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电子与无线电技术发展史

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楼主
ID:128229 发表于 2016-6-29 23:04 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
欲了解一门学科,最好的办法是先读读它的历史。
1600年,英国物理学家吉尔伯特经过自己实验得到了大量磁力现象,建立了重要的理论体系。他还证明了诺曼发现的磁倾角的存在。他曾预言在地球的北极,磁针将会变成竖直的,后来被赫德森在1609年所证实。他发现过两极装有铁帽的磁石,磁力大大增加,并且发现磁石与铁块越靠近,吸引力越大,同时证明了磁石越大对铁块的吸引也越大。他还发现吸引是相互作用的。
〓吉尔伯特被世人称之为磁学之父。


1600年,德国科学家库里克制成了第一台产生静电的装置。
1749年,( 相差145年)美国科学家富兰克林,他在电的研究方面作了大量实验,他借用了数学上正负数的概念,第一个科学地用正电、负电概念表示电荷性质。并提出了电荷不能创生、也不能消灭的思想,后人在此基础上发现了电荷守恒定律。他最先提出了避雷针的设想,由此而制造的避雷针,避免了雷击灾难,破除了迷信。
富兰克林简介
他出身贫寒,10岁便辍学做工,12岁起在印刷所当学徒、帮工.但他刻苦好学,因而,他以仅读过两年小学的学历,被美国的哈佛大学、耶鲁大学,英国的牛津大学、爱丁堡大学、圣安德鲁大学等录取,六七所大学授予硕士学位或博士学位。他是自学成才的典范。
1785年(相差36年)法国人库伦用自己发明的扭秤建立了静电学中著名的库仑定律。同年,他在给法国科学院的《电力定律》的论文中详细地介绍了他的实验装置,测试通过得出实验结果。
1800年,(相差15年)意大利物理学家伏特(A.Volta,1745-1827)发明了第一种化学电源—铜锌电池,它能够把化学能不断地转变为电能,维持单一方向的电流持续流动。不久他就开始应用他的理论制造各种有独创性的仪器,这一发明具有时代的意义,引起了电磁学的一场革命。
伏特简介
〓伏特生于意大利科莫一个富有的天主教家庭里。伏特十六岁时开始与一些著名的电学家通信,其中有巴黎的诺莱和都灵的贝卡里亚。贝卡里亚是一位很有成就的国际知名的电学家,他劝告伏特少提出理论,多做实验。事实上,伏特年青时期的理论思想远不如他的实验重要。随着岁月的流逝,伏特对静电的了解至少可以和当时最好的电学家媲美。

