發明的故事1
牛頓-萬有引力的發現
大家都知道牛頓從蘋果落地中發現萬有引力定律的故事。其實只是法國啟蒙思想家伏爾泰為了宣傳自然科學而編造的故事。
在牛頓之前，人們知道有兩種“力”:地面上的壹切物體都受到引力的影響，天上的月亮和地球之間，行星和太陽之間都有引力。這兩種力量性質不同嗎？還是同壹種力量的不同表現？牛頓在劍橋大學讀書時就考慮過這個問題。
牛頓23歲時，倫敦瘟疫流行。為了防止學生被感染，劍橋大學通知學生離校回家躲避疫情，學校暫時關閉。牛頓回到了他的家鄉林肯郡。他仍然沒有停止對引力的研究和思考。
那時候農村的孩子經常用投石器打幾個回合，然後把石頭扔得遠遠的。他們也可以把壹桶牛奶倒在頭上而不灑出來。
這個現象激發了牛頓關於引力的想象:“是什麽讓彈射器裏的石頭和桶裏的牛奶不掉下來？”這個問題讓他想起了開普勒和伽利略的想法。他從浩瀚的太空，壹望無際的行星，冰冷的月球到巨大的地球，然後想到了這些巨人之間的相互作用。這對牛頓緊緊抓住這些神奇的想法，壹頭紮進了“萬有引力”的計算和驗證中。牛頓計劃用這個原理來驗證太陽系中行星的作用規律。他首先推導了月球和地球之間的距離，但由於引用的數據不正確，計算結果是錯誤的。因為假設月球的向心加速度應該是每分鐘16英尺，但實際只有13.9英尺。在失敗的困境中，牛頓沒有灰心，而是付出更大的努力努力學習。
1671年公布了新測得的地球半徑值。牛頓利用這些數據來重新審視自己的理論，同時利用自己發明的微積分來處理月球與地球關系中地球不能視為質點時的重力加速度的計算。通過這兩個改進，牛頓得到了兩個相同的加速度值。這讓他覺得萬有引力和萬有引力的本質是壹樣的。他還將基於地面物體運動的三大定律(即牛頓三定律)應用於行星運動，也得出令人滿意的正確結論。
牛頓歷經七年寒暑，30歲終於全面證明了舉世聞名的“萬有引力定律”，奠定了理論天文學和天體力學的基礎。
萬有引力定律的發現宣告了天上和地上的萬物遵循同壹規律，徹底否定了自亞裏士多德以來宗教勢力所主張的天上和地上的不同觀念，這是人類認識史上的壹次飛躍。
發明的故事2
隨著無線電技術的發展，“千裏眼”“千裏眼”從幻想變成了現實。這裏的“千裏眼”指的是二戰中發明的雷達。雷達發出脈沖波，遇到敵機會反射，然後被雷達接收機接收，在雷達屏幕上顯示出壹個亮點。根據這個亮點，可以計算出敵機的方位、距離和高度。有經驗的觀察者可以從亮點中大致判斷目標是什麽。利用這種方法，我們可以發現幾十公裏甚至幾千公裏外的飛機，這當然可以稱之為“千裏眼”。但仔細想想，從無線電雷達上“看到”壹架飛機或壹艘軍艦，無非是屏幕上的壹個亮點，不是訓練有素的人簡直莫名其妙。所以雷達探測距離確實可以達到千裏之外，說它是“眼睛”只是藝術誇張。
激光出現後，真正的“千裏眼”才得以實現。由於激光波長短，方向集中，原則上完全可以制造成像雷達。那時，妳從屏幕上看到的將是目標的實際圖像，而不是亮點。當然，建造這種成像雷達還有很多技術問題需要解決，所以目前還沒有這種千裏眼。
