораблей “Аполлон”  назначалась для доставки космонавтов  на Луну; полетов астронавтов вокруг Земли; модификации “Аполлона” использовались для доставки экипажей на орбитальную  станцию “Скайлаб”. В 1968-1975 гг. запущено 15 космических кораблей с экипажем, из них 6 “Аполлонов” успешно осуществили лунные экспедиции (в 1969-1972 гг. на “Аполлоне"). На Луну высаживались 12 астронавтов, первыми на “Аполлоне-11” Н. Армстронг, Э. Олдрин (1969 г). Максимальное время пребывания на Луне 75 ч.

                               Расщепление атома

Реакции превращения атомных  ядер при взаимодействии с элементарными  частицами, g-квантами или друг с  другом впервые начал изучать  Эрнест Резерфорд в 1919 году. Ядерные  цепные реакции - способ извлечения ядерной  энергии. Осуществление управляемого термоядерного синтеза на Земле  сулит человечеству новый, практически  неисчерпаемый источник энергии. Применение же ядерного оружия в войне гибельно для всего человечества.

                                    Телевидение

Технологии телевидения  не были изобретены одним человеком  и за один раз. В основе телевидения  лежит открытие фотоэффекта в  селене, сделанное Уиллоуби Смитом в 1873 году. Изобретение сканирующего диска Паулем Нипковым в 1884 году послужило толчком в развитии механического телевидения, которое пользовалось популярностью вплоть до начала Второй мировой войны. Основанные на диске Нипкова системы практически были реализованы лишь в 1925 году Джоном Бэрдом в Великобритании, Чарльзом Дженкинсом в США, И.А. Адамяном и независимо Л.С. Терменом в СССР.

10 октября 1906 года изобретатели  Макс Дикманн, ученик Карла Фердинанда Брауна, и Г. Глаге зарегистрировали патент на использование трубки Брауна для передачи изображений. Браун был против исследований в этой области, считая идею ненаучной.

В 1907 году Дикманном был продемонстрирован телевизионный приёмник, с двадцатистрочным экраном размером 3×3 см и частотой развёртки 10 кадр/с.

Первый патент на используемое сейчас электронное телевидение  получил профессор Петербургского технологического института Борис  Розинг, который подал заявку на патентование «Способа электрической передачи изображения» 25 июля 1907 года. Однако ему удалось добиться передачи на расстояние только неподвижного изображения — в опыте 9 мая 1911 года. При этом электронно-лучевая трубка использовалась только для воспроизведения изображения, а для передачи применялась механическая развёртка.

Настоящим прорывом в чёткости изображения электронного телевидения, что решило в конце концов в  его пользу спор с механическим телевидением, стал «иконоскоп», изобретённый в 1923 году Владимиром Зворыкиным (он работал  в то время для Radio Corporation of America). Иконоскоп — первая электронная передающая телевизионная трубка, позволившая организовать телевещание. Его изобретение было запатентовано также советским учёным Семёном Катаевым в 1931 году, однако Зворыкин смог создать работающую модель на год раньше советских учёных — в 1933 году.

В 1926 году Кэндзиро Такаянаги впервые в мире при помощи электронно-лучевой трубки продемонстрировал изображение буквы катакана.

Передача движущегося  изображения при помощи электронно-лучевой  трубки впервые в истории осуществлена 26 июля 1928 года в Ташкенте изобретателями Борисом Грабовским и И.Ф. Белянским. Хотя акт Ташкентского трамвайного треста, на базе которого проводились опыты, свидетельствует, что полученные изображения были грубые и неясные, именно ташкентский опыт можно считать рождением современного электронного телевидения.

Первый в истории телевизионный  приёмник, на котором был произведён ташкентский опыт, назывался «телефотом». Заявка на патентование телефота по настоянию профессора Розинга была подана Б. Грабовским, Н. Пискуновым и В. Поповым 9 ноября 1925 года. Согласно воспоминаниям В. Маковеева, по поручению Минсвязи СССР все сохранившиеся документы о телефоте были изучены на предмет установления возможного приоритета советской науки кафедрами телевидения Московского и Ленинградского институтов связи. В итоговом документе констатировалось, что работоспособность «радиотелефота» не доказана ни документами, ни показаниями непосредственных свидетелей. Иного мнения относительно перспектив изобретения Грабовского придерживались в США и в романе Митчела Уилсона «Брат мой, враг мой», излагающем американскую версию истории создания телевидения, где именно «телефот» описан как предтеча современного телевидения.

