Галина Шалаева - Кто есть кто в мире открытий и изобретений

Что такое лампа Дэви?

В штреках угольных шахт часто скапливается взрывоопасный рудничный газ. Это метан. Безопасная шахтерская лампа была изобретена выдающимся английским ученым Дэви (1778–1829). В ней пламя окружено тонкой металлической сеткой и не соприкасается с метаном. Более того, при наличии в воздухе этого газа внутри лампы происходит маленький взрыв, который гасит пламя. Это служит сигналом для шахтера. Работать в таких условиях нельзя, и шахта или штрек закрываются на очистку.

Батарейка – это химический источник тока.

Электричество в ней вырабатывается в результате химической окислительно-восстановительной реакции. Если батарейка перестала работать или, как говорят, «села» – это значит, что она исчерпала запас химической энергии.

Химический источник тока изобрел итальянский ученый А. Вольта (1745–1827). Он поочередно уложил в столбик медные и цинковые кружки, изолированные фетровыми прокладками. С тех пор элемент так и называется: вольтов столб. В наше время для бытовых нужд используются сухие батарейки. Они заполнены пастообразным электролитом. Наиболее распространенным гальваническим элементом является элемент Лекланше (изобретен в 1865 году французским ученым Ж. Лекланше). Он наполнен жидким электролитом (хлорид калия или цинка), значительно убыстряющим химическую реакцию. Элемент вырабатывает постоянный ток низкого напряжения и повсеместно используется в часах, радиоаппаратуре и т. п.

Слово «микроскоп» имеет греческое происхождение: первая часть обозначает «маленький», вторая – «наблюдатель». Отсюда «микроскоп» – наблюдатель за чем-то очень маленьким. Это инструмент, используемый для рассмотрения крохотных предметов, не видимых невооруженным глазом. Вообще объект кажется больше, если его ближе поднести к глазу. Но если его приблизить ближе, чем на 25 см, он становится неразличим. Говорят, что он находится вне фокуса. Если поместить простую выпуклую линзу между глазом и объектом наблюдения, он окажется поднесенным ближе, чем 25 см, но все-таки будет в фокусе.

Это можно сравнить с использованием увеличительного стекла. И простое увеличительное стекло – это простейший микроскоп, который использовался с древних времен. Поэтому, когда мы говорим об изобретении микроскопа, то имеем в виду сложную конструкцию микроскопа. И когда сейчас мы говорим о микроскопе, то речь идет именно о таком.

Что такое сложный микроскоп? Увеличение в нем происходит на двух уровнях, в два этапа. Линзы, называемые «объективом», дают первично увеличенное изображение. Есть еще другие линзы, называемые «окуляром», которые и его делают больше в размерах. В современных микроскопах в объективе и окуляре содержатся несколько линз, но принцип остается этот же: увеличение изображения в два этапа.

Сложный микроскоп был изобретен между 1590 и 1610 годами. Хотя никто точно не знает имя изобретателя, это открытие приписывают Галилею. Иногда отцом микроскопа считают датского ученого Левенгука. Но это связано с тем, что ему принадлежит много открытий, сделанных с помощью микроскопа.

Левенгук доказал, что долгоносики, блохи и другие мельчайшие организмы вылупляются из яйца, а не возникают неизвестно откуда. Он был первым, кто увидел такие микроскопические формы, как протозоа (простейшие) и бактерии.

Сегодня человеку трудно обойтись без микроскопа почти в любой отрасли науки и промышленности.

Задавались ли вы когда-нибудь вопросом: «Интересно, насколько это горячо?» Или: «Интересно, насколько это холодно?» Если вы интересуетесь теплотой, то представьте себе круг вопросов, связанных с этим явлением, которые хотят прояснить ученые! Но первым шагом науки о теплоте должен стать вопрос: как ее измерить?

Таким образом, сама жизнь потребовала изобретения термометра. Кстати, «термо» означает «теплота», а «метр» – «мера». Таким образом, термометр – это «измеритель теплоты (или температуры)».

Основное требование к термометру: он всегда должен давать одинаковые показания при одинаковой температуре. Итальянский ученый Галилей понимал это, когда начал свои эксперименты около 1592 года (через 100 лет после открытия Колумбом Америки). Ему удалось сделать разновидность термометра, которую можно назвать «воздушным термоскопом». Он состоял из стеклянной трубки и полого шарика, наполнявшихся воздухом. Затем они нагревались, чтобы расширить воздух внутри, после чего открытый конец трубки помещался в какую-нибудь жидкость, например, в воду.

