Квантовый светоч: История одного из самых важных изобретений XX века - лазера. Неоновая лампа год изобретения


История науки: да будет неоновый свет!. Технические науки

9 ноября 1911 года была запатентована неоновая реклама. Indicator.Ru рассказывает о том, благодаря кому появились красные огни ночного Парижа, загоревшиеся затем по всему миру, об истории самого изобретения и о получении денег из воздуха.

Отец неоновой рекламы и «французский Эдисон», Жорж Клод родился в 1870 году и поначалу даже не помышлял ни о неоне, ни о сияющих вывесках. Он окончил Высшую школу промышленной физики и химии в Париже, после чего поменял много постов: инспектора по электричеству на кабельной фабрике, лабораторного менеджера по электрическим работам, издателя и автора журнала «Электрическая искра».

Еще в 1896 году ученый понял, что использование бутилированного ацетилена для освещения опасно, так как он может взорваться под давлением, и придумал способ хранения его в ацетоне, но дальше этого его изобретения пока не пошли.

Другой идеей Клода был поиск дешевого способа сжижение воздуха. Изобретатель буквально собирался получать из него деньги, продавая баллоны сжиженного кислорода больницам и сварщикам. Для этого он со своим университетским товарищем Полем Делормом открыл фирму «Жидкий воздух» со стартовым капиталом в 7500 франков. К 1902 году их метод позволил получать кислород и азот в промышленных количествах. Только Клода раздражали инертные газы (аргон, неон, криптон, ксенон и др.), которые образовывались как побочные продукты этой реакции.

И тут Жорж Клод вспомнил об опытах ученых, которые создавали светильники, принцип работы которых был основан на прохождении электрического заряда через газ. Такие светильники были изобретены еще Генрихом Гайслером в середине XIX века, но из-за низкой надежности и склонности газов вступать в реакции с материалом электродов рассматривались скорее как диковины, чем как полезное изобретение. В 1898 году (как раз в год открытия неона) газосветные лампы, сконструированные Даниэлем МакФарланом Муром, служащим фирмы General Electric, были установлены на часовню на Медисон-сквер-гарден в Нью-Йорке. «Трубки Мура» были самым удачным из экспериментов с наполнением газосветных ламп: СО₂ внутри давал равномерное свечение, а длина такой лампы могла достигать шести метров. Однако вся конструкция имела существенный недостаток: углекислый газ также вступал в реакцию с веществами электродов, и лампу требовалось часто заправлять.

Инертные же газы, которые были отходами производства Жоржа Клода, на то и инертны, чтобы неохотно вступать в химические реакции. Парижский изобретатель ради интереса попробовал наполнять лампы инертными газами под низким давлением. Результат впечатлил его и его друзей: лампы начинали светиться яркими цветами в зависимости от газа. Так, аргон горел голубым, а неон — красно-оранжевым. Как выяснилось позднее, все благородные газы имели свой цвет.

Знакомый Клода Жан Фонсекью, увидев неоновые огни, предложил использовать подобные светильники в качестве наружной рекламы. Первой публичной демонстрацией светящихся трубок стало освещение на парижском автомобильном шоу в декабре 1910 года, в 1911 году технология была запатентована, а в 1912 году первой светящейся рекламой обзавелась небольшая парикмахерская на бульваре Монмартр.

Еще несколько лет спустя, в 1915 году, Клод запатентовал новые электроды с увеличенной сопротивляемостью коррозии, которые дольше служили на улице. В 1919 году сине-красными огнями светилась Парижская Опера. Технология возникла в самый удачный для нее момент. Новые светильники, произведенные Клодом, использовались для рекламы пишущих машинок Remington, сигарет Lucky Strike, батареек Eveready, автомобилей Packard и других крупных клиентов. Поскольку поставлять стеклянные трубки с газом за океан было сложно, Жорж Клод начал продавать лицензии на производство неоновой рекламы.

В 1930-х годах патенты начали истекать, что породило волну конкуренции. Стали появляться все новые и новые цвета вывесок (помимо разноцветных газов, этого эффекта позволяло достичь нанесение люминофора на внутренние стенки трубок). Сам же изобретатель занялся другими проектами, в частности поиском способа использования термальной энергии океанов — выработки электричества за счет разницы температур между глубинными и поверхностными слоями вод (именно этот принцип использовался на подлодке «Пионер» в советском научно-фантастическом романе «Тайна двух океанов»). Первые установки Клода и его друга и наставника Жака Арсена д’Арсонваля были сконструированы и размещены на Кубе и на побережье Бразилии.

indicator.ru

История неоновой вывески — АртЛегенда

История неона начинается в древнем 1675 году, задолго до начала эры электричества, когда французский астроном Жан Пикар обнаружил слабое свечение в трубке ртутного барометра. Когда трубку трясли, появлялся свет, который назвали «барометрическим», но причину света (статическое электричество) в те времена объяснить не могли.

