第二十三章(2 / 3)

此外,他發現了氧化氮(NO),並用於空氣的分析上。還發現或研究了氯化氫、氨氣、亞硫酸氣體(二氧化碳)、氧化二氮、氧氣等多種氣體。1766年,他的《幾種氣體的實驗和觀察》三卷本書出版。該書詳細敘述各種氣體的製備或性質。由於他對氣體研究的卓著成就,所以他被稱為“氣體化學之父”。

最偉大的化學家——門捷列夫

門捷列夫是俄國化學家。1834年2月7日生於西伯利亞托博爾斯克,1907年2月2日卒於聖彼得堡。1850年入聖彼得堡師範學院學習化學,1855年畢業後任敖德薩中學教師。1857年任聖彼得堡大學副教授。1859年他到德國海德堡大學深造。1860年參加了在卡爾斯魯厄召開的國際化學家代表大會。1861年回聖彼得堡從事科學著述工作。1863年任工藝學院教授,1865年獲化學博士學位。1866年任聖彼

得堡大學普通化學教授,1867年任化學教研室主任。1893年起,任度量衡局局長。1890年當選為英國皇家學會外國會員。門捷列夫的最大貢獻是發現了化學元素周期律。

居裏夫人(圖523)

居裏夫人(1867-1934)法國籍波蘭科學家,研究放射性現象,發現鐳和釙兩種放射性元素,一生兩度獲諾貝爾獎。

1898年法國物理學家貝可勒爾發現含鈾礦物能放射出一種神秘射線,但未能揭示出這種射線的奧秘。瑪麗和她的丈夫皮埃爾·居裏共同承擔了研究這種射線的工作。他們在極其困難的條件下,對瀝青鈾礦進行分離和分析,終於在1898年7月和12月先後發現兩種新元素。

為了紀念她的祖國波蘭,她將一種元素命名為釙,另一種元素命名為鐳,意思是“賦予放射性的物質”。為了製得純淨的鐳化合物,居裏夫人又曆時四載,從數以噸計的瀝青鈾礦的礦渣中提煉出100 mg氯化鐳,並初步測量出鐳的相對原子質量是225。

微生物學的奠基人——巴斯德(圖524)

巴斯德於1822年出生在法國東部的多爾鎮。巴斯德並不是提出疾病細菌學說的第一個人,類似的假說以前就由吉羅拉摩·費拉卡斯托羅、弗裏德裏克·亨利及其他人提出過。但是巴斯德通過大量的實驗和論證有力地支持了細菌學說,這種支持是使科學界相信該學說正確的主要因素。

巴斯德年過半百又開始潛心研究炭疽──一種侵襲牛和許多其他動物包括人在內的嚴重傳染病。巴斯德證明有一種特殊的細菌是這種病的致病因素。但是遠比這更為重要的是他發明一種弱株炭疽杆菌,用這種弱株給牛注射,會使這種病發作輕微,而無致命危險,並且還會使牛對此病的正常狀況產生免疫力。巴斯德公開演示證明了他的方法會使牛產生免疫力,引起了巨大的轟動。人們很快就認識到他的一般方法可用於許多其他傳染病的預防。

巴斯德發明了一種人體免疫法,此法使人接種後對可怕的狂犬病具有免疫能力。從那時起,其他科學家也發明了防治許多嚴重疾病如流行性斑疹傷寒和脊髓灰質炎的疫苗。

萊納斯·卡爾·鮑林(圖525)

鮑林(1901—1994.)是著名的量子化學家,他在化學的多個領域都有過重大貢獻。曾兩次榮獲諾貝爾獎(1954年化學獎,1962年和平獎),有很高的國際聲譽。

鮑林自1930年代開始致力於化學鍵的研究,1931年2月發表價鍵理論,此後陸續發表相關論文,1939年出版了在化學史上有劃時代意義的《化學鍵的本質》一書。這部書徹底改變了人們對化學鍵的認識,將其從直觀的、臆想的概念升華為定量的和理性的高度。

鮑林於1932年首先提出了用以描述原子核對電子吸引能力的電負性概念,並且提出了定量衡量原子電負性的計算公式。電負性這一概念簡單、直觀、物理意義明確並且不失準確性,至今仍獲得廣泛應用,是描述元素化學性質的重要指標之一。

