Физические принципы в истории техники

253 изобретений по годам: из чего каждое развилось и на что повлияло.

Как связаны изобретения

ГодИзобретениеЧто этоРазвилось изПовлияло на
1000000 до н. э.КлинПростой механизм: наклонная плоскость, раздвигающая материал.
6000 до н. э.ЗеркалоОтражающая поверхность.
3000 до н. э.Рычажные весыВесы на принципе равноплечего рычага.Электронные весы
2650 до н. э.ЛинейкаМерная планка с делениями.Рулетка, Штангенциркуль
1900 до н. э.КриптографияШифрование сообщений.
1500 до н. э.Водяные часы (клепсидра)Отсчёт времени по вытеканию воды.Механические часы
1500 до н. э.Солнечные часыОпределение времени по тени гномона.
600 до н. э.МагнетизмПритяжение и отталкивание магнитов; магнитное поле Земли.Электромагнетизм
600 до н. э.КартаИзображение местности в масштабе.Глобус, GPS (спутниковая навигация), Онлайн-карты
600 до н. э.Статическое электричествоЭлектризация трением (Фалес, янтарь).
500 до н. э.ЦиркульИнструмент для построения окружностей.
500 до н. э.Колебания струныВысота тона зависит от длины и натяжения (Пифагор, Мерсенн).
400 до н. э.Камера-обскураТёмная камера с отверстием, дающая перевёрнутое изображение.Фотоаппарат
300 до н. э.Геометрия Евклида«Начала» Евклида.Тригонометрия
250 до н. э.РычагПростой механизм: выигрыш в силе за счёт плеча. Описан Архимедом.
250 до н. э.Закон АрхимедаНа погружённое тело действует выталкивающая сила.
200 до н. э.Южноуказатель (китайский компас)Ложка из магнетита, указывающая на юг.Компас
200 до н. э.Армиллярная сфераМодель небесной сферы из колец.
150 до н. э.АстролябияУгломерный прибор и аналоговый вычислитель положения светил.Квадрант
150 до н. э.ТригонометрияСоотношения углов и сторон (Гиппарх).Геометрия Евклида
132Сейсмоскоп Чжан ХэнаБронзовый сосуд с шарами, указывавший направление землетрясения.Сейсмограф
150КвадрантУгломер для измерения высоты светил.Астролябия
400АреометрПоплавок со шкалой: чем плотнее жидкость, тем выше он всплывает. Так меряют плотность молока, сиропа, электролита.
500Индийско-арабские цифрыДесятичная позиционная система.Двоичная система счисления
820АлгоритмКонечная последовательность шагов; от имени аль-Хорезми.
1100КомпасМагнитная стрелка, указывающая на север.Южноуказатель (китайский компас)Гирокомпас
1250Лупа
Ибн аль-Хайсам
Увеличительное стекло.Очки, Микроскоп
1280ЛинзаПрозрачное тело, фокусирующее свет преломлением.
1300Песочные часыОтсчёт времени пересыпанием песка.
1342Посох Якова
Яков бен-Махир ибн-Тиббон, Леви бен Гершом
Навигационный угломер.Квадрант Дэвиса
1441ДождемерИзмеритель осадков (Корея).
1450ГигрометрИзмеряет влажность воздуха.
1450АнемометрИзмеряет скорость ветра (Альберти; чашечный — Робинсон).
1492ГлобусМодель Земли (Бехайм).Карта
1543Гелиоцентрическая системаЗемля обращается вокруг Солнца (Коперник).Законы Кеплера
1569Проекция Меркатора
Герард Меркатор
Картографическая проекция, сохраняющая углы для навигации.
1590Микроскоп
Захарий Янсен, Hans Janssen
Оптический прибор для рассматривания малых объектов (Янсен, Левенгук).Очки, ЛупаЭлектронный микроскоп
1594Квадрант Дэвиса
Джон Дейвис
Угломер, позволявший не смотреть на Солнце.Посох ЯковаОктант
1600ЭлектроскопИндикатор заряда (Гильберт).
1602МаятникГруз на подвесе с постоянным периодом колебаний (Галилей).
1602РезонансРезкий рост колебаний при совпадении частот.
1608Телескоп
Иоанн Липперсгей, Juan Roget
Оптический прибор для наблюдения далёких объектов (Липперсгей, Галилей).ОчкиБинокль
1609Законы КеплераЗаконы движения планет.Гелиоцентрическая системаВсемирное тяготение
1615ТриангуляцияСъёмка местности сетью треугольников (Снеллиус).