Но не смотря на то, что причина барометрического света не была понята, он был открыт. Позже, когда было открыто и исследовано электричество, ученые смогли продвинуться вперед в открытии новых способов излучать свет.

Электрические газоразрядные лампы

В 1855 году были изобретены трубки Гейслера, названные в честь Генриха Гейслера, немецкого стеклодува и физика. Важность трубок Гейслера была в том, что после того, как были изобретены электрические генераторы, многие изобретатели начали проводить эксперименты с трубками Гейслера, электрической энергией и различными газами. Когда трубку помещали под слабое давление и давали электрический ток, газ начинал светиться.

К 1900 году, после годов экспериментов, в Европе и США было изобретено несколько различных типов газоразрядных (или паровых, как их тогда еще называли) ламп. Попросту говоря, газоразрядная лампа представляет собой устройство, состоящее из прозрачного контейнера, внутри которого газ находится под электрическим напряжением и оттого начинает светиться.

Жорж Клод — изобретатель первой неоновой вывески.

 

Неон был открыт Уильямом Рэмси и М.В. Траверсом в 1898 году в Лондоне. Слово «неон» происходит от греческого «neos» и означает «новый газ». Неон — это редкий газообразный элемент, присутствующий в атмосфере в пропорции 1 к 65000. Его получают путем сжижениея воздуха и отделения от других газов с помощью фракционной дистилляции.

французский инженер, химик и изобретатель Жорж Клод был первым человеком, применившим электрический разряд к герметичной трубке с неоном (1902), чтобы создать лампу. Он продемонстрировал неоновую лампу публике в 1910 году.

Жорж Клод запатентовал свое изобретение. В 1923 он и его французская компания «Claude Neon» представили неоновые вывески в Соединенных Штатах, продав автосалону Packard две вывески с надписью «Packard» за $24000.

Неоновые огни очень быстро стали популярным видом наружной рекламы сначала в США, а затем и во всем мире. Видимые даже в дневном свете, первые неоновые вывески заставляли людей останавливаться и рассматривать этот «жидкий огонь».

www.ads.artlegenda.ru

Жидкий огонь: история неоновой вывески

Сегодня, когда целые фасады зданий вибрируют, светятся и буквально трансформируются в мгновение ока, удивить кого-то технологическими новшествами в этой сфере трудно. Еще сто лет назад, впрочем, все было совсем иначе – первые неоновые вывески не просто завораживали, они шокировали.

Предыстория

Несмотря на то, что первая неоновая вывеска была запатентована чуть больше ста лет назад, в 1915 году, ее история началась гораздо раньше. В далеком 1675 году, когда об электричестве не было и речи, французский астроном Жан Пикар обнаружил слабое свечение в трубке ртутного барометра – этот загадочный свет получил название «барометрический». О статическом электричестве, разумеется, в то время никто не знал, и объяснить свечение астроном не смог. Как не смог и никто другой – это, впрочем, не помешало светлым умам человечества заинтересоваться чудесным светом и бросить силы на его изучение. Серьезный рывок, впрочем, произошел только почти два столетия спустя, когда в 1855 году немецкий физик-стеклодув Генрих Гейслер изобрел трубку, которая стала прообразом газоразрядных (или паровых, как их тогда еще называли) ламп.

Множество экспериментов в разных концах света с появлением электричества усовершенствовали устройство: внутрь прозрачного сосуда загоняли газ, и под электрическим напряжением он начинал светиться.

Первая неоновая вывеска

Редкий газообразный элемент – неон – был открыт Уильямом Рэмси и М.В. Траверсом в 1898 году в Лондоне, но вот использовать его в герметичной трубке с электрическим зарядом придумал французский изобретатель Жорж Клод. Первую неоновую лампу он сделал в 1902 году, в 1910 – продемонстрировал ее широкой общественности. Пять лет спустя изобретение было запатентовано и создана компания Claude Neon Lights, Inc. Клод поделился открытием со своим знакомым, Жаном Фонсекью, и тот предложил использовать лампы для изготовления рекламных вывесок. Новое изобретение опробовали в 1912 году на фасаде небольшой парикмахерской на Монмартре.

В 1920-х годах в мире случился настоящий бум рекламы, и неоновые вывески оказались очень кстати. Самым предприимчивыми оказались американцы: они стали примерять светящиеся надписи даже к самым крохотным лавочкам. Первая неоновая вывеска, появившаяся за пределами Франции, украсила фасад американского автосалона Packard, и дело пошло. Жорж Клод стал продавать лицензии на изготовление неоновых вывесок по всему миру, получая по сто тысяч долларов за каждую – это позволило развивать перспективный бизнес в полную мощь. Потрясенные люди стали называть новые вывески «жидкий огонь» и останавливались взглянуть на них даже днем. Имя изобретателя тоже стало практически нарицательным: выражение «неон Клода» так часто использовали, что вскоре американцы решили, что легендарного француза так и зовут – Неон Клод. На деле же название редкого газа произошло от греческого neos, что означает «новый».

