2.1. Механіка і термодинаміка

Якщо механіка кінця XVII - почасти XVIII в. займалася в основному завданнями руху матеріальної крапки й системи крапок, що мали особливо важливе значення для проблем небесної механіки, то до XIX в. центр уваги був перенесений на розробку питань фізичної й технічної механіки.

Старі подання про машини як пристосуваннях для підйому й пересування більших вантажів малою силою л ті елементарні прийоми для розрахунку машин, які були завершені в попередній період, уже не могли задовольняти швидко, що розвивалося виробництво.

Розвиток механіки йде в цю епоху у двох напрямках; розробляються й удосконалюються аналітичні методи механіки й заставляються основи так називаної прикладної механіки. Центром розвитку механіки в цей період стає Франція. Роботи французького вченого Ж. Лаграпжа (1736-1813), особливо його "Аналітична механіка" (1813 р). визначили аналітичний напрямок у цій науці. Одночасно у Франції формується й прикладна механіка (цей термін одержав загальне поширення в 30-х роках XIX в). У початковий період головну роль у розвитку прикладної механіки грали вчені, що групувалися навколо паризької Політехнічної школи. Насамперед це Г. Мопж (1746-1819), Л. Карло (1796-1832), Ж. Попселі (1788-1867) і ін.

Пізніше свій внесок внесли англійські вчені (Р. Виллис й ін). потім (у другій половині XIX в) росіяни вчені (П.Л. Чебишев) і, нарешті, німецькі (Ф. Рело).

Основним у прикладній механіці є поняття механічної роботи й рівняння руху машин. Важливим завданням було визначення коефіцієнта корисної дії машин, проблема забезпечення рівномірного руху машин, у зв'язку із чим досить важливої стала проблема стійкості руху й машинах (Навье, Попселе, Морен, Вишнеградський).

На перших етапах прикладна механіка включала й виклад почав гідравліки, теорії гідравлічних двигунів, теорії парових машин і парових казанів. Надалі ці розділи виділяються в самостійні науки. Уже в 30-х роках XIX в. у самостійну наукову дисципліну оформилися теорія пружності й опір матеріалів. Після появи водяних турбін виділяється в окрему науку гідравліка й теорія гідравлічних двигунів.

Хоча основні поняття кінематики були дані ще в попередній період Галилеем, Гюйгенсом, Ньютоном, Эйлером, все-таки кінематика як самостійний розділ механіки виникла тільки в першій половині XIX в. під впливом запитів машинної техніки й необхідності дослідження передачі рухів у механізмах. Найбільшу роль у цьому новому напрямку зіграла висунута Гаспаром Монжем ідея розробки кінематики механізмів. Пізніше на доцільність виділення кінематики в самостійну науку вказав французький фізик Амперів II 1834р. Він же запропонував саму назву - кінематика. Ідея Ампера була здійснена французьким механіком Характерною особливістю зазначених робіт, що заклала основи кінематики механізмів, є застосування геометричних методів. За допомогою цих методів вирішувалися завдання про наближені прямолінійно спрямованих механізмах у Бурместера. У класичній праці Рело дається розрахунок механізмів так називаним експериментальним методом, при якому рішення питання здійснюється за допомогою моделей механізмів, шаблонів окремих ланок, експериментально побудованої траєкторії крапок ланок і т.д.

Новий напрямок у теорії механізмів створив видатний російський математик і механік Пафнутій Львович Чебишев (1821-1894) своєю роботою "Теорія механізмів, відомих за назвою паралелограмів", Чебитев зацікавився механізмами, що забезпечують передачу руху, і особливо паралелограмами Уатта. Чебишев вирішував ці завдання аналітичним шляхом

Механізми й методи синтезу Чебишева, однак, не зіграли великої ролі в знос час і тільки в XX сторіччі дослідження Чебишева дуже вплинули на розвиток теорії механізмів і машин.

