Досягнення в техніці у XIX-на початку XX ст.
1887 р. Генріх Герц відмітив, що якщо світло електричної іскри одного розрядника падає на негативний електрод сусіднього, то проходження іскрового розряду значно полегшується. У 1888 р. Вільгельм Гальвакс (1859-1922) встановив, що негативно заряджена металева пластинка втрачає свій заряд при освітленні її променями іншої лампи. Російський учений Л.Г. Столстоп (1839-1896) докладно досліджував всі ці явища і показав, що сила що виникає 1 струму залежить від інтенсивності освітлення і від довжини хвиль світла. Досліджуючи явище фотоелектричного ефекту, Столетов ще не знав, що в його дослідах л од дією ультрафіолетового світла з металу вириваються негативні електричні заряди, які раніше спостерігав Крукс в розрядній трубці і які Степів назвав електронами. Остаточна атомна будова електричних зарядів було доведено тільки в 1911 р. дослідами американського ученого Міллікєна (1868-1953). Відкриття і дослідження електронів, їх взаємодії і рухи зіграли величезну роль в історії вчення про речовину. В кінці XIX ст. було остаточно встановлено, що заспіваний випромінюється і поглинається електронами, що входять до складу атома речовини. Розвиток вчення про електромагнітне поле, відкриття електрона, встановлення електричної структури атома привели до синтезу цих досягнень в так званій електронній теорії, що склалася в кінці XIX - початку XX вв. Основи цієї теорії містилися в роботах видатного голландського ученого Г. Лоренца (1853-1928), резюмовані І книзі "Теорія електронів" (1909г). 2.3. СвітлотехникаНове в області світлотехніки. прогрес в поліграфії. Створення фотографії.Нові методи отримання вогню і зміна способів освітлення До винаходів, що зіграли велику роль в тих, що розглядаються період, відноситься нові способи освітлення, друкарська машина і фотографія. Відкриття штучного добування вогню з'явилося одним з найбільших подій в історії людства, що сприяли корінному перетворенню умов людей. Стародавні методи отримання вогню тертям і висіканням протягом тисячоліть залишалися без зміни. Тільки у XVIII ст. були зроблені відкриття, що дозволили по-новому здобувати вогонь, значно спростивши і прискоривши цю операцію. У 1825 р. винахідник Д. Купер з Лондона почав виготовляти "кам'яні сірники" з головкою з суміші сірі і білого фосфору. У 1827 р. англійський аптекар Д. Балкер запропонував виготовляти сірники з головкою, змоченою сумішшю сірчистої сурми з хлористим калієм. Над створенням сірчаних сірників працював також і угорець Іріні. У 1833 р. німець Каммерер розробив технологію виробництва сірників з головками з жовтого фосфору, легко займистими при незначному терті. Проте такі сірники при вживанні були дуже небезпечні, тому жовтий фосфор був замінений червоним. С1848 р. в Швеції, а потім і в інших країнах в масовій кількості почали проводити так звані "шведські", або безпечні, сірники, в яких фосфор наносився не на головку сірника, а разом з іншими речовинами на поверхню сірникової коробки. З того часу був знайдений легкий, дешевий і простий спосіб отримання вогню. У першій половині XVII ст. навчилися виготовляти литі сальні і воскові свічки у формах. У 1817 р. почали з'являтися стеаринові. а в 1837 грамів - парафінові свічки. Великим досягненням був винахід в 1834 р. плетеного гніту, застосуванні якого поз полив про значно зменшити кіптяву я продовжити термін служби свічок. На першу половину XIX ст. відноситься поява масляних (а пізніше і гасових) ламп з склом. Принцип дії такої лампи був заснований на використанні явища капілярності, під впливом якої горюча рідина з резервуару, що знаходиться внизу, піднімається по гніту вгору, в зону горіння, де випаровується і горить. На початку XIX ст. У 1783--1785 рр. голландський аптекар Ян Мінкеларс проводив досліди по застосуванню газового освітлення. Найвдаліше застосував газ для освітлення англієць У. Мердок в 1792 р., що використав його для освітлення заводів Уатта і Болтона, але широке використання цього виду освітлення стало можливим тільки після винаходу задовільних газових пальників. У 1805 р. робочий Стопі в Англії винайшов метеликовий пальник для спалювання газу, яку винахідник Д. Нільсон значно удосконалив в 1820 р. Незабаром після застосування газу для освітлення приміщень почалися досліди по його використанню для освітлення вулиць. У 1808 р. англійцем Ф.