可能有人會問:電視機能算是千裏眼嗎？壹般來說，電視可以讓妳看到文藝演出，足球比賽等。千裏之外，這也算是千裏眼吧。實際上，電視轉播設備的“眼睛”就是電視攝像管，必須貼近場景和物體才能有好的效果。電視攝像管將拍攝的圖像轉換成無線電波並在空氣中傳播，然後可以在電視上顯示。如果兩地距離超過幾十公裏，就必須使用微波中轉站傳輸系統。嚴格來說不是千裏眼。
雖然千裏“天眼”成像雷達壹時做不出來，但稍遜於它的激光雷達已經造出來了。與微波雷達相比有很多優點:雖然兩者都可以測距和測角，但激光雷達波長短，波束細，精度比微波雷達高10倍以上。激光雷達從1500米的高度探測地面，波束直徑只有10厘米，可以分辨出地形的高低變化，這也是微波雷達無法做到的。其次，激光雷達比微波雷達輕很多。為了在壹定距離保持相同的波束大小，激光雷達只需要直徑幾厘米的透鏡，而微波雷達需要直徑60米以上的天線。遠程微波雷達的天線直徑較大，通常固定在雷達站內。整臺激光雷達可以用卡車運走，甚至幾個人就可以運走。而且激光雷達可以測量目標的速度等參數，這是壹般雷達無法企及的。激光雷達還具有很好的抗幹擾性能，不受地面無線電波的幹擾，這是軍方非常看重的壹個特點。
激光雷達的發展還有壹些問題需要解決，比如大氣對激光傳輸的影響，光束太細給搜索目標帶來的困難。目前常將兩種雷達結合使用:利用微波雷達進行大範圍搜索，搜索到目標坐標後，利用激光雷達對目標進行小範圍跟蹤，精確確定目標坐標和移動速度。
激光雷達用途廣泛。除了軍用雷達，還發展了非軍事雷達，不壹定叫雷達。有壹種激光雷達叫測距儀，可以測量月球到地球的距離。絕對誤差小於15cm，相對誤差小於4×10-10。如果用這麽高的精度測量壹個1米長的物體，誤差小於4個氫原子。氫原子的直線性
10的直徑約為10米，即十分之壹微米。精確測量地月距離及其變化對科學研究非常重要。通過這種測量，人們可以了解地球和月球的形狀和表面地形，從而測量地球上各處的重力變化；此外，通過測量地球上某壹固定點與月球之間的距離變化，可以計算出大陸漂移的具體數據，根據月球與地球之間距離的變化，也可以了解月球引力與地球上潮汐變化的關系。此外，激光測距儀還可以確定衛星的位置和軌道。
激光雷達在太空導航中非常有用。太空中沒有空氣，激光束不會受到影響；安裝在航天器上的雷達要求體積小、重量輕、能耗低，這正是激光雷達的特長。壹種可以跟蹤航天器的激光雷達已經制成，因為它的精度很高，可以使兩個在軌道上飛行的航天器精確對接和接近。
1971年，美國發射的阿波羅飛船搭載了壹輛可以在月球上行駛的“月球車”。該飛行器配備了激光雷達，可以直接控制電視攝像機跟蹤宇航員。宇航員的“漫遊”被電視攝像機拍下後，信號通過無線電發射設備傳回地面。這種雷達非常小，只有幾公斤重。
由於激光雷達波束分辨率高，不僅能識別高樓、高山等龐然大物，還能發現電線桿、煙囪、電線等小型目標。所以在軍事上，激光雷達制成的防撞裝置可以安裝在低空飛行的戰鬥機和直升機上，可以防止飛機相撞事故的發生。
有些激光對大氣成分的變化非常敏感。科學家利用這壹特性發明汙染檢測雷達，檢測空氣汙染。
人類生產活動產生的各種有毒有害物質，如果不經處理就排放到外界，危害無窮。比如，只要大氣中壹氧化碳的含量超過十萬，大莊稼就不會結果。為了及時檢測出這些含量非常少的汙染物，需要靈敏度特別高的監測儀器。