В області гідромеханіки, основи якої були закладені в XVIII в. роботами Э. Эйлера й Д. Бернуллі, у цю епоху виникає нова важлива область - гідромеханіка грузлої рідини. Вона розробляється в першій половині XIX в. у працях С. Пуансона, Л. Навье, Дж. Стокса, Навье в 1822р. уперше навів рівняння руху нестисливої грузлої рідини. У цьому ж напрямку працював й англійський фізик і механік Дж. Стоці. Його рівняння руху грузлої рідини, відоме за назвою рівняння Навье - Стокса, було важливим етапом у розвитку гідромеханіки. Роботи цих учених зіграли надалі важливу роль для розвитку машинобудування Велике значення для подальшого розвитку гідромеханіки мали дослідження англійського фізика Кельвіна Томсона (1824-1907) і німецького натураліста Германа Гельмгольца (1821 - 1894). Томсон і Гельмгольц поклали початок розробці теорії вихрового руху. Томсон установив важливу теорему про збереження циркуляції в ідеальній рідині, Гельмгольц; в 1858 р. заклав фундамент теорії вихрового руху рідини, що має найважливіше значення для розвитку гідродинаміки я аеродинаміки в XX в. радіотехніки, технічної акустики

Наприкінці XIX і початку XX в. одержують свій подальший розвиток як загальні розділи механіки - динаміка твердого толу, теорія стійкості руху, так і механіка рідин і газів. Ряд досліджень по механіці був відповіддю на практичні запити техніки, інші, випереджаючи запити практики, здавалися чисто теоретичними, відверненими, і тільки наш час показало їхнє практичне значення.

Прямий зв'язок із практичними питаннями мали теоретичні роботи але динаміку важкого твердого тіла. Дослідження цієї проблеми стимулювалося тім, що кінець XIX в. був періодом широкого поширення нарізних артилерійських систем. Треба було додати снаряду швидке обертання, що забезпечувало б йому необхідну стійкість у польоті. Рішення цього завдання механіки дали росіяни вчені артилеристи Н, В. Маиевский (1823-1892), Н.Л. Забудский (1853-1917). Пізніше лад цією проблемою працював А.Н. Крилов (1863 - 1945).

Проблема руху швидко обертового снаряда є часткою случаємо динаміки гіроскопа (вовчка). Дослідження снарядів викликало в механіків новий інтерес до проблеми руху гіроскопа. В 1888 р. С.В. Ковалевская (1850-1891) дала рішення питання про обертання важкого тіла навколо нерухомої крапки для випадку, коли центр ваги тіла не перебуває на осі симетрії.

Теорія гіроскопа тесло пов'язана з однієї з найбільш загальних проблем із проблемою стійкості рівноваги й рухи матеріальних систем. Загальне її рішення було дано А.М. Ляпуновым у роботі "Загальне завдання про стійкість руху" (1892 р). Великий внесок у загальну теорію стійкості руху тіл вніс французький учений А. Пуанкаре.

В останній третині XIX і початку XX в. одержує подальше розлиття механіка рідини. Німецький учений Г. Гельмгольц (1821-1894) розробляє навчання про вихри в рідині. У цей же період розвивається динаміка грузлої рідини. Гідродинамічну теорію тертя створив росіянин учений Н.П. Петров (1836-1920). Теоретичні дослідження Петрова по гідродинамічній теорії змащення були викликані потребами залізничного транспорту й пов'язані зі знаходженням способів збереження осей вагонів.

На початку XX в. у зв'язку із запитами авіації виникає новий розділ гідродинаміки - аеродинаміка.

Вирішальну роль у створенні аеродинаміки зіграв росіянин учений II.Е. Жуковський (1847-1921). В 1904 р. Жуковський зробив відкриття, що послужило основою всього подальшого розвитку сучасної аеродинаміки. У роботі "Про приєднані вихри", що була повідомлена в Московському математичному суспільстві 15 листопада 1905 р., Жуковський дав формулу для визначення піднімальної сили крила, що є основою всіх аеродинамічних розрахунків літаків.

