В Средние века для глажки использовали предмет типа сковородки. Внутрь чугунной жаровни с ручкой закладывались горячие угли, и «сковородой» начинали водить по одежде. Потом появились «углевые» или «духовые» утюги. Внутрь их корпуса закладывались раскаленные березовые угли. Для лучшей тяги по бокам делали отверстия, иногда утюг даже снабжался трубой. Чтобы снова разжечь поостывшие угли, в отверстия дули либо размахивали утюгом из стороны в сторону. Углевые утюги были очень тяжелыми. Позже вместо углей внутрь утюга стали вкладывать раскаленную чугунную болванку. В XIX веке в Германии изобрели спиртовые утюги. К такому утюгу прикреплялась металлическая колбочка, в которую заливался спирт. При включении спирт по трубочкам поступал внутрь прибора и, сгорая, выделял тепло. В Германии эти утюги были очень популярны, но в России не прижились: чего зря спирт переводить. Кроме того, чугунный утюг стоил 1 рубль, а спиртовой все 10.
В конце XIX века стали производить газовые утюги. Такой утюг надо было трубкой подсоединять к газовому баллону, а на крышке утюга располагался насос. Насосом газ загонялся внутрь утюга, где, сгорая, нагревал гладильную подошву. 6 июня 1882 года американец Генри В. Сили из Нью-Йорка запатентовал изобретенный им электрический утюг. У него нагревательным элементом была электрическая дуга между угольными электродами, к которым подводился постоянный ток. Он разработал проект в 1881 году, в следующем году получил патент, а в 1883 году со своим партнером Дайером запатентовал другой «электрический плоский утюг». У Сили и Дайера возникли сомнения, что утюгу необходимо быть в постоянном контакте с сетью, и они изобрели своего рода «беспроводной» утюг на подставке, нагреваемой электричеством. Их утюг весил почти 15 фунтов (примерно 6 кг) и долго нагревался.
Ранние модели электрических утюгов из-за несовершенства конструкции могли бить током и были достаточно капризны в применении, поэтому через 10 лет, в 1892 году компании «General Electric» и «Crompton &Co» модернизировали электроутюг, начав использовать в его конструкции нагревательную спираль внутри корпуса, перед его подошвой. Тогда утюги стали безопасными.
Новая конструкция утюгов оказалась настолько удачной, что применяется и по сей день. Электрокардиограф
Виллем Эйнтховен родился 21 мая 1860 года в Семаранге на острове Ява в семье врача. Когда мальчику исполнилось шесть лет, его отец умер, и в 1870 году семья вернулась в Нидерланды, в город Утрехт. Здесь Виллем закончил школу и в 1879 году поступил на медицинский факультет Утрехтского университета. В 1885 году Эйнтховен защитил диссертацию, посвященную проведению стереоскопии посредством дифференцировки цветов, и получил докторскую степень. В этом же году в возрасте 25 лет он был назначен профессором физиологии Лейденского университета и занимал эту должность до самой смерти.
Несмотря на профессию врача-физиолога, Эйнтховен серьезно интересовался физикой. Он накопил большой опыт в разработке самых современных приборов для количественной оценки физиологических процессов.
В 1880 году было признано, что сокращение сердца сопровождается электрическими явлениями, однако единственным способом, позволяющим регистрировать «сердечные токи», было прямое наложение электродов на обнаженное сердце. В 1887 году английский физиолог Август Уоллер обнаружил, что изменения потенциалов, возникающие при сокращении сердца, можно записать с помощью электродов, наложенных на поверхность тела животного. Большинство экспериментов сначала было проведено на его любимом бульдоге Джимми, ставшем в то время самым популярным псом в Британии. Подобные токи записывались с помощью капиллярного электрометра – прибора, состоящего из ртутного столбика, поднимающегося и опускающегося в зависимости от изменения электрического поля. При этом записывалась так называемая электрокардиограмма (ЭКГ), которая была чрезвычайно несовершенной, поскольку ртутный столбик обладал высокой инерцией. Эйнтховен установил, что при такой записи можно получить точную ЭКГ, если вносить в нее коррективы с помощью довольно кропотливых математических расчетов. Чтобы избежать подобных расчетов, Эйнтховен разработал прибор, с помощью которого можно было точно записывать небольшие колебания электрических потенциалов. Работа над прибором заняла у него шесть лет, и в результате был создан струнный гальванометр. Струнный гальванометр произвел настоящую революцию в изучении заболеваний сердца. С помощью этого прибора врачи получили возможность точно регистрировать электрическую активность сердца и с помощью регистрации устанавливать характерные отклонения на кривых ЭКГ.
Первый электрокардиограф был весьма громоздким сооружением и весил около 270 кг. Его обслуживанием были заняты пять сотрудников.
В одном из экспериментов Эйнтховен вместе с сыном Виллемом, инженером-электриком, использовал струнный гальванометр для приема радиотелеграмм с острова Ява. Впоследствии Виллем Эйнтховен-младший разработал вакуумный струнный гальванометр, используемый для беспроволочной связи.