Неоновые вывески в СССР

В 1920-30-е года СССР переживал не лучшие времена – было не до рекламы, и первая неоновая вывеска появилась только в 1931-м году. Никакого рекламного бума в стране не предвиделось, и неоном стали обозначать кинотеатры и парки. Долгое время в СССР светились всего три вывески: «Сад» над одним из московских парков, а также «Палас» и «Центральный», которые обозначали городские кинотеатры.

Фото: «Советский леттеринг» (vk.com/soviet_lettering)

Серьезное производство неоновых вывесок началось только в 1960-х годах. Изготовление неоновой рекламы было возложено в основном на рекламные комбинаты, в штате которых были художники-дизайнеры и целые оборудованные для этой цели цеха. Крупные заводы (например, ленинградский «Газосвет») работали на этом поприще вместе с небольшими мастерскими, и вскоре почти вся реклама в центральных городах Союза была неоновой: светящиеся вывески украшали фасады универмагов, кинотеатров и ресторанов. «Универсам», «Гастроном», «Бакалея» светились желтыми, зелеными и красными цветами и привлекали внимание всех прохожих.

design-mate.ru

Ответы@Mail.Ru: Кто придумал неоновую рекламу?

Изначально парижанин Жорж Клод даже и не думал о неоне, а тем более о рекламе. Он родился 24 сентября 1870 года, а свои экспе­рименты над газами начал в самом конце XIX века, будучи инженером Парижской школы физики и химии. Жорж хотел достичь дешевого метода получения высококачественного кислорода. Однако газ никак не хотел выде­ляться в чистом виде. Он неизменно появлялся с «отходами» — инерт­ными газами. Вспомнив о заокеанских светящихся трубках, он стал — пока только ради эксперимента! — под низким давлением заполнять инертными газами запаянные стеклян­ные сосуды. Наполненные неоном трубки под действием электриче­ских разрядов светились ярким красным светом! Аргон давал голубое свечение. Предприимчивый француз тут же оценил потенциал полу­ченного результата. «Кислородный» бизнес был заброшен. Теперь ин­женерная мысль Клода заработала в ином направлении. В 1910 году он решил привлечь внимание общественности к неоновому свету и вы­ставил в Grand Palais пока еще не рекламную, а художественную ком­позицию с использованием неоновых трубок. Увидев «неземной свет» , знакомый Клода, Жак Фонсекью, предложил использовать благород­ные газы для нужд наружной рекламы. Год спустя появился патент на неоновую рекламу, а вместе с ним и фирма Claude Neon Lights, Inc.

В 1912 году предприимчивый помощник Клода продал малень­кой парикмахерской на бульваре Монмартр первую рекламную выве­ску. Еще через год неоновая вывеска Cinzano высотой около метра по­явилась на крыше одного из парижских домов. Клод тем временем старательно совершенствовал неоновые трубки, слабым местом кото­рых оставались электроды. В 1915 году он запатентовал свое самое удачное изобретение — электроды с высокой степенью сопротивления коррозии. Благодаря этому нововведению конструкция лампы значи­тельно упрощалась. Клод мечтал украшать своими лампами дома как снаружи, так и внутри, — планам помешала Первая мировая война. Но по ее окончании мир настиг рекламный бум. Неоновые вы­вески поспели как раз вовремя. В 1919 году заблистала красно-голу­бым светом Парижская опера. В этом же цветовом сочетании первая реклама появляется в США: в 1923 году представитель Packard в Аме­рике купил для рекламы автомобилей две вывески по $1250.

В результате того, что Жорж Клод стал продавать лицензии на производство неоновой рекламы за пределами Франции, уже к концу 1924 года они были распроданы по всему миру, и большей частью в США. Неон появился в Нью-Йорке, Чикаго, Лос-Анджелесе, Сан-Франциско, Детройте, Бостоне и других городах. Америка, в конце XIX века нашумевшая «трубками Мура» , в веке двадцатом постепенно возвращала себе титул мирового центра газосветного производства. В 20-е годы словосочетание «неон Клода» было настолько устойчиво, что многие американцы были уверены, что «Неон» — имя изобретате­ля. Светящиеся вывески становились все более популярными, а пере­возка хрупких стеклянных трубок из города в город была сложной и невыгодной. Поэтому в городах США стали появляться бесчисленные нелицензионные маленькие заводики по производству неоновой рек­ламы. Воодушевлению изготовителей неоновых шедевров способство­вало и то, что срок действия патентов Жоржа Клода истек к началу 1930-х годов. Появилась настоящая конкуренция, которая помогла неону расширить технические возможности рекламных вывесок. Ста­ли разрабатываться фирменные логотипы, реклама начала приобре­тать характер искусства. Помимо красного и синего появились и дру­гие цвета. Достигалось это нанесением на внутренние стенки трубок люминофорного порошка, который под действием ультрафиолета, особенно интенсивно излучаемого парами ртути в смеси с аргоном, имеет тот или иной световой оттенок в зависимости от состава. Такая технология позволяла добиться почти точного воспроизведения фир­менных цветов компаний.

otvet.mail.ru

1923 год / 5 000 изобретений XX века

Прямое оперативное вмешательство на митральный клапанПрямое оперативное вмешательство на митральный клапан, операция, провёл Е. К. Катцель.