1631ШтангенциркульПрибор для точного измерения размеров с нониусом (Вернье).ЛинейкаМикрометр
1637Декартовы координатыЧисла как точки на плоскости (Декарт).
1643Барометр
Эванджелиста Торричелли
Прибор Торричелли для измерения атмосферного давления.Высотомер
1647ДавлениеСила, действующая на единицу площади; атмосферное давление измерил Торричелли.
1650Вакуумный насосНасос Отто фон Герике для откачки воздуха.Поршневой насосВоздушный насос Бойля
1653Гидравлика (закон Паскаля)Давление в жидкости передаётся одинаково во все стороны.
1654ВакуумРазреженное пространство; опыты Герике с магдебургскими полушариями.
1654МетеостанцияНабор метеоприборов (сеть Медичи).
1654Теория вероятностейПаскаль и Ферма; позже — Колмогоров.Игральные кости
1656Маятниковые часы
Христиан Гюйгенс
Часы Гюйгенса, где ход задаёт маятник.Механические часыКварцевые часы
1659Центробежный эффектСтремление вращающегося тела удалиться от оси.
1659Воздушный насос БойляНасос Бойля и Гука для опытов с вакуумом.Вакуумный насос
1660УпругостьСпособность тела восстанавливать форму; закон Гука.
1661МанометрПрибор для измерения давления газа или жидкости: U-образная трубка с жидкостью или трубка Бурдона со стрелкой.Тонометр
1662СтатистикаАнализ данных (Граунт).
1662Закон Бойля — МариоттаДавление газа обратно пропорционально объёму.
1663Электрофорная машинаГенератор статического электричества (Герике, Уимшерст).Генератор Ван де Граафа
1666ПризмаСтеклянное тело, разлагающее свет в спектр (Ньютон).
1666Дисперсия светаЗависимость преломления от цвета.
1668Телескоп-рефлектор
Джеймс Грегори
Телескоп с зеркалом вместо объектива (Ньютон).Корпускулярная и волновая оптика
1676Закон ГукаДеформация пропорциональна силе.
1676Скорость света
Оле Рёмер
Конечная скорость света (Рёмер).
1684Математический анализ
Исаак Ньютон, Готфрид Вильгельм Лейбниц
Дифференциальное и интегральное исчисление (Ньютон, Лейбниц).
1687Всемирное тяготение
Роберт Гук
Закон тяготения Ньютона.Законы Кеплера
1687Законы Ньютона
Исаак Ньютон
Основные законы механики.
1687Реактивная сила
Исаак Ньютон
Выброс массы в одну сторону толкает тело в другую (третий закон Ньютона).
1687Орбитальное движениеДвижение тела вокруг другого под действием тяготения.
1703Двоичная система счисленияЧисла из нулей и единиц (Лейбниц).Индийско-арабские цифры
1711Камертон
Джон Шор
Эталон частоты звука (Шор).
1712ОррериМеханическая модель Солнечной системы.Планетарий
1714Термометр
Габриель Фаренгейт, Герон
Прибор для измерения температуры (Фаренгейт, ртутный).
1729ЭлектропроводностьСпособность вещества проводить ток (Грей).
1731Секстант
John Bird, Абу Махмуд аль-Худжанди
Прибор для измерения высоты светил.Октант
1731Октант
Джон Хэдли, Томас Годфри
Зеркальный угломер Хэдли — предшественник секстанта.Квадрант ДэвисаСекстант
1736Теория графов
Леонард Эйлер
Математика вершин и рёбер; задача о кёнигсбергских мостах (Эйлер).
1738Подъёмная силаСила, возникающая при обтекании крыла потоком.
1738Эффект Вентури (закон Бернулли)Давление потока падает там, где растёт его скорость.
1745Электрическая ёмкостьСпособность проводников накапливать заряд; на ней основан конденсатор.
1759Биметаллическая пластинаДве полосы металлов, изгибающиеся при нагреве (Харрисон).
1760ФотометрИзмеритель освещённости.
1761Скрытая теплота фазового переходаТеплота поглощается при испарении и выделяется при конденсации (Блэк).