В 1910-1912 р. з'явилися нові роботи Жуковського, у яких він провів розрахунок сили, що діє на крило, і вказав ряд теоретичних профілів крила. В 1912-1918 р. з'являються дослідження Жуковського, у яких він дав теорію повітряного гвинта.

До цього ж часу ставляться роботи німецького вченого Л. Прандтля, що в 1905 р. у праці "Про рух рідини при дуже малому терті" дав досить плідне для наступного розвитку механіки подання про прикордонний шар рідини, що прилягає до поверхні обтічного твердого тіла, пояснивши опір тіла, що рухається в рідині або газі, головним чином відривом прикордонного шару. Прандтль багато зробив для розвитку теорії крила.

В 1902 р. з'явилася робота російського вченого С.А. Чаплигина (1869 - 1942), озаглавлена "Про газові струмені", що поклала початок нової області механіки - газовій динаміці. У роботі був даний метод дослідження в струєвих рухах газу при будь-яких дозвуковых швидкостях. Величезне значення цього дослідженні виявився значно пізніше, коли розвиток швидкісної авіації привело к. вивченню сил, з якими повітря діє на літак, що летить зі швидкістю, що наближається до швидкості звуку.

Винятково велике значення для дослідження польоту ракет мав новий розділ механіки - динаміка перемінної маси, розроблений И.В. Мещорским (1859-1935) у його працях "Динаміка крапки перемінної маси" (1897 р) і "Рівняння руху крапки змінної маси" (1904 р).

Видатний росіянин учений К.Э. Ціолковський (1857-1935) створив теорію польоту ракети з урахуванням зміни її маси, математично довівши можливість застосування реактивних апаратів для міжпланетних повідомлень.

Розвиток машинної техніки, будівництво залізничних мостів і швидкохідних пароплавів, а також регулятор поставили, у центрі уваги вчені проблеми коливань і резонансу. Теорія змушених коливань і навчання про резонанс були логічним продовженням досліджень Лагранжа, викладених в "Аналітичній механіці" (1788 р). Особливо треба відзначити у цьому напрямку роботи німецького математика К. Вейерштрасса (1815-1897) і російського вченого О.И. Сомова (1815-1876).

Зі спеціальних областей теорії коливань важливе значення мало дослідження хитавиці корабля, проведене А. Н, Криловим. В XX в. починає розроблятися нова область теорії коливань, так називана теорія нелінійних коливань, викликана до життя розвитком електротехніки, Дослідження парових машин привело до розробки основних початків термодинаміки - науки, що вивчає закони теплової рівноваги й перетворення теплоти в інші види енергії.

Одним з основоположників термодинаміки був французький учений Карно. У своєму єдиному добутку "Міркування про рушійну силу вогню й про машини, здатних розвивати цю силу", опублікованому в 1824 р., Карно розглядає питання про "одержання рухів з тепла".

Він указує, що корисна робота в парових машинах може бути отримана тільки при переході тепла від тіла більше нагрітого до тіла більше холодному. Навпаки, для того щоб передати тепло від холодного толу до більше нагрітого, необхідно затратити - роботу. Цю закономірність Карпо виявив, аналізуючи ідеальний круговий тепловий процес.

Правильно помітивши фізичні закономірності, що лежать в основі роботи теплових машин, Карно, однак, не переборов неправильних подань про природу теплоти, він розглядав теплоту як деяку невагому рідину (теплород). Відповідно до поглядів, що панували тоді, теплород не може не знищуватися, не виникати, а тільки переходити від одного тіла до іншого. Втім, в останні роки свого короткого життя Карно відмовився від теорії теплорода, визнавши взаємну превратимость теплоти й механічної роботи, і приблизно визначив механічний еквівалент теплоти.