Реклама неоноваяРеклама неоновая, появилась в г. Лос-Анджелесе, США. Изобретатель неоновой лампы француз Жорж Клод продавал первые, изготовленные на заказ неоновые надписи американскому торговцу автомобилями, который устанавливал их над салоном своего магазина. Вскоре весь бульвар Уилтшир сиял «жидкими огнями» неоновой рекламы.

СупермаркетСупермаркет, открылся в американском г. Сан-Франциско.

Телевидение электронноеТелевидение электронное, запатентовал в США Владимир Зворыкин. Система включала передающую и приёмную электрон-но-лучевые трубки. В передающей трубке применена трёхслойная двухсторонняя мишень.

Телевизионная система с оптико-механической развёрткой изображенияТелевизионная система с оптико-механической развёрткой изображения; продемонстрировал английский инженер Джон Лоджи Бэрд.

УльтрацентрифугаУльтрацентрифуга, построил шведский физикохимик Теодор Сведберг из г. Упсала. Скорость вращения её достигала несколько тысяч оборотов в минуту. Использована для определения молекулярной массы гемоглобулина и различных белков.

Фальцевальная кассетная машинаФальцевальная кассетная машина, сконструировал немецкий инженер Г. Шписс.

ФонофильмФонофильм, фильм с фотографической фонограммой, обеспечивающий нормальный звук, запатентовал американский инженер Ли де Форест. Фильм «Гавот» продемонстрирован для прессы 12 марта и 4 апреля в здании «Общества инженеров» в Нью-Йорке. В фильме мужчина и женщина танцевали под еле слышную музыку. Однако это изобретение значительно способствовало развитию кинотехники.

Фотоаппарат складывающийсяФотоаппарат складывающийся, запатентовала американская компания Kodak.

Фотопластинка с трёхцветным мозаичным растромФотопластинка с трёхцветным мозаичным растром, «Агфа-колор»; выпустила на рынок фирма Agfa.

Фотоплёнка 16-ммФотоплёнка 16-мм; изобретена американской компанией Kodak.

Холодильник электрический абсорбционный бытовойХолодильник электрический абсорбционный бытовой, изобрели шведские инженеры С. К. Мунтер и Б. Платтен. (Подобная система охлаждения используется по сей день у большинства бытовых холодильников.)

www.publicevents.ru

10 величайших изобретений Николы Теслы

Никола Тесла был человеком с огромным количеством идей. Судите сами: с именем учёного связано более трёхсот патентов. Он далеко опережал время, поэтому многие его теории, к большому сожалению, не нашли физического воплощения. Несмотря на то, что Тесла так и не получил признания от главного соперника, Томаса Эдисона, его неоспоримый талант принёс человечеству действительно полезные изобретения. Мы собрали некоторые из наиболее впечатляющих творений Николы Теслы.

Катушка Тесла

Самое зрелищное изобретение Николы Теслы

Катушка Тесла была изобретена в 1891 году. Она состояла из первичной и вторичной катушек, у каждой из которых был собственный конденсатор для запаса энергии. Между катушками находился искровой промежуток, в котором генерировался разряд электричества, способного преобразовываться в дуги, проходить сквозь тело и создавать область заряженных электронов.

Тесла был одержим мечтой беспроводной городской электрификации, что и послужило толчком к изобретению этого механизма. В наши дни катушка Тесла чаще всего используется для развлечения и популяризации науки — её можно увидеть в экспозициях естественно-научных музеев по всему миру. Однако важность данного изобретения заключается в том, что был найден ключ к пониманию природы электричества и возможности его использования.

Усиливающий передатчик

Башня Варденклифф — один из символов гения Теслы

Развивая идею передачи электроэнергии без применения проводов, Тесла решил, что лучше всего это делать на больших высотах. Именно поэтому, пользуясь финансовой помощью меценатов, он создал лабораторию в горах Колорадо-Спрингс в 1899 году. Там он построил свою самую большую и мощную катушку Тесла, которую назвал «усиливающим передатчиком». Он состоял из трёх катушек и составлял почти 16 метров в диаметре. Передатчик генерировал миллионы вольт электричества и создавал пучки молний длиной до 40 метров. На тот момент это была самая мощная молния, созданная искусственно.

