標(biāo)題: 電子與無線電技術(shù)發(fā)展史 [打印本頁]
作者: 電子黑    時(shí)間: 2016-6-29 23:04
標(biāo)題: 電子與無線電技術(shù)發(fā)展史
欲了解一門學(xué)科，最好的辦法是先讀讀它的歷史。
1600年，英國(guó)物理學(xué)家吉爾伯特經(jīng)過自己實(shí)驗(yàn)得到了大量磁力現(xiàn)象，建立了重要的理論體系。他還證明了諾曼發(fā)現(xiàn)的磁傾角的存在。他曾預(yù)言在地球的北極，磁針將會(huì)變成豎直的，后來被赫德森在1609年所證實(shí)。他發(fā)現(xiàn)過兩極裝有鐵帽的磁石，磁力大大增加，并且發(fā)現(xiàn)磁石與鐵塊越靠近，吸引力越大，同時(shí)證明了磁石越大對(duì)鐵塊的吸引也越大。他還發(fā)現(xiàn)吸引是相互作用的。
〓吉爾伯特被世人稱之為磁學(xué)之父。

〓 1600年，德國(guó)科學(xué)家?guī)炖锟酥瞥闪说谝慌_(tái)產(chǎn)生靜電的裝置。
〓 1749年，( 相差145年)美國(guó)科學(xué)家富蘭克林，他在電的研究方面作了大量實(shí)驗(yàn)，他借用了數(shù)學(xué)上正負(fù)數(shù)的概念，第一個(gè)科學(xué)地用正電、負(fù)電概念表示電荷性質(zhì)。并提出了電荷不能創(chuàng)生、也不能消滅的思想，后人在此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了電荷守恒定律。他最先提出了避雷針的設(shè)想，由此而制造的避雷針，避免了雷擊災(zāi)難，破除了迷信。
富蘭克林簡(jiǎn)介
〓 他出身貧寒，10歲便輟學(xué)做工，12歲起在印刷所當(dāng)學(xué)徒、幫工．但他刻苦好學(xué)，因而，他以僅讀過兩年小學(xué)的學(xué)歷，被美國(guó)的哈佛大學(xué)、耶魯大學(xué)，英國(guó)的牛津大學(xué)、愛丁堡大學(xué)、圣安德魯大學(xué)等錄取，六七所大學(xué)授予碩士學(xué)位或博士學(xué)位。他是自學(xué)成才的典范。
〓 1785年(相差36年)法國(guó)人庫倫用自己發(fā)明的扭秤建立了靜電學(xué)中著名的庫侖定律。同年，他在給法國(guó)科學(xué)院的《電力定律》的論文中詳細(xì)地介紹了他的實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)試通過得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
〓 1800年，(相差15年)意大利物理學(xué)家伏特(A.Volta,1745-1827)發(fā)明了第一種化學(xué)電源—銅鋅電池，它能夠把化學(xué)能不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔�，維持單一方向的電流持續(xù)流動(dòng)。不久他就開始應(yīng)用他的理論制造各種有獨(dú)創(chuàng)性的儀器，這一發(fā)明具有時(shí)代的意義，引起了電磁學(xué)的一場(chǎng)革命。
伏特簡(jiǎn)介
〓伏特生于意大利科莫一個(gè)富有的天主教家庭里。伏特十六歲時(shí)開始與一些著名的電學(xué)家通信，其中有巴黎的諾萊和都靈的貝卡里亞。貝卡里亞是一位很有成就的國(guó)際知名的電學(xué)家，他勸告伏特少提出理論，多做實(shí)驗(yàn)。事實(shí)上，伏特年青時(shí)期的理論思想遠(yuǎn)不如他的實(shí)驗(yàn)重要。隨著歲月的流逝，伏特對(duì)靜電的了解至少可以和當(dāng)時(shí)最好的電學(xué)家媲美。
〓1820年，(相差20年)丹麥物理學(xué)家奧斯特(H.C. Oerster, 1777-1851.)通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電流對(duì)磁針的作用，即電流的磁效應(yīng)，同年7月21日以《關(guān)于磁針上，電沖突作用的實(shí)驗(yàn)》這篇短短的論文使歐洲物理學(xué)界產(chǎn)生了極大震動(dòng)，導(dǎo)致了大批實(shí)驗(yàn)成果的出現(xiàn)，由此開辟了物理學(xué)的新領(lǐng)域──電磁學(xué)。打開了近代電磁學(xué)的突破口。
〓1825年，(相差5年)法國(guó)科學(xué)家安培(H,M.Ampere, 1775-1836)提出了著名的安培定律。他從1820年開始在測(cè)量電流的磁效應(yīng)中，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)載流導(dǎo)線可以互相吸引，又可以互相排斥。這一發(fā)現(xiàn)成為研究電學(xué)的基本定律，為電動(dòng)機(jī)的發(fā)明作了理論上的準(zhǔn)備。生于里昂一個(gè)富商的家庭，1824年擔(dān)任法蘭西學(xué)院實(shí)驗(yàn)物理學(xué)教授。
