После первого, довольно несовершенного циклотрона, построенного в 1930 году, Лоуренс и его коллеги из Беркли быстро создали одну за другой более крупные модели. Используя 80-тонный магнит, предоставленный ему Федеральной телеграфной компанией, Лоуренс ускорял частицы до рекордных энергий в много миллионов электрон-вольт. Циклотроны оказались идеальными экспериментальными приборами. В отличие от частиц, испускаемых ядрами при радиоактивном распаде, пучок частиц, выводимых из циклотрона, был однонаправленным, их энергию можно было регулировать, а интенсивность потока была несравненно выше, чем от любого радиоактивного источника.
Высокие энергии, достигнутые Лоуренсом и его сотрудниками, открыли перед физиками обширное новое поле для исследований. Бомбардировка атомов многих элементов позволила расщепить их ядра на фрагменты, которые оказались изотопами, часто радиоактивными. Иногда ускоренные частицы «прилипали» к ядрам-мишеням или вызывали ядерные реакции, среди продуктов которых встречались новые элементы, не существующие на Земле в естественных условиях. Полученные результаты показали, что если бы частицы можно было ускорять до достаточно больших энергий, то с помощью циклотрона можно было бы осуществить почти любую ядерную реакцию. Циклотрон использовался и для измерения энергий связи многих ядер, и (путем сравнения разности масс до и после ядерной реакции) для проверки соотношения между массой и энергией.
Циклотрон позволил создать радиоактивные изотопы для медицинских целей. Над биомедицинским применением ядерной физики Лоуренс работал вместе со своим младшим братом Джоном, медиком и директором Биофизической лаборатории в Беркли. Джон Лоуренс с успехом использовал изотопы для лечения раковых больных, в том числе своей матери, у которой был неоперабельный случай заболевания раком. После курса лечения она прожила еще 20 лет.
Манне Сигбанн из Шведской королевской академии наук заявил, что изобретение циклотрона вызвало «взрыв в развитии ядерных исследований… В истории экспериментальной физики… циклотрон занимает исключительное место. Вне всякого сомнения, циклотрон является самым большим и самым сложным из всех когда-либо построенных научных приборов».
Циркулярная пила
Режущий инструмент в виде плоского металлического диска, на внешней кромке которого расположены зубья. Используется на круглопильных, маятниковых и других станках, также в ручном электроинструменте для раскроя различных материалов, чаще древесины, пластика, мягкого металла.
У нее много названий: круглая пила, циркульная пила, циркулярная пила, циркулярка.
К изобретателям циркулярной пилы могут быть отнесены англичанин Самуил Миллер из Саутгемптона, который получил патент в 1777 году на лесопильную ветряную мельницу. Однако его заявка только упоминает форму пилы, возможно, это было не его изобретение.
Часто изобретение циркулярной пилы приписывают немцу Гервинусу (1780 год).
Уолтер Тейлор из Саутгемптона в 1762 году построил лесопилку, где применил ряд механизмов. Описания его машин в 1790-е годы показывают, что это были циркулярные пилы. Тейлор запатентовал два других приспособления, но не циркулярную пилу.
Сведения о том, что циркулярная пила изобретена в Голландии в XVI или XVII веках, документально не подтверждаются. А вот использование большой циркулярной пилы на лесопильном производстве, к которому имела отношение Табита Бэббит, документально засвидетельствовано. Это произошло в 1813 году.
Легенда гласит, что однажды, Табита Бэббит увидела пилящих мужчин и отметила, что бревно пилится только при движении в одну сторону. Она придумала прикрепить к ее прялке оловянный диск с зубцами и тем самым, с помощью специальной рукоятки для диска, нажимая на педаль станка, пилить небольшие бревна. Сказано — сделано, и деревообрабатывающий станок стал использоваться на лесозаготовке, получив название «дисковая пила».
И только 1929 году некий изобретатель Эммонс предложил новую идею портативной пилы. Его устройство использовало винтовой привод и электрический двигатель, помещенные в портативный корпус. Дизайн и принцип работы были очень схожи с параметрами современной бытовой дисковой пилы.
Цифровое телевидение
Первые системы механического и электронного телевидения, в том числе цветные, были аналоговыми. Цифровое телевидение отличается от аналогового тем, что в эфир передаётся не аналоговый сигнал, а цифровой, представляющий собой поток данных, описывающих исходные аналоговые сигналы изображения и звука. Главное преимущество цифрового телевидения перед аналоговым — более высокая устойчивость к накоплению искажений на всех этапах производства программ и их доставки до конечного потребителя. Ещё одно важное достоинство — меньший объём данных, передаваемых по каналам связи, а также широкие возможности для получения дополнительных сервисов. В полосе частот одного аналогового телевизионного канала передаются несколько каналов цифрового телевещания стандартной чёткости, что значительно снижает себестоимость распространения сигнала одного телеканала. За счёт освобождения диапазонов, ранее занятых аналоговым вещанием, получается так называемый «частотный дивиденд», который может использоваться, например, для некоторых систем мобильной связи.
