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第4章 电器电机篇(1)

电视机

起源:德国 问世年代:1884年 发明人:保尔·尼普可夫

电视的诞生,是20世纪人类最伟大的发明之一。它是俄裔德国科学家保尔·尼普可夫发明的。

尼普可夫在柏林大学学习物理学时,就开始思考能否用电把图像传送到远方的问题。于是他开始了前所未有的探索。经过艰苦的努力,他发现如果把影像分成单个像点,就极有可能把人或景物的影像传送到远方。在这个发现的启发下,不久之后,他就制造出了一台叫做“电视望远镜”的仪器。虽然这台仪器看上去笨头笨脑的,但极富独创性,它已具备了电视机的三个基本要素:第一,能够把图像分解成像素,逐个传输;第二,像素的传输逐行进行;第三,用画面传送运动过程时,许多画面快速逐一出现,人的眼睛看起来,这个过程已能够融合为一,形成动感真实的画面。

1884年11月6日,尼普可夫把他的这项发明申报给柏林皇家专利局。他在专利申请书的第一页这样写道:“这里所述的仪器能使处于A地的物体,在任何一个B地被看到。”一年后,专利被批准了。这就是世界上第一台电视机诞生的过程。

留声机

起源:美国 问世年代:1877年 发明人:爱迪生

亲爱的朋友,当你欣赏着各种录音设备中播放出来的美妙音乐的时候,不知你有没有想到过这样的问题:究竟是谁最先为我们创造了这样美好的事物呢?我告诉你吧,这个人就是誉满全球的美国发明大王——爱迪生。正是因为他当初的一项发明,才导致了后来各种录、放音器材的不断诞生与更新。提起这项发明,也许很多人都有所耳闻,它就是留声机。

留声机,诞生于1877年,它是爱迪生,在发现了通过电话传话器里的膜板随着说话声会引起震动的现象后,从中得到启发而制造出来的一种集录音与放音于一体的机器。

那是在1877年8月15日,爱迪生设计出了一张很怪的机器图纸,并让助手克瑞西按图制出了一台由大圆筒(今天我们所说的扬声器)、指针、曲柄、受话机和膜板组成的机器。爱迪生指着这台机器对克瑞西说:“这是一台会说话的机器”。然后,他取出一张锡箔,卷在刻有螺旋槽纹的金属圆筒上,让指针的一头轻擦着锡箔转动,另一头和受话机连接。爱迪生摇动曲柄,对着受话机唱起了“玛丽有只小羊羔……”,唱完后,把指针又放回原处,轻悠悠地再摇动曲柄。接着,机器不紧不慢、一圈又一圈地转动起来,同时也唱起了“玛丽有只小羊羔……”,与刚才爱迪生唱的一模一样。此时,在一旁的克瑞西,碰到一架会说话的机器,自己竟然惊讶得说不出话来了。就这样世界上第一台“会说话的机器”——留声机诞生了,它的出现轰动了全世界。

空调机

起源:美国 问世年代:1902年 发明人:威利斯·哈维兰·卡里尔

说起空调,人们不应该忘记它的发明者,被称为“空调之父”的威利斯·哈维兰·卡里尔。威利斯·哈维兰·卡里尔是美国人,1876年11月生于纽约州。24岁从美国康奈尔大学毕业后,供职于制造供暖系统的布法罗锻冶公司,担当机械工程师职务。

1901年夏季,纽约地区空气湿热,纽约市布鲁克林区的萨克特·威廉斯印刷出版公司由于湿热空气作怪,使得油墨老是不干,纸张因温热伸缩不定,印出来的东西模模糊糊,生产大受影响。因此,印刷出版公司找到了布法罗锻冶公司,寻求一种能够调节空气温度、湿度的设备。布法罗锻冶公司将此任务交给了富有研究精神的年轻工程师威利斯·哈维兰·卡里尔。

卡里尔接受了任务,经过反复思考,他想到:充满蒸汽的管道可以使周围的空气变暖,那么将蒸汽换成冷水,当潮湿的空气吹过冷水管道时,其中的水份遇冷后便会凝结成水珠,待水珠滴落,剩下的就会是更冷、更干燥的空气了。基于这一设想,卡里尔通过实验,终于制造出世界上第一台空气调节系统(简称空调),并于1902年7月17日为萨克特·威廉斯印刷出版公司首次安装,这套设备在使用后取得了较好的效果。

录音机

起源:丹麦 问世年代:1900年 发明人:玻森

录音机,在如今的人们眼里也许已经有些像文物一样古老了,但是你知道吗?它曾经可是人们生活中最为时尚与流行的一种产品;它曾经为人们的生活带去过无限的快乐。那么,它究竟是如何诞生的呢?世界上第一台录音机又是什么样子呢?别着急,这还得从留声机发明以后说起。

爱迪生制成了留声机以后,实现了录音和录音的再现。但留声机主要是用机械方式来留声和使声音再现,它声音很轻,录音时还得对着大喇叭大声讲话和歌唱,很不方便。为了改进这种录音机器,许多国家的发明家都在进行着努力,他们试着利用完全不同的原理来录下声音。其中,首获成功的是丹麦科学家玻森。

玻森,在经过了无数次的失败之后,终于想到:可不可以利用磁性把声波记录在钢丝或铁丝上呢?钢或铁在磁力的作用下变成磁铁,在磁力消失后钢丝和铁丝仍带有磁性,(科学家称它为剩磁)加上的磁力越大,剩磁就越强。如果把声波的变化变成电流的变化,(这早已为爱迪生,贝尔等人解决)再通过电磁铁把电流变回为磁力,进而把这种磁力拖加在钢丝或铁丝上,这样强弱不同的声音变成了剩磁的变化,是否就能录下声音呢?

