Изобретения архимеда связанные с военными действиями: Презентация” Изобретения Архимеда, связанные с военными действиями”.

Содержание

Смертоносные изобретения Архимеда | Научпоп. Наука для всех

В 212 году до Рождества Христова одним из основных мест сражений второй Пунической войны стал греческий города Сиракузы, что на Сицилии. Это был один из крупных населенных пунктов того времени, представляющий собой лакомый кусочек для любого захватчика. Оборону от превосходящего римского войска сиракузцам приходилось вести в одиночестве, поскольку карфагенский флот отплыл на родину за подкреплениями. Все же осада растянулась на 8 месяцев, благодаря тому, что в обороне города участвовал знаменитый ученый и изобретатель Архимед.

До сих пор во всем мире широко применяется главное изобретение грека – бесконечный архимедов винт. Эту вещь видел практически каждый – в обычной бытовой мясорубке или шнеке комбайна. Но для войны важнее боевые машины и фортификационные укрепления. О них и пойдет речь ниже.

Амбразура

Важнейшее военное изобретение Архимеда относится к области фортификации. До обороны Сиракуз крепостные стены были сплошными и защитники города размещались только сверху. С высоты они забрасывали противника камнями, лили раскаленную смолу и стреляли из луков. Точность такого воздействия была относительно невысока из-за расстояния.

Амбразура в стене крепости. Источник изображения: pixers.de

Амбразура в стене крепости. Источник изображения: pixers.de

По совету Архимеда в городских стенах на высоте человеческого роста были пробиты небольшие отверстия (сейчас бы их назвали бойницами). К этим отверстиям, шириной в 4 пальца, были приставлены воины, которые поражали римлян стрелковым оружием, причем точность воздействия была для своего времени исключительно высокой. Эффективность воздействия объясняется просто – ведь стреляли в нападающих практически в упор.

Метательные машины

Баллисты и катапульты греческая армия начала применять задолго до Архимеда, но именно этот ученый перевел применение этих машин на новый уровень.

Греческая катапульта,399 год до н. э.

Греческая катапульта,399 год до н. э.

Архимеду удалось создать катапульты метавшие камни весом до 250 килограмм. Эти метательные машины поражали корабли римского флота, стоявшие в отдалении. Ели вражеские суда приближались, то в ход шли боевые машины меньшей мощности, которые буквально забрасывали противника градом из камней и ядер. Точные расчеты позволили специалисту в механике полностью пристрелять акваторию Сиракуз, так что подойти на расстояние подходящее для штурма было весьма затруднительно.

Лапа Архимеда

Когда римским кораблям все же удавалось вплотную подойти к стенам Сиракуз, на них обрушивалась новая беда. Из-за стен города выдвигалось сооружение состоявшее из нескольких соединенных между собой рычагов, последний из которых имел железную лапу или клюв. Эта лапа плотно обхватывала нос вражеского судна и подымала его вверх. Затем выдернутый из воды корабль выпускали, и он обрушивался назад в воду.

Лапа Архимеда. Источник изображения: Фрагмент фрески Луиджи Париджи

Лапа Архимеда. Источник изображения: Фрагмент фрески Луиджи Париджи

Результатом подобного воздействия зачастую становилась гибель судна вследствие опрокидывания. Другие механизмы подобного рода не имели хватательного приспособления, зато несли корзину с 250 килограммами камней. Эти камни высыпались на штурмовые лестницы-самбуки, так что прикрытые плетеной крышей самбуки воины штурмовых римских групп погибали под каменным градом. Управление подобными механизмами осуществлялось специально обученными людьми, причем умело созданная система блоков позволяла одному человеку управиться с лапой без посторонней помощи.

Это изобретение Архимеда было решено проверить на практике. Теоретически создать подобное оружие было возможно, поскольку оно представляет собой примитивный подъемный кран. Энергию для своего действия лапа Архимеда могла брать от системы противовесов, за счет освобождения одного из них. В 2005 году работоспособность изобретения была подтверждена.

Паровая пушка

Римские историки в своих работах указывают, что одной из военных машин призванных защитить Сиракузы была длинная труба, выбрасывавшая круглые камни в нападающих. Никаких сведений об этом оружии долгое время не было, пока ее заново не описал великий Леонардо Да Винчи, который указывал в своих трудах, что описывает именно изобретение древнего грека.

Рисунки паровой пушки Архимеда, сделанные Леонардо Да Винчи

Рисунки паровой пушки Архимеда, сделанные Леонардо Да Винчи

Итак, паровая пушка Архимеда представляла собой длинную медную (или бронзовую) трубу, сзади на 1/3 длины она помещалась в жаровню. В переднюю часть заранее помещалось одно или несколько ядер, требовалось выждать пока казенная массивная часть не раскалится докрасна. Затем, через специальную шторку в казенную часть подавалась вода. Попав на раскаленный металл, вода практически мгновенно закипала. Образовывался пар с высоким давлением, он и выбрасывал боеприпасы с приличной скоростью.

Над проверкой функциональности поработали различные специалисты, поскольку теоретическая возможность создания подобного оружия сомнения не вызывала. Действительно, проверяющим удалось создать некий аналог пушки основываясь на записях Леонардо. Вот только дальнобойность и убойная сила оказалась невелика и совершенно непонятно, можно ли обладая технологиями времен Архимеда, создать реальное боевое оружие, а не детскую хлопушку.

Тепловое оружие

А это самое из легендарных изобретений Архимеда, в существование которого просто не верится. Есть легенда, что Архимед выстроил определенным образом воинов на стенах, они направили свои вогнутые полированные щиты на входящий в акваторию римский флот. И солнечный свет, отраженный от полученной системы зеркал, уничтожил римские корабли.

Первое, во что не верится в легенде, так это в уничтожение целого флота. Если уж и запылало 3-5 кораблей по неизвестной причине, то капитаны остальных должны были просто отступить в безопасное место. Второе, во что также не верится в легенде, так это то, что можно так точно сориентировать отраженные щиты многих воинов, что лучи от разных щитов будут фокусироваться в одной точке. Ну и третье – вряд ли щиты обладали достаточно хорошей отражающей способностью, чтобы ее в принципе хватало для нагревания предметов.

«Тепловой луч смерти» Архимеда.

«Тепловой луч смерти» Архимеда.

Эту легенду пытались проверять, имитируя системой зеркал выстроенных со щитами воинов. В самом деле, удалось поджечь доску равную по ширине доске римского корабля, на это понадобилось около 10 минут. Вот только доска была неподвижная и сухая, а корабли постоянно будут выходить из фокуса лучей, да и сухими в море быть сложно.

Скорее всего, объяснить эту легенду можно созданием великим ученым световой системы наведения для баллист. А уж баллисты швыряли горящую смесь, которая и поджигала римские корабли.

А какие еще интересные древние военные изобретения вам известны? Напишите об этом в комментариях.

Если вам понравилась статья, то поставьте лайк и подпишитесь на канал Научпоп. Наука для всех. Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!

Военные машины Архимеда. – Альтернативная История

 

Данный блог написан в продолжение темы Метательное оружие древних.

В нашей истории много мифов связанных с древними войнами. Меня заинтересовало одно сражение древности, а именно осада Сиракуз римлянами, точнее не вся осада а использование машин и изобретений Архимеда.

Меня смущают в этой истории три вещи.

1.       Паровая пушка Архимеда. Эта тема выложена в блоге коллеги Кошмарный Деспот hhttp://alternathistory.com/smertonosnyi-stimpank-gazovaya-artilleriyattp://alternathistory.com/smertonosnyi-stimpank-gazovaya-artilleriya.  

 

2.       Лапа Архимеда. Вот что писали современники.

Тит Ливий:На те же корабли, которые подходили ближе… Архимед при помощи выступающего за стену рычага набрасывал железную лапу; когда она захватывала нос корабля, то при помощи опускающегося до земли тяжелого противовеса нос корабля поднимался

Плутарх:Другие (машины) железными лапами или клювами наподобие журавлиных схватывали корабли за носы, поднимали их в воздух, ставили корабль на корму и затем топили. Часто корабль поднимало высоко над поверхностью моря, и, вися в воздухе, он, к ужасу окружающих, качался в разные стороны[20]

Полибий говорит, что «Лапы эти поднимали воинов в полном вооружении и кидали их вниз».

Я не подвергаю сомнению техническую возможность сооружения данной машины, в конце концов это обыкновенный подъемный кран. Я просто не могу представить ситуацию когда сверху опускается клюв и захватывает воина а он спокойно ждет что получится, или спокойно смотрят как поднимают их корабль. Неужели римляне были такими дебилами, что никто не попытался просто оттолкнуть клюв. Ну хорошо один раз получилось, а потом?

Я представляю картину как римские корабли выстроились в очередь с криками «меня. Меня подними?»

3.       И самая фантастическая история с зеркалами.

В «Истории», составленной Цеци, со ссылкой на Диодора Сицилийского, сказано:

«Когда римские корабли находились на расстоянии полёта стрелы, Архимед стал действовать шестиугольным зеркалом, составленным из небольших четырехугольных зеркал, которые можно было двигать при помощи шарниров и металлических планок. Он установил это зеркало так, чтобы оно пересекалось в середине зимней и летней солнечными линиями, и поэтому принятые этим зеркалом солнечные лучи, отражаясь, создавали жар, который обращал суда римлян в пепел, хотя они находились на расстоянии полёта стрелы».

Давайте начнем с того что ЕМНИП зеркало появилось в Европе в 13 веке, а во времена Архимеда можно говорить только о тщательно отполированном металлическом листе, отражательные свойства которых гораздо ниже современных зеркал. Никто не оспаривает, Архимед был в том числе знаменит своими работами в области оптики. Но….

Наверно все в детстве баловались линзами, у кого-то получилось поджечь деревяшку?

А у римлянам даже в голову не пришло пожар потушить, или все происходило мгновенно, какой-то гиперболоид инженера Гарина.

И опять очередь римских кораблей «Меня. Меня подожги»

 

Опубликованные материалы на сайте СМИ “Солнечный свет”. Статья Изобретения Архимеда и творчество Леонардо Да Винчи. Автор: Чуклинова Екатерина Алексеевна.

Автор: Чуклинова Екатерина Алексеевна
В статье предствалены ИЗобретения, который создал Архимед для военных действий.

