Тема 5. Наука в період промислового перевороту. Технічні досягнення кінця XIX - поч. XX ст.
План
Наука в період промислового перевороту.
2. Епоха електрики.
3. Двигуни.
4. Нові засоби зв'язку.
5. Винайдення пластмаси. Будівельна справа.
6. Військова техніка.
Наука в період промислового перевороту.
Винахідники машин, які зробили промислову революцію, не були вченими, це були майстри-самоучки. Деякі з них були безграмотні; приміром, Джордж Стефенсон (англійський винахідник, інженер-механік, всесвітньо відомий завдяки винаходу ним паровозу) навчився читати в 18 років. В період промислового перевороту наука і техніка розвивалися незалежно одна від одної. Особливо це стосувалося математики, в цей час з'явився векторний аналіз, французький математик О.Коші створив теорію функцій комплексного змінного, а англієць У.Гамільтон і німець Г.Грасман створили векторну алгебру. У роботах Лапласа, Лежандра і Пуассона була розроблена теорія вірогідності. Основні досягнення фізики були пов'язані з дослідженням електрики і магнетизму. На рубежі XVIII - XІX віків італійський фізик Вольта створив гальванічну батарею (1799); такого роду батареї довгий час були єдиним джерелом електричного струму і необхідним елементом усіх дослідів. У 1820 році данський фізик Г. Ерстед виявив, що електричний струм впливає на магнітну стрілку, потім француз А. Ампер встановив, що навколо провідника з'являється магнітне поле і між двома провідниками виникають сили тяжіння або відштовхування. У 1831 році Майкл Фарадей відкрив явище електромагнітної індукції. Це явище полягає в тому, що якщо замкнутий провідник при своєму переміщенні перетинає магнітні силові лінії, то в нім збуджується електричний струм. У 1833 році німецький вчений Емілій Ленц, який працював в Росії, створив загальну теорію електромагнітної індукції. У 1841 році Джоуль досліджував ефект виділення теплоти при проходженні електричного струму. У 1865 році видатний англійський вчений Джеймс Максвелл створив теорію електромагнітного поля.
Теорія електромагнетизму стала першою областю, де наукові розробки стали безпосередньо впроваджуватися в техніку. У 1832 році російський підданий барон П. В. Шиллінг продемонстрував перший зразок електричного телеграфу. У приладі Шиллінга імпульси електричного струму викликали відхилення стрілки, що відповідає певній букві. У 1837 році американець Морзе створив вдосконалений телеграф, в якому передавані повідомлення відзначалися на паперовій стрічці за допомогою спеціальної азбуки. Проте знадобилося шість років перш ніж американський уряд оцінив цей винахід і виділив кошти на спорудження першої телеграфної лінії між Вашингтоном і Балтімором. Після цього телеграф став нестримно розвиватися, в 1850 році телеграфний кабель з'єднав Лондон і Париж, а в 1858 році був прокладений кабель через Атлантичний океан.
У кінці XVIII століття народилася нова наука - хімія. Раніше алхіміки вважали що усі речовини складаються з чотирьох елементів вогню, повітря, води і землі. У 1789 році Антуан Лавуазьє експериментально довів закон збереження речовини. Потім Джон Дальтон запропонував атомістичну теорію будови речовини; він стверджував, що атоми різних речовин мають різну вагу і що хімічні сполуки утворюються з’єднанням атомів в певних чисельних співвідношеннях. У 1809 році був відкритий закон кратних об'ємів при хімічній взаємодії газів. Це явище було пояснене Дальтоном і Гей-Люссаком як свідоцтво того, що в рівних об'ємах газу міститься однакова кількість молекул. Пізніше Авогадро висунув гіпотезу, що в певному об'ємі (скажімо, кубометрі) будь-якого газу міститься однакова кількість молекул; ця гіпотеза була експериментально підтверджена в 40-х роках французьким хіміком Ш. Жераром. У 1852 році англійський хімік Е. Френкленд ввів поняття валентності, тобто числового вираження властивостей атомів різних елементів вступати в хімічні сполучення один з одним. Нарешті, в 1869 році Дмитром Івановичем Менделєєвим був відкритий періодичний закон і на його основі розроблена система хімічних елементів, представлена у вигляді таблиці. Цей момент можна вважати початком сучасної науки хімії.
Хімічна промисловість в першій половині XIX століття робила в основному сірчану кислоту, соду і хлор. У 1785 році Клод Бертоллє запропонував вибілювати тканини хлорним вапном. У 1842 році російський хімік Микола Зінин синтезував перший штучний барвник, анілін. У 50-х роках німецький хімік А. Гофман і його учень У. Перкін отримали два інших анілінових барвника, розанелін і мовеїн. В результаті цих робіт стало можливим створення анілінофарбної промисловості, що отримала швидкий розвиток в Німеччині. Іншою важливою галуззю хімічної промисловості було виробництво вибухових речовин. У 1845 році швейцарець Щенбейн винайшов піроксилін, а італієць Сабреро - нітрогліцерин. У 1862 році швед Альфред Нобель налагодив промислове виробництво нітрогліцерину, а потім перейшов до виробництва динаміту.
У 1840-х роках німецький хімік Юстус Лібіх обґрунтував принципи застосування мінеральних добрив в сільському господарстві. З того часу почалося виробництво суперфосфатних і калієвих добрив, Німеччина стала центром європейської хімічної промисловості.
Одним з досягнень експериментальної хімії було створення фотографії. У XVIII столітті був поширений атракціон з використанням камери-обскури. Це був ящик з невеликим отвором в який вставлялося збільшувальне скло; на протилежній стінці можна було бачити зображення предметів, що знаходяться перед камерою. У 1820-х роках французький художник Жозеф Ньєпс спробував зафіксувати це зображення. Покривши шаром гірської смоли мідну пластинку, він вставляв її в камеру; потім пластинку піддавали дії різних хімікалій, щоб проявити зображення. Уся справа була в підборі фотоносного шару, проявника і закріплювача. Знадобилися довгі роки експериментів, які після смерті Ньєпса продовжував його помічник Луї Дагер. До 1839 року Дагеру вдалося отримати зображення на пластинках, покритих йодистим сріблом після проявки їх парами ртуті; таким чином з'явилася дагеротипія. Французький уряд оцінив цей винахід і призначив Дагеру довічну пенсію в 6 тисяч франків.