不同的汙染物由於分子結構不同，可以吸收不同波長的激光。最新的激光汙染探測雷達采用可調波長激光，靈敏度高，分析速度快。通過改變激光的波長，測量吸收量，可以區分汙染物的成分和含量。更方便的是車上攜帶的汙染檢測雷達，可以檢測到車輛行駛路線周圍幾公裏範圍內的空氣汙染情況。
發明的故事3
在末節手指端面的皮膚上，有凹凸紋，長短、形狀、粗細、結構因人而異，因此由此形成的花紋具有獨特的個性。
人的指紋都是不壹樣的，這種模式終身不會改變，所以壹直以來都認可指紋可以作為破案的依據。因此，在壹些文件和合同中，指紋或簽名具有同樣的效力。公安機關也可以根據指紋追捕罪犯。但問題是，很多情況下，留在現場的指紋用肉眼或放大鏡是看不出來的。比如留在物體上的指紋，長期浸泡在水中，被隱藏起來。我該怎麽辦？那麽我們需要壹束激光來展示它。
為什麽激光可以讓潛指紋露出本來面目？原來人的皮膚表面有很多汗腺。當人的手指接觸物體表面時，汗腺分泌的汗液附著在物體表面，形成潛在的指紋。正常情況下，附著在物體上的指紋沈積量只有0.1 mg左右。顯然，這是極其微量的，而在這0.1 mg的沈積物中，水占了99%，它們會迅速蒸發，留下大約壹半的無機物和壹半的有機物。無機物大多是鹽。
由於指紋殘留太少，通常會采用壹些技術使指紋可見。但如果時間間隔太長，特別是現場破壞嚴重，再加上風吹雨打，常規的技術手段就無能為力了，因為潛指紋的殘留幾乎沒有了。
此時，如果用激光照射物體，仍然可以顯現出清晰的指紋。最新研究表明，即使是在水中浸泡了10年的木塊、塑料、織物、玻璃等東西，經過壹些必要的技術處理後，仍然可以通過激光照射顯現指紋。
隨著盜竊手段的日益高明，防盜措施層出不窮，而鎖就是壹種廣泛使用的防盜措施。提到鎖的歷史可以追溯到幾千年前，但是直到本世紀初，鎖還是比較落後的掛鎖。這些元寶的銅掛鎖只通過兩個空心銅片與外殼扣合。直到20世紀60年代初，銅掛鎖在中國農村地區被廣泛用於看家。
後來出現了彈珠鎖和號碼鎖。近年來，壹些酒店安裝了電子鎖，乘客可以通過將磁卡插入鑰匙孔來打開房門並連接室內照明電路。
在壹些科幻電影中，當有人想進入壹些絕密的房間時，他們必須站在門口，將眼睛靠近門上的檢查孔，然後門就會自動打開。這是什麽意思？原來，人的眼底微血管網和人的指紋壹樣，是因人而異的，所以眼底微血管網也就是俗稱的眼紋，也可以作為身份證。看壹看門上檢查孔裏的眼紋，裏面的電腦就可以對照底牌判斷來訪者的身份，進而決定是否開門。
所謂全息鎖，是壹種比較實用的激光防盜鎖。它的原理是用全息照相的方法將主人家庭所有成員的指紋記錄在底片上，然後存儲在全息鎖中。要開鎖，先打開激光器，讓激光束分別照射底片和手指上的指紋。如果兩者壹致，鎖會自動打開。如果是陌生人的手指，指紋會和底片上的不匹配。鎖不僅打不開，還會報警。
全息鎖特別適用於安全部門，如檔案館、博物館、銀行、會計室、重要倉庫等。
發明的故事4
愛迪生的故事
愛迪生是世界聞名的發明家。小時候因為家裏窮，只上過三個月學，十壹二歲就開始賣報。他熱愛科學，經常攢錢買科學書籍、報紙和化學藥品。他實驗的工具是從垃圾中揀出的壹些瓶子和罐子。