Работы Карно сприяли встановленню принципу, що дозволив визначити найбільший можливий КПД теплової машини. Цей принцип привів надалі до відкриття другого початку термодинаміки, що в остаточному виді сформулював в 1850 р. німецький учений Р. Клаузиус (1822-1888). Сутність другого початку термодинаміки, по Клаувиусу, полягає в тім, що теплота не може сама по собі перейти від більше холодного тіла до більше теплого. Клаузиус уперше ввів поняття ентропії - одну з основних термодинамічних величин.

Найважливіше значення для розвитку техніки мало відкриття першого закону термодинаміки, відповідно до якого кількість теплоти, повідомлена матеріальній системі, дорівнює сумі приросту внутрішньої енергії системи й кількості зробленої його роботи. Цей початок торуй об динаміки був сформульовано як окремий випадок закону збереження й перетворення енергії.

Закон збереження й перетворення енергії, як показує історія розвитку науки, є одним з найбільш загальних, універсальних законів природознавства. Він був відкритий і сформульований у результаті досліджень і спостережень, зроблених у різних країнах і протягом тривалого часу. Виробнича практика, особливо в області теплотехніки, використання можливості перетворення механічної енергії в теплову й навпаки, а також успіхи в області вивчення електричних явищ сприяли нагромадженню необхідних відомостей для обґрунтування цього закону.

Ідея збереження матерії висловлювалася ще в стародавності Анаксагором, Емпедоклом, Демокритом, Епікуром і Лукрецієм. Пізніше, в XV-XVIII вв., Дж. Бруно, Г. Галилей, Ф. Бэкоп, П. Гассенди, Э. Мариотт, М. Морссни неодноразово повторювали це положення. В 1756 р. М.В. Ломоносов провів ряд досвідів, у яких уперше довів, що при хімічних реакціях речовина не губиться й не виникає й. ч нічого. Це з'явилося першим експериментальним підтвердженням закону збереження речовини. Цей закон французький хімік А. Лавуазьє став застосовувати в 1770 р.

Закон збереження й перетворення. енергії був сформульований видатним німецьким ученим Робертом Майером (1814-1878).

Цей закон в 1841 р. Майер уперше виклав у своїй праці "Про кількісне і якісне визначення сил"1, опублікованому тільки

1. Майер у своїх працях застосовував термін "сила" вкладаючи в нього зміст енергії. в 1881 р. Свої думки він розвив у роботі "Зауваження про сили неживої природи" (1842 р) і в праці "Органічний рух у його зв'язку з обміном речовин" (1845 р). Закон збереження й перетворення "сил" (енергії), по Майорі, полягає в тім, що рух, теплота, електрика, хімічні процеси й т.п. є якісно різними формами "сил", що перетворюються друг у друга при незмінних кількісних співвідношеннях. У своїх роботах Р. Майор установив поняття кількісного еквівалента "сил" і визначив механічний еквівалент тепла.

2.2. Електрика і магнетизм

До кінця XVIII ст. були вироблені перші уявлення про електрику і вивчені найважливіші явища електростатики. З початку XIX ст. і центрі вивчення стає електричний струм. Цьому сприяли відкриття гальванічних елементів, які виявили обширну область явищ, пов'язаних з постійним електричним струмом.

Новий період в розвитку учення об електрику починається з робіт італійського фізіолога Луїджі Гальвані (1737-1798), що опублікував в 1791 р. свій "Трактат про сили електрики при м'язовому русі", і італійського фізика і фізіолога Алессандро Вольта (1745-1827}. який в 1800 р. винайшов так званий вольтів стовп - перше джерело постійного струму, який широко використовувався дослідниками багатьох країн при вивченні електричних явищ.

Найбільший для свого часу вольтів стовп був створений в 1802 р. російським ученим В.В. Петровим (1761 - 1834). Цей стовп складався з 4200 мідних і цинкових кружечків і дозволяв отримати електрорушійну силу близько 1700 вольт. Наявність такого могутнього джерела струму високої напруги дозволила Петрову зробити цілий ряд відкриттів і спостережень.