А. Віпзором був проведений перший досвід газового освітлення вулиць; декілька газових ліхтарів задоволено довго освітлювали одну з вулиць Лондона. Проте тільки в 1813-1814 рр. вдалося налагодити задовільне вуличне газове освітлення Лондона. З того часу газ почав застосовуватися для освітлення і інших міст. У 1825 р. він був використаний для вуличного освітлення Берліна, а в 1833 г. - Відня. У Росії газ для освітлення застосовувався спочатку па деяких промислових підприємствах. У 1835 р. було введено вуличне газове освітлення в Петербурзі, в 1865 р. газове освітлення з'явилося па вулицях Москви. Застосування газового освітленні і виробничих умовах дозволило капіталістам подовжити і без того великий робочий день. Газове освітлення настільки увійшло до життя багатьох країн, що довгий час конкурувало з електричним освітленням, практичне, якому належало на початку 70-х років XIX ст. Технічний прогрес в поліграфії.Кінець XVIII - початок ХIХ ст. ознаменувався великими змінами і техніці книгодрукування. Технічний прогрес в області поліграфічної справи йшов в основному у напрямі механізації друкарського і набірного процесів, а також створення нових способів книгодрукування і літографії. Першу практично придатну друкарську машину створив німецький винахідник Ф. Кеніг в 1812-1814 рр. У друкарській машині Кеніга плоска плита для притисненні паперу до форми була замінена металевим циліндром. Крім того, Кеніг механізував і нанесе і" фарби на форму. Ці машини, що отримали назву плоськопечатних, дозволили значно підняти продуктивність друкарського процесу. Якщо на ручному друкарському верстаті можна було отримати на бланку 100 відтиснень в годину, то друкарська машина Кеніга робила понад 800 відтиснень. В середині XIX ст. з'явилися друкарські машини, окремі конструкції яких з деяким удосконаленням збереглися до наших днів.1803 р. винахідником У. Буллоном в США була побудована перша ротаційна друкарська машина, що друкувала на "нескінченному" паперовому полотні, змотаному н рулон. У першій половині XIX ст. було винайдено набірні машини різних конструкцій, що значно підвищили продуктивність праці складача. Навіть недосконалі набірні машини дозволили піднятий!, продуктивність праці в 3-4 рази. Перші набірні. машини були створені в Англії Б. Фостером (1815 грама), і У. Чергем (1822 р). У цих машинах були механізовані операції витягання літер нз спеціального сховища і установки їх і ряд - рядок. Видатну роль в розвитку набірних машин цього типу зіграв винахід російського механіка П.П. Клягипського (близько 1839-1877). У 1866-1807 рр. він створив оригінальний "автомат-складач", що складається з двох апаратів. У одному з них виготовлялася "депеша" - паперова стрічка, на якій текст, що набирає, фіксувався у вигляді комбінацій отворів, причому кожній букві плі знаку відповідала визначений нам їх комбінація. Другий апарат представляв власне набірну машину, основною частиною якої був "", що автоматично розшифровував "депешу" і що регулював надходження в набір потрібних літер. Важливим етапом в розвитку механізованого набору з'явилося створення матрицевибивальної машини, рельєфні штампи і якою при натисненні спеціальних пристроїв (клавішею) видовбували на спеціальному картоні поглиблені зображення букв і знаків, після чого по матрицях відливали необхідні форми. У 70-х роках XIX ст. велику роль в створенні матрицевибивальних машин зіграли роботи російських винахідників І.Н. Лівчака і Д.А. Тімірязева. Ідеї, покладені в основу матриці вибивальних машин, були використання при створенні досконаліших наборно-отливних машин, пріметшие яких з'явилося характерною особливістю поліграфії кінця XIX ст. У цей період були зроблені перші спроби створення наборно-друкарської машини, що поєднувала в собі набірні машини, що пишуть. Перші зразки її були побудовані в 1870 р. російським винахідником М.