А так же творчество и изобретения Леонардо Да Винчи

Тема №1 «Изобретения Архимеда, связанные с военными действиями»

1. «Метательные орудия»

Архимед создал метательные машины, способные бросать с большой скоростью камни массой около 250 кг и механизмы, бросающие с берега на суда тяжёлые брёвна.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. «Пушка»

Архимеду некоторые учёные даже приписывают изобретение пушки — устройства, в котором под воздействием взрывчатого вещества или иной высвобождающейся энергии образуется движущая сила, которую используют для бросания снаряда.

Эта пушка, состоит из пушечного ствола, вставленного на треть его длины в жаровню, где он доводится до раскаленного состояния. Над правым концом ствола находится котёл с водой. При вывинчивании винта, обозначенного буквой d (зеркальная надпись на среднем наброске), вода течёт в раскаленную часть пушечного ствола и там мгновенно превращается в пар, который с силой выбрасывает лежащее впереди ядро. В заключение говорится, что пушка бросает на расстоянии 6 стадий (1 стадий равен от 178 до 192 м[12]), то есть 1154 м, ядро весом в 1 талант (1 талант примерно равен 26 кг[13] или 25,5 кг).

Механизм действия пушки Архимеда состоял в том, что ствол на треть вставлен в жаровню, над которой находится котел с водой. После того как ствол раскалится, в него подается вода, которая мгновенно испаряется и выталкивает ядро. Скорострельность составляла 1 выстрел в минуту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. «Лапы Архимеда»- подъёмный кран

Это был огромный рычаг, выступающий за городскую стену и оснащённый противовесом. Одни несли на себе камни, весившие не менее десяти талантов (четверти тонны), другие – груды свинца. Как только корабли приближались к стенам, осажденные, ослабляя при помощи канатов блоки, к которым «клювы» этих машин были подвешены, поворачивали их вправо или влево — туда, где это было нужно; затем открывались задвижки и из клюва падал на самбуки камень, который разбивал не только машину, но и корабль, на котором она стояла, подвергая находившихся на ней воинов величайшей опасности.

Во время осады Сиракуз Архимед пустил в ход свои машины, на вражеские суда вдруг стали опускаться со стен укрепленные на них брусья, и либо топили их силою толчка, либо, схватив железными руками или клювами вроде журавлиных, вытаскивали носом вверх из воды, а потом, кормою вперед, пускали ко дну, либо, наконец, приведенные в круговое движение скрытыми оттяжными канатами, увлекали за собой корабль и, раскрутив его, швыряли на скалы и утесы у подножия стены. Нередко взору открывалось ужасное зрелище: поднятый высоко над морем корабль раскачивался в разные стороны до тех пор, пока все до последнего человека не оказывались сброшенными за борт или разнесенными в клочья, а опустевшее судно разбивалось о стену или снова падало в воду, когда железные челюсти разжимались

 

 

 

 

 

 

4. «Боевое зеркало»

Ученый понимал: с помощью вогнутых зеркал можно на расстоянии поджигать различные предметы. Его установка состояла из множества плоских зеркал.

Они устанавливались так, чтобы образовывалась одна огромная вогнутая отражающая поверхность. Солнечный свет в таком «оружии» образовывал мощный луч, который можно было направить в одну точку. Для этого Архимед, сконструировал особую раму, на которой при помощи шарниров крепилось не менее 24 зеркал.

Архимед построил шестиугольное зеркало, набранное из небольших четырехугольных зеркал. Каждое из этих зеркал было закреплено на шарнирах и приводилось в движение цепным приводом. Благодаря этому, углы поворота зеркал можно было подобрать таким образом, чтобы отраженные солнечные лучи сфокусировались в точке, находящейся на расстоянии полета стрелы от зеркала. При помощи своей системы зеркал Архимед поджег корабли римлян.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема №2 «Творческая деятельность Леонардо да Винчи»

Леонардо Да Винчи Леонардо Да Винчи родился в городе Винчи, расположенного в горах Тосканы, 15 апреля 1452 года. Он был не только великим живописцем, но и великим математиком, механиком и инженером, которому обязаны важными открытиями самые разнообразные отрасли физики

Интересные факты:

Он пишет справа налево, буквы перевернуты

Он был незаконно рожденным сыном женщины.

Леонардо, по всей видимости, не оставил ни одного автопортрета, который бы мог ему быть однозначно приписан.

Леонардо любил воду: он разработал инструкции по подводным погружениям, изобрел и описал прибор для подводного погружения, дыхательный аппарат для подводного плавания. Все изобретения Леонардо легли в основу современного подводного снаряжения.

Леонардо первым объяснил, почему небо синее. В книге

„О

живописи» он писал: «Синева неба происходит благодаря толще освещенных частиц воздуха, которая расположена между Землей и находящейся наверху чернотой».

Наблюдения луны в фазе растущего полумесяца привели Леонардо к одному из важных научных открытий — исследователь установил, что солнечный свет отражается от Земли и возвращается к луне в виде вторичной подсветки.

Леонардо первым из живописцев стал расчленять трупы, чтобы понять расположение и строение мышц.

Художник: Самые известные произведения

«

Мона

Лиза

»

1503-1519

гг

Мадонна в скалах. 1483-1486 гг.

Дама с горностаем. 1489-1490 гг.

Тайная вечеря. 1495-1598 гг.

Иоанн Креститель. 1514-1516 гг.

Витрувианский

человек

Изобретатель:

Башмаки для хождения по воде. (

Башмаки для хождения по воде и балансировочные палки к ним в наше время выпускаются промышленностью, одна

ко скорее ради забавы)

С

пасательный круг

.

(

в

ид коркового круга, покрытого парусиной

)

Парашют (

Его пирамидальная структура была драпирована тканью.

)

Орнитоптер

(

Его крылья начнут работать после того, как пилот повернет рукоятку.

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема №3 «Жизнь и творчество русских изобретателей 18-19 века»

1837 Д. А.Загряжский (1807-1860) изобрёл гусеничный ход.

каждого обыкновенного колеса, на которых катится экипаж, обводится железная цепь, натягиваемая шестиугольными колесами, находящимися впереди обыкновенного. Бока шестиугольных колес равняются звеньям цепи, цепи сии заменяют до некоторой степени железную дорогу, представляя колесу всегда гладкую и твердую поверхность

К.С.Джевецкий (1843-1938) построил первую в мире подводную лодку с электродвигателем.

Подводная лодка была однокорпусной конструкции и изготавливалась из склёпанных стальных листов толщиной в 5 мм. Три члена экипажа размещались сидя в центре корпуса, так, чтобы головы помещались в шестигранный купол с иллюминаторами. В передней части купола был устроен перископ для наблюдения из-под воды. Кормовой винт приводился в действие ножным педальным приводом. Три человека могли в течение двух часов сообщать лодке скорость в 2,5-3 узла. Винт был поворотным и выполнял роль горизонтального руля. Для управления в вертикальной плоскости использовались два перемещавшихся внутри лодки груза, которые создавали дифферент на нос или корму. Для регенерации воздуха применялась его прокачка через раствор едкого натрия. Также по мере надобности использовался сжатый воздух из запаса для продува балластной цистерны. Это позволяло пребывать под водой до 50 часов. На перископной глубине также предполагалось использовать выдвижную вентиляционную трубку. Рабочей глубиной погружения считалось 8 метров, допустимой — 12,5 м. Внутреннее освещение отсутствовало, экипаж должен был работать на ощупь или при отблесках света из иллюминаторов.

1881 Н.И.Кибальчич (1854-1881) впервые в мире разработал схему ракетного летательного аппарата.

предложенный им «воздухоплавательный прибор» имел вид платформы с отверстием в центре. Над этим отверстием устанавливалась цилиндрическая «взрывная камера», в которую должны были подаваться свечки» из прессованного пороха. Для зажигания пороховой свечки, а также для замены их без перерыва в горении Кибальчич предлагал сконструировать особые «автоматические механизмы».Машина сначала должна была набрать высоту, а потом перейти на горизонтальный полет, для чего «взрывную камеру» следовало наклонять в вертикальной плоскости. Скорость предполагалось регулировать размерами пороховых «свечек» или их количеством. Устойчивость аппарата при полете обеспечивалась продуманным размещением центра тяжести и «регуляторами движения в виде крыльев».Мягкая посадка «воздухоплавательного прибора» должна была осуществляться простой заменой более мощных пороховых «свечек» на менее мощные.

А.Ф.Можайский (1825-1890) построил первый в мире аэроплан.

наличие фюзеляжа, крыльев, винтомоторной группы, шасси, хвостового оперения; впервые в истории аппарат был изготовлен и опробован.

Архимед (287-212 до н.э.) | Оружие и боевые действия

Архимед Сиракузский был одним из великих ученых, математиков и инженеров. В математике его работа над геометрия, особенно конусы, сферы и цилиндры, была непревзойденной. Он предвосхитил исчисление и глубоко изучил гидростатику, механику, материю и сила. Он усовершенствовал винт, используемый в ирригации, и решил многие инженерные проблемы. проблемы, связанные с использованием шкива, клина и рычага. В геодезии, Архимед оценил окружность Земли в 300 000 стадий.Архимед был первым, кто изучил и сделал точную аппроксимацию числа пи.

Архимед, как и другие древние инженеры, оттачивал свое мастерство в делает захватывающие изобретения, особенно в военной науке. В течение Вторая Пуническая война и битва за Сицилию в 212 г. до н.э., римляне осадили греческий город Сиракузы, которым правил Гиерон. Архимед, чтобы применить свои изобретения на основе исследования принципов механики, чтобы помочь защитить город. Плутарх в своей «Жизни Марцелла» описал захватывающее множество военных устройства, которые изобрел Архимед.Хотя римляне взяли город и Архимеда убили, они были поражены невероятной силой Машины Архимеда. Огромные краны могли цепляться за римские триеры и подбирайте их и разбивайте о стены города и скалы внизу.

Согласно римскому историку Плутарху, Архимед считал такую ​​работу «неблагородной и вульгарной», и не упоминается об этом в пятидесяти сохранившихся научных работах, которые он написал. Вместо этого он написал о своем фундаментальные открытия в математике, главным образом формулы нахождения площадей различных геометрических фигур и определения объемов сфер.Но как бы пренебрежительно ни относился Архимед к практическому использованию своего научных открытий, он был горячим сиракузским патриотом. Итак, когда Гиерон II, правитель Сиракуз, умолял его о помощи в 215 г. до н.э. в. е. в момент величайшего кризиса города, Архимед применил свой научный гений в служба войны.