〓1827年，當(dāng)時(shí)德國(guó)的一位教師歐姆(G.S.Ohm, 1787-1854)，1827年發(fā)表了《動(dòng)力電路的數(shù)學(xué)研究》，提出了今天普遍應(yīng)用的歐姆定律，時(shí)年40歲。該定律揭示了電阻上電壓與電流的定量關(guān)系。歐姆的研究，要是在1817～1827年擔(dān)任中學(xué)物理教師期間進(jìn)行的！此外，他對(duì)幾何學(xué)(1817年，他的《幾何學(xué)教科書》一書出版)、聲學(xué)、儀器制造等方面都做出了重大貢獻(xiàn)。
歐姆簡(jiǎn)介
〓 1803年歐姆考入埃爾蘭根大學(xué)學(xué)習(xí)，后來由于家庭經(jīng)濟(jì)困難，于1806年他被迫退學(xué)。通過自學(xué)，他于1811年又重新回到愛爾蘭大學(xué)，順利地取得了博士學(xué)位。大學(xué)畢業(yè)后，歐姆靠教書維持生活。從1820年起，他開始研究電磁學(xué)。為了紀(jì)念他，人們把電阻的單位命名為歐姆。其定義是：在電路中兩點(diǎn)間，當(dāng)通過1安培穩(wěn)恒電流時(shí)，如果這兩點(diǎn)間的電壓為1伏特，那么這兩點(diǎn)間導(dǎo)體的電阻便定義為1歐姆。
〓1831年8月26日終于，英國(guó)物理學(xué)家法拉第(M.Faraday, 1791-1867) (相差6年)完成了電磁感應(yīng)定律的研究。該定律揭示了磁變生電的規(guī)律。這一發(fā)現(xiàn)成為發(fā)電機(jī)和變壓器的基本原理，從而使機(jī)械能變?yōu)殡娔艹蔀榭赡�，推�?dòng)了電在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用，使人類邁向了電氣時(shí)代。
法拉第簡(jiǎn)介
〓 法拉第生于薩里郡紐因頓的一個(gè)鐵匠家庭。13歲就在一家書店當(dāng)送報(bào)和裝訂書籍的學(xué)徒。他有強(qiáng)烈的求知欲，擠出一切休息時(shí)間貪婪地力圖把他裝訂的一切書籍內(nèi)容都從頭讀一遍。讀后還工工整整地作讀書筆記；用一些簡(jiǎn)單器皿照著書上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)觀察和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，把自己的閣樓變成了小實(shí)驗(yàn)室。他家境貧寒，未受過系統(tǒng)的正規(guī)教育，但卻在眾多領(lǐng)域中作出驚人成就，是英國(guó)著名物理學(xué)家、化學(xué)家。在化學(xué)、電化學(xué)、電磁學(xué)等領(lǐng)域都做出過杰出貢獻(xiàn)堪稱刻苦勤奮、探索真理、不計(jì)個(gè)人名利的典范，對(duì)于青少年富有教育意義。
〓 他的導(dǎo)師戴維(皇家學(xué)院實(shí)驗(yàn)室主任)，世人卻知者甚少。法拉第名人名言
〓 1、希望你們年青的一代，也能象蠟燭為人照明那樣，有一分熱，發(fā)一分光，忠誠而腳踏實(shí)地地為人類偉大的事業(yè)貢獻(xiàn)自己的力量。
〓 2、一旦科學(xué)插上幻想的翅膀，它就能贏得勝利。
〓 3、拼命去爭(zhēng)取成功，但不要期望一定會(huì)成功。
〓 4、愛情既是友誼的代名詞，又是我們?yōu)楣餐氖聵I(yè)而奮斗的可靠保證，愛情是人生的良伴，你和心愛的女子同床共眠是因?yàn)楣餐睦硐氚褍深w心緊緊系在一起。
〓 1837年，莫爾斯發(fā)明了電報(bào)，創(chuàng)造了莫爾斯電碼，開始了通信的新紀(jì)元。畫家出身的美國(guó)人莫爾斯終于發(fā)明了電報(bào)，用他當(dāng)時(shí)的電報(bào)機(jī)，可從華盛頓向40英里的巴爾的摩發(fā)出電文。在他研究之初，為了說服別人為他投資，他得到的回答常常是：“先生，用導(dǎo)線傳遞消息，你為啥不發(fā)明一個(gè)能飛向月球的火箭呢？”但莫爾斯的創(chuàng)造欲望經(jīng)過十多年的奮斗終于實(shí)現(xiàn)了。
〓1847年，(相差16年)德國(guó)科學(xué)家基爾霍夫(G.R. Kirchhoff, 1824-1887) 1845年，在他還是一個(gè)21歲大學(xué)生的時(shí)候提出了著名的電流定律和電壓定律，這一年，他發(fā)表了第一篇論文，提出了穩(wěn)恒電路網(wǎng)絡(luò)中電流、電壓、電阻關(guān)系的兩條電路定律,即著名的基爾霍夫第一電路定律和基爾霍夫第二電路定律，解決了電器設(shè)計(jì)中電路方面的難題。
〓后來又研究了電路中電的流動(dòng)和分布，從而闡明了電路中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差和靜電學(xué)的電勢(shì)這兩個(gè)物理量在量綱和單位上的一致。使基爾霍夫電路定律具有更廣泛的意義，這成為電路分析最基本的依據(jù)。直到現(xiàn)在，基爾霍夫電路定律仍舊是解決復(fù)雜電路問題的重要工具�；鶢柣舴虮环Q為“電路求解大師”。
〓1864年，蘇格蘭科學(xué)家麥克斯韋(J.C.Maxwell, 1831-1879)，1865年春(當(dāng)時(shí)他32歲)，開始系統(tǒng)地總結(jié)他的關(guān)于電磁學(xué)的研究成果，完成了電