І. Алісовим (близько 1830-1898). "Скородруківник" Алісова працював із швидкістю 80-120 знаків в хвилину. Для розвитку наборно-друкарських машин велике значення мало створення працездатної машинки, що писала, призначеної для політерного друкування тексту за допомогою рельєфних букв, що приводяться в рух системою важелів. Перша модель її була виготовлена в 1867 р. в США До. Шолсом. Ця машинка, що набула поширення під назвою "ремінгтон", мала закритий шрифт, що не дозволяв під час роботи бачити друкарський текст. Проте практично придатні манишки, що пишуть, були створені лише в кінці XIX ст. З того часу вони міцно увійшли до життя. Нарешті, слід зазначити, що в цей час з'явилися і нові способи книгодрукування, наприклад літографія. Літографія була винайдена в 1796-1798 рр. в Германії А. Зенефельдсром (1771 - 1834). При літографічному способі відтиснення виходять в результаті перенесення фарби під тиском з плоскої (нерельєфною) друкарської форми безпосередньо на папір. Цей спосіб широко застосовувався в першій половині XIX ст. Для відтворення картин, виконань книжкових і журнальних ілюстрацій і тому подібне В Росії вже в 1803 р. академік В.М. Севергі в "Санкт-петербурзьких відомостях" надрукував перше повідомлення про літографію, а в 1810 р. в Петербурзі було відкрито перше літографське підприємство. Технічний прогрес в поліграфії дозволив значно підняти продуктивність друкарських процесів і, таким чином, поліпшити якість видаваних журналів і газет, а також колосально збільшити їх тиражі. Як всяке видатне технічне досягнення, поліграфія була використана буржуазією в її боротьбі за політичне і економічне панування. Газети, журнали і книги, що випускалися в капіталістичних країнах в мільйонних екземплярах, були і є знаряддям буржуазної пропаганди. Проте в той же час поліграфія дала і пролетаріату могутня зброя, що сприяла розповсюдженню ідей наукового комунізму. У першій половині XIX ст. було зроблено ще одне найбільше технічне відкриття - винайдена фотографія. Її поява - прямий наслідок успіхів фізики і особливо хімії. Суть фотографічного процесу зводиться до того, що з предмету або групи предметівФотографія пройшла довгий і складний шлях. Людям давно був відомий спосіб копіювання зображень, що утворюються в ящику спеціального пристрою. Цей спосіб полягав в наступному: якщо в одній із стінок темної кімнати або коробки виконати невеликий отвір і розташувати перед ним освітлений предмет, то на протилежній стіні утворюється про тон відображення цього предмету. Коли була досягнута висока якість світлових зображень, встало нове завдання - постаратися утримати ці зображення. У цьому на допомогу прийшла хімічна дія сонця, тобто здатність сонячних променів змінювати колір деяких речовин. Грунтуючись па цій властивості, винахідники і учені скоро прийшли до думки, що якщо покрити матове скло камери-обскура якою-небудь світлочутливою речовиною, то можна як би віддрукувати світлове зображення. У XVIII ст. хіміки мали в своєму розпорядженні вже досить великий запас таких світлочутливих речовин. У 1802 р. англійські учені Т. Веджвуд і г. Деві відкрили світлочутливість паперу, просоченого солями срібла. Все це підготувало подальші успіхи в області фотографії. У 1811. р. француз Жозеф-Нісефор Ньепс (1765-1833) зайнявся пошуками способу закріплення, отриманого камерою-обскура зображення. Незалежно від робіт Ньепса, над проблемою відображення світлових зображень займався французький художник Луї-Жак Дагерр (1787-1851). Випадково дізнавшись, що Ньепс працює вже декілька років над тією ж проблемою, Дагерр запропонував йому працювати разом. У 1833 р. Ньепс помер, а в 1839 р. Дагерр, продовжуючи працювати, винайшов свій спосіб фотографування. Спосіб Дагерра відрізняється від способу Ньепса тим. що як світлочутлива речовина він замість асфальту, використаного Ньепсом, застосував йодисте срібло. Приховане зображення, отримане на