Сиракузы, греческая колония на территории современной Сицилии, оккупировавшая ключевое стратегическое положение на средиземноморских торговых путях, допустил ошибку поддержки карфагенян в их войне против Рима. Карфагеняне потерпели поражение, и теперь римляне пришли за союзником Карфагена Сиракузами. А Римский флот из восьмидесяти кораблей появился в гавани Сиракуз, чтобы начать наступление. блокаду, в то время как около пятидесяти тысяч римских войск готовились к осаде города. Назначенный генералом артиллерии города, Архимед приступил к работе. Он разработал ряд передовых боевых машин, в том числе огромный поворотный кран который метал 600-фунтовые свинцовые шары; скорострельные катапульты, стрелявшие связками греческий огонь; и, если верить некоторым рассказам, система гигантских зеркал которые отражали концентрированный солнечный свет, сжигая корабли.Три года римлянин осаждающие бросились на этот массив военной техники, но безрезультатно: Римские корабли были разбиты вдребезги, а римские войска уничтожены с большого расстояния. высокоскоростным огнем катапульт «Архимед», стоящих на вершине города. оборонительные стены. Наконец, в 212 г. до н.э. в. э., в то время как сиракузяне были празднуя религиозный праздник, римляне обнаружили неохраняемые ворота и город пал. Римские солдаты, ввалившиеся в ворота, обнаружили полуголую пожилой мужчина сидит на ложе из песка, поглощенный рисованием геометрических фигур.Когда один из солдат ступил на песок, старик огрызнулся на него: — Отойди, ты! Разъяренный солдат тут же пронзил мечом Затем Архимед Сиракузский присоединился к своим товарищам в оргии грабежей и убийство, разрушившее город.

Луч смерти Архимеда

Хотя название определенно намекает на общее Стимпанк/научно-фантастический троп, хитроумное изобретение Архимеда «Луч смерти» было предметом бесчисленных исторических дебатов, которые либо пытались доказать, либо опровергнуть его существование или, по крайней мере, эффективность. В любом случае, использование так называемый механизм «Луч смерти» впервые упоминается историком Галенсом в 350 г. лет после осады римлянами родного города Архимеда Сиракуз (которая в место в 214 г. до н.э.). Разработанная самим великим Архимедом установка оружия возможно, повлекло за собой серию зеркал, которые коллективно отражали сосредоточенные солнечного света на римские корабли. В результате концентрированная форма света повлияло на повышение температуры, что в конечном итоге привело к сгоранию корабли издалека (взгляните на современный «луч смерти», который точно доказывает это явление).

Теперь, когда дело доходит до правдоподобия, Discovery’s Mythbusters уже дважды исследовал эту технологию и вроде бы опроверг ее потенциал. С другой стороны, Массачусетский технологический институт провел свои испытания в 2005 году (используя зеркала в параболической компоновки и копия римского корабля), и они были на самом деле смог поджечь корабль. Однако в их случае корабль был канцелярским – что было бы непрактично в сценарии реального времени с волнообразным волны и продолжающееся военно-морское маневрирование.Но даже это затруднительное положение было решено, когда греческий ученый по имени доктор Иоаннис Саккас действительно смог установить движущийся корабль горит с расстояния 160 футов (49 м). Он сделал это, распространяя всего семьдесят зеркал (каждое площадью 15 кв. Футов) из семидесяти (или шестидесяти) мужчин, и концентрированный луч, отраженный от этих отдельных частей, мог поджечь гребную лодку, что, возможно, придало правдоподобие смерти Архимеда Лучевое оружие.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Связанные

Монеты Архимеда “Эврика!” в обнаженном виде — и другие безумные моменты науки

Примечание редактора: ниже приводится отрывок из книги «Они назвали меня сумасшедшим: гений, безумие и ученые, которые раздвинули границы знаний » Джона Монахана (на английском языке). продажа 7 декабря от Berkley) . В нем Монахан берет у читателя архетипическое “Эврика” Архимеда! момент для чреватых открытий Дж. Роберта Оппенгеймера.

Его гений сиял как маяк во всем эллинистическом мире, а его ослепительные математические прозрения и удивительные изобретения продолжают очаровывать нас и по сей день. К сожалению, большая часть его реальной жизни скрыта туманом времени. В отсутствие фактов выросло множество легенд, перемежающихся рассказами из вторых и третьих рук разной точности.Галилей почитал его. Медаль Филдса, одна из самых престижных наград для математиков, носит его изображение. Исламский геометр X века Аб Сахл аль-Х был настолько впечатлен его работами, что назвал его «имамом математики» (Hirshfeld, 2009). Ему приписывают вычисление числа пи и объема Вселенной, открытие принципов плавучести, изобретение водяных насосов и создание боевых машин, способных остановить римскую армию. Не говоря уже об изобретении того, что могло быть первым в мире лучом смерти. Имя этого легендарного гения, возможно, величайшего математика и изобретателя всех времен — Архимед.

Его жизнь началась на залитых солнцем берегах острова Сицилия, в городе-государстве Сиракузы. Первоначально греческая колония, расположенная на узле средиземноморской торговли, это был один из самых влиятельных городов древнего мира, описанный Цицероном как «величайший греческий город и самый красивый из всех». Его гавань была заполнена египетскими, греческими и финикийскими торговыми судами, перевозившими всевозможные масла, вина и экзотические специи.В отличие от большинства других городов-государств того времени, лидеры Сиракуз сумели безопасно пройти через коварные политические воды между Римом и Карфагеном, сверхдержавами того времени. Итак, ко времени рождения Архимеда Сиракузы пережили необычайный период мира и процветания.

Точные даты установить сложно, но считается, что Архимед родился около 287 г. до н.э. Его отцом был астроном Фидий, который передал юному Архимеду свою любовь к звездам, планетам и другим чудесам вселенной. Примерно в возрасте семи лет мальчик Архимед должен был получить формальное образование, типичное для греческих мужчин, включая уроки греческой грамматики, литературы и музыки, а также занятия спортом, такими как бег и метание диска и копья.

Когда Архимед был подростком, произошло событие, которое имело важные последствия для молодого человека. Около 270 г. до н. э. Гиерон, военачальник и незаконнорожденный сын сиракузского дворянина, захватил власть и стал царем Сиракуз.Архимед и Гиерон были друзьями; некоторые даже предположили, что они могли быть связаны. Было это правдой или нет, но между двумя мужчинами образовались длительные отношения, которые сослужили бы им обоим хорошую службу.

Вскоре после того, как Гиерон занял трон, Фидий отправил юного Архимеда продолжить свое образование за море в легендарном городе Александрии. Основанный в Египте недалеко от дельты Нила легендарным Александром Македонским, город был построен одним из генералов Александра, Птолемеем.Когда он сменил Александра и стал царем Египта, Птолемей I посвятил город стремлению к культуре и обучению, превратив его в величайший интеллектуальный центр древнего мира.

Город был домом для храма Муз, происхождение нашего слова музей. Это было не одно здание, а комплекс зданий, включающий лекционные залы, кабинеты для вскрытия, ботанические сады и даже зоопарк, а также помещения для приезжих ученых со всего известного мира. Рядом с музеем находилась знаменитая Александрийская библиотека.В то время библиотека была величайшим хранилищем знаний, которое когда-либо знала цивилизация, и содержала более полумиллиона произведений.

В музее Архимед учился у учеников известного математика Евклида. Одним из его выдающихся учителей был Конон Самосский, не только самостоятельный блестящий математик, но и опытный астроном, изучавший затмения и открывший созвездие Волосы Вероники. Он и Архимед подружились на всю жизнь и часто писали друг другу письма даже после того, как последний вернулся в Сиракузы.

Помимо Конона, Архимед установил прочные дружеские отношения со многими своими однокурсниками, включая Эратосфена. В последующие годы Эратосфен стал главой библиотеки и точно вычислил окружность Земли, используя длину теней, отбрасываемых в день летнего солнцестояния. Он и Архимед установили длительную переписку, рассказывая друг другу о своих последних открытиях.

Находясь в Александрии, Архимед начал свою карьеру изобретателя, разработав устройство для перемещения воды в гору.То, что стало известно как винт Архимеда, состояло из полого цилиндра. Внутри него находился центральный стержень, вокруг которого была намотана длинная спиральная лопасть, похожая на резьбу винта. Один конец устройства помещался в воду, а другой конец располагался вверху под углом. Когда центральный вал вращался вручную или с помощью тягловых животных, он поворачивал лопасть, которая, в свою очередь, выталкивала воду вверх по полому цилиндру и наружу через верхний конец. С помощью машин Архимеда крестьяне могли легко орошать свои поля, а моряки могли откачивать льяльные воды своих кораблей.Современные версии винта Архимеда до сих пор используются на водоочистных сооружениях и для перемещения зерна; миниатюрная версия используется для поддержания кровотока у пациентов с сердцем.

В конце концов, Архимед завершил свое образование и вернулся в Сиракузы, где провел остаток своей жизни. Вскоре после того, как он вернулся домой, царь Гиерон заставил своего недавно вернувшегося друга работать. Это одна из самых известных историй об Архимеде, в которой фигурирует золотая корона в форме лаврового венка.

Корона была подарена королю Гиерону и должна была быть сделана из чистого золота, которое ювелиру дали для проекта. Однако ювелиры нередко подмешивали или разбавляли золото более дешевыми металлами, такими как серебро. Король заподозрил, что художник сделал именно это, и прикарманил разницу. Проблема заключалась в том, что корона была не только прекрасным произведением искусства, но и предназначалась для использования в религиозной церемонии, а потому считалась священным предметом.Если нужно было обнаружить истинный состав, это нужно было сделать, не повредив при этом саму корону.

Король задал вопрос всем своим советникам, но они не смогли разгадать тайну. Архимед взялся за дело. Он долго размышлял над этим, но, согласно рассказу, ответ пришел к нему во вспышке вдохновения. Он посещал общественную баню, и когда он вошел в ванну с водой, она начала переливаться через край. Чем больше он погружался в воду, тем больше она переполнялась.Он понял, что количество пролитой воды пропорционально объему тела, помещенного в воду. Далее он установил связь, что если он поместит корону в определенное количество воды, и она вытеснит больше воды, чем такой же вес чистого золота, то корона и чистое золото должны иметь разный объем. Иными словами, если бы они имели разный объем, то корона не могла бы быть из чистого золота.