1761Морской хронометр
Джон Гаррисон
Точные часы Харрисона для определения долготы.Карманные часы
1777Крутильные весыИзмерение малых сил (Кулон, Кавендиш).
1779ФотосинтезРастения превращают свет в химическую энергию (Ингенхауз).
1785Дифракционная решёткаРазложение света на спектр штрихами (Фраунгофер).
1788Обратная связь (регулирование)Регулятор сравнивает результат с целью и корректирует работу.
1800Электрохимическая реакцияХимическая реакция, при которой электроны идут по внешней цепи — основа батарей.
1800Инфракрасное излучение
Уильям Гершель
Невидимое тепловое излучение (Гершель).
1800Постоянный токТок одного направления.
1801Интерференция волнСложение волн с усилением или гашением (Юнг).
1801УльтрафиолетИзлучение короче фиолетового (Риттер).
1802Электрическая дугаРазряд в газе между электродами (Петров, Дэви).
1808Атомная теорияВещество состоит из атомов (Дальтон).Электрон, Атомное ядро
1808Поляризация светаОриентация колебаний световой волны (Малюс).
1814Спектроскоп
Йозеф Фраунгофер
Прибор для разложения света в спектр (Фраунгофер, 1814); спектральный анализ — Кирхгоф и Бунзен (1859).
1814ПланиметрПрибор для измерения площадей.
1814Спектральные линии
Уильям Хайд Волластон
Линии Фраунгофера; «отпечатки» элементов.
1820ЭлектромагнетизмЭлектрический ток создаёт магнитное поле (опыт Эрстеда), а поле действует на ток.МагнетизмЭлектромагнитная индукция
1820ГальванометрПрибор для обнаружения тока по отклонению стрелки.Мультиметр, Амперметр, Вольтметр, Электрокардиограф
1821ТермопараСпай разных металлов, дающий напряжение от нагрева (Зеебек).
1821СекундомерЧасы для измерения интервалов.
1822Преобразование ФурьеРазложение сигнала на гармоники.Дискретное косинусное преобразование
1824ТермодинамикаНаука о превращении теплоты в работу; цикл Карно.Паровая машина Уатта
1824Парниковый эффектПрозрачная для света оболочка задерживает тепловое излучение (Фурье).
1824Инерция зренияИллюзия движения при быстрой смене кадров.
1827Электрическое сопротивлениеПроводник препятствует току; связь тока и напряжения описывает закон Ома.
1831Электромагнитная индукция
Майкл Фарадей
Изменяющееся магнитное поле наводит ток в проводнике (Фарадей).ЭлектромагнетизмЭлектромагнитные волны, Уравнения Максвелла
1834Парокомпрессионный циклХладагент испаряется, отбирая тепло, и конденсируется под давлением (Перкинс).
1838СтереоскопПрибор для объёмного изображения из двух картинок (Уитстон).VR-шлем
1839ФотоаппаратУстройство для получения изображения через объектив на светочувствительном носителе.Камера-обскураКамера смартфона, Фотолитография, Цифровой фотоаппарат
1839Фотоэлектрический эффект
Антуан Сезар Беккерель
Возникновение тока в веществе под действием света.
1839Дагеротипия
Луи Дагер
Первый практичный фотопроцесс на посеребрённой пластине.
1839Клеточная теория
Маттиас Шлейден, Теодор Шванн
Все организмы состоят из клеток (Шлейден, Шванн).
1841Закон Джоуля — ЛенцаТок, проходя через сопротивление, выделяет теплоту.
1842Эффект Доплера
Кристиан Доплер
Изменение частоты волн при движении источника.
1847Закон сохранения энергииЭнергия не возникает и не исчезает, а переходит из одной формы в другую.
1848Микрометр
William Gascoigne, Христиан Гюйгенс
Измерительный инструмент на точном винте (Пальмер).Штангенциркуль
1848Абсолютный ноль
Гийом Амонтон
Нижний предел температуры (Кельвин).
1851Вихревые токиТоки, наводимые в проводнике переменным магнитным полем (Фуко).
1852Гироскоп
Жан Бернар Леон Фуко
Быстро вращающийся ротор, сохраняющий ориентацию оси (Фуко).
1854Булева алгебраАлгебра логики над значениями «истина/ложь»; основа цифровых схем.
1854БинокльСдвоенная зрительная труба с призмами (Порро).Телескоп
1855Горелка Бунзена
Роберт Вильгельм Бунзен, Peter Desaga
Лабораторная газовая горелка.