〓1820年,(相差20年)丹麦物理学家奥斯特(H.C.
Oerster, 1777-1851.)通过实验发现了电流对磁针的作用,即电流的磁效应,同年7月21日以《关于磁针上,电冲突作用的实验》这篇短短的论文使欧洲物理学界产生了极大震动,导致了大批实验成果的出现,由此开辟了物理学的新领域──电磁学。打开了近代电磁学的突破口。
〓1825年,(相差5年)法国科学家安培(H,M.Ampere,
1775-1836)提出了著名的安培定律。他从1820年开始在测量电流的磁效应中,发现两个载流导线可以互相吸引,又可以互相排斥。这一发现成为研究电学的基本定律,为电动机的发明作了理论上的准备。生于里昂一个富商的家庭,1824年担任法兰西学院实验物理学教授。
〓1827年,当时德国的一位教师欧姆(G.S.Ohm,
1787-1854),1827年发表了《动力电路的数学研究》,提出了今天普遍应用的欧姆定律,时年40岁。该定律揭示了电阻上电压与电流的定量关系。欧姆的研究,要是在1817~1827年担任中学物理教师期间进行的!此外,他对几何学(1817年,他的《几何学教科书》一书出版)、声学、仪器制造等方面都做出了重大贡献。
欧姆简介
1803年欧姆考入埃尔兰根大学学习,后来由于家庭经济困难,于1806年他被迫退学。通过自学,他于1811年又重新回到爱尔兰大学,顺利地取得了博士学位。大学毕业后,欧姆靠教书维持生活。从1820年起,他开始研究电磁学。为了纪念他,人们把电阻的单位命名为欧姆。其定义是:在电路中两点间,当通过1安培稳恒电流时,如果这两点间的电压为1伏特,那么这两点间导体的电阻便定义为1欧姆。
〓1831年8月26日终于,英国物理学家法拉第(M.Faraday,
1791-1867) (相差6年)完成了电磁感应定律的研究。该定律揭示了磁变生电的规律。这一发现成为发电机和变压器的基本原理,从而使机械能变为电能成为可能,推动了电在工业上的广泛应用,使人类迈向了电气时代。
法拉第简介
法拉第生于萨里郡纽因顿的一个铁匠家庭。13岁就在一家书店当送报和装订书籍的学徒。他有强烈的求知欲,挤出一切休息时间贪婪地力图把他装订的一切书籍内容都从头读一遍。读后还工工整整地作读书笔记;用一些简单器皿照着书上进行实验,仔细观察和分析实验结果,把自己的阁楼变成了小实验室。他家境贫寒,未受过系统的正规教育,但却在众多领域中作出惊人成就,是英国著名物理学家、化学家。在化学、电化学、电磁学等领域都做出过杰出贡献堪称刻苦勤奋、探索真理、不计个人名利的典范,对于青少年富有教育意义。
他的导师戴维(皇家学院实验室主任),世人却知者甚少。法拉第名人名言
1、希望你们年青的一代,也能象蜡烛为人照明那样,有一分热,发一分光,忠诚而脚踏实地地为人类伟大的事业贡献自己的力量。
2、一旦科学插上幻想的翅膀,它就能赢得胜利。
3、拼命去争取成功,但不要期望一定会成功。
4、爱情既是友谊的代名词,又是我们为共同的事业而奋斗的可靠保证,爱情是人生的良伴,你和心爱的女子同床共眠是因为共同的理想把两颗心紧紧系在一起。
1837年,莫尔斯发明了电报,创造了莫尔斯电码,开始了通信的新纪元。画家出身的美国人莫尔斯终于发明了电报,用他当时的电报机,可从华盛顿向40英里的巴尔的摩发出电文。在他研究之初,为了说服别人为他投资,他得到的回答常常是:“先生,用导线传递消息,你为啥不发明一个能飞向月球的火箭呢?”但莫尔斯的创造欲望经过十多年的奋斗终于实现了。
〓1847年,(相差16年)德国科学家基尔霍夫(G.R.
Kirchhoff, 1824-1887) 1845年,在他还是一个21岁大学生的时候提出了著名的电流定律和电压定律,这一年,他发表了第一篇论文,提出了稳恒电路网络中电流、电压、电阻关系的两条电路定律,即著名的基尔霍夫第一电路定律和基尔霍夫第二电路定律,解决了电器设计中电路方面的难题。
〓后来又研究了电路中电的流动和分布,从而阐明了电路中两点间的电势差和静电学的电势这两个物理量在量纲和单位上的一致。使基尔霍夫电路定律具有更广泛的意义,这成为电路分析最基本的依据。直到现在,基尔霍夫电路定律仍旧是解决复杂电路问题的重要工具。基尔霍夫被称为“电路求解大师”。
〓1864年,苏格兰科学家麦克斯韦(J.C.Maxwell,
1831-1879),1865年春(当时他32岁),开始系统地总结他的关于电磁学的研究成果,完成了电磁场理论的经典巨著《论电和磁》,并于1873年出版,提出一组关于电和磁共同遵守的数学方程,即麦克斯韦方程,他预言空间一定存在电磁波。

1866年,德国工程师西门子,他是电动机、发电机、有轨电车和指南针式电报机的发明人,改进过海底电缆,提出平炉炼钢法,革新了炼钢工艺,西门子公司创始人。他发现了电动原理并用在发电机的改进上。由于电在各方面的应用日益广泛,如照明、电解电镀、电力拖动等,迫切需要更方便地获取电能,以提高效率、降低成本。1882-年,直流高压输电试验成功。但由于直流高压不便于用户直接使用,同年在发明变压器的基础上又实现了远距离交流高压输电。从此,电气化时代开始了。
〓1875年,美国科学家贝尔(A.G. Bell,1847-1922)发明了电话。贝尔当时仅是一名聋哑人学校的教师,经过不断改进,到1878年,他实现了从波士顿到纽约之间200mile (1mile= 1.609344km= 1760yard)的首次长途通话。贝尔曾经把电话的话音比喻为歌声,他说:“这歌声是永不停止的,因为这是对生活故事的歌颂,而生活是永不停止的。那高悬的电话线正在把生与死、成功与失败的消息传遍全球。”
〓1888年,(相差25年)德国物理学家赫兹(H.R. Hertz, 1857-1894)赫兹对人类最伟大的贡献是用实验证实了电磁波的存在,即他经过艰苦的反复实验,证明麦克斯韦所预言的电磁波确实存在。
1879年,美国的发明家爱迪生(T.A.Edison,1847-1931),他一生只在学校里读过三个月的书,但他勤奋好学,勤于思考,并发明了电灯、留声机、电影摄影机等多种成果,为人类作出了重大的贡献。是举世闻名的美国电学家和发明家,被誉为“发明大王”。爱迪生一生共有约两千项创造发明,为人类的文明和进步做出了巨大的贡献。发明的电灯是钨丝电灯。用电照亮了千家万户。
〓1894年,意大利的发明家马可尼(G.Marconi, 1874-1937)和俄国的波波夫分别发明了无线电发射和接受。没有受过正规大学教育的20岁的马可尼利用赫兹的火花振荡器作为发射器,通过电键的开、闭产生断续的电磁波信号。1895年他发射的信号传送距离可达1公里以上,1897年发射的信号可在20km之外接收到,从此开始了无线电通信的时代。
19011212,马可尼做了跨越大西洋传送无线电信号的表演。这一次他把信号从英国的Cornwall发送到加拿大的Newfoundland马可尼因此获得1909年度诺贝尔奖。与他分享这一年度诺贝尔奖的是布劳恩(Braun),因为布氏发现金属硫化物具有单向导电性,这一成果可用于无线电接收装置;
1904年,英国科学家弗莱明(Fleming)获得了一项专利,在专利说明书中描述了一个高频交变电流整流用的两极真空管,标志着进入无线电电子学时代
1906年,美国科学家弗雷斯特( Forest)发明了真空三极管,是电子技术发展史上第一个重要里程碑。
1906年,美国科学家费森登(Fessenden)在Massachusetts领导了第一次广播;
英国科学家汤姆逊(J.Thomson,1856-1940)在1895-1897年间反复测试,证明了电子确实存在。随后,英国科学家弗莱明(J.A.Fleming)在爱迪生发明的热二极管的基础上发明了实用的真空二极管。它具有单向导电特性,能用来整流或检波。
1907年,美国人福斯特(L.D.Forest)发明了真空三极管。
1912年,英国科学家埃克尔斯(Eccles)提出了无线电波通过电离层传播的理论,这一理论使得一群业余爱好者在1921年实现了短波试验性广播;
同年,美国的费森登(Fessenden)和阿姆斯特朗(Armstrong)改进了接收机的工作方式,发明了外差式接受系统,这种形式仍是目前许多无线电接收机的主要工作方式;
〓1925年,英国的贝尔德(J.L.Baird)首先发明电视。几乎在同时,美国无线电公司(R.C.A)的工程师诺基(V.K.Zworykin)发明了电视显像管。1933年,他利用真空二极管、真空三极管和显像管,最早发明了电视机。1936年,黑白电视机就正式问世了。
〓1946年,美国数学家诺依曼(J.V.Noumann)为主设计了第一台电子计算机,这是一个世界奇迹。这台计算机是在美国宾西法尼亚大学莫尔电子工程学院研制成功。这台计算机叫作艾尼亚克(ENIAC ,ElectronicNumerical Integrator And Calculator)它主要是为美国陆军阿贝尔丁检验基地计算弹道而设计的,共用了18000个真空管;
   项目开始:
1943