Он был так взволнован своим открытием, что выпрыгнул из ванны и побежал домой по улицам, все еще мокрый и голый, с криком: «Он у меня! У меня есть это!” Древнегреческим словом для этого является Эврика! Царь был восхищен великолепием проницательности Архимеда.Ювелира не было. Испытание Архимеда сработало. Корона была не из чистого золота, и незадачливого кузнеца казнили.

Когда Архимед не помогал своему другу царю и не давал крылатых фраз бесчисленным изобретателям и гениям, он погружался в математику. Особенно его интересовали кружки. Другие греческие математики отмечали, что существует связь между длиной окружности и ее диаметром. Сегодня мы представляем эту связь с греческой буквой пи.Архимед знал, что длина окружности чуть более чем в три раза превышает его диаметр, но он хотел рассчитать ее точнее.

Сначала Архимед нарисовал круг. Он знал, как вычислить периметр многоугольников или многогранных фигур, таких как шестиугольники и восьмиугольники, поэтому внутри круга он нарисовал многоугольник, точно вписывающийся в него. Затем он нарисовал многоугольник с таким же количеством сторон сразу за пределами круга так, чтобы он касался круга внутри.Вычислив периметр обоих многоугольников, Архимед мог сделать вывод, что длина окружности лежит где-то между ними.

Первоначально это не давало очень точной цифры, но затем Архимед начал увеличивать количество сторон своих многоугольников. Он начал с треугольников, затем перешел к шестиугольникам (шестиугольникам), затем к двенадцатиугольникам (двенадцатиугольникам) и так далее. По мере увеличения числа сторон Архимед все ближе и ближе подходил к действительному значению числа пи.

В конце концов, он дошел до девяносто шестигранной фигуры, эннеаконтагексагона.Закончив расчеты, он написал: «Длина окружности в три раза больше диаметра и превышает его менее чем на одну седьмую часть диаметра и более чем на десять семьдесят одну». Другими словами, он установил, что пи находится между 3 1/7 и 3 10/71. У Архимеда не было преимущества десятичной системы, но если бы она была, его значение числа пи было бы между 3,1428 и 3,1408. Нажатие клавиши «пи» на современном калькуляторе дает значение 3,1415926, поразительно близкое к цифре Архимеда.

Пока Архимед решал подобные математические задачи, его сосредоточенность была настолько велика, что, возможно, это способствовало формированию у нас образа рассеянного профессора. Греческий историк Плутарх описывает его как «постоянно околдованного Сиреной, которая всегда сопровождала его». Далее он пишет, что Архимед был «одержим великим экстазом и, по правде говоря, был рабом муз» (Hirshfeld, 2009). Эта одержимость часто проявлялась в том, что Архимед забывал о мирских задачах, таких как еда или переодевание.Он также использовал почти любую доступную поверхность для своих письменных расчетов, включая пепел от огня, землю снаружи и даже масло, помазанное на его собственной коже. Плутарх далее отмечал, что «все свои привязанности и честолюбие он вложил в те более чистые рассуждения, где не может быть никакого упоминания о вульгарных жизненных нуждах».

Другой пример применения Архимедом своего математического гения к обычным объектам касается площадей поверхностей сфер и цилиндров. Он представил себе сферу, которая просто поместится внутри цилиндра, так что стороны цилиндра всегда будут соприкасаться со стороной сферы.Верх и низ цилиндра также будут соприкасаться со сферой. Затем Архимед вычислил площадь поверхности обоих объектов, сферы и содержащего ее цилиндра. Он был поражен, обнаружив, что поверхность сферы всегда составляет две трети площади поверхности цилиндра. Неважно, насколько они были велики или малы, пока сфера и цилиндр плотно прилегали друг к другу, соотношение площадей их поверхностей всегда составляло 2:3. То же соотношение сохранялось, когда он вычислял их объем.Сфера всегда имела две трети объема цилиндра. Это может показаться тривиальным открытием, но для Архимеда оно было удивительным, потому что подтверждало его веру во вселенную, которую можно понять, поскольку она подчиняется обычным математическим принципам.

Математика была тем местом, где Архимед испытывал наибольшую радость. Он рассматривал свои многочисленные изобретения и блестящие инженерные достижения просто как отвлечение от своих математических достижений. По иронии судьбы, именно одно из этих отвлечений привело к другой известной истории.Однажды Архимед сказал: «Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю». Царь Гиерон услышал о хвастовстве и велел ему доказать это. Королевские кораблестроители недавно завершили строительство крупнейшего в то время корабля в мире. Названное «Сиракузии» и предназначенное в качестве подарка египетскому правителю Птолемею, это было чудовищное трехмачтовое судно весом более двух тысяч тонн. Теперь нужно было спустить на воду огромный корабль. Царь сказал Архимеду, что если он сможет в одиночку опустить это в воду, то ему поверят.

Архимед быстро приступил к работе. Он сконструировал сложную серию канатов и шкивов и прикрепил их к кораблю. Другой конец канатов был прикреплен к вращающейся спирали, типу большого винтового устройства, прикрепленного к причалу. Слухи о вызове распространились, и когда Архимеду пришло время доказать свою похвальбу, люди со всего города пришли, чтобы засвидетельствовать это. На глазах у царя и народа Архимед тихо сел рядом со спиралью и начал крутить ручку.По мере того как веревки растягивались, толпа затаила дыхание, и вдруг могучий корабль тронулся. Медленно, но неуклонно сиракузский гений опускал громадное судно на воду. Толпа разразилась дикими аплодисментами, и царь был так впечатлен, что заявил: «Я приказываю с этого дня, чтобы Архимеду верили во всем, что он говорит».

Закрепив славу, Архимед вернулся к своим математическим занятиям. Доказав, что он может перевернуть мир, теперь он нацелился на всю вселенную.В частности, он утверждал, что может не только вычислить объем Вселенной, но и вычислить количество песчинок, необходимых для ее полного заполнения. Он начал с использования оценок диаметра Земли и диаметра ее орбиты, полученных другими математиками, включая его друга Эратосфена.

Затем, в отличие от других греческих философов, использовавших геоцентрическую, или ориентированную на Землю, модель Вселенной, Архимед использовал гелиоцентрическую, или ориентированную на Солнце, модель, разработанную его соотечественником-греком по имени Аристарх Самосский.Это было примерно за восемнадцать столетий до того, как солнцецентричная модель Коперника заняла центральное место. Архимеду нравилась эта модель, потому что она давала ему гораздо большую вселенную, в которой он мог играть в свои математические игры. Основываясь на соотношении диаметра Земли и ее орбиты, Архимед вычислил, что радиус Вселенной составляет примерно десять триллионов миль. Это значительно меньше, чем современные оценки, но, безусловно, достаточно велико, чтобы поразить умы древних греков.

Затем Архимед еще больше раздул числа, с которыми имел дело, выбрав наименьший возможный размер песчинок, который он мог себе представить, для заполнения Вселенной.К тому времени, когда он закончил, Архимед подсчитал, что количество песчинок, необходимое для заполнения Вселенной, составляет одну тысячу триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов песчинок. В наших современных обозначениях это 1063, или единица с шестьюдесятью тремя нулями после нее. Однако у Архимеда не было наших современных обозначений. Он был вынужден работать с греческой системой счисления. В этой системе самым большим числом было мириады, равные десяти тысячам, а наибольшее возможное число, мириады мириадов, равнялось 108. Чтобы выразить свои прекрасные вычисления, Архимеду нужно было разработать новый способ выражения больших чисел. Он представил свои расчеты и свою новую систему в работе под названием «Счетчик песка», которую Архимед заключил:

.

Эти вещи покажутся невероятными многим людям, не изучавшим математику; но для тех, кто знаком с этим и задумался о расстоянии и размерах земли, солнца, луны и всего космоса, доказательство будет убедительным.Именно по этой причине я подумал, что и вам не будет неприятно подумать об этих вещах.

Отрывок из книги «Они назвали меня сумасшедшим: гений, безумие и ученые, раздвинувшие границы знаний» Джона Монахана. Перепечатано по договоренности с Беркли, членом Penguin Group (USA) Inc., Copyright (c) 2010 John Monahan.

Гений разрушительного «Железного когтя» Архимеда и другого оружия



Предоставлено Кристофом Бауманом, изучал древнюю историю в Гейдельбергском университете

Железный коготь Архимеда для защиты городских стен Сиракуз от нападения с моря оказал разрушительное воздействие на атакующий римский флот. Греческий историк Полибий описал строение и характеристики клешни:

.

опустил железную руку, качнувшуюся на цепи , которой управлявший краном человек, закрепившись на какой-нибудь части носа, где можно было ухватиться, надавил на рычаг машины внутри стены; и когда он таким образом поднял нос и поставил судно вертикально на его корму , он закрепил рычаг своей машины так, что она не могла двигаться; а затем внезапно ослабил руку и цепь с помощью веревки и шкива.

Полибий, Истории, 8.8[1]

Эти машины использовались во время Второй Пунической войны в 214 г. до н.э., когда Римская республика атаковала Сиракузы с флотом из 60 кораблей под командованием Марка Марцелла. Их влияние на римский флот было катастрофическим:

г.

В результате многие суда накренились и упали на бок : некоторые полностью опрокинулись; в то время как большее количество, из-за того, что их носы внезапно спустились с высоты, погрузились низко в море, подняли большое количество воды и стали сценой крайнего беспорядка.

Полибий, Истории, 8.8 [2]

Флорентийский архитектор Джулио Париджи (1571–1635), вероятно, воспринял коготь в своей картине слишком буквально

Согласно Полибию, коготь был не единственным защитным изобретением Архимеда, использованным против нападения римлян. Городская стена была покрыта катапультами с разной дальностью полета, и для защиты от приземления в стенах были узкие промежутки, чтобы лучники изнутри стены могли атаковать десант.

Еще одним гениальным изобретением Архимеда было большое зеркало для поджигания кораблей.

Снова картина флорентийского архитектора Джулио Париджи (1571–1635)

Таким образом, римляне усвоили дорогой урок:

Но в этом не учли способности Архимеда; и не рассчитывайте на истину, что при определенных обстоятельствах гений одного человека более эффективен, чем какие бы то ни было числа.