Проблема заключалась в том, что Тесла был слишком амбициозен для своей эпохи: идея беспроводной передачи энергии начала воплощаться в жизнь лишь во втором десятилетии XXI века, да и то в качестве концептов и образцов. Несмотря на то, что проект всё ещё лежит за пределами повседневного использования, дальновидность изобретателя поражает. Усиливающий передатчик был предшественником Башни Тесла, или башни Варденклифф, которая, по замыслу своего создателя, должна была обеспечить мир бесплатным электричеством и коммуникацией. Тесла начал работу над проектом в 1901 году, но после того, как финансирование прекратилось, он свернул свои изыскания, а в 1915 году участок был выставлен на торги. Провал выбил землю из-под ног изобретателя: его постиг нервный срыв, и Никола Тесла объявил о своём банкротстве.

Турбина Николы Тесла

Эффективность и рациональность всегда присутствовали в творениях Теслы

В начале XX века, на заре эры поршневых двигателей внутреннего сгорания, Тесла создал свою турбину, которая могла конкурировать с двигателем внутреннего сгорания (ДСВ). В турбине отсутствовали лопасти, а топливо сгорало вне камеры, вращая гладкие диски. Именно их вращение и давало работу двигателю.

В 1900 году, когда Тесла протестировал свой двигатель, эффективность потребления топлива составила 60% (к слову, с нынешними технологиями этот показатель не превышает 42% преобразования топлива в энергию). Несмотря на безусловный успех изобретения, оно не прижилось: бизнес был ориентирован именно на поршневые ДСВ, которые и сейчас, спустя более 100 лет, остаются основной движущей силой автомобилей.

Теневая фотография

Нога гения в ботинке стала достоянием истории

В 1895 году немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген обнаружил таинственную энергию, которую он назвал «рентгеновскими лучами». Он обнаружил, что если поместить фотоплёнку между частью тела и свинцовым экраном, то получится снимок костей. Спустя несколько лет, именно снимок руки жены учёного, на котором видно костное строение конечности и обручальное кольцо, принёс Рентгену мировую известность.

При этом есть ряд доказательств того, что ещё до открытия рентгеновских лучей, Тесла знал об их существовании: его исследования были прекращены из-за пожара в лаборатории в 1895 году, который произошёл незадолго до публикации результата опытов Рентгена. Тем не менее, открытие новых лучей вдохновило Николу Теслу на создание собственной версии рентгена с использованием вакуумных трубок. Свою технологию он назвал «теневой фотографией».

Тесла считается первым человеком в США, сделавшим рентгеновский снимок собственного тела: «в кадре» оказались его ноги в ботинках. Этот снимок вместе с восторженным письмом, в котором Никола Тесла поздравлял своего коллегу с великим открытием, был отправлен Рентгену. Тот, в свою очередь, похвалил американского учёного за чёткость и хорошее качество его теневой фотографии. Эта особенность улучшенного метода внесла значительный вклад в развитие современных рентгеновских аппаратов, и её так и не удалось превзойти.

Радио

Тесла опередил Маркони, но всё же не стал отцом радио

Личность изобретателя радио по сей день является предметом ожесточённых споров. В 1895 году Тесла был готов передать радиосигнал на расстояние 50 км, но, как мы уже знаем, его лаборатория сгорела, что затормозило исследования в данной области. В то же время в Англии итальянец Гульельмо Маркони разработал и запатентовал технологию беспроволочной телеграфии в 1896 году. В системе Маркони использовались два контура, что снизило покрывающую площадь радиопередачи, а наработки Тесла могли значительно увеличить выходную мощность сигнала.

Никола Тесла представил своё изобретение перед Патентным бюро США в 1897 году и получил патент в 1900 году. В это же время Маркони попытался получить патент в США, но его изобретение было отвергнуто, так как оно слишком сильно походило на уже запатентованную технологию, принадлежащую Тесле. Испугавшись, Маркони открыл собственную компанию, находящуюся под серьёзной защитой Эндрю Карнеги и Томаса Эдисона.

В 1901 году, используя ряд патентов, принадлежащих Тесле, Маркони смог передавать радиоволны через Атлантику. В 1904 году, не имея внятного обоснования, Патентное бюро отменило своё решение и признало патент Маркони действительным, что и сделало его формальным изобретателем радио. В 1911 году итальянец получил Нобелевскую премию, а спустя 4 года, в 1915, Тесла подал в суд на компанию, принадлежащую Маркони, за незаконное использование чужой интеллектуальной собственности. К сожалению, на тот момент Никола Тесла был слишком беден, чтобы судиться с крупной корпорацией. Судебные тяжбы прекратились лишь в 1943 году, через несколько месяцев после смерти изобретателя. Тогда комиссия постановила законность его требований и оставила в силе патент Теслы.

Неоновые лампы

Ко всему прочему, Тесла изобрёл неоновые вывески

Несмотря на то, что флуоресцентный или неоновый свет не был открыт Николой Теслой, он внёс весомый вклад в улучшение технологии их получения: никто до сих пор не придумал альтернативы его катодному излучению, получаемому с помощью электродов, помещённых в вакуумные трубки.