愛迪生12歲的時候，在火車上賣報紙。火車上有專門的車廂供乘客吸煙，列車員同意他在那裏占壹個角落。他把化學品和瓶瓶罐罐搬到那裏，賣完報紙，做各種有趣的實驗。
有壹次，壹瓶白磷在火車行駛中被突然的震動撞倒。磷壹遇到空氣就燃燒。許多人來和愛迪生壹起滅火。指揮氣得把愛迪生的實驗全扔了出去，還狠狠地扇了他壹巴掌，把他的壹只耳朵打聾了。愛迪生研究科學的決心從未動搖過。他省吃儉用，又開始了化學實驗。有壹次，硫酸燒傷了他的衣服；還有壹次，硝酸差點弄瞎了他的眼睛。他沒有被危險嚇倒，仍然頑強地做著實驗。
愛迪生試圖生產電燈，我不知道他做了多少次實驗，才找到壹種價格低廉、壽命長的燈絲。他經常在實驗室連續工作幾十個小時。他太累了，躺在實驗臺上睡了壹會兒。經過這樣不懈的努力，他終於找到了合適的燈絲，發明了電燈。後來，愛迪生發明了電影和留聲機。。。他壹生中發明了1000多種東西。
發明的故事5
瓦特發明了蒸汽機
英國著名發明家瓦特(1736 ~ 1819)，出生於英國造船中心格拉斯哥附近的小鎮格裏諾克。他的父親是造船工人，他的祖父和叔叔都是機械工人。由於家庭的影響，瓦特從小就熟悉許多機械原理和制造技術。
瓦特是壹個具有非凡智慧的孩子。他勤奮好學，勇於探索，對發明創造最感興趣。有壹天，父親的朋友來拜訪，正好看到小瓦特坐在火爐邊發呆，手裏拿著筆和紙，地上有很多畫的畫。他和藹地說:“小瓦特應該去上學。不要只在家裏玩來消磨寶貴的時間。”父親笑著說:“謝謝妳，我的朋友。不過，妳最好看看我兒子在玩什麽……”原來小瓦特在設計各種玩具，畫很多圖案。這壹年，小瓦特剛滿6歲，客人驚訝地說:“多好的孩子啊！”
還有壹次，全家人都出去了，只留下瓦特當門衛。他茫然地盯著爐子上燒開水的茶壺。水快開了，鍋蓋被蒸汽往上推，上下晃動...他想:這蒸汽真厲害。如果能做壹個更大的爐子，用大鍋爐燒水，產生的蒸汽肯定比這個大幾十倍或者幾百倍。難道不能代替大量人力來作為各種機械的動力嗎？這就是“瓦特發明了蒸汽機”的傳奇故事。小瓦特是這樣設想的，但蒸汽機是後來才真正試制出來的。
為了搞發明，小瓦特發奮學習科學知識。13歲開始研究幾何；15歲讀完了《物理學原理》；17歲開始當學徒。從此，他真正投身於蒸汽機的研制和發明，從未關閉。
1757瓦特去格拉斯哥大學當教學儀器修理工。這裏不僅有完備的實驗設施和各種儀器，還有許多著名的學者專家，為瓦特提供了極其有利的條件。學校還專門為他設立了實驗車間。1769年，瓦特在大量實驗的基礎上，經過無數次失敗，制成了單作用蒸汽機，並獲得了第壹臺蒸汽機的專利權。1782年，瓦特成功研制出新型雙向蒸汽機，可廣泛應用於各種機器。1788年，英國政府正式授予瓦特制造蒸汽機的專利證書；從1775年到1800年，瓦特和博爾頓共同經營的Soho工廠生產了183臺蒸汽機，全部用於紡織、冶金和采礦工業。到19年的30年代，蒸汽機被推向全世界，人類社會從此進入“蒸汽時代”。瓦特，這位造福人類的發明家，將永遠被後人所敬仰。
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