Полибий, Истории, 8. 5[3]

Таков был конец попытки римлян штурмовать Сиракузы с моря.

Сноски

[1] Полибий, Истории

[2] Полибий, Истории

[3] Полибий, Истории

—————————————————

Вот видео в действии:

Еженедельный информационный бюллетень History Hustle

Еженедельный информационный бюллетень для таких любителей истории, как вы. Раз в неделю. Только классные вещи.

 

Это первоначально появилось на Quora.

Супероружие Древнего мира: Архимед

Архимед и его изобретения при осаде Сиракуз

Осада Сиракуз (213–212 гг. до н.э.).Изображение предоставлено Paradox Interactive.

г. Осада Сиракуз велась с 213 по 212 г. до н.э. Сицилийское королевство было первой римской провинцией, не входящей в состав материковой части Италии. Город был союзником Рима в прошлом, но римляне опасались, что Сиракузы поддержат их врага Карфагена.

Римская армия во главе с консулом Марцеллом покорила город. Сиракузы славились своими могучими стенами, и римляне привезли с собой специальные осадные орудия, чтобы атаковать город с суши и моря.

Римляне предвидели долгую осаду, но не были готовы к новаторским изобретениям знаменитого эрудита Архимеда. То, что должно было закончиться за несколько месяцев, теперь превратилось в двухлетнюю битву. Архимед использовал свой интеллект для создания сложных осадных машин для борьбы с римской армией.

Римские источники упоминают о железных когтях и клювах, которые атаковали их корабли со стен. Историки называют это оружие Коготь Архимеда. Мы не уверены, каков был его точный внешний вид, но он описывается как своего рода подъемный кран с прикрепленным крюком.

Крюк выстреливал в атакующий корабль, а затем кран частично или полностью поднимал его из воды. Затем защитники могли опрокинуть его или сбросить на другие римские корабли.

Это может показаться фантастическим, но инженеры BBC и Discovery Channel протестировали возможные конструкции. Обеим командам удалось создать исторически точный дизайн и доказать, что Коготь мог существовать.

Художественное изображение Когтя Архимеда.Изображение предоставлено Джулио Париджи.

Одним из наиболее фантастических утверждений осады являются описания зеркал или тепловых лучей, которые защитники использовали для поджога римского флота. Греческие и римские писатели много писали о том, как солнечный свет, сфокусировавшись на римских кораблях, поджег их.

Произведение научной фантастики? Возможно нет! Тепловой луч неоднократно повторялся в качестве эксперимента. Студентам MIT (Массачусетского технологического института) удалось воспроизвести конструкцию, с помощью которой удалось поджечь корабль, но сериал «Разрушители мифов» опроверг это в своем эксперименте.Греческий ученый доктор Иоаннис Саккас добился наибольшего успеха, когда использовал набор из семидесяти зеркал, чтобы поджечь движущийся сосуд.

Тепловой луч в действии. Изображение предоставлено Джулио Параджи.

Другая теория состоит в том, что использовались паровые пушки. Плутарх и Леонардо да Винчи поддерживают это утверждение, говоря, что дизайн, который использовал Архимед, вдохновил их. Паровая пушка работала по принципу использования быстро нагретого пара для приведения в движение снаряда. Считается, что Архимед мог использовать его, чтобы выстрелить в римский флот полым глиняным контейнером, наполненным зажигательными снарядами.Эта теория также была успешно доказана студентами-инженерами Массачусетского технологического института.

Изображение того, как мог работать тепловой луч. Источник: Финнринд.

Помимо этих двух фантастических орудий, Архимед отвечал за укрепление и улучшение артиллерийской защиты города. Римляне были прославленными военными инженерами, но даже они были поражены количеством камней и стрел, выпущенных в них защитниками.

Согласно римским источникам, самые большие из этих осадных орудий были способны метать камни весом до 318 кг (700 фунтов). Марцелл также сообщил о другом устройстве, из-за которого казалось, что сама городская стена стреляет стрелами и камнями в нападавших. Считается, что это были скорпионы, уменьшенная версия баллист, которые могли стрелять через узкую дыру в стене.

Архимед руководит артиллерией. Источник изображения: Томас Ральф Спенс.

В конце концов, Архимед не мог сравниться с могуществом Рима. Сиракузы пали после двухлетней осады. Марцелл отдал приказ схватить Архимеда живым, но эрудит погиб при разграблении города.

По одной из версий, Архимед погиб, когда в его дом ворвался римский солдат. Усердно работая над математической задачей, изобретатель был раздражен прерыванием и приказал солдату уйти. Разгневанный на команду, солдат убил его. Другая версия гласит, что он был убит римскими солдатами, занимавшимися мародерством.

Как бы то ни было, мы знаем, что он умер в конце осады. Он был похоронен с честью, но современное местонахождение могилы неизвестно.Легенда гласит, что его последними словами перед смертью были «Не мешай моим кругам», когда он обдумывал их в математической формуле. Человек, преданный науке до конца жизни.

Архимед – обзор | ScienceDirect Topics

12.5 Солнечная энергия: тепловая, термоэлектрическая и фотогальваника

Если представить Землю как плоский диск, обращенный к Солнцу, то энергия, которую солнце излучает на диск, составляет колоссальную величину 1 кВт/м 2 . Умножив это на площадь диска (примерно 10 14 м 2 ), мы получим 100 000 ТВт (10 17 Вт), что более чем в миллион раз превышает мощность, которую мы используем в настоящее время.Не все доступно: что-то отражается, что-то поглощается атмосферой, а многое падает туда, куда его не достать. Он также распределен неравномерно: продолжительность дня и угол наклона поверхности к солнцу различаются между полюсами и тропиками. С учетом облачности и продолжительности дня энергия солнца на единицу площади в странах с умеренным климатом составляет в среднем 100 Вт/м 2 ; в тропиках она может быть в три раза больше.

Простые тепловые системы. Если положить черную панель так, что фотоны падают на нее, их энергия поглощается в виде фононов — колебаний решетки — повышая ее температуру. Энергия может быть собрана путем пропускания воды или воздуха через панель, обеспечивая низкопотенциальное тепло для воды или отопления помещений.

Основными проблемами материалов здесь являются долговечность и стоимость. Материалы панели должны выдерживать расчетный срок службы (30 лет и более) без технического обслуживания, и они должны быть достаточно дешевыми, чтобы стоимость панели быстро компенсировалась стоимостью захваченной энергии.

Концентрирующие тепловые системы. Говорят, что Архимед испепелил вражеские корабли при осаде Сиракуз, используя полированные щиты, чтобы сфокусировать солнечные лучи в смертоносные лучи. Концентрационные солнечные тепловые установки (CST) используют ту же идею для производства высокотемпературного пара для силовых турбин с использованием одной из трех схем.

Гелиостатические зеркала следуют за солнцем (рис. 12.13) и фокусируют излучение на башенный приемник, где он нагревает расплавленную соль или воду под давлением до температуры выше 400°C.Нагретая жидкость используется для производства пара для обычной турбины.

Рисунок 12.13. Солнечная концентрирующая тепловая система с использованием параболических отражателей, которые могут быть заменены зеркалами Френеля

Параболические зеркала или линейные отражатели Френеля отслеживают солнце в одном измерении, фокусируя излучение на идущей по их длине трубке, содержащей тепло- перекачивающая жидкость. Жидкость, обычно минеральное масло, поступает в теплообменник, где используется для производства пара, приводящего в движение турбину.

Рефлекторы параболической антенны, напоминающие спутниковую антенну, имеют центральный приемник, установленный перед зеркалом. Приемник представляет собой двигатель Стирлинга, соединенный с небольшим генератором, что в сочетании с трехосным слежением за солнцем обеспечивает высочайшую эффективность этой конструкции. Расход ограничивает их развертывание.

Часть поступающей энергии теряется при отражении, а часть теряется при паразитной проводимости или конвекции, что дает общую эффективность преобразования 30–50%.Если это тепло затем используется для выработки электроэнергии, возникают дополнительные потери при преобразовании, снижающие эффективность до 8–15%.

Параболический желоб — самая дешевая и надежная схема сбора солнечной энергии. И он, и солнечная башня, которая может достигать более высоких температур, совместимы с аккумулированием тепловой энергии с использованием расплавленной нитратной соли в качестве среды хранения. Эта энергия восстанавливается, когда солнечного света меньше, но спрос все еще высок.

Список материалов для типичного параболического желоба или солнечной башни приведен в Приложении 2.На рис. 12.14 показаны коэффициенты спроса. Ясно, что ограничения на поставку серебра для отражателей будут проблемой для широкого использования CST. В настоящее время проходят испытания недорогие зеркала на полимерной основе с алюминиевыми отражающими покрытиями. Расплавленные соли, используемые для хранения, не являются критическими материалами и уже производятся в больших количествах для сельского хозяйства.

Рисунок 12.14. Коэффициенты спроса на стратегические материалы, используемые в солнечных концентрирующих системах

Информационный бюллетень

Солнечная тепловая энергия

Total (французская нефтяная компания) берет на себя большие обязательства по солнцу пустыни.

В течение следующих нескольких месяцев крупнейшая в мире система солнечной энергии будет располагаться на песчаном участке размером с 290 футбольных полей примерно в 50 километрах от Абу-Даби.

Le Figaro , 25 апреля 2011 г.

В проекте Total под названием Shams 1 ( shams по-арабски солнце) используются параболические зеркала для нагрева маслонаполненных труб до 400°C. Масло поступает в теплообменник, приводящий в действие паровую турбину. Ночью масло сохраняет достаточно тепла, чтобы турбина работала на половинной мощности.Завод охватывает 2,5 км 2 и стоит 440 миллионов евро. При полной эксплуатации он будет обеспечивать 1% потребностей эмирата.

Термоэлектрические системы. Две разнородные металлические проволоки, соединенные с одного конца, создают ЭДС (разность напряжений) Δ В = S Δ T между двумя несоединенными концами при нагревании соединенного конца, где S — Постоянная Зеебека в единицах вольт/К, характеристика материалов пары.Термоэлектрический захват можно использовать в сочетании с фотогальваникой для выработки полезной энергии из тепла, которое иначе теряется.