Тесла увидел потенциал экспериментов с газовой средой, через которую проходили электрические частицы, а также разработал четыре различных типа освещения. Например, он конвертировал так называемый чёрный цвет в видимый спектр с помощью фосфоресцирующих веществ, созданных им же. Кроме того, Тесла нашёл практическое применение таким технологиям, как неоновые лампы и рекламные вывески.

На Всемирной выставке в Чикаго (также именуемой Колумбийской Экспозицией) в 1893 году, Тесла оборудовал своё выставочное место неоновыми вывесками, которые мгновенно произвели впечатление на посетителей. Идея настолько понравилась людям, что неоновые огни с тех пор стали символом мегаполисов по всему миру.

Трансформаторная подстанция гидроэлектростанции Адамса

Тесла построил первую подстанцию плотины, обуздавшей силу водопада

Комиссия по Ниагарскому водопаду находилась в поиске компании, которая в силах построить ГЭС, способную обуздать мощь водных ресурсов на долгие годы. Сначала фоворитом была фирма Томаса Эдисона, однако после того, как Тесла продемонстрировал эффективность переменного тока перед представителями компании «Уэстингхаус Электрик», выбор пал на него в 1983 году. Инженеры «Уэстингхаус» использовали наработки Николы Тесла, но большим препятствием было получение финансирования столь инновационного проекта, в жизнеспособности которого сомневались многие.

Тем не менее, 16 ноября 1896 года в машинном зале ГЭС Адамса был торжественно повернут рубильник, а станция начала обеспечивать электричеством город Буффало в штате Нью-Йорк. Позже были построены ещё десять генераторов, работающих для электрификации Нью-Йорка. Для того времени проект был поистине революционным и поставил планку для всех современных электростанций.

Асинхронный двигатель

Ещё одно изобретение Тесла, которое всё ещё используется в каждом доме

Асинхронный двигатель состоит из двух частей — статора и ротора и в работе используется переменный ток. Статор остаётся неподвижным, с помощью магнитов вращая ротор, находящийся в середине конструкции. Такой тип двигателя отличается долговечностью, простотой в использовании и сравнительно низкой стоимостью.

В 80-х годах XIX века над созданием асинхронного двигателя трудились два изобретателя: Никола Тесла и Галилео Феррари. Оба они представили свои наработки в 1888 году, однако Феррари опередил своего соперника на два месяца. При этом их исследования были независимы, а результаты идентичны, к тому же оба изобретателя использовали патенты Теслы. Асинхронный двигатель стал невероятно популярным и используется до сих пор в пылесосах, фенах и электроинструментах.

Телеавтомат

Так выглядел предок современных дронов

В 1898 году, на выставке электротехники в Мэдисон-Сквер-Гарден, Тесла продемонстрировал своё изобретение, которое он назвал «телеавтоматом». По сути, это была первая в мире радиоуправляемая модель судна. У изобретения не было патента, так как представители Патентного бюро не желали признавать существование того, что (по их мнению) не могло существовать. Никола Тесла показал несостоятельность их сомнений, продемонстрировав своё изобретение на выставке. Он дистанционно управлял рулевым винтом модели и освещением корпуса с помощью радиоволн.

Это изобретение стало первой ступенью в трёх совершенно разных сферах. Во-первых, Тесла разработал пульт дистанционного управления, который сейчас применяется в быту — от домашних телевизоров до гаражных ворот. Во-вторых, модель была первым роботом, который двигался без прямого воздействия человека. И наконец, в-третьих, сочетание робототехники и дистанционного управления позволяют назвать катер Николы Тесла прадедушкой современных дронов.

Изобретение переменного тока

Без этого изобретения Теслы современный мир выглядел бы иначе

Не подлежит сомнению тот факт, что наиболее важные изобретения Николы Теслы связаны с переменным током. Хоть изобретатель и не является пионером в этой области, его изыскания позволили провести электрификацию на мировом уровне.

Говоря о том, как переменный ток завоевал мир, нельзя не упомянуть имя Томаса Эдисона. На заре своей деятельности, Тесла трудился в компании своего будущего соперника. Именно фирма Эдисона первой стала работать с постоянным током. Переменный ток схож по характеристикам с батареями, так как посылает энергию на носители вне контура. Проблема в том, что сила тока постепенно ослабевает, а это делает невозможным перемещение электричества на большие расстояния. Эту задачу решил Тесла, работая с переменным током, который позволяет перемещать электричество от источника и обратно, а также покрывать огромные расстояния между объектами.

Томас Эдисон осуждал Николу Теслу за его исследования в области переменного тока, считая их бессмысленными и бесперспективными. Именно эта критика послужила поводом для того, чтобы пути двух изобретателей разошлись навсегда. Пока Тесла был безработным и перебивался на случайных заработках, он не мог собрать средства для создания собственной компании. Прошлые успехи привлекли к его работам внимание Джорджа Уэстингхауса, инженера и бизнесмена. Он выкупил все патенты Николы Теслы, связанные с переменным током.