Возможность осуществить цифровое телевидение появилась только после создания достаточно мощных компьютеров, пригодных для обработки видеосигнала в реальном времени. Массовые технологии цифрового вещания появились только в 1990-х годах, однако первые работы по созданию действующих систем и стандартов начались уже в начале 1970-х годов. Одним из пионеров цифрового телевидения стала японская телекомпания NHK, создавшая опытные образцы оборудования. Практически одновременно с работами NHK в 1972 году начались консультации в 11-й исследовательской комиссии МККР под председательством Марка Кривошеева по проектированию будущих стандартов цифрового ТВ. Первыми итогами работы комиссии стали изданные в 1982 году рекомендации BT.601 по цифровому кодированию и начало исследований по эффективной компрессии цифровых данных для передачи.
В начале 1990-х годов стала очевидна осуществимость цифрового телевидения, и начались основные работы по созданию общемировых стандартов, которыми стали американский ATSC, японский ISDB-T и европейский DVB-T. Ведущая роль в этих процессах также принадлежит 11-й исследовательской комиссии МККР, в 2000 году издавшей рекомендацию BT.1306, которая позволила гармонизировать три вещательных стандарта друг с другом. Разработка и успешное внедрение стандартов цифрового вещания способствовали также началу распространения телевидения высокой чёткости. Первый стандарт ТВЧ, внедрённый компанией NHK в 1989 году, был аналоговым и мог передаваться только по спутниковым каналам. Цифровая технология позволила решить большинство проблем и начать широкое вещание по стандартам 720p и 1080i в 1998 году в США, в 2003 году в Японии и в 2004 году — в Европе. Даже при вещании в устаревших аналоговых форматах съёмка, звукозапись, монтаж и обработка производятся с цифровыми данными, преобразуемыми в аналоговый сигнал на последней стадии передачи в эфир.
Часто один и тот же цифровой контент одновременно передаётся по разным каналам как в цифровом виде, так и после цифро-аналогового преобразования, обеспечивая приём устройствами всех типов. Переход от аналогового вещания стандартной чёткости к цифровому был начат большинством стран в первом десятилетии XXI века. В частности, в США переход в целом был завершён в 2009 году, оставшиеся аналоговые передатчики малой мощности должны завершить переход на цифровое вещание к 2021 году. Россия и Китай планировали к 2015 году полностью перейти на цифровое телевидение. Однако из-за наличия большого числа аналоговых приёмников в большинстве регионов России аналоговые передатчики продолжают работать. В 2016 году министр связи РФ Николай Никифоров заявил, что к 2018 году в России прекратится господдержка аналогового вещания, после чего оно станет невыгодным.
Ч
Чугун
Сплав, в состав которого входит железо и углероды. Содержание в железе углерода обычно составляет не менее 2,14 %. Углерод может быть в виде цементита или графита. В чугуне содержатся примеси, такие как Si, Mn, S, P, и легирующие элементы (Cr, Ni, V, Al и др.). Чугун получают в доменных печах из железорудных материалов.
Чугун — это металл, история которого насчитывает тысячи лет. Вообще историки датируют первые свидетельства возникновения металлургии VI–V тысячелетием дo н. э. Точно известно, что чугун начали получать в VI веке дo н. э. в Китае из высокофосфористых железных руд.
Это случилось bo врeмя прaвлeния династии Чжoy (1050 год дo н. э. — 256 год дo н. э.). Вo врeмя династии Шaн (1600 год дo н. э. — 1046 год дo н. э.) Китай вoшeл в период рaсцвeтa выплавки стали. Во времена династии Хань (202 год до н. э. — 220 год н. э.) частные предприятия по производству чугуна были упразднены и монополизированы государством. Первым извeстным мeтaллyргoм в дрeвнeм Китае являeтся Циу Хyaйвeн из Сeвeрнoй династии Вeй (386–557 гг. н. э.), который изобрел процесс использования кованого железа и чугуна для производства стали
Уже в середине I тысячелетия до н. э. в Китае существовало немало технологических новшеств и приёмов, позволявших добиться больших успехов в металлургии. Здесь строили доменные печи, использовали кричный горн, применяли стопочную технологию литья, благодаря чему можно было получать до сотни одинаковых изделий за один раз, изготавливали кокили — металлические формы для литья.
Массовое производство изделий из чугуна началось после того, как китайцы начали использовать в качестве топлива каменный уголь. В отличие от древесины, уголь позволял поддерживать в плавильных печах очень высокую температуру. Железную руду закладывали в специальные трубы, которые затем помещали в горящий каменный уголь. Поскольку трубы были закрытыми, сырьё не контактировало с серой, образовывавшейся в результате горения угля. Поэтому китайский чугун был чистым и прочным. Из чугуна изготавливали множество полезных предметов: сельскохозяйственные орудия, конскую упряжь, пушки, посуду, мундштуки, монеты и даже детские игрушки. Получение чугуна привело к целому ряду новых важных открытий. Во-первых, благодаря чугунной посуде, идеально подходившей для выпаривания соли, в Китае стала быстро развиваться соляная промышленность. Масштабы разработки соли ширились с каждым годом, по всей стране создавались новые шахты. По всей видимости, во время соляных разработок китайцы и обнаружили природный газ. Уже в записках Ма