书城童书世界之最全知道(图文本·珍藏版)
26801600000050

第50章 科技篇(5)

世界上第一台激光器,是由美国休斯飞机公司的科学家梅曼于1960年制成的,它是一种固体激光器。它的激励系统是一支能突然爆发出强光的螺旋形闪光管,激光物质是插在螺旋管中间的一红宝石棒。红宝石经闪光管发出的光照射后,发出激光,通过光学谐振腔的加强和调节后,便射出一束强有力的激光。

最早的活字印刷

最早的活字印刷是由中国的毕升在宋仁宗庆历年间发明的,毕升用胶泥做成一个个四方长柱体,在一面刻上单字,然后用火烧硬,这便是一个个活字。印书时,先预备好一块铁板,铁板上面放上松香和蜡之类的东西,铁板四周围着一个铁框,在铁框内密密地排上活字,满一铁框为一版。然后用火在铁板下烤,使松香和蜡熔化,另用一块平板在排好的活字上压一压,把字压平。撤去火以后,待松香和蜡凝固,一块活字版便制成了,只要在字上涂墨即可印刷。

毕升发明的印刷方法,和今天的印刷方法相比虽然很原始,但活字印刷术的三个主要步骤——制造活字、排版和印刷,都是相同的。

最早发明日光灯的人

美国科学家爱迪生发明白炽灯后,得到了广泛的应用。

“白炽灯靠电流加热,使热能转换为光能,这太浪费电能了,能不能开辟一条电能利用的新途径呢?”美国科学家赫维特产生了新的设想。

1902年,赫维特发明了水银灯。可是水银灯有很多缺点。这种灯不但辐射出大量紫外线,危害人体,而且光线太亮,太刺眼。所以,它得不到广泛的应用。

许多科学家都注意水银灯,想用某个方法将它加以改进。在研究过程中,科学家们达成如下共识:只要在水银灯管内壁涂上荧光物质,那么,当水银灯辐射的紫外线照到荧光物质上时,大量有害的紫外线就会被激发变成可见光。

但是,由于水银灯的启动装置不好,所以科学家们在实际操作过程中屡屡失败。

1938年,美国通用电子公司研究人员伊曼,突破了启动装置的设计与制作大关,制作了与水银灯截然不同的荧光灯。

这种荧光灯比白炽灯更亮,电能利用率高,而且省电。因此,它一诞生很快进入了普通百姓的家庭。

由于荧光灯的成分类似于日光,所以人们也管它叫“日光灯”。

第一次成功的人工降雨

“天有不测风雨,人有旦夕祸福”,这是旧社会我国劳动人民常说的一句古话。在生产落后,科学不发达的古代,人们把不幸的遭遇比作变幻莫测的天灾,这是十分形象的。

到了近代,天气的好坏仍在不同程度上影响社会实践。对人类活动影响较大的灾害性天气是很多的,但一般说来,旱灾和涝灾给农业带来了很大的威胁。它们的出现频繁,受灾面广。

直到1930年人们用人工降雨的方法来控制所需的降水量。首次人工降雨是荷兰人拉尔特教授取得的。他将干冰用飞机运载到2500米的高空,在飞行过程中投掷了近1/5吨的干冰碎块,在人类历史上出现了第一次人工降雨。

第一次收到来自天体的无线电波

在广阔无垠的宇宙空间,各种天体都发射出无线电波,好像一个个小广播电台,不停地对我们进行广播,诉说它们的情况。然而,人类收到天体的无线电波,不过是40年前的事。最早收到天体无线电波的是美国的一位无线电工程师詹斯基。

1928年,詹斯基在贝尔电话实验室工作,他为了追查和鉴定影响电话通话信息的各种形式的干扰,制造了一个有方向性的天线。他利用这个天线,再加上一台短波接收机,便能鉴别各种干扰源。然而,当他研究15米范围内的无线电噪音时,发现了一种奇怪的来历不明的干扰源。

经过几个月的研究后,在1931年,他发现这种来历不明的干扰是恒星发出来的。到了第二年的春天,他断定这一干扰源来自银河系中心的人马座。1932年末,他公布了他的发明。

最早测定热功当量的人

焦耳是英国物理学家,1818年12月24日生于英国索尔福,他从小体弱不能上学,是一位自学成才的科学家。

在19世纪40年代,“热质说”风行一时,焦耳认为热质并不存在,热是能的一种形式,为此他做了大量实验。1840年以后,焦耳多次发表文章,先后介绍了四种测定热功当量的方法,其中之一就是用通电金属丝放在水中加热。根据电流做的功和水获得的热量来计算当量。

焦耳发现,通电导体所产生的热量跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。这就是后来以他的名字命名的焦耳定律。在测定热功当量的实验中,最著名的是1845年发表的用摩擦加热液体的实验,在这个实验中,焦耳测得热功当量的平均值为428.9千克·米/千卡,和现在公认值427千克·米/千卡非常接近。焦耳的最大贡献就是由热的机械当量的研究导致了以后能量转化和守恒定律的确定。