鮑林提出的共振論是20世紀最受爭議的化學理論之一。也是有機化學結構基本理論之一。

鮑林還提出了酶催化反應的機理、抗原與抗體結構互補性原理以及DNA複製過程中的互補性原理,這些理論在20世紀的生物化學和醫學領域都扮演了非常重要的角色。

鈾元素的發現(圖526)

鈾在1789年由馬丁·海因裏希·克拉普羅特發現。鈾化合物早期用於瓷器的著色,在核裂變現象被發現後用作為核燃料。

1789年,由德國化學家克拉普羅特從瀝青鈾礦中分離出,就用1781年新發現的一個行星——天王星命名它為uranium,元素符號定為U。1841年,佩利戈特指出,克拉普羅特分離出的“鈾”,實際上是二氧化鈾。他用鉀還原四氯化鈾,成功地獲得了金屬鈾。1896年有人發現了鈾的放射性衰變。1939年,哈恩和斯特拉斯曼發現了鈾的核裂變現象。自此以後,鈾便變得身價百倍。

雖然鈾元素的分布相當廣,但鈾礦床的分布卻很有限。鈾資源主要分布在美國、加拿大、南非、西南非、澳大利亞等國家和地區。據估計,已探明的工業儲量到1972年已超過一百萬噸。中國鈾礦資源也十分豐富。

核裂變的發現

核裂變是一個原子核分裂成幾個原子核的變化。隻有一些質量非常大的原子核像鈾、釷等才能發生核裂變。這些原子的原子核在吸收一個中子以後會分裂成兩個或更多個質量較小的原子核,同時放出二個到三個中子和很大的能量,又能使別的原子核接著發生核裂變……,使過程持續進行下去,這種過程稱作鏈式反應。原子核在發生核裂變時,釋放出巨大的能量稱為原子核能,俗稱原子能。1克鈾235完全發生核裂變後放出的能量相當於燃燒2.5噸煤所產生的能量。

核裂變是在1938年發現的,由於當時第二次世界大戰的需要,核裂變被首先用於製造威力巨大的原子武器——原子彈。原子彈的巨大威力就是來自核裂變產生的巨大能量。目前,人們除了將核裂變用於製造原子彈外,更努力研究利用核裂變產生的巨大能量為人類造福,讓核裂變始終在人們的控製下進行,核電站就是這樣的裝置。

電子技術

生活中的電子設備

電冰箱(圖527)

世界上首台家用的製冷設備在1910年左右出現,1913年拉森製造了一台人工:操作的家用冰箱,l918年美國卡爾維納特公司首次成功地試製出商業和家用自動電冰箱,到l920年為止約售出200台。l926年,美國奇異公司經過11年的試驗,製造出世界第一台密封式製冷係統的電冰箱,1927年第一台家用吸收式冰箱問世。自第一台冰箱出現,當前全世界每年電冰箱的總產量在4000萬台以上,其中居前幾位的國家是美國、俄羅斯、意大利、日本等。

20世紀90年代,電冰箱技術已向高效率、智能化和多門、多溫、多功能的方向發展。為了更科學地貯存和保鮮食品,電冰箱還增加了快速冷凍和快速解凍的功能。

電視機(圖528)

20世紀20年代,量子力學和微電子學理論正逐步發展,出現了靠無線傳真,將聲音、形體諸因素合成的活動圖像輸送到千家萬戶的藝術——電視。

1923年,俄裔美國科學家茲沃裏金申請到光電顯像管、電視發射器及電視接收器的專利,他首次采用全麵性的“電子電視”發收係統,成為現代電視技術的先驅。

1928年,斯勘尼克塔狄的一家電台進行了第一次電視發射。l936年,英同廣播公司在倫敦建立了世界第一個正規的電視播放機構——電視台,這段時間為電視的初創期。第二次世界大戰之後,電視進人了第一代——黑白電視時代。

隨著科學技術日新月異的發展,第二代電視——彩色電視給人類帶來了福音。事實上,對彩色電視機的研究從第一代黑白電視時期就開始了。l928年,英國曾展覽過彩色電視;l940年,美圍開始生產彩色電視,並於1954年正式開播,這標誌著電視正式走進彩色世界。

目前,電視產業飛速發展,並出現了數字電視、平板電視、高清電視等。

洗衣機(圖529)

1858年,一個叫漢密爾頓·史密斯的美國人在匹茨堡製成了世界上第一台洗衣機。該洗衣機的主件是一隻圓桶,桶內裝有一根帶有槳狀葉子的直軸。軸是通過搖動和它相連的曲柄轉動的。同年史密斯取得了這台洗衣機的專利權。但這台洗衣機使用費力,且損傷衣服,因而沒被廣泛使用,但這卻標誌了用機器洗衣的開端。