Воздух в трубке по мере охлаждения сжимался, и жидкость поднималась по трубке, стремясь занять его место. Изменения температуры вызывали повышение или понижение уровня жидкости в трубке. Таким образом, это был первый «термометр», так как он измерял теплоту. Но заметьте: фактически он фиксировал расширение и сжатие воздуха в трубке. Нетрудно поэтому понять, что этот термометр не был точным: ведь на него влияли изменения в атмосферном давлении.

Современный тип термометра использует для измерения температуры расширение и сжатие жидкости. Эта жидкость герметично запаивается в стеклянном шарике с прикрепленной к нему тонкой трубкой. Повышение температуры заставляет жидкость расширяться и подниматься по трубке, понижение – сжиматься и опускаться вниз. Градуированная шкала на трубке показывает нам температуру. Этот вид термометра был впервые применен около 1654 года великим герцогом Тосканским Фердинандом II.

Первый из известных приборов, способных улавливать колебания земной поверхности, был изобретен в 132 году китайским астрономом Чжан Хэном. Прибор состоял из большого бронзового сосуда около двух метров в диаметре, на внешних стенках которого располагались 8 драконьих голов. Челюсти у драконов раскрывались, у каждого в пасти был шар. Внутри сосуда находился маятник с тягами, каждая прикреплялась к голове дракона.

Когда в результате подземного толчка маятник приходил в движение, тяга, соединенная с головой, обращенной в сторону толчка, раскрывала пасть дракона, шар из нее выкатывался и падал в открытый рот одной из 8 жаб, восседавших у основания сосуда. Прибор был весьма чувствительным: он улавливал подземные толчки, эпицентр которых находился за 600 километров от него.

В обсерватории на Везувии сейсмограф, способный регистрировать прохождение сейсмических волн, их амплитуду, направление и время толчка, был установлен лишь в 1856 году.

Со времени учреждения в 1960 году Всемирной эталонной сейсмографической сети практически во всех уголках земного шара были созданы станции, оборудованные стандартными приборами и действующие по единому времени.

После Первой мировой войны во многих странах начались работы по созданию машин для шифрования текста. Наиболее удачную конструкцию предложили немецкие инженеры А. Шербиус и Б. Хагелин. В 1923 году они запатентовали конструкцию прибора, позволявшего быстро зашифровывать небольшие деловые письма. Собственно говоря, конструкторы не придумали ничего нового. Основа машины – шифровальный диск – был изобретен еще в эпоху Возрождения знаменитым архитектором Альберти. С его помощью можно было закодировать текст, присвоив каждой букве особое обозначение. Шербиус и Хагелин соединили 3 диска, существенно повысив количество комбинаций.

В том же году патент приобрела небольшая фирма, производившая пишущие машинки. Во время заводского производства машина получила звонкое название и стала именоваться «Энигмой» (в переводе с английского – «загадка»).

Основные элементы конструкции машины инженеры заимствовали от портативной пишущей машинки «Ундервуд». К печатающему механизму они присоединили механический шифровальный агрегат. Каждый набираемый знак кодировался при помощи комбинации букв.

Шифровальные коды задавались дисками, на которых заранее наносились прорези. Перед началом работы оператор устанавливал диски в определенное положение. После того как оператор набирал букву, на экране появлялось изображение совсем другой буквы, под которой была закодирована настоящая. В самой простой модели использовалось 3 диска, позволявшие создать 17 000 комбинаций.

Обычно машиной управляли 2 оператора: один набирал сообщение, другой записывал зашифрованный текст и отправлял его по радио или по телеграфу.

Чтобы расшифровать послание, нужно было провести операцию в обратном порядке, поставив диски в то же самое положение, которое они занимали при шифровке. Затем один оператор набирал зашифрованный текст, а другой записывал появлявшиеся на экране буквы, из которых составлялось расшифрованное послание.

Вскоре после начала производства машиной заинтересовалось военное министерство. В начале 1924 года несколько экземпляров «Энигмы» были приобретены для испытаний. Они прошли настолько успешно, что в 1926 году машину приняли на вооружение. После этого коммерческое производство «Энигмы» прекратилось, а сами машины изъяли из открытой продажи. Теперь они поступали только в армейские подразделения и использовались для шифрования оперативной документации.