机械发明的故事（升级版） 电力技术革命

1.这是一部介绍机械发明基本知识、发展历程及科学家故事的科普读物，按照两次工业革命的时间顺序描写了在人类历史的长河中科学家们伟大的机械发明和创造带给人类一次又一次震撼的故事。 2.一部融科学知识、科学历程、科学人物为一体的机械发明的历史画卷。第1册为“古代机械和蒸汽技术革命”，主要介绍了杠杆原理、电磁发现、齿轮、翻车、水磨、纺车、地动仪、指南车、水运仪象台、机械钟、望远镜、显微镜、摩擦起电机，纽科门蒸汽机、纺纱机、镗床、瓦特蒸汽机、蒸汽机船、蒸汽机车、车床、自行车等发明发现及科学家的故事。第2册为“电力技术革命”，主要介绍了电磁感应及电能利用、发电机、电动机、电报机、电话、无线电通信、内燃机、电灯、电梯、飞机、汽车、空调、电冰箱、电风扇、洗衣机、电影等发现发明及科学家的故事。 3.本书融技术性、知识性和趣味性于一体，语言简明、通俗，深入浅出，配有大量的插图，让版面更活泼、阅读更有趣、学习更轻松，以此激发广大青少年和机械发明爱好者对机械知识的学习兴趣和探索精神。