Эффективность термоэлектрической системы зависит от материалов, образующих спай, и разницы температур между спаем и свободными концами проводов. Она измеряется добротностью Z

(12.1)Z=S2κeλ

, где κ e — электропроводность, а λ — теплопроводность. Это чаще выражается как безразмерная добротность ZT путем умножения Z на среднюю температуру T = ( T 1 + T 2 )/2 экстремумов проводов. . Большие значения ZT указывают на большую термодинамическую эффективность. Значения ZT =1 считаются высокими, но значения в диапазоне от 3 до 4 необходимы для того, чтобы термоэлектрики могли конкурировать с традиционными источниками энергии. Соединения висмута (Bi), селена (Se), теллура (Te), иттербия (Yb) и сурьмы (Sb) имеют самые высокие значения ZT , но не выше 4.Это материалы с небольшими запасами и локализованными источниками, что делает проблематичным крупномасштабное развертывание термоэлектрической генерации.

Фотоэлектрические (PV) системы. Хотя фотоэлектрическая энергия стоит дорого, мировая мощность быстро растет, чему способствуют государственные субсидии для расширения производства возобновляемой электроэнергии. В отдаленных районах, где стоимость передачи высока, солнечная энергия может конкурировать с энергией, полученной из ископаемого топлива. Но, как показано на рис. 12.5, строительство фотоэлектрических систем требует больших капиталовложений и энергии.

Полупроводник, образующий активный элемент фотоэлектрического коллектора, имеет энергетическую щель (щель между зоной проводимости и валентной зоной), сравнимую с энергией солнечных фотонов. Солнечное излучение приходит в виде фотонов с длинами волн λ между 0,3 и 3 микронами, пик интенсивности приходится на 0,5 микрона. Соответствующая энергия фотона составляет ч / λ (здесь ч — постоянная Планка, 6,6×10 −34 Дж/с и c — скорость света, 3×10 8 м/с. ).Если электрон с зарядом e поглощает фотон, он приобретает более высокий электрический потенциал

(12,2)ΔV=hc/λe

Для солнечных фотонов Δ V составляет от 0,5 до 2,5 вольт. Если возбужденный электрон теперь проходит через электрическую цепь через эту разность потенциалов, он может передавать электрическую энергию внешней нагрузке.

Сегодня в большинстве фотоэлектрических элементов в качестве полупроводника используется кремний (рис. 12.15). Базовый слой из кремния типа p соединяется с тонким эмиттерным слоем из кремния типа n , который подвергается воздействию солнечных лучей, которые поглощаются в слое вблизи перехода p-n .Слой n легирован донорами электронов (5-валентными элементами, такими как фосфор или мышьяк), которые легко отдают электрон. Слой p легирован электронными рецепторами (трехвалентными элементами, такими как бор или галлий), которые легко принимают электрон, создавая электронную «дырку». Подвижные электроны в слое n и подвижные дырки в слое p обеспечивают носители заряда, которые позволяют электрическому току течь через клетку. В переходе p-n существует разность потенциалов из-за избыточных электронов с одной стороны и дырок с другой. Когда солнечные фотоны с энергией, превышающей ширину запрещенной зоны, проникают через это соединение, они создают электронно-дырочные пары. Электроны движутся к отрицательному электроду, а дырки к положительному, чтобы обеспечить ток во внешней цепи.

Рисунок 12.15. Кремниевая фотогальваническая панель

Улавливается только часть поступающей солнечной энергии, потому что длинноволновые фотоны имеют слишком мало энергии для создания электронно-дырочных пар и просто поглощаются в виде тепла; у коротковолновых фотонов больше, чем нужно, и разница опять же поглощается в виде тепла.В результате эффективность преобразования низка и снижается еще больше, если панель не обращена к солнцу, а расположена под углом к ​​нему. Статические тонкопленочные устройства из аморфного кремния являются самыми дешевыми и дают КПД от 8 до 9%. Кристаллы поликремния имеют КПД 12–14%. Монокристаллические кремниевые элементы (наиболее дорогие) обеспечивают КПД 15–17 %, хотя и более энергоемки в изготовлении. Средняя производительность еще больше увеличивается за счет отслеживания панелей таким образом, что они постоянно обращены к солнцу, что позволяет повысить эффективность преобразования до 20%.Концентраторы в виде линз или зеркал могут еще больше повысить эффективность. В более новых системах используются полупроводники теллурид кадмия (CdTe) или селенид меди Cu(In, Ga)Se 2 .

После установки солнечная фотоэлектрическая энергия фактически не содержит углерода, и хотя эффективность преобразования со временем снижается, она требует минимального обслуживания и имеет долгий срок службы. Сложность использования солнечной энергии в умеренном климате заключается в низком коэффициенте мощности, около 10%. Это связано с тем, что номинальная мощность панели (например, 1 кВт) – это мощность, которую она производит, когда плотность поступающей солнечной энергии составляет 1 000 Вт/м 2 , что достигается только в полдень в совершенно ясный день.Средняя плотность поступающей мощности с учетом часов темноты, облачности и других факторов составляет около 100 Вт/м 2 . Этот низкий коэффициент использования мощности увеличивает капитало- и материалоемкость и увеличивает срок окупаемости энергии до 3–10 лет (рис. 12.5 и 12.6). При установке в сухом тропическом месте коэффициент мощности увеличивается в 3 и более раз с пропорциональным падением этих интенсивностей и раз.

Список материалов для типовой фотоэлектрической системы приведен в Приложении 2; детали зависят от типа панели и производителя.Многие из этих материалов, такие как индий, галлий и теллур, имеют решающее значение (рис. 12.16). Крупное расширение производства фотоэлектрической энергии поставит под угрозу их предложение. Именно по этой причине текущие исследования сосредоточены на более дешевых и доступных альтернативах, таких как сульфиды меди или железа.

Рисунок 12.16. Коэффициенты спроса на стратегические материалы, используемые в фотогальванических энергосистемах

Новостной ролик

Солнечная энергия — хорошие новости

К 2020 году компания Sun обеспечит электроэнергией 2 м домов.

Два миллиона британских домов смогут получать электроэнергию от солнца к 2020 году благодаря многомиллионным планам государственных субсидий, ориентированным на домохозяйства, в которых установлены солнечные батареи.

The Times , 13 марта 2011 г.

Новостной ролик

Солнечная энергия — плохие новости

обзор солнечной надежды

Будущая жизнеспособность британских схем солнечной энергетики была поставлена ​​под сомнение из-за предложений правительства сократить их государственные субсидии.

The Financial Times , 30 марта 2011 г.

Субсидии могут дать толчок развитию новых технологий, но внезапные изменения в политике подрывают доверие инвесторов.

Знаменитые изобретатели | Биография онлайн

Список известных изобретателей от Архимеда до Тима Бернерса-Ли.

1001 изобретение, изменившее мир на Amazon. Взгляд на многочисленные изобретения, которые мы теперь принимаем как должное великих изобретателей, таких как Архимед, Галилей, Леонардо да Винчи, Луи Пастер, Мария Кюри, Алан Тьюринг и Стив Джобс.

Архимед (287 г. до н.э. – ок. 212 г. до н.э.) Архимед Сиракузский был древнегреческим математиком, физиком, инженером, изобретателем и астрономом. Среди прочего он вычислил число пи и разработал винт Архимеда для подъема воды из шахт и колодцев.

Цай Лунь (50–121 гг. Н. Э.), Китайский изобретатель бумаги. Цай Лунь был китайским политическим администратором, которому приписывают изобретение современной бумаги и процесса изготовления бумаги. Его изобретение включало использование сырья, такого как кора, конопля, шелк и рыболовная сеть.Листы волокна подвешивали в воде перед извлечением для сушки.

Леонардо да Винчи (1452–1519) Итальянский художник, ученый и эрудит. Да Винчи изобрел огромное количество машин и нарисовал модели, которые оказались работоспособными спустя 3-500 лет. К ним относятся прототипы парашютов, танков, летательных аппаратов и однопролетных мостов. Более практичные изобретения включали шлифовальный станок для оптических линз и различные гидравлические машины.

Галилей (1564–1642) итальянский ученый.Галилей разработал мощный телескоп и подтвердил революционные теории о природе мира. Также разработан улучшенный компас.

Сэр Исаак Ньютон (1642–1726) Английский ученый. Ньютон изобрел телескоп-рефлектор. Это значительно улучшило возможности телескопов и уменьшило оптические искажения. Ньютон был также великим физиком и астрономом.

Томас Савери (ок. 1650–1715) английский изобретатель. Савери запатентовал один из первых паровых двигателей, который впервые использовался для откачки воды из шахт.Этот оригинальный паровой двигатель Савери был основным, но он использовался в качестве отправной точки в более поздних разработках парового двигателя.

Томас Ньюкомен (1664–1729) Английский изобретатель, создавший первую практическую паровую машину для откачки воды из шахт. Он работал с первоначальной конструкцией Савери, но значительно улучшил ее, используя атмосферное давление, которое было более безопасным и эффективным для использования в шахтах для удаления воды.

Джетро Талл (1674–1741) Английский сельскохозяйственный предприниматель.Талл изобрел сеялку и мотыгу, запряженную лошадьми. Сеялка повысила эффективность земледелия и привела к увеличению урожайности. Это было важное изобретение сельскохозяйственной революции, которое повышало урожайность до промышленной революции.

Абрахам Дарби (1678–1717) Английский квакер, изобретатель и бизнесмен. Дарби разработал процесс производства большого количества чугуна из кокса. Коксовое плавленое железо было важнейшим сырьем в промышленной революции.

Джон Харрисон (1693–1776) английский плотник и часовщик. Он изобрел прибор для измерения долготы в море. Это было решающим изобретением для повышения безопасности навигации по океанам.

Бенджамин Франклин (1705–1790) Американский эрудит, открывший электричество и изобретший печь Франклина, громоотвод и бифокальные очки. Франклин был также американским государственным деятелем и влиятельной фигурой в развитии современной Америки.

Уильям Каллен (1710–1790) шотландский врач и химик. Ему приписывают изобретение основы для первого искусственного холодильника, хотя понадобились другие люди, чтобы сделать его конструкции пригодными для практического использования.

Джон Уилкинсон (1728–1808) английский промышленник. Джон «Железный Безумный» Уилкинсон разработал производство и использование чугуна. Эти прецизионные чугунные цилиндры играли важную роль в паровых двигателях.