По другим данным первая передача движущегося изображения  была осуществлена в 1923 году американцем  Чарльзом Дженкинсом, но он использовал  для передачи механическую развёртку, и передаваемое изображение было силуэтным, то есть не содержало полутонов. Первая пригодная для передачи движущихся полутоновых изображений механическая система была создана 26 января 1926 года шотландским изобретателем Джоном Бэрдом, основавшим в 1928 год Baird Television Development Company.

                                         Транзистор

Развитие квантовой теории не просто позволило ученым разуметь, что происходит внутри вещества. 16 декабря 1947 года сотрудники американской компании Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли научились при помощи малых токов заведовать большими токами, протекающими через полупроводники (Нобелевская премия 1966 года). Так был изобретен транзистор - инструмент, состоящий из двух p-n переходов, направленных навстречу приятель другу. Ток по такому переходу может идти только в одном направлении.

А если на переходе поменять полярность, то ток перестает течь. Два же перехода, направленные приятель к другу, дали просто уникальные возможности  для игр с электричеством. Транзистор стал основой для развития всех наук, включая ветеринарию. Он вышиб из электроники лампы, чем резко  сократил вес и объем всей аппаратуры (и количество пыли в наших домах). Открыл дорогу для появления логических микросхем, что привело в итоге  к появлению в 1971 году микропроцессора  и созданию современных компьютеров. Теперь в мире нет ни одного прибора, ни одного автомобиля, ни одной квартиры, в которых не используются транзисторы.

                              Атомная подводная лодка

Изначально в подводном  судостроении одной из наиболее важных проблем было увеличение времени  нахождения под водой и увеличение скорости подводного хода, как наиболее важных характеристик субмарин. Прогрессу  в этой области мешало несовершенство энергетических установок, а в частности  — их малая мощность и зависимость  времени нахождения под водой  от содержания кислорода в воздухе  внутри лодки. Сперва эти проблемы решались повышением мощности электромоторов, ёмкости аккумуляторов, увеличением  запаса сжиженного кислорода, воздуха  высокого давления, регенеративных патронов. Во время Второй мировой войны  в Германии впервые стало серийно  применяться устройство для работы дизелей под водой — шноркель (прибор РДП) и парогазотурбинная  энергетическая установка системы  Вальтера. В послевоенное время в  США и СССР, а затем и в  других странах появилась атомная  энергетика, начав новый этап развития подводного флота. Однако, создание мобильного компактного реактора заняло более 10 лет и потребовало значительных усилий.

Исторически первыми построили  атомарину в США. За выдающиеся характеристики автономности и подводного плавания лодка получила имя USS Nautilus в честь одноимённого знаменитого корабля капитана Немо. Следом за США атомные подводные лодки начали строиться в СССР. В дальнейшем при активном сотрудничестве с США программу атомного подводного судостроения начала Великобритания, а при содействии СССР подводные лодки с атомными энергетическими установками стали производиться в КНР. Особняком стоит Франция, которая начала строить атомарины примерно в то же время, но разработав всю программу судостроения самостоятельно. Французские атомные реакторы для подводных лодок отличаются компактностью и хорошей защитой. Они имеют меньший срок службы между обслуживаниями — около 5 лет, что вдвое меньше американских аналогов, но по плану каждые пять лет французские лодки проходят обновление радиоэлектронного оборудования, и смена ядерного топлива происходит во время этих ремонтов.

                                       ДНК человека.

ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕИНОВАЯ  КИСЛОТА (ДНК), высокополимерное природное  соединение, содержащееся в ядрах  клеток живых организмов; вместе с  белками гистонами образует вещество хромосом. ДНК - носитель генетической информации, ее отдельные участки  соответствуют определенным генам. Предложенная в 1953 году Дж. Уотсоном и  Ф. Криком структурная модель ДНК (двойная  спираль) объясняла, каким образом  генетическая информация может быть записана в молекулах ДНК. Расшифровка  генетического кода, т. е. нахождение соответствия между кодонами и аминокислотами, осуществлена американскими биохимиками М.У. Ниренбергом, С. Очоа и др. в 1961-1965 гг.

                                      Спутниковая связь

Слово "Спутник" - "Sputnik" вошло в жизнь всего мира в 1959 году. СССР запустил первый в истории человечества искусственный спутник Земли. Его сигнал принимали во всем мире.

Прошло несколько десятков лет и мы не можем представить  современную цивилизацию без  спутниковой связи. Эти космические  аппараты передают для нас радио- и телесигналы. Позволяют общаться через операторов мобильной связи. Дают доступ к сети Интернет. Спутники сообщают точные прогнозы погоды. А  на государственном уровне - спутники-шпионы - следят за противником.

                                              Интернет

 В рейтинге важных достижений занимает интернет.

В 1957 г. Состоялся запуск первого в мире искусственного спутника Земли, что, по мнению специалистов, является основой создания глобальной сети Интернет. В 1971 году простой американский инженер  отправил с одного компьютера на другой первое сообщение. По сути, это и  сообщением-то не было – он просто набрал все буквы верхнего регистра клавиатуры. Интернет развивается по той же схеме, как его предшественники - радио  и телеграф.

Проводная связь между  компьютерами сначала разрабатывалась  в военных целях. Фактически, авторами Интернета стали американские военные (ученые из пентагона (1969)). Однако к  концу века компьютерная сеть охватила весь земной шар и стала доступна каждому, соединив всех людей Земли  моментальным доступом к информации. Всемирная паутина, как ее еще  называют, дала уникальную возможность  общения не зависимо от расстояния с эффектом реального присутствия и обмена данными (электронная почта, форумы, чаты)

                             Генетика и клонирование

КЛОН (от греческого слова  klon - ветвь, отпрыск), популяция клеток или организмов, происшедших от общего предка путем бесполого размножения. Клон - основная единица учета в генетике микроорганизмов. Но ученые пошли дальше. Они клонировали живые организмы, получая "двойников" в тем же набором генетического кода. Клонированная овечка Долли стала известна всему миру. После такого открытия многие ученые согласились с тем, что клонирование человека необходимо запретить. Но науку нельзя остановить и, к примеру, в Англии уже разрешены некоторые эксперименты.

Список  используемой литературы:

Горелов А.А. Концепции современного естествознания. [Текст]/  А.А. Горелов//  Концепции современного естествознания. Москва. – 1999. – С. 230-231

Дикс К. История науки. [Текст]/  К.Дикс// История науки. – Москва. – 1999. – С.135-138

Дорфман Я.Г. Всемирная история физики с начала 19 века до середины 20 века. [Текст]/  Я.Г. Дорфман// Всемирная история физики с начала 19 века до середины 20 века. – Москва. - 1979. – С. 145-148

Камшилов М.М. Эволюция биосферы. [Текст]/  М.М. Камшилов// Эволюция биосферы. – Москва. – 1999. – С. 71-75

Лаптин А.И. Основания современного естествознания: модельный взгляд на физику, синергетику, химию. [Текст]/  А.И. Лаптин// Основания современного естествознания: модельный взгляд на физику, синергетику, химию. – Санкт-Петербург. – 2001. – С.69-72

Лебедев А.С. Философия науки. [Текст]/  А.С. Лебедев// Философия  науки. – Москва. – 2004. – С. 467-477

Никифоров А.Л. Философия  науки: история и методология. [Текст]/  А.Л. Никифоров// Философия науки: история  и методология. – Москва. – 1998. –  С.198-202

Фролов И.Т. Введение в  философию. [Текст]/  И.Т. Фролов// Введение в философию. – Москва. – 2005. –  С. 594-597

 и т.д.................