自人类诞生以来就从来没有停止过探索的脚步。人类运用自己的聪明与智慧，在与大自然的周旋中渐渐了解到了自然的奥秘，于是不再满足自己微薄的力量，开始从自然界中探寻更多的奥秘，发现更多的能为自己所用的东西。随着时间的流逝，人类取得了许多重要的突破，不仅能使用人力、畜力等自然界直接摆在我们面前的力量，更能使用一些被自然界深深隐藏起来的力量。我们获得力量的标志，就是工业革命，而这样的革命在人类历史上已出现三次。“机械发明的故事（升级版）”共两个分册三篇，以机械发明为主线，描述了在人类历史的长河中科学家们伟大的发明和创造带给人类一次又一次震撼的故事。
第1分册为“古代机械和蒸汽技术革命”，共两篇。第1篇描述了古代机械的发明与应用。古代机械史是指18世纪欧洲工业革命之前人类创造和使用机械的历史。机械始于工具，工具是简单的机械。约公元前230年，希腊的阿基米德创制螺旋提水工具。东汉以后出现了记里鼓车和指南车。记里鼓车有一套减速齿轮系，通过鼓镯的音响分段报知里程。三国时期，马钧所造的指南车除用齿轮传动外，还有自动离合装置，在技术上更胜记里鼓车一筹。自动离合装置的发明，说明传动机构齿轮系已发展到相当高的程度。东汉时已有不同形状和用途的齿轮和齿轮系，有大量棘轮，也有人字齿轮。特别是在天文仪器方面已有比较精密的齿轮系。张衡利用漏壶的等时性制成水运浑象仪，以漏水为动力，通过齿轮系使浑象仪每天等速旋转一周。132年，张衡创制了世界上第一台地动仪。汉代纺织技术和纺织机械也不断发展，织绫机已成为相当复杂的纺织机械。到三国时期，马钧将50综50蹑和60综60蹑的织绫机改成了50综12蹑和60综12蹑，提高了生产效率。马钧还创制了新式提水机具翻车，能连续提水，效率高又十分省力。东汉时期，杜诗发明冶铸鼓风用水排。魏晋时期，杜预发明由水轮驱动的连机碓和水转连磨。南北朝时，綦毋怀文对灌钢法进行了重大改进和完善。北宋时期，苏颂、韩公廉制成带有擒纵机构的水运仪象台。南宋时期，中国已有水转大纺车。1350年，意大利的丹蒂制成机械钟，以重锤下落为动力，用齿轮传动。1650年，德国的盖利克发明真空泵，1654年他在马德堡演示了著名的马德堡半球实验，首次显示了大气压的威力。1656 ～ 1657年，荷兰的惠更斯创制单摆机械钟。17 世纪，荷兰的列文虎克做出了早期最出色的显微镜。
第2篇为人类进入了蒸汽机时代。18世纪60年代，第一次工业革命在英国爆发。1764年，纺织工哈格里夫斯发明了珍妮纺织机，珍妮纺织机的出现首先在棉纺织业引发了发明机器、进行技术革新的连锁反应，揭开了工业革命的序幕。后来，在棉纺织业中出现了骡机、水力织布机等先进机器。不久，在采煤、冶金等许多工业领域，也都陆续使用了机器生产。
1785年，瓦特制成的改良型蒸汽机投入使用，它提供了更加便利的动力，得到迅速推广，大大推动了机器的普及和发展。人类社会由此进入了蒸汽机时代。蒸汽机的发明，第一次把机器的强大动力摆在了人类的面前，使人类走上了一条和以前完全不同的道路，动力源不再局限于人和牲畜。
蒸汽机的运用直接推动了各种新式机器的出现，各类工厂都有了动力源，各种工业产品的生产不再局限于人力，因此生产速度大大加快。火车有了动力机器，可以在铁轨上运行了。蒸汽轮船也投入了运行，人类在海上的航行范围变得更加宽广，也更加快捷。另外，蒸汽机的出现也使新的武器装备的制造速度大大加快。
第2分册为“电力技术革命”。19世纪，随着资本主义经济的发展，自然科学研究取得重大进展。1870年以后，各种新技术、新发明层出不穷，并被应用于各种工业生产领域，促进经济进一步发展，第二次工业革命蓬勃兴起，人类进入了电气时代。
法拉第发现的电磁感应现象，为人类利用电能提供了科学依据。19 世纪30 年代，有实用价值的发电机和电动机已经制成。直流电机供电已经取代蒸汽动力占据统治地位。电力不仅可以代替蒸汽作为工业动力，而且方便、廉价，推动了一系列新兴工业的发展，带动了一系列提升生活质量、促进社会文明发展的新技术发明。19 世纪，美国人莫尔斯发明了电报机、贝尔发明了电话、爱迪生发明了白炽灯，法国人勒普兰斯发明了电影，卢米埃尔兄弟使真正的电影诞生，意大利人马可尼发明了无线电通信技术，等等，使电力可以用于通信照明和文化娱乐。马克思曾预言：蒸汽大王在前一个世纪中翻转了整个世界，现在它的统治到了末日，另一种更加强大的革命力量——电力的火花将取而代之。
19世纪末，科学技术突飞猛进，新技术、新发明、新理论层出不穷。电力广泛应用，电灯亮起来了，电话响起来了，汽车跑起来了。19世纪80年代，德国的卡尔??本茨制造出了世界上第一辆以汽油为动力的三轮汽车。工业生产跃上了一个新的台阶，人类从蒸汽机时代进入到电气时代。
科学技术改变了人类的生活，科学技术的发展在方方面面影响着人类生活。
翻开本书，你可以了解科学家们攀登科学高峰的坚忍不拔的精神，为科学技术贡献毕生精力的高尚情操。通过这些故事我们了解到，每一次工业革命中科技的发展都要靠许许多多科学家和劳动人民的智慧积累。科学的成就是一点一滴积累起来的，唯有长期的积累才能由点滴汇成大海。
创造发明是没有止境的，无数的科学家和劳动人民，前赴后继，不停地进行着发明创造，为人类造福，推动人类社会进步。创造发明是人类社会进步的阶梯。科学技术发展史是人类认识自然、改造自然的历史，也是人类文明史的重要组成部分。当人类可以飞往宇宙空间，当机器人问世，当智能家电进入万千家庭，大家感慨科学技术改变了人类的生活，让我们的生活更加丰富，科学技术也改变了世界，使人类进入了一个全新的科技时代。
今天科学技术的应用遍及各个方面，并蓬勃发展着，科学家们正在为以人工智能、清洁能源、机器人技术、量子信息技术以及生物技术为主的全新技术革命谱写着新的篇章。
“机械发明的故事（升级版）”是介绍机械发明基本知识、发展历程及科学家故事的科普读物，按照两次工业革命的时间顺序，讲述了在人类历史的长河中科学家们伟大的机械发明和创造带给人类一次又一次震撼的故事。它还是有关机械知识、电学知识等一些基本知识的科普读物，融技术性、知识性和趣味性于一体，向广大青少年读者展示了一个丰富多彩的科学天地，并把这些知识用简明、通俗的语言加以描述或说明，深入浅出，同时配有大量的插图，让版面更活泼、阅读更有趣、学习更轻松。很多故事是我们熟悉的，只有将这些生 动的故事一点一滴地传递下去，才会不断地激励人们去创造、去创新，在青少年心中种下科学的种子。
科学的永恒性就在于坚持不懈地寻求，科学就其容量而言，是不会枯竭的，就其目标而言，是永远不可企及的，这也正是我们这代人面临的机遇和挑战。
本书由周湛学编著。部分插图由姜予薇、赵阳绘制。
由于编著者水平所限，书中难免存在不妥之处，恳请读者批评指正。