玻森推想到此,立即进行了试验。试验的结果给了他一个肯定的答案,玻森获得了成功,1900年他终于发明了世界上第一台具有真正意义的录音机,由于它所采用的录音材料是钢丝,所以这种录音机又被称钢丝录音机。

密纹唱片

起源:美国 问世年代:1931 发明人:彼得·戈德马克

密纹唱片的英文名称是Long Playing Record,所以人们经常称密纹唱片为LP。它是20世纪30年代初的美国人彼得·戈德马克发明的。

戈德马克是一位在音乐方面有很高修养的人,有一次,他参加了一个音乐晚会,当他正在全神贯注地欣赏唱片放出的著名作曲家勃拉姆斯的曲子时,突然,留声机发出了“卡塔”一声,乐曲戛然而止,原来是这种唱片录音时间太短,曲子虽然刚刚播放了一半,但唱片已到了尽头,只得在换另外一张接着放。这使得戈德马克十分扫兴,他感慨地说:“这是在音乐演奏半截时发出的人们有史以来发明的最糟糕的声音。”也正是在此时此地让彼得·戈德马克产生了去发明一种放音时间长而中途不更换的唱片的想法。

当时,戈德马克正在为哥伦比亚广播公司研究彩色电视系统。因此,他只能利用业余时间来研制这种新唱片。经过反复研究试验,他认为要使唱片的放音时间长,最好的办法是增加唱片的音槽密度,即采用密纹唱片。但是,当时的唱片多是使用酚醛树脂制成的,不适于印制更细密的音槽。

后来,彼得·戈德马克通过分析比较,选用了聚氯乙烯树脂制作新唱片。由于这种新材料的性能好,加上戈德马克又进行不断的改进,终于在1931年研制成功了第一张密纹唱片。与过去每分钟78转的普通唱片相比,密纹唱片转速为每分钟33.5转,纹道(音槽)密度增至每英寸(2.54厘米)224至300道或更多。从此,实现了一面唱片可以放音一个小时以上的局面。

磁带

起源:美国 问世年代:1937年左右 发明人:马文·卡姆拉斯

一提起磁带,就能够勾起很多年纪稍大的一些人的回忆。虽然现在听磁带的人不多了,但是它曾经带给人们的美好,将和使磁性录音获得大发展的第一功臣,美国人马文·卡姆拉斯一起,永远被人们铭记。

马文·卡姆拉斯从小就喜欢动手制作东西,并酷爱无线电。

1937年的时候,卡姆拉斯就曾经在前人的基础上,发明了一台新原理的钢丝录音机。他将试验成功的录音机放在屋中,晚上来了很多同学和邻居,大家看到这台录音机能够录下和播放每个人的声音,都感到惊奇,并卡姆拉斯的发明赞不绝口。

马文·卡姆拉斯是个不满足现状的发明家,他的新型钢丝录音机获得成功后,为了将录音技术普及,他便开始致力于将钢丝录音向塑料录音的转化。在此期间,他进行了数千种不同材料的试验。最后,终于找到了较为理想的磁性颗粒——针状γ型氧化铁粉,并制成了又轻又薄的塑料磁带。他将这些粉末混入亮漆或凡立水中,然后再涂在纸带或塑料带上,当涂料未干时,将它放入磁场,所有的颗粒就会按一定的方向排列起来,这种方向排列使录音成为可能,世界上的第一卷磁带就是这样诞生的。(直至今日,马文·卡姆拉斯的磁粉还被使用着。)

地毯清扫机

起源:美国 问世年代:1876年左右 发明人:梅尔维尔·比赛尔

家中铺设地毯的人都知道,如果不小心将茶叶之类的物质撒在上面,用扫帚等工具是极难清扫干净的。此时,唯一能够彻底解决问题的就只有地毯清扫机了。提到这种机器,你也许不会想到,它是因为一个男人周期性的偏头痛所导致的发明。

19世纪70年代,梅尔维尔·比赛尔在密歇根州大瀑布城一家瓷器工厂工作。由于当时生产出的瓷器都要用稻草来捆扎,而稻草中往往含有大量的尘土,工人们捆扎的过程中尘土就会散发出来,其景象仿佛产生了蒙蒙的雾似的;捆扎工序完成后,工人们便把瓷器装箱并叠放起来,最后则是清扫现场。比赛尔和工友们在进行最后这项工作的过程中,几乎是扫帚到处尘土飞扬,而正是在这个时候,比塞尔的头痛病发作得最严重,这让他开始认识到自己的病大概是因为灰尘的过敏才引起的。