Поворотным моментом в истории электричества можно назвать тендер на установку освещения Всемирной выставки в Чикаго в 1983 году, в котором участвовали фирмы Эдисона и Уэстингхауса. Первый предложил электрифицировать экспозицию за 554 тысячи долларов, а второй обещал сделать это за 399 тысяч долларов, что и дало ему победу и контракт, а затем и успешное воплощение обещанного в жизнь, тем самым обеспечив переменному току светлое будущее. И снова благодаря великому гению Николы Теслы.

Все эти изобретения ещё раз доказывают, что, в первую очередь, Тесла был мечтателем, который не боялся сойти с протоптанной тропы классической науки и мыслить шире установленных в то время рамок. Кто знает, в каком бы веке мы сейчас жили, не будь Тесла одержимым новыми идеями практиком?

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

www.publy.ru

Квантовый светоч: История одного из самых важных изобретений XX века - лазера

В 1902 году французский химик Жорж Клод изобрел, а в 1910 году показал публике неоновую лампу. Через пару лет какой-нибудь любознательный умелец уже вполне мог бы приделать к ней боковые зеркала и при большом везении методом проб и ошибок изготовить примитивный лазер. Тогда история техники могла бы сложиться иначе.

Но мысль исследовать газовые разряды ради наблюдения вынужденного излучения в те времена никому не пришла в голову — ведь ученые даже не подозревали о его существовании.

А в 1913 году Альберт Эйнштейн высказал гипотезу, что в недрах звезд излучение может генерироваться под действием вынуждающих фотонов. В классической статье «Квантовая теория излучения», опубликованной в 1917 году, Эйнштейн не только вывел существование такого излучения из общих принципов квантовой механики и термодинамики, но и доказал, что оно когерентно вынуждающему излучению (то есть имеет одинаковое направление, длину волны, фазу и поляризацию). А спустя десять лет Поль Дирак строго обосновал и обобщил эти выводы.

Первые эксперименты

Работы теоретиков не остались незамеченными. В 1928 году Рудольф Ладенбург, директор отдела атомной физики Института физической химии и электрохимии Общества кайзера Вильгельма, и его ученик Ганс Копферманн экспериментально наблюдали инверсию населенностей (см. врезку «Квантовое усиление света»), причем именно в опытах с неоновыми трубками. Но вынужденное излучение было очень слабым, и различить его на фоне спонтанного излучения было сложно. До лазера оставался лишь шаг: чтобы усилить вынужденное излучение, в среду необходимо ввести положительную обратную связь, то есть поместить ее в резонатор. Но для этой идеи время еще не настало.

Мало кто занимался усилением оптических сигналов с помощью вынужденного излучения и в 1930-е годы. Наиболее серьезной работой по этой теме была докторская диссертация москвича Валентина Фабриканта, опубликованная в 1940 году. В 1951 году В.А. Фабрикант, Ф.А. Бутаева и М.М. Вудинский подали заявку на изобретение нового метода усиления электромагнитного излучения, основанного на использовании среды с инверсией населенностей. К сожалению, эта работа была опубликована лишь через 8 лет и мало кем замечена, а попытки построить действующий оптический усилитель оказались бесплодными — опять-таки из-за отсутствия резонатора. В 1957 году Фабрикант и Бутаева даже наблюдали квантовое усиление световых волн в опытах с пропусканием электрических разрядов через ртутные пары, однако это так и осталось их личным достижением.

Путь к созданию лазера был найден не оптиками, а радиофизиками, которые издавна умели строить генераторы и усилители электромагнитных колебаний, использующие резонаторы и обратную связь. Им-то и было суждено сконструировать первые квантовые генераторы когерентного излучения, только не светового, а микроволнового.

Мазеры

Возможность создания такого генератора первым осознал профессор физики Колумбийского университета Чарльз Таунс. Эта мысль осенила его весной 1951 года во время прогулки по Франклин-скверу в центре Вашингтона. (Кстати, этому небольшому парку самой судьбой было предназначено войти в историю физической оптики. Именно там 3 июня 1880 года изобретатель телефона Александр Белл впервые испытал устройство, которое он считал своим главным изобретением. Прибор, который Белл назвал фотофоном, передавал звук не по проводам, а по световому лучу. Сегодня белловский фотофон считают предтечей опто-волоконных систем связи.)

Таунс понял, что можно построить микроволновой генератор с помощью пучка молекул, имеющих несколько уровней энергии. Для этого их нужно разделить электростатическими полями и загнать пучок возбужденных молекул в металлическую полость, где они перейдут на нижний уровень, излучая электромагнитные волны. Чтобы эта полость работала как резонатор, ее линейные размеры должны равняться длине излучаемых волн. Таунс поделился этой мыслью с аспирантом Джеймсом Гордоном и научным сотрудником Гербертом Цайгером. На роль среды они избрали аммиак, молекулы которого при переходе с возбужденного колебательного уровня на основной испускают волны длиной 12,6 мм. Изготовить высококачественный объемный резонатор такой величины было не слишком просто, но все же возможно. В апреле 1954-го Таунс и Гордон (Цайгер тогда уже ушел из университета) запустили первый в мире микроволновой квантовый генератор. Этот прибор Таунс назвал мазером (MASER — Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation).