Сэр Ричард Аркрайт (1732–1792) Английский предприниматель и «отец промышленной революции». Аркрайт был пионером в прядильном производстве. Он изобрел прядильную машину и успешно использовал ее в массовом фабричном производстве.

Джеймс Уатт (1736–1819) шотландский изобретатель парового двигателя, пригодного для использования в поездах. Его изобретение отдельной конденсационной камеры значительно повысило эффективность пара. Это позволило использовать паровой двигатель для более широкого круга целей, чем просто перекачка воды.

Алессандро Вольта (1745–1827), итальянский физик, изобретатель батареи. Вольта изобрел первую электрохимическую батарею. В нем использовались цинк, медь и электролит, такой как серная кислота и вода.

Сэр Хамфри Дэви (1778–1829) Английский изобретатель лампы Дэви. Лампу могли использовать шахтеры в районах, где существовал газ метан, потому что конструкция предотвращала выход пламени из тонкой сетки.

Луи Дагер (1787 – 1851) Французский художник и изобретатель, разработавший дагерротип фотографии. Его новаторский метод фотографирования сделал фотографию доступной для обычных людей.

Чарльз Бэббидж (1791–1871) английский математик и изобретатель.Бэббидж создал первый механический компьютер, который стал прообразом компьютеров будущего. Считается «отцом компьютеров», несмотря на то, что не закончил рабочую модель.

Майкл Фарадей (1791–1867) Английский ученый, который помог преобразовать электричество в удобный для использования формат. Фарадей открыл бензол, а также изобрел раннюю форму горелки Бунзена.

Сэмюэл Морс (1791–1872) Американский изобретатель Морс использовал принципы электромагнита Джексона для разработки одиночного телеграфного провода.Он также изобрел азбуку Морзе, способ общения по телеграфу.

Уильям Генри Фокс Талбот (1800–1877) Британский пионер фотографии Викторианской эпохи. Он изобрел первый негатив, на котором можно было сделать несколько оттисков. Он известен тем, что изобрел процесс калотипии (с использованием хлорида серебра) для фотографирования.

Луи Брайль (1809–1852) Французский изобретатель. Луи Брайль в детстве ослеп в результате несчастного случая. Он разработал систему чтения Брайля для слепых.Он также разработал музыкальный шрифт Брайля для чтения нот.

Киркпатрик Макмиллан (1812–1878) шотландский изобретатель педального велосипеда. Вклад Киркпатрика заключался в создании велосипеда с задним приводом с использованием цепи, что дало базовую конструкцию велосипеда, который мы знаем сегодня.

Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879) шотландский физик и изобретатель. Максвелл изобрел первый способ получения цветной фотографии. Максвелл также считался одним из величайших физиков тысячелетия.

Карл Бенц (1844–1929), немецкий изобретатель и бизнесмен. Бенц разработал автомобиль с бензиновым двигателем. В 1879 году Бенц получил свой первый патент на бензиновый двигатель внутреннего сгорания, который сделал легковой автомобиль практичным. Бенц также стал успешным производителем.

Томас Эдисон (1847–1931) Американский изобретатель, подавший более 1000 патентов. Он разработал и обновил широкий спектр продуктов от электрической лампочки до фонографа и кинокамеры.Один из величайших изобретателей всех времен.

Александр Белл (1847–1922) Шотландский ученый, которому приписывают изобретение первого практического телефона. Также работал над оптическими телекоммуникациями, воздухоплаванием и судами на подводных крыльях.

Никола Тесла (1856–1943) Американский физик, который изобрел флуоресцентное освещение, катушку Тесла, асинхронный двигатель, трехфазное электричество и электричество переменного тока.

Рудольф Дизель (1858–1913), немецкий изобретатель дизельного двигателя.Дизель стремился построить двигатель с гораздо большей эффективностью. Это привело его к разработке дизельного двигателя внутреннего сгорания.

Эдуард Мишлен (1859–1940), французский изобретатель пневматической шины. Джон Данлоп изобрел первую практическую пневматическую шину в 1887 году. Мишлен усовершенствовал эту первоначальную конструкцию, чтобы разработать собственную версию в 1889 году.

Мария Кюри (1867–1934) Французский химик и физик польского происхождения. Кюри открыл радий и помог использовать радиацию и рентгеновские лучи.

Братья Райт (1871–1948) Американские изобретатели, успешно спроектировавшие, построившие и управлявшие первым самолетом с двигателем в 1903 году.

Гульельмо Маркони (1874–1937) Итальянский изобретатель радио. Маркони разработал сигналы беспроводного передатчика с использованием электромагнитных волн. Это переросло в радио.

Александр Флеминг (1881–1955), шотландский ученый. Флеминг случайно открыл антибиотик пенициллин из плесени Penicillium Notatum в 1928 году.

Джон Логи Бэрд (1888–1946) шотландский изобретатель, изобретший телевизор и первое записывающее устройство.

Энрико Ферми (1901–1954) Итальянский ученый, построивший и разработавший ядерный реактор, что привело к созданию атомной бомбы и ядерной энергетики. Ферми также сделал важные открытия в области индуцированной радиоактивности.

Дж. Роберт Оппенгеймер (1904–1967), США – Атомная бомба. Оппенгеймер руководил Манхэттенским проектом, который привел к созданию первой атомной бомбы, позже сброшенной на Японию.Позже он выступил против собственного изобретения.

Алан Тьюринг (1912–1954) Английский математик 20-го века, пионер информатики. Он разработал машину Тьюринга, способную автоматизировать процессы. Его можно адаптировать для имитации логики любого компьютерного алгоритма.

Роберт Нойс (1927–1990) американский инженер-электрик 20-го века. Вместе с Джеком Килби он изобрел микрочип или интегральную схему. В 1959 году он подал заявку на патент. Микрочип стал двигателем компьютерной революции.

Джеймс Дайсон (1947–) британский предприниматель. Он разработал пылесос без мешка для мусора, использующий действие двойного циклона. Его компания Dyson также изобрела революционные сушилки для рук.

Тим Бернерс-Ли (1955–) британский ученый-компьютерщик. Тиму Бернерсу-Ли приписывают изобретение Всемирной паутины, которая позволила Интернету отображать веб-сайты, доступные для просмотра в интернет-браузерах. Он разработал протокол http:// для Интернета и сделал всемирную паутину бесплатным.

Стив Джобс (1955–2011) Американский предприниматель и разработчик. Джобс помог революционизировать персональные компьютеры, выпустив iPod, iPad, Macbook и iPhone. Ему приписывают изобретение новой волны портативных персональных компьютеров.

Образец цитирования: Петтингер, Теджван. «Знаменитые изобретатели», Оксфорд, Великобритания. www.biographyonline.net 23 октября 2013 г. Последнее обновление 1 марта 2019 г.

1001 изобретение, изменившее мир

 

1001 изобретение, изменившее мир на Amazon.Взгляд на многочисленные изобретения, которые мы теперь принимаем как должное. Как они появились и как мы их используем.

Связанные страницы

Ученые – известные ученые от Аристотеля и Архимеда до Альберта Эйнштейна и Чарльза Дарвина. Включая математиков, биологов, физиков и химиков.

Знаменитые инженеры — Список великих инженеров и строителей за всю историю. Включает Архимеда, Брюнеля, Эйфеля, Теслу, Стивенсона, Джеймса Дайсона, Илона Маска и Генри Форда.

Предприниматели – известные предприниматели, создавшие и создавшие успешный бизнес, включая Генри Форда, Аниту Роддик, Стива Джобса и Билла Гейтса.

Великие мыслители — влиятельные и проницательные мыслители, внесшие значительный вклад в области науки, философии, литературы и гуманитарных наук.

Пример геометрии и изобретений Архимеда

Abstract
Большинство историков и математиков считают Архимеда Сиракузского одним из величайших математиков всех времен. Его достижения в математике были выдающимися. Он внес много теорем в геометрию, которые имеют приложения в других областях, таких как инженерия, физика и астрономия. Одной из самых известных его работ является его теорема об измерении веса тела, погруженного в жидкость (называемая принципом Архимеда). Архимед великолепен как в теории, так и в применении, так как он приобрел репутацию не только гения-математика, но и изобретателя.

Геометрия и изобретения Архимеда

Введение

Архимед был уроженцем Сиракуз, Сицилия.Дата его рождения была датирована 287 г. до н.э. на основании утверждения Иоанна Цецеса, что Архимед прожил 75 лет. Мало что известно о его семье и его молодости, но он написал в своем «Сандреконере», что его отца звали Фидий и что он был астрономом. Другая информация о его жизни была написана Гераклидом, который был другом Архимеда, но, к сожалению, работа была утеряна. Мы не можем сказать, так как неизвестно, была ли у него жена или дети. Некоторые из его сочинений показывают, что он, вероятно, провел часть своей жизни под руководством современников Евклида в Александрии, Египет. Он общался с математиками в Александрии, особенно с Кононом Самосским и Эратосфеном Киренским. Он посылал им математические теоремы и задачи к своему собственному удовольствию (и в отместку). Одной из задач, которые он послал им, была проблема крупного рогатого скота, представленная в стихотворении из сорока четырех строк, и потребовалось несколько лет, прежде чем она была полностью решена. В 1880 г. А. Амтор наконец нашел общее решение.

Помимо того, что он был математиком, Архимед также изобрел множество механических устройств, которые использовались в основном для защиты его родного города от вторжения римских солдат.Одним из них является винт Архимеда, который до сих пор используется в некоторых частях мира. Это насос, состоящий из вращающегося винта внутри цилиндра, который вращается вручную и способен перекачивать воду из нижнего положения в верхнее. Он также разработал систему блоков и полиспастов, описанную Плутархом, которая позволяла людям поднимать тяжелые предметы с меньшим усилием.

Возможно, самым популярным открытием Архимеда является закон Архимеда, позволяющий вычислить объем объекта неправильной формы.Этот принцип гласит, что «тело, погруженное в жидкость, выталкивается вверх выталкивающей силой, равной весу вытесненной жидкости». Это полезно в гидростатике и известно как принцип Архимеда. Согласно Витрувию, Архимед сделал это открытие по просьбе своего друга, царя Гиерона II, чтобы проверить новую золотую корону в форме лаврового венка, сделана ли она из чистого золота или нет. Однако он должен сделать это, не меняя первоначальной формы короны. Если бы это был только куб, он бы легко измерил его объем и, следовательно, плотность.Когда он принимал ванну, он заметил, что вода вытесняется всякий раз, когда в нее погружается тело. К своему волнению, он спрыгнул с ванны и побежал голышом по улице с криком «Эврика (я нашел)!»