У своїх роботах він показав можливість застосування електричної дуги для освітлення, плавки і зварки металів, а також відновлення металів з оксидів. Це було найбільшим відкриттям, яке після робіт ряду учених і винахідників широко почало застосовуватися в промисловому виробництві і в побуті.

В.В. Петрову належать відкриття залежності сили струму від площі поперечного перетину провідника, дослідження розряду у вакуумі і встановлення залежності електричних явищ від полярності і форми електродів, відстані між ними, а також від ступеня розрядки повітря.

У 1821 р. німецький фізик Т. Зєєбек (1770-1831) відкрив явище термоелектрики, назване їм термомагнетизмом, суть якого полягала в тому, що в ланцюзі, що складається з різнорідних металів, виникає електрорушійна сила, якщо температура місць з'єднань або спаїв цих металів різна. Мала величина отримуваних при цьому сил струму змусила зайнятися питанням про зв'язок між різними комбінаціями елементів в батареї і що виходять при; том силами струмів. Після ряду невдалих дослідів питання, був, па-кінець, вирішений німецьким фізиком Г.С. Омом (1787-1854), що встановив основний закон електричного ланцюга, що зв'язує опір ланцюгу, електрорушійну силу і силу струму. Цей закон був встановлений Омом експериментально і сформульований в 1826 р. в роботі "Визначення закону, проводять електрику".

С встановленням кількісного співвідношення між основними параметрами електричного ланцюга відкрилися широкі можливості для вивчення електричних явищ. Проте закон Ома довгий час не знаходив собі визнання. Я тільки після того, як росіяни учені Е. X. Ленд і Б.С. Якобн, німецькі учені До. Гаус, Г. Кирхгоф і деякі інші поклали цей закон в основу своїх досліджень, значення його стало незаперечно

У 1841 р. Джоуль встановив закон, що визначає кількість тепла, що виділяється в провіднику при проходженні через нього електричного струму. Незалежно від Джоуля в 1842 р. цей же закон відкрив і експериментально перевірив Е. X. Ленц. Закон Джоуля - Ленца придбав велике практичне значення, оскільки на нім заснований розрахунок електроосвітлювальних установок, всіх нагрівальних і опалювальних електроприладів, які почали широко застосовуватися з кінця XIX ст.

У 1820 р. данський учений X. Ерстед відкрив дію струму на магнітну стрілку. Французькі фізики Ж. Біо і Ф. Савар знайшли кількісний закон цієї дії. Закон взаємодії струмів був відкритий французьким фізиком А. Ампером, працями якого були закладені по якому метали основи сучасної електродинаміки. Відтворивши явища Ерстеда, Ампер запропонував своє "правило плавця" для визначення напряму відхилення стрілки струмом. Для пояснення магнітних властивостей речовин Ампер запропонував гіпотезу, згідно якої магніт складається з величезного числа елементарних магнітиків - кільцевих електричних струмів.

Таким чином, Ампер створив першу теорію магнетизму, в якій він зводить явища магнетизму до електрики.

У першій третині XIX ст. було зроблено дуже важливі відкриття, маєток вельми великі теоретичні і практичні наслідки і що знову поставили в центр уваги питання про зв'язок між зарядами і струмами тілах і одночасними змінами в навколишньому просторі, також пов'язали електричні явища з магнетизмом., Ці блискучі відкриття були зроблені англійським фізиком Михайлом Фарадеом (1791-1807). Керований ідеєю про єдність сил природи поставив собі завданням розкрити зв'язки між електрикою і магнетизмом, електрикою і хімічними процесами, магнетизмом світлом Вже в 1822 р. він робить в своєму лабораторному щоденнику замітку: "Перетворити магнетизм на електрику".29 серпня 1831 р. Фарадеом відкрив явище електромагнітній індукції. Це відкриття, що принесло Фарадею світову популярність, мав величезне наукове і практичне значення Подальший розвиток вчення про індукцію струмів отримало в роботах російського ученого Е.X. Ленца, який обгрунтував в так зване "правило Ленца".