1857Молекулярно-кинетическая теорияТепло — движение молекул (Клаузиус, Максвелл, Больцман).
1861Прогноз погодыШтормовые предупреждения (Фицрой); численный прогноз — 1950.
1864ЦентрифугаРазделение смесей вращением.
1865Уравнения МаксвеллаЕдиная теория электромагнетизма.Электромагнитная индукция
1865ЭнтропияМера необратимости (Клаузиус).
1865Законы наследственностиЗаконы Менделя.Двойная спираль ДНК
1877КриогеникаПолучение низких температур; сжижение газов (Кайете, Пикте).
1880Пьезоэлектрический эффект
Пьер Кюри, Жак Кюри
Кристалл под давлением даёт напряжение и наоборот (братья Кюри).
1880ЗатворМеханизм, открывающий свет на заданное время.
1880УльтразвукЗвук выше порога слышимости.
1881ИнтерферометрПрибор на интерференции света (Майкельсон).Теория относительности
1885ФотоплёнкаГибкая плёнка со светочувствительной эмульсией (Истмен).
1886Переменный токТок, периодически меняющий направление; система Теслы — Вестингауза.
1887Чашка Петри
Юлиус Рихард Петри
Плоская чашка для выращивания микробов.
1887ФотоэффектВыбивание электронов светом (Герц, Столетов; объяснение — Эйнштейн).Квантовая механика
1888Электромагнитные волны
Генрих Рудольф Герц
Распространяющиеся колебания электромагнитного поля; экспериментально доказаны Герцем.Электромагнитная индукция
1889Эталон килограммаПлатино-иридиевый цилиндр; с 2019 — через постоянную Планка.
1892Сосуд ДьюараВакуумный сосуд для сжиженных газов.Термос
1895Рентгеновские лучи
Вильгельм Рентген
Проникающее излучение (Рентген).
1896РадиоактивностьСамопроизвольный распад ядер (Беккерель, Кюри).Деление ядра
1896МетеозондШар с приборами (радиозонд Молчанова, 1930).
1897Электрон
Джозеф Джон Томсон
Элементарная отрицательно заряженная частица (Томсон).Атомная теория, Электронно-лучевая трубка
1903Формула ЦиолковскогоСвязь скорости ракеты с массой топлива.
1905Теория относительности
Альберт Эйнштейн
Специальная (1905) и общая (1915) теории Эйнштейна.Интерферометр
1905E = mc²
Альберт Эйнштейн
Эквивалентность массы и энергии.
1906ГирокомпасКомпас на гироскопе (Аншютц).Компас
1906Амплитудная и частотная модуляцияСпособы наложить сигнал на несущую волну (Фессенден, Армстронг).
1907ЭлектролюминесценцияСвечение вещества под действием электрического тока.
1911Камера Вильсона
Чарлз Томсон Рис Вильсон
Треки частиц в пересыщенном паре.Пузырьковая камера
1911Атомное ядроОпыт Резерфорда.Атомная теория
1911СверхпроводимостьИсчезновение сопротивления при низкой температуре (Камерлинг-Оннес).
1912Рентгеноструктурный анализОпределение структуры по дифракции рентгена (Лауэ, Брэгги).
1913ИзотопыАтомы одного элемента с разной массой (Содди).
1913Эхолот глубинИзмерение глубины звуком (Бем).Сонар (эхолот)
1914ГидрофонМикрофон для воды.
1915Сонар (эхолот)
Walter Guyton Cady, Поль Ланжевен
Обнаружение объектов по отражённому звуку (Ланжевен).Эхолот глубин
1917Вынужденное излучениеФотон вызывает излучение такого же фотона (Эйнштейн).
1919Масс-спектрометрРазделение ионов по массе (Астон).
1920АкселерометрДатчик ускорения; в МЭМС-исполнении — в телефонах и подушках безопасности.
1920РадионавигацияОпределение положения по радиомаякам (LORAN).GPS (спутниковая навигация)
1920Экранный эффектРост подъёмной силы крыла у поверхности.
1923ПланетарийПроекционный аппарат звёздного неба (Цейсс).Оррери
1925Квантовая механикаТеория поведения частиц на малых масштабах.Фотоэффект
1928ПлазмаИонизированный газ.