由于焦耳在热学、电学和热力学方面的贡献,1866年他被授予皇家学会科普莱金质奖章。1872年、1887年焦耳任英国科学促进协会主席,1889年10月11日在塞拉逝世。

最活泼的非金属元素

在非金属元素中最活泼的应首推氟。在常温下,氟可以和所有元素化合,甚至黄金在加热后也可以在氟气中燃烧。把氟气通入水中,水立即被分解,释放出氧气,氟原子核和水中的氢原子结合为氟化氢。

目前,氟的制备主要是用一种叫荧石的矿物,成分为氟化钙。早在1771年,瑞典人席勒就从荧石中制取氟化氢。1810年英国的戴维研究了氟化氢的性质,把氟确定为是与氯相似的一个元素,并命名为氟。直到1886年,当时德国的莫瓦桑真正用电解法第一次制得了纯净的氟。

氟的化合物以氟化氢为最重要。氟化氢以及它的水溶液能和玻璃成分中的二氧化硅反应,生成挥发性的四氟化硅,玻璃被溶解,因此人们可利用它在玻璃上刻刻度和花纹。氟化氢又是制造塑料王——聚四氟乙烯和著名冷冻剂氟里昂的必不可少的原料。原子能工业崛起后,氟有了更为重要的用途。因为在铀的所有化合物中,只有氟化铀最易挥发,用氟处理铀矿,加以分馏,便可把铀元素和其他杂质分开,进而制得纯净的铀。

据报道,我国科研人员已研制成功了人造血液,并在临床应用上获得了很好的效果。这种人造血液,实际上就是一种含有氟的氟碳化合物溶液,它能像细胞那样携带氧气,因而可以用来作为血红蛋白的代用品。

最早发现锇的化学家

最重的金属是锇,锇是在1804年由英国化学家田南特发现的。

我们平时常用的铱金笔,笔尖上有着不到1毫米的银白色的小圆粒,这个小圆粒用的就是金属锇的合金。锇是一种硬度很高的灰蓝色金属,耐磨性很好,故而用它做笔尖,再合适不过。由于这一优良特性,锇还可以用来做钟表、重要仪器的轴承,寿命会很长。

锇最突出的特征倒不是硬度高,而是最重的金属。每立方厘米锇重达22.7克,也就是说,每立方米的锇就有22.7吨重。与锇相比,自然界中铁的密度只有它的三分之一,而铅只有它的二分之一。

锇是一种非常稳定的金属,熔点为2700℃。它不但不溶于普通的酸,甚至溶解力最强的王水(一个体积的浓硝酸与三个体积浓盐酸配制成的混合酸)也奈何它不得。金属锇如此稳定,但粉末状的锇就非常活跃了,它在常温下就会逐渐被氧化。

最适合制造高温温度计的金属

我们平时常用的玻璃温度计多为水银温度计,它里边装的是汞。汞的沸点为356.95℃,这对于测量一般气温是足够用的。但是,工业上有时要测量上千度的温度,这样一来,水银温度计就不能用了。人们于是找到了金属镓来帮忙。

镓的沸点很高,为2070℃,但熔点很低,只有29.78℃。也就是说,把镓放在手上,人的体温就能使之熔化。这一性质决定,用镓来测量29.78℃到2070℃内的温度最为适宜。人们把镓充入耐高温的石英细管中,做成高温温度计,广泛用于工业领域。

镓的用途还不止于此,它还是一种优良的半导体材料,可用于电子设备。另外,含镓的合金都是易熔的。人们根据这一特性,用镓锌合金或镓锡合金做出消防器的保险装置。当着火时,温度一升高,保险装置就会熔化,灭火龙头即自动打开,自来水即会喷出灭火。

酸性最强的化合物

我们通常所知的盐酸、硫酸都是强酸,而食醋中的醋酸,葡萄、柠檬酸都算作弱酸。

不管是强酸还是弱酸,都有一些共同的性质,这是因为一切酸类物质在水溶液中都能不同程度地离解而生成氢离子。它们的共同性质是都有酸味,能使紫色石蕊试纸变成红色,能同镁锌等性质活泼的金属发生不同程度的反应,通常放出氢气等。强酸与弱酸,尽管都有上边的一些性质,但程度上强弱不同。

硫酸、硝酸等已算作强酸,但并不是最强的,最强的是高氯酸。高氯酸是一种透明的液体,把它放在空气中,会强烈冒烟,具有极强的腐蚀性。它的氧化能力惊人,把纸、木炭等乙烯物投入高氯酸,马上会引起烯烧甚至爆炸。高氯酸受热易分解,温度超过90℃,也会发生爆炸。皮肤上若溅起高氯酸,会引起灼伤,故而制取和使用高氯酸要极其小心。高氯酸溶于水后,性质会稳定得多。