编著者

“机械发明的故事（升级版）”是介绍机械发明基本知识、发展历程及科学家故事的科普读物，分为“古代机械和蒸汽技术革命”和“电力技术革命”两个分册，按照两次工业革命的时间顺序描写了在人类历史的长河中科学家们伟大的机械发明和创造带给人类一次又一次震撼的故事。
本分册为“电力技术革命”。第二次工业革命的标志是电力的发现及广泛应用，本分册围绕第二次工业革命，主要介绍了电磁感应及有关应用、发现、发明（发电机、电动机、电报机、电话、无线电通信、内燃机、电灯、电梯、飞机、汽车、空调、电冰箱、电风扇、洗衣机、电影等）及科学家的故事。
本书融技术性、知识性和趣味性于一体，语言简明、通俗，深入浅出，配有大量的插图，让版面更活泼、阅读更有趣、学习更轻松，以此激发广大青少年和机械发明爱好者对机械知识的学习兴趣和探索精神。

第3篇 人类进入了电气化时代
第1章 莱顿瓶 002

第2章 富兰克林发现了电的本质 008

第3章 生物电的发现 019

第4章 给电定量的人 025

第5章 电池的发明者 032

第6章 戴维和他最伟大的发现 038

第7章 奥斯特发现了电流的磁效应 048

第8章 安培定律 053

第9章 著名的欧姆定律 057

第10章 法拉第实现了闪光的设想“磁生电” 062

第11章 电磁学中有“新大陆” 069

第12章 楞次定律 076

第13章 直流发电机的诞生 079

第14章 直流电动机的诞生 087

第15章 “电流之战”的最后赢家 096

第16章 韦伯与磁通量 101

第17章 跨过大西洋的通信电缆 105

第18章 焦耳定律与热功当量 113

第19章 电磁波的发现 119

第20章 莫尔斯和他的电报机 125

第21章 贝尔发明了电话 134

第22章 是谁打开了无线电应用的大门 147

第23章 波波夫与无线电 157

第24章 X 射线的发明者伦琴 164

第25章 内燃机的发明 172

第26章 光明之父爱迪生 180

第27章 谁发现了阴极射线 189

第28章 把电、磁、光统一起来的人 197

第29章 电气时代的拓荒者 207

第30章 电梯的发明人奥的斯 214

第31章 硫化橡胶的发明人查尔斯?? 古德伊尔 222

第32章 维尔姆发明了铝合金 226

第33章 塑料的发明者——贝克兰 229

第34章 不锈钢之父亨利?? 布雷尔利 233

第35章 编织美丽世界的合成纤维——尼龙 236

第36章 实现人飞天梦想的莱特兄弟 239

第37章 世界上第一辆汽车的诞生 247

第38章 现代汽车工业的先驱者 253

第39章 世界上第一台空调 258

第40章 发明电冰箱的故事 264

第41章 带给人们凉爽的电风扇 270

第42章 洗衣机的发明 276

第43章 电影的诞生 281


参考文献 298