Важливою заслугою Фарадея є встановлення ним в 18.33-основного кількісного закону електролізу - закону електронній еквівалентності. При цьому він висловив думку про атомну структуру електрики. У 1835-1838 рр. Фарадєї проводив дослідження діелектриків В 1830 р. він відкрив магнітне обертання плоскості поляризації, встановивши, таким чином, зв'язок між світлом і електромагнітними явищами. У тому ж році він відкрив і явище діамагнетизму. До 1851 р. Фарадей вивчає магнітні властивості різних речовин, а також працює над питаннями, що стосуються загальних властивостей магнітного поля. У 1851 р. він опублікував цікаву роботу: "Фізичний характер магнітних силових ліній".

Роботи Фарадея зіграли величезну роль в загальній теорії електрики. До часу появи капітальних праць Фарадей учення об електриці і магнетизмі вже отримало розвиток на базі законів Кулона, робіт Ампера ц інших, що використали прийоми математичного. аналізу для теоретичного дослідження явищ електрики. У основу цього аналізу був покладений ньютонівський метод розгляду явищ тяжіння. Принциповою основою теорії електричних і магнітних явищ було уявлення про взаємодію на відстані між зарядами і струмами. * У першій половині XIX ст. фізики визнавали здатність зарядів і струмів взаємодіяти через порожнечу, без. посередництва яких би то не було проміжних фізичних середовищ.

Фарадей висловив новий погляд, стверджуючи, що всі взаємодії взагалі, і електричні і магнітні взаємодії зокрема, розповсюджуються з кінцевою швидкістю при неодмінній участі проміжного середовища. Електричний заряд магнітний полюс або дріт-пік, по якому тече електричний струм, Фарадей розглядав як одну, з частин деякої фізичної системи. Він прагнув, таким чином, вкласти фізичний зміст в уявлення про електричний або магнітний нуль. Порожнисто він мислив як реальний об'єкт, в якому відбуваються фізичні процеси. Вивчення магнітних і електричних полів привело Фарадей до уявлення про "фізичні силові лінії".

Видатним продовжувачем робіт Фарадея був англійський фізик Джемс Максвелл (1831 - 1879). Наукова діяльність Максвелла охоплює ряд проблем молекулярної фізики, оптики, механіки, теорії пружності. Але основний внесок разом з кінетичною теорією газів Максвелл зробив в області електромагнетизму. Якщо Фарадей дав перше обгрунтування вчення про електромагнітне поле, то Максвелл, продовжуючи роботи Фарадея, розробив теорію електромагнітного поля.

Ці дослідження узагальнені в його знаменитій праці "Трактат по електриці і магнетизму", що вийшов в 1873 р. Математичним виразом теорії Максвелла з'явилася його знаменита система рівнянь. Фізична гіпотеза Максвелла полягала в тому, що магнітне поле створюється не тільки в результаті руху зарядів по провідниках (струмом), але і будь-якою зміною електричного поля. Закон, встановлений Максвеллом, зв'язував швидкість зміни в даному місці електричного поля - так званий струм змішення - з напруженістю створюваного їм зміною магнітного поля і навпаки.

Відкриття, зроблені в другій третині XIX ст., підготували грунт для застосування вчення про електрику і магнетизм до ряду найважливіших технічних проблем, які були вирішені в другій половині XIX п. і на початку XX ст. що сподіваються електромагнітних хвиль, питання про природу носіїв заряду і струму вивчалося спочатку поза зв'язком з електромагнітним нулем

У 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. Світлотехника

Нове 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 предметів

Фотографія 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.