В Лаборатории колебаний Физического института АН СССР этой же темой занимались старший научный сотрудник Александр Прохоров и его аспирант Николай Басов. В мае 1952 года на Общесоюзной конференции по радиоспектроскопии они сделали доклад о возможности создания квантового усилителя СВЧ-излучения, работающего на пучке молекул все того же аммиака. В 1954 году, вскоре после выхода работы Таунса, Гордона и Цайгера, Прохоров и уже «остепенившийся» Басов опубликовали статью, где были приведены теоретические обоснования работы такого прибора. В 1964 году Таунс, Басов и Прохоров за эти исследования были удостоены Нобелевской премии.

От микроволн к свету

Не будет преувеличением сказать, что в середине 1950-х годов призрак оптического (в отличие от микроволнового) квантового генератора маячил в головах многих физиков — слишком многих, чтобы рассказать обо всех. Фактически не была решена лишь задача усиления вынужденного излучения с помощью положительной обратной связи. Поскольку длины световых волн измеряют десятыми долями микрона, изготовление объемного резонатора таких размеров было делом нереальным. Вероятно, возможность генерации света с помощью макроскопических открытых зеркальных резонаторов первым осознал американский физик Роберт Дике, который в мае 1956 года оформил эту идею в патентной заявке. В сентябре 1957 года Таунс набросал в записной книжке план создания такого генератора и назвал его оптическим мазером. Через год Таунс со своим старым другом и шурином Артуром Шавловым и независимо от них Прохоров выступили со статьями, содержащими теоретические обоснования этого метода генерации когерентного света.

Сам термин «лазер» возник даже раньше. Эту английскую аббревиатуру, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (в дословном переводе «усиление света с помощью стимулированного испускания излучения», хотя лазерами все же принято называть не усилители, а генераторы излучения, замена слова amplification на generation дает непроизносимое звукосочетание lgser), придумал аспирант Колумбийского университета Гордон Гулд, который совершенно самостоятельно провел детальный анализ методов получения стимулированного излучения оптического диапазона. Поздней осенью 1957 года это слово появилось на страницах блокнота, где он записывал свои размышления и вычисления. В то время Гулд ничего не публиковал и поэтому не получил признания, которое, бесспорно, заслужил. Правда, в 1970—1980-х он добился утверждения своих патентных заявок и наконец-то стал купаться если не в славе, то в долларах.

Лазеры

Первый работающий лазер вышел из рук сотрудника корпорации Hughes Aircraft Теодора Меймана, который в качестве активной среды выбрал рубин. Этот минерал представляет собой оксид алюминия с небольшой примесью хрома, который и придает ему красный цвет (чистый оксид алюминия бесцветен). Мейман понял, что разделенные большими промежутками атомы хрома могут «светить» не хуже атомов газа. Для получения оптического резонанса он напылил тонкий слой серебра на полированные параллельные торцы цилиндрика из синтетического рубина. Цилиндр по специальному заказу изготовила фирма Union Carbide, на что ей понадобилось пять месяцев. Мейман поместил рубиновый столбик в спиральную трубку, дающую яркие световые вспышки. Шестнадцатого мая 1960 года первый в мире лазер выдал первый луч. А в декабре того же года в Лабораториях Белла заработал гелий-неоновый лазер (на смеси гелия и неона), созданный Али Джаваном, Уильямом Беннеттом и Дональдом Хэрриотом. По любопытному совпадению произошло это ровно через 50 лет после того, как Клод поразил воображение посетителей Парижской автомобильной выставки своими светящимися трубками. Лазер Джавана и его коллег работал в инфракрасном диапазоне, но через два года Уайт и Ригден заставили гелий-неоновый лазер излучать красный цвет.

Научная ценность и практическая польза лазеров были настолько очевидны, что ими сразу занялись тысячи ученых и инженеров из разных стран. В 1961 году заработал первый лазер на неодимовом стекле, в течение пяти лет были разработаны полупроводниковые лазерные диоды, лазеры на органических красителях, химические лазеры, лазеры на двуокиси углерода. В 1963 году Жорес Алферов и Герберт Кремер независимо друг от друга разработали теорию полупроводниковых гетероструктур, на основе которых позднее были созданы многие лазеры (за эту работу они 6 лет назад получили Нобелевскую премию). К настоящему времени трудно найти такую область науки и техники, где бы не применялись лазеры. Даже простое перечисление различных модификаций лазеров занимает несколько страниц печатного текста. Это, безусловно, одно из важнейших изобретений XX века навсегда изменило нашу жизнь.

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№6, Июнь 2006).

www.popmech.ru