1928Счётчик Гейгера
Уолтер Мюллер, Ганс Вильгельм Гейгер
Регистрирует ионизирующее излучение.
1929Генератор Ван де Граафа
Роберт Ван де Грааф
Высоковольтный генератор с лентой.Электрофорная машинаУскоритель частиц
1929Поляризационный фильтрПоляроид (Лэнд).
1930СветовозвращательОтражает свет обратно к источнику.
1930Диэлектрический нагревНагрев молекул воды переменным электрическим полем.
1931ФотовспышкаИмпульсная газоразрядная лампа (Эджертон).
1931Электронный микроскоп
Эрнст Август Руска, Макс Кнолль
Микроскоп на пучке электронов (Руска).Микроскоп
1931ЭкспонометрИзмеритель освещённости для фотографии.
1931Зонная теорияОбъясняет проводники, изоляторы и полупроводники.
1932Ускоритель частицРазгоняет частицы электромагнитными полями (циклотрон Лоуренса).Генератор Ван де ГраафаВсемирная паутина
1932ЦиклотронУскоритель по спирали в магнитном поле (Лоуренс).Большой адронный коллайдер
1932Нейтрон
Джеймс Чедвик
Нейтральная частица ядра (Чедвик).
1935Радар
Christian Hülsmeyer
Обнаружение объектов по отражённым радиоволнам.Микроволновая печь
1937РадиотелескопАнтенна для приёма космического радиоизлучения (Ребер).
1938ТензодатчикДатчик деформации по изменению сопротивления.
1938Деление ядраЯдро урана делится с выделением энергии и нейтронов (Ган, Мейтнер).Радиоактивность
1938Ядерный магнитный резонансПоглощение радиоволн ядрами в магнитном поле (Раби).
1940p–n-переходГраница полупроводников с разной проводимостью.
1942Цепная реакцияНейтроны деления вызывают новые деления.
1945Геостационарная орбитаОрбита, на которой спутник висит над точкой (Кларк).
1948Бит и теория информацииКоличественная мера информации (Шеннон).
1950Доплеровский радарРадар, измеряющий скорость по доплеровскому сдвигу.
1952Пузырьковая камера
Дональд Артур Глазер
Треки частиц в перегретой жидкости (Глейзер).Камера Вильсона
1953Двойная спираль ДНК
Джеймс Уотсон, Фрэнсис Крик
Модель строения ДНК (Уотсон, Крик, Франклин).Законы наследственности
1954Мазер
Чарлз Хард Таунс, James Power Gordon
Микроволновый предшественник лазера.Лазер
1955Атомные часыЧасы, ход которых задают переходы в атомах цезия.Кварцевые часы
1960ЛазерИсточник когерентного света (Мейман; Басов, Прохоров, Таунс).Мазер
1960ПирометрБесконтактный ИК-термометр.
1961Сверхпроводящий магнитЭлектромагнит со сверхпроводящей обмоткой.
1961Лидар
Hughes Aircraft
Дальномер, измеряющий расстояния лазерными импульсами.
1963Тепловая трубкаТруба с испаряющейся жидкостью, переносящая тепло (Гровер).
1972Дискретное косинусное преобразованиеОснова сжатия изображений и видео (Ахмед).Преобразование Фурье
2008Большой адронный коллайдерКрупнейший ускоритель (ЦЕРН).Циклотрон
2015LIGOЛазерный интерферометр-детектор гравитационных волн.
ТрениеСила, противодействующая относительному движению поверхностей.
ТеплопередачаПеренос тепла теплопроводностью, конвекцией и излучением.
СамотёкДвижение жидкости под действием силы тяжести.
Отражение светаУгол падения равен углу отражения.
Сжатый воздухВоздух под давлением как носитель энергии.
КапиллярностьПодъём жидкости в тонких каналах.
Звуковая волнаКолебания давления в среде.
Момент импульсаВращающееся тело сохраняет момент импульса.
Крутящий моментМера вращающего действия силы.
КонвекцияПеренос тепла потоками нагретой среды.
ПротивовесГруз, уравновешивающий или запасающий энергию положения.
Преломление светаИзменение направления света на границе сред.
Аэродинамическое сопротивлениеСила, препятствующая движению тела в среде.
Наклонная плоскостьПростой механизм: выигрыш в силе за счёт увеличения пути.Винт
Тепловое расширениеТела расширяются при нагреве.

Смотрите также

Открыть Evothings