світлочутливій речовині, Дагерр проявляв, діючи парами ртуті на йодисте срібло. Цим Дагерр добився більшої швидкості отримання зображення і забезпечив точніше відтворення самого зображення.1Протягом подальших десятиліть процес фотографування ускладнювався і удосконалювався. Французький винахідник Ньепс де Сен-Віктор (1805-1870) замінив папір для негативу абсолютно прозорим склом. У 1847 р. він ввів у фотографію перші фотопластини на склі, світлочутливий шар яких складався з йодистого срібла в Альбуміні. Скляний негатив володів рядом переваг в порівнянні з паперовим, головним з яких були чистота і ясність фотографічних відбитків. Скляні негативи застосовуються у фотографії і до теперішнього часу. Вельми успішно в 40-х роках ХТХ ст. над удосконаленням дагерротеплого способу фотографії працював російський винахідник А.Ф. Греків. Він запропонував оригінальний спосіб фотографування па металевих пластинках. Перші російські фотографи С.Л. Льовіцкий, Л.І. Денвер, Д.С. Гілахов, М.Б. Туліков і ін. були не тільки майстерними майстрами фотографії, але і були талановитими винахідниками оригінальних технічних прийомів у фотографії. В результаті творчої роботи винахідників і учених в різних країнах світу фотографія на початок 70-х років ХТХ ст. міцно увійшла до життя, стала невід'ємною приналежністю науки, мистецтва, промисловості. РОЗДІЛ 3. Розвиток техніки і побудова машин в XIX-на початку XX ст. 3.1. Металодобуваючи і гірничі машиниТехнічною переозброєння металургії завершилося винайденому прокатного стану, призводить в дію паровою машиною, а також створенням парового молота. Тому у міру розвитку техніки виникла необхідність в додатковій операції плющенню. Впровадження прокатних станів в металургію почалося із початку XIX ст. ст. При пудлінгуванні для обжигу шлаку і ущільнення металу (криці) широко застосовувалися обтиск і кувальні молоти. На початку XIX ст. для цієї мети використовувалися недосконалі, так звані ричажні, мелені. Відомий англійський механік Несміт в 1839 р. сконструював новий молот. Це у багато разів збільшило його потужність. Паровий молот був широко використаний в металургійній промисловості. До 60-м рокам XIX ст. технічний переворот в металургії був завершений. Технічний прогрес сприяв різкому збільшенню виробництва металу. Якщо за два сторіччя - з 1500 до 1700 г. - світова виплавка чавуну виросла приблизно з 60 тис. т до 104 тис. т, тобто в 1,7 разу, а за весь XVIII в. - з 104 тис. т до 278 тис. т (1790 р), тобто в 2,67 разу, то за 80 подальших років - з 1790 по 1870г. - виплавка чавуну досягла 12 млн. т, що в 43 рази більше, ніж в 1790 р. Зростання машинобудування, парової енергетики, металургії, будівництво залізниць, розширення капіталістичної торгівлі і пов'язаного з нею грошового звернення колосально збільшили попит на найрізноманітніші продукти гірничої справи. Металургія л зв'язку з перекладом доменного процесу на мінеральне паливо вимагала величезних кількостей залізняку і кам'яного вугілля. Величезний вплив на гірничу справу зробила парова машина. Поява і застосування її привело до крупних зсувів до всіх ланках сурм техніки, розпочинати від розвідки корисних копалини і кінчаючи їх збагаченням. Її вплив позначався на конструкції багатьох машин, які були створені в цей період в гірничій промисловості (вентилятори, компресори, перфоратори). У всіх цих машинах панує принцип поворотної поступальної ходи, тобто принцип, якнайповніше використовуваний в поршневій паровій машині.