Архимед погиб от рук римского солдата, который убил его, несмотря на заявление полководца Марка Клавдия Марцелла о том, что ему не следует причинять вреда. Это было время, когда Сиракузы были захвачены в ходе двухлетней осады во время Второй Пунической войны. О его смерти было три версии.Самым популярным было то, что он работал над математической теоремой, когда ворвался солдат. Солдат заставил его прийти, но он отказался. Нетерпеливый солдат выхватил меч и сразил Архимеда насмерть. Марцелл, узнав об этом событии, сошёл с ума и приказал казнить солдата. Архимеда похоронили по его завещанию. Он хотел, чтобы его могилу украшала его любимая математическая диаграмма: сфера, заключенная в цилиндр такой же высоты и такой же ширины. Именно это Цицерон, римский оратор, служивший квестором (чиновником римского правительства) на Сицилии, также нашел в заброшенной гробнице Архимеда.

Образование

Архимед, вероятно, отправился в Александрию, Египет, чтобы изучать математику у учеников Евклида. Как мы все знаем, Евклида называют отцом геометрии. Его принципы геометрии были приняты за основу математики. Евклид не только открыл и доказал математические теоремы путем логического вывода, но и вдохновил математиков следовать его пути, указанному Архимедом. Влияние Евклида на Архимеда, хотя и косвенное, можно проследить по необычайной любви последнего к решению и доказательству теорем, особенно в геометрии.Ему очень нравилась геометрия, как описал Плутарх эту поговорку:

«Нередко слуги Архимеда влекли его против его воли в бани, омывать и умащать его, а между тем, находясь там, он постоянно рисовал геометрические фигуры, даже в самых печных углях. И пока они умащали его маслами и сладкими благовониями, он рисовал пальцами линии на своем обнаженном теле, настолько он был отвлечен от самого себя и приведен в экстаз или транс от удовольствия, которое он испытывал при изучении геометрии.

Если бы у нас был такой энтузиазм, мы могли бы открывать вещи за пределами нашего воображения, как Архимед. Но мы должны принять тот факт, что не все из нас одарены талантами в математике. Есть те, кто очень любит математику, а другим трудно решить даже простейшую операцию над полиномами.

Работы по математике

Всем нам известен энтузиазм Архимеда в математике, особенно в геометрии. У него были обширные и интенсивные исследования, результаты которых до сих пор находят применение в современном математическом смысле.Он написал несколько книг, содержащих результаты своих экспериментов с геометрическими фигурами, когда пытался решить некоторые проблемы. До наших дней дошли его работы: О равновесии на плоскости (две книги), Квадратура параболы, О сфере и цилиндре (две книги), О спиралях, О коноидах и сфероидах, О плавающих телах (две книги), Измерение круга и Счетчик песка. Последним дополнением к ним является «Метод», открытый профессором классической филологии Дж.Л. Хейберг из Копенгагенского университета. Порядок этих работ соответствовал порядку, предложенному Хитом (1921) в его книге.

В своей работе «О равновесии на плоскости» он работал над поиском центра тяжести плоских фигур (книга 1), таких как параллелограммы, треугольники и трапеции, а также над поиском центра тяжести отрезка параболы. Квадратура параболы посвящена нахождению площади сегмента параболы. В работе «О сфере и цилиндре» он смог показать, что поверхность сферы в четыре раза больше поверхности круга; он также доказал в книге, что поверхность и объем сферы составляют две трети поверхности и объема описанного цилиндра.Книга «О спиралях» содержит определение спирали, данное Архимедом, и ее основные свойства, связывающие длину радиус-вектора с углами, под которыми она вращается. В « О коноидах и сфероидах» он записал свои работы о параболоидах и гиперболоидах вращения и сфероидах, образованных вращением эллипса вокруг его осей. О плавающих телах содержится принцип Архимеда. Сюда также входит его исследование устойчивости объектов различной формы и удельного веса. Его вычисление точного значения π написано в его «Измерении круга».В своем «Сандреконере» он предложил систему счисления, которая могла бы выражать большие числа до 8 х 1063 в наших современных обозначениях. Он также привел в этой работе достижения Аристарха, Евдокса и Фидия (его отца).

Возможно, его самая популярная работа «О плавающих телах», где Архимед представил свой знаменитый принцип Архимеда, принцип, который имеет множество применений, особенно в гидростатике. Как мы можем заметить, большинство его работ были посвящены площадям и объемам форм, то есть предшественнику современного исчисления.Он смог использовать бесконечно малые для вычисления площади кривых и плоскостей. Он также смог вычислить объемы твердых тел, особенно параболоидов и гиперболоидов вращения. Однако эти тела имеют правильную форму, поэтому задача состояла в том, чтобы определить объем (и площадь поверхности) тела неправильной формы. Спасибо своему другу, королю Гиерону II, за то, что он смог найти ответ и преуспел в разработке решения. Он сделал это, когда обнаружил, что когда предмет помещают в жидкость, он смещается со своей первоначальной высоты.Что он сделал, так это нашел способ вычислить удельный вес и, наконец, объем объекта, используя избыточную жидкость. Таким образом, принцип Архимеда очень полезен, когда мы хотим узнать объем объектов неправильной формы. В физике мы также можем вычислить плотность вещества, получив отношение массы к объему.

Изобретения и открытия

Помимо того, что он математик, Архимед также известен своими изобретениями и открытиями. Он приобрел репутацию не только как «эксперт» в математических идеях, но и как изобретатель машин, используемых для удовлетворения потребностей его соотечественников, особенно при защите своего родного города во время римского вторжения. Просто они были очень эффективны в борьбе с приближающимися войсками под предводительством генерала Марцелла. Как говорит Плутарх:

… когда Архимед начал курсировать своими двигателями, он тотчас же выстрелил против сухопутных войск всеми видами метательного оружия и огромными массами камней, которые падали с невероятным шумом и силой; против которого не мог устоять ни один человек; ибо они сбивали с ног тех, на кого падали, кучами, ломая все их шеренги и шеренги.Тем временем из стен над кораблями торчали огромные шесты, и некоторые из них погружались в воду большими грузами, которые спускали на них сверху; другие они поднимали в воздух железной рукой или клювом, как клюв журавля, и, когда они вытягивали их за нос и ставили дыбом на корму, они погружали их на дно морское; или же корабли, влекомые двигателями внутри и кружащиеся, разбивались о крутые скалы, выступавшие из-под стен, с великим поражением находившихся на них солдат. Корабль часто поднимался в воздух на большую высоту (ужасное зрелище), и его раскачивало взад и вперед, и он продолжал раскачиваться, пока все матросы не были выброшены, когда, наконец, он разбился о скалы. или дать упасть.

Некоторые из изобретений Архимеда включают винт Архимеда и Коготь Архимеда, а также он разработал блок и полиспаст и Сиракузию, огромный корабль, предназначенный для роскошных путешествий, перевозки припасов, а также военный корабль. Ему также приписывают улучшение мощности и точности катапульты, а также фактическое изобретение одометра, который использовался для измерения пройденного расстояния.

Заключение

Причина, по которой я выбрал Архимеда, заключается в том, что он был очень блестящим математиком. Он провел обширные и интенсивные исследования по многим предметам, особенно по геометрии. Учитывая его время, он уже имел представление об экспонентах (как показано в его задаче о рогатом скоте). Он посвятил свою жизнь исследованиям и решению проблем, которые принесли пользу последующим поколениям математиков и, в конечном итоге, обычным людям. Сегодня мы, возможно, не помним его, но мы должны отметить, что его вклад в физику, инженерию, астрономию, среди прочего, в математику был незаменим, и без них наша современная концепция математики могла бы быть не такой «продвинутой», а компьютеры могли бы появиться позже, чем мы. мысль.Помимо этого, я выбрал Архимеда, потому что он смог использовать свои математические знания в повседневной жизни. Он смог построить машины, которые помогали его собратьям из поколения в поколение. Некоторые из них до сих пор используются в некоторых частях мира. Хотя ему не удалось защитить Сиракузы от захватчиков, ему очень нравилось играть со своими изобретениями и наблюдать, как они работают. Его познания в теоретической и практической жизни огромны. Мы многим обязаны Архимеду за то, что он поделился тем, что знал.

Ссылки
Brodie, SE (1980). Аксиомы Архимеда для длины дуги и площади. Журнал “Математика”, 53(1), 36-39.

В этой журнальной статье описываются доказательства Архимеда по измерению длины отрезка параболы, а также вычисление площади с использованием бесконечно малых величин.

Гоу, М. (2005). Архимед: математический гений древнего мира. Нью-Джерси: Enslow Publishers, Inc.

Эта книга содержит сведения об образовании Архимеда путем изучения мест в Александрии и Сиракузах, откуда он родом.Он также описывает его работы в геометрической и других областях.

Хит, Т.Л. (1921). История греческой математики, II. Оксфорд: Кларендон Пресс

Эта книга, являющаяся частью двухтомного труда, считается некоторыми лучшим англоязычным источником по греческой математике. Это незаменимый справочник для тех, кто интересуется вкладом Греции в математику. В нем обсуждаются элементы Евклида, а также предлагается порядок геометрии Архимеда.

Knorr, WR (1978, сентябрь) Архимед и «Элементы»: предложение по пересмотренному хронологическому порядку Архимедова корпуса.Архив истории точных наук, 19 (3), 211-290.

В этой статье пересматриваются существующие порядки произведений Архимеда с использованием нескольких индикаторов, которые показывают, насколько слабыми были основания принятых порядков и чем переупорядочивание Кнорра отличается от принятого.

Осборн, К. (1983). Архимед о размерах космоса. Исида, 74(2), 234-242.

В этой статье представлена ​​краткая информация о математической астрономии Архимеда. В этот текст включено объяснение находок Архимеда в Sandreckoner.

Роррес, К. (2004). Завершение второй книги Архимеда «О плавающих телах». Математический разведчик, 26 (3), 32-42.

Эта статья содержит принцип Архимеда о плавающих телах, особенно его принцип в гидростатике. Он обеспечивает всестороннее исследование различных объектов с различной формой, размером, удельным весом и другими переменными.

.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.