1874年,“手洗時代”受到了前所未有的挑戰,美國人比爾·布萊克斯發明了木製手搖洗衣機。

1880年,美國又出現了蒸氣洗衣機,蒸氣動力開始取代人力。

1910年,美國的費希爾在芝加哥試製成功世界上第一台電動洗衣機。電動洗衣機的問世,標誌著人類家務勞動自動化的開端。

1922年,美國瑪塔依格公司改造了洗衣機的洗滌結構,把拖動式改為攪拌式,使洗衣機的結構固定下來,這也就是第一台攪拌式洗衣機的誕生。

1932年,美國本德克斯航空公司宣布,他們研製成功第一台前裝式滾筒洗衣機,洗滌、漂洗、脫水在同一個滾筒內完成。這意味著電動洗衣機的型式躍上一個新台階,朝自動化又前進了一大步!

1955年,在引進英國噴流式洗衣機的基礎之上,日本研製出獨具風格、並流行至今的波輪式洗衣機。至此,波輪式、滾筒式、攪拌式在洗衣機生產領域三分天下的局麵初步形成。

空調

被稱為製冷之父的美國發明家威利斯·哈維蘭德·卡裏爾於1902年設計並安裝了第一部空調係統。

1915年,卡裏爾成立了一家公司,至今它仍是世界最大的空調公司之一。但空調發明後的20年,享受的一直都是機器,而不是人。直到1924年,底特律的一家商場,常因天氣悶熱而有不少人暈倒,而首先安裝了三台中央空調,此舉大大成功,涼爽的環境使得人們的消費意欲大增,自此,空調成為商家吸引顧客的有力工具,空調為人們服務的時代,正式來臨了。

照相機(圖530)

最早的照相機結構十分簡單,僅包括暗箱、鏡頭和感光材料。現代照相機比較複雜,具有鏡頭、光圈、快門、測距、取景、測光、輸片、計數、自拍等係統,是一種結合光學、精密機械、電子技術和化學等技術的複雜產品。

13世紀,在歐洲出現了利用針孔成像原理製成的映像暗箱,人走進暗箱觀賞映像或描畫景物。

1822年,法國的涅普斯在感光材料上製出了世界上第一張照片,但成像不太清晰,而且需要八個小時的曝光。1826年,他又在塗有感光性瀝青的錫基底版上,通過暗箱拍攝了一張照片。

1839年,法國的達蓋爾製成了第一台實用的銀版照相機 ,它是由兩個木箱組成,把一個木箱插入另一個木箱中進行調焦,用鏡頭蓋作為快門,來控製長達三十分鍾的曝光時間,能拍攝出清晰的圖像。

1841年光學家沃哥蘭德發明了第一台全金屬機身的照相機。該相機安裝了世界上第一隻由數學計算設計出的、最大相孔徑為1:3.4的攝影鏡頭。

1845年德國人馮·馬騰斯發明了世界上第一台可搖攝150°的轉機。1849年戴維·布魯司特發明了立體照相機和雙鏡頭的立體觀片鏡。1861年物理學家馬克斯威發明了世界上第一張彩色照片。

1860年,英國的薩頓設計出帶有可轉動的反光鏡取景器的原始的單鏡頭反光照相機;1862年,法國的德特裏把兩隻照相機疊在一起,一隻取景,一隻照相,構成了雙鏡頭照相機的原始形式;1880年,英國的貝克製成了雙鏡頭的反光照相機。

1888年美國柯達公司生產出了新型感光材料--柔軟、可卷繞的“膠卷”。這是感光材料的一個飛躍。

1906年美國人喬治·希拉斯首次使用了閃光燈。1913年德國人奧斯卡·巴納克研製出了世界上第一台135照相機。

1956年,聯邦德國首先製成自動控製曝光量的電眼照相機 ;1960年以後,照相機開始采用了電子技術,出現了多種自動曝光形式和電子程序快門;1975年以後,照相機的操作開始實現自動化。

微波爐

微波爐的發明者是美國的斯本塞。斯本塞於1921年生於美國亞特蘭大城。1947年,雷聲公司推出了第一台家用微波爐。可是這種微波爐成本太高,壽命太短,從而影響了微波爐的推廣。