      完成: 1946
       速度: 5000次每秒
       输入/输出: 卡片、光、开关、插头
       占平面积:  1000平方英尺
   
项目负责人:  John Mauchly
         J. Presper Eckert
ENIAC共和了18000个电子管,700000只电阻,10000只电容,重30吨,功率40千瓦,占地170平方米,差不多有10间房子大小,它的实际造价是大约48万美元。
〓冯·诺依曼对人类的最大贡献是对计算机科学、计算机技术和数值分析的开拓性工作。
1948年起,固态电子学的时代向我们走来。1947年12月24日,贝尔实验室的布拉丁(walterBrattain)、巴丁(JohnBardeem)和肖克利(Willinm Shockley)发明了一种点接触晶体管。这是一种全新的半导体器件,它体积小,电性能稳定,功耗低。这项发明自从1948年公布于世起,很快就应用于通信、电视、计算机等领域,促进了电气和电子工程技术的飞速发展。
从20世纪50年代末期开始,科学又把人类带入了微电子学时代。1958年,利用单晶硅材料,世界上第一片集成电路(Integrated
Circuit,IC)在美国德克萨斯州诞生了。1961年,福查德公司生产出了第一片商用IC。到20世纪60年代末,在大约四分之一英寸见方的小硅片上可以集成6800个晶体管和数千个其他元件。从20世纪70年代起,集成电路技术飞速发展,各种大规模集成电路(Large
Intereated
Circuit)和超大规模集成电路(Very LargeIntereated Circuit)层出不穷。由于集成电路成本低、尺寸小、可靠性高、电性能优良等优点并广泛使用,从而引起了工业系统、通信系统、控制系统、计算机系统、测量系统、生物医学系统的革命性发展。
半导体技术的发展不仅影响了电子技术,也影响了其它技术的发展。如:冶金术,精加工,材料科学,化学等。五十年代开始,半导体技术在我国受到重视。一批从国外回来的著名科学家如:黄昆、谢希德等组织了一些有志之士开始了半导体专门化研究,他们那时培养的学生大多数已成为我国固体物理学或半导体技术界的学科带头人。七十年代,我们几乎停止了进步。直到八十年代我国半导体技术才有开始有长足的发展。应该讲我们与国外的差距正在缩小。
20世纪初首先解决了无线电报通信问题。接着又解决了用无线电波传送语言和音乐的问题,从而开展了无线电话通信和无线电广播。以后传输图象的问题也解决了,出现了无线电传真和电视。20世纪30年代中期到第二次世界大战期间,为了防空的需要,无线电定位技术迅速发展和雷达的出现,带动了其他科学的兴起,如无线电天文学、无线电气象学等。20世纪50年代以来,宇航技术的发展又促进了无线电技术向更高的阶段发展。
无线电技术的发展是从利用电磁波传输信息的无线电通信扩展到计算机科学、宇航技术、自动控制以及其他各学科领域的。

























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