Зростання парової енергетики, подібно до металургії, створюючи великий попит на кам'яне вугілля, стимулював розвиток однієї з самих основних галузей гірничої справи - кам'яновугільної промисловості з таблиці видно, що характерною особливістю цього періоду було безперервне зростання видобутку викопного вугілля. Кам'яновугільна промисловість була найрозвиненішою галуззю гірської справи. Домінуюче значення кам'яновугільної промисловості в перший період машинного капіталізму було далеко не випадковим, Ст.11. Ленін указував, що розвиток промисловості, що дає паливо, - необхідне і надзвичайно характерна умова зростання великої машинної індустрії. Розвиток гірничої промисловості базувався на її технічному переозброєнні. Будівництво великої кількості копалень і шахт зажадало зміни методів проходки гірничих вироблень як вертикальних (шахтних стволів), так і горизонтальних (штреків, тунелів, штолень і ін) - У 1839 р. у Франції інженер Тріже вперше запропонував кесонний метод проходки шахтних стовбурів, який в 1841 р. був застосований при проходці стовбура вугільної шахти у водонасичених грунтах у Франції. З кінця 40-х років метод проходки шахтних стовбурів, запропонований Киндом, почав застосовуватися для розвідувального буріння. Метод Кинда був вдосконалений в 1850 р. бельгійським інженером Шадроном, що застосував спеціальні пристрої, що дозволили майже повністю зупиняти приплив води в шахту. Горизонтальні вироблення минали за допомогою буропідривних робіт, які в своєму розвитку зазнали великі зміни. Був винайдений новий вигляд вибухових речовин, вдосконалені способи підривання, упроваджені ефективні засоби буріння шпурів. Розвиток військової техніки привів до винаходу могутніх вибухових речовин: піроксиліну і нітрогліцерину. Піроксилін був відкритий X. Шенбейном в 1846 р., а нітрогліцерин - А. Собреро в 1847 р. Практично нітрогліцерин почав застосовуватися після того, як росіяни учені Н.Н. Зісіп и В.Ф. Петрушевський провели починаючи з 1854 р. ряд дослідів по його використанню. У 1867 р. А. Нобелем був винайдений динаміт. З 70-х років XIX ст. почало застосовуватися піроксилін. Оскільки застосування відкритого вогню для займання порохових зарядів приводило до частих катастроф в копальнях і шахтах, в 1830 р. був запропонований вогнепровідний, або бікфордів, шнур, що дозволив значно понизити небезпеку вибухових робіт. Проте тільки винахід і впровадження в кінці XIX ст. електричного підривання в гірській справі дозволив забезпечити безпеку вибухових работ1. Відомо, що на швидкість ведення робіт великий вплив робить спосіб буріння шнурок. Тривалий час буріння шпурів здійснювалося вручну. Перші спроби створення ударних перфораторів (бурильних молотків) відносяться на початок XIX ст. Спочатку був створений ударний перфоратор (перфоратор Іордана). У першій половині XIX ст. було створено: перфоратори, що приводяться в дію парою і водою. У 1849 р. вперше такий перфоратор сконструював американець Коуч, використавши при цьому елементи поршневої машини. Перший пневматичний перфоратор був створений в 1857 р. французьким інженером Соммелье. Це був перфоратор ударного типу. Хоча перші перфоратори для буріння і були винайдені на початку ХIX ст., проте в гірничій справі вони довго не отримували розповсюдження. Механізоване буріння шпурів обходилося в два рази дорожче.1. Вперше досліди по застосуванню електричного підривання мін провів в 1812 р. П.Л. Шиллінг. Але в гірничій справі цей спосіб підривання набув поширення. значно пізніше - в кінці XIX - початку XX ст.Основний процес видобутку вугілля - його виїмка - в першій половині XIX ст. проводився уручну - кайлом і обушком, іноді використовувалися буропідривні роботи. В цей час робилися тільки перші спроби механізувати цю найбільш трудомістку операціюВрубова машина була заснована на принципі дії ударного перфоратора. Врубова машина ударного типу конструкції інженера Шрамма була змонтована на візку, який під час роботи закріплювався перед забоєм. Цей перфоратор міг переміщатися уздовж забою і подаватися вперед. Пізніше була зроблена спроба використовувати для врубу принцип свердлення свердлувальна бурова машина Нейбурга). Найбільш ефективними виявилися врубові машини, в яких використовувався принцип дискової пили. Дискова врубова машина була запропонована англійським інженером Уорінгом. Різання вугілля здійснювали за допомогою зубків, насаджених на диск. Цю машину применяли для виробництва горизонтальних врубів. Практично дискова врубова машина була освоєна в Англії в 1802 р. Кращою врубовою машиною в 70-х роках XIX ст. була пневматична машина Вінстлея.