В 1924 году Эйнтховену была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине за «открытие механизма электрокардиограммы». Когда Эйнтховен в первый раз прочитал эту новость в Boston Globe, он подумал, что это либо шутка, либо опечатка. В том же году он получил еще одну премию с формулировкой «За открытие техники электрокардиограммы». Исследования Виллема Эйнтховена причисляются к десяти величайшим открытиям в области кардиологии в XX веке. В 1979 году был основан Фонд Эйнтховена, целью которого является организация конгрессов и семинаров по кардиологии и кардиохирургии.
Эскалатор
Джесси Уилфорд Рено родился в 1861 году в форте Ливенуорт, штат Канзас. Он закончил университет Лихай в 1883 году, получив диплом инженера по горному делу, а затем – металлургический факультет. В кампусе Лихая есть примерно триста лестниц, по которым нужно подняться на более чем 100 метров от самой низкой точки кампуса до дома братства ЧиПхи на Южной горе. Поэтому Рено задумался о самодвижущейся лестнице. Первым создателем эскалатора можно назвать изобретателя Натана Эймса, который создал проект «вращающейся лестницы». Она была запатентована 9 марта 1859 года, но так и не была построена.
Рено сконструировал свой эскалатор в 1891 году и запатентовал его 15 марта 1892 года. Он был построен на Старом железном пирсе в парке Кони-Айленд Нью-Йорка в 1894 году. Тогда это изобретение было названо «наклонным лифтом» и использовалось как аттракцион. Первый американский эскалатор представлял собой гладкую движущуюся дорожку без ступенек, вместо них были установлены продольные рифли, которые появлялись из-под пола через промежутки в гребенке.
Немного позже на выставке в Париже был представлен первый действующий эскалатор, который изобрел К. Зеебергер совместно с компанией «Отис» в 1900 году. Он был с горизонтальными ступенями, выезжающими на входной площадке из-под специального ограждения и уезжающими под ограждение с другой стороны входной площадки. Затем первый эскалатор «Отис» был установлен в универсальном магазине «Гимбел» в штате Филадельфия, где прослужил до 1938 года.
Классический эскалатор появился в 1921 году. На нем были установлены горизонтальные ступени с продольным рифлением и для удобства пассажиров были установлены поручни, которые двигались с той же скоростью параллельно ступеням. Первые эскалаторы в Советском Союзе появились в Москве в 1935 году в московском метрополитене на основных четырех станциях глубокого залегания.
Ядерный реактор
Энрико Ферми (1901–1954), человек, спроектировавший первый ядерный реактор, родился в Италии, в Риме. К двадцати шести годам Ферми был профессором в Римском университете. К тому времени он уже опубликовал свою первую работу, которая касалась трудной области физики – квантовой статистики. В этой работе Ферми развил статистическую теорию, чтобы
описать поведение больших скоплений частиц, теперь называемых фермионами. Поскольку электроны, протоны и нейтроны – три «строительных материала», из которых состоит обычная материя, – являются фермионами, теория Ферми имеет большое научное значение. Уравнения ученого позволили нам лучше исследовать ядра атомов, поведение выродившейся материи (которое имеет место внутри некоторых типов звезд), свойства и поведение металлов – тема очевидного практического применения.
В 1933 году Ферми сформулировал теорию бета-распада (по типу радиоактивности), которая включала в себя первое качественное обсуждение нейтрино и слабых взаимодействий – и то и другое сейчас является важными темами в физике.
Начиная с 1934 года Ферми занялся бомбардировкой многих известных химических элементов нейтронами. Его эксперименты показали, что многие типы атомов были способны поглощать нейтроны, и во многих случаях в результате такой ядерной трансформации атомы становились радиоактивными.
В 1938 году за важные исследования поглощения нейтронов Ферми получил Нобелевскую премию в области физики.
В начале 1939 года Лиза Мейтнер, Отто Ган и Фриц Штрассман заявили, что поглощение нейтронов иногда вызывает расщепление атомов урана. Когда появился доклад об этом явлении, Ферми (как и несколько других ведущих физиков) сразу понял, что расщепление атома урана может освободить достаточное количество нейтронов, чтобы начать цепную реакцию. Более того, он (опять же как и некоторые другие) вскоре увидел в этой цепной реакции огромные возможности, открывающиеся перед военными. К марту 1939 года Ферми связался с военным флотом США и попытался заинтересовать командование созданием ядерного оружия. Но только через несколько месяцев, после того как Альберт Эйнштейн написал письмо по этому поводу президенту Рузвельту, Соединенные Штаты обратили внимание на атомную энергию. Когда американское правительство заинтересовалось возможностью сделать атомную бомбу, первой задачей ученых стало создание прототипа атомного реактора, чтобы убедиться в возможности самоподдерживающейся цепной реакции. Поскольку Энрико Ферми был ведущим мировым авторитетом в области исследования нейтронов и поскольку в нем объединялись таланты экспериментатора и теоретика, его выбрали руководителем группы по созданию первого в мире ядерного реактора. Сначала он работал в Колумбийском университете, потом в университете Чикаго. Именно в Чикаго 2 декабря 1942 года впервые начал действовать ядерный реактор, спроектированный и построенный под руководством Ферми. Это было настоящее начало атомной эры, поскольку человечеству впервые удалось успешно осуществить цепную реакцию.