比塞尔想:“要解决头痛的问题,就必须设计出一种全新的清扫器械。”于是,他利用业余时间开始了研制工作。

比塞尔在经过了反复的研究与设计之后,最终确定了一套完美的方案,并很快将样机制造了出来。这台机器,是把一系列刷子连接到一个滚筒上去;滚筒连着清扫机的轮子,因此当清扫机往前推时,滚筒就会转动起来。另外还有一个能够调节刷子高度,以应付不同地面状况的旋钮。最为重要的是整部机械装置都安装在一个同时也收集灰尘的小箱子里面。

1876年,比塞尔将他设计制造的这种机器命名为“大瀑布城”牌清扫机投放到了市场上,因为它比扫帚使用起来更为快捷、方便和干净,而且它还是一种结构简单、相当便宜的装置,许多人都买得起,所以立即就取得了成功。后来,人们在使用的过程中发现,这种机器特别适合清扫地毯,一来二去,地毯清扫机的名字就被叫响并沿用了下来。甚至20世纪初真空吸尘器问世之后,还有许多人仍然用治好比塞尔头痛病的机器来清扫自己的地毯。

吸尘器

起源:英国 问世年代:1901年左右 发明人:塞西尔·布鲁斯

塞西尔·布鲁斯是世界上第一台吸尘器的发明者。提到这项发明的起源,还得从1901年布鲁斯一次意外的遭遇说起。如果没有那次意外,说不定人们今天还没有吸尘器哩!那么,这究竟是怎么回事呢?原来,事情是这样的。

有一次,塞西尔·布鲁斯正在伦敦的一家餐馆里用餐,他看到后面的椅背上满是灰尘,就用自己的嘴凑上吹了一口,结果可想而知,灰尘差一点没把他呛死!布鲁斯由此受到启发,萌生了发明吸尘器的想法。于是,他便信心十足地在自己的工作室里研制了起来。不久之后,他的发明物——吸尘器问世了。但和现在家庭日常的吸尘器不同,那是一架很大的机器,一个庞然大物,它有一个气泵,一个装灰尘的铁罐和过滤装置,这三个装置都安装在一辆推车上,由两个人共同操作,操作时,两个人推着它在街上行走,一个人负责用气泵抽气,另一个人则拿着长管子挨家挨户地去吸尘。没过多久,布鲁斯的吸尘器就在伦敦赢得了广泛的赞誉。所以当爱德华八世举行加冕典礼时,特地请他去将威斯敏斯特教堂那些精美的地毯吸了一遍。

电影摄影机

起源:美国 问世年代:1888年 发明人:马莱

提到电影大家都看过,但不知你想过没有,拍摄电影的摄影机是怎么来的呢?告诉你你可别吃惊,它可是一次非常意外的发明。

1872年的一天,在美国加利福尼亚州一个酒店里,斯坦福与科恩关于马奔跑时蹄子是否都着地的问题,发生了激烈的争执。争执的结果谁也说服不了谁,于是就采取了美国人惯用的方式——打赌来解决。他们请来一位驯马好手来做裁决,然而,这位裁判员也难以断定谁是谁非。

裁判的好友——英国摄影师麦布里奇知道了这件事后,表示可由他来试一试。他在跑道的一边安置了一排照相机,拍摄下了马奔跑的连续照片。麦布里奇把这些照片按先后顺序剪接起来,组成了一条连贯的照片带,终于看出马在奔跑时总有一蹄着地,不会四蹄腾空。

按理说,故事到此就应结束了,但这场打赌及其判定的奇特方法却引起了人们很大的兴趣。麦布里奇一次又一次地向人们出示那条录有奔马形象的照片带。有一次,有人无意识地快速牵动那条照片带,结果眼前出现了一幕奇异的景象:各张照片中那些静止的马叠成一匹运动的马,它竟然“活”起来了!

生物学家马莱从中得到启迪,他试图用照片来研究动物的动作形态。当然,首先得解决连续摄影的方法问题,因为麦布里奇的那种摄影方式太麻烦了,不够实用。马莱是个聪明人,经过几年的不懈努力后,终于在1888年制造出一种轻便的“固定底片连续摄影机”,这就是世界上第一台电影摄影机。

录像机

起源:英国 问世年代:1959年 发明人:芬奇·巴耶特

录像机被大众所认识是在1959年,当时正值美国总统尼克松访苏(现改为独联体),在美苏两国首脑会谈时,尼克松与苏联共产党第一书记赫鲁晓夫之间进行了一场著名的“厨房辩论”。美国的技术人员在对方不知不觉的情况下,对这个唇枪舌剑的场面作了世界上第一个新闻录像。几分钟之后,当赫鲁晓夫看到重放的录像时不禁大吃一惊。那盒录像磁带随即被装入手提箱飞运回美国,并用电视迅速向全国播放,尼克松和赫鲁晓夫也成了世界上最早的两位录像明星。从此以后,录像机便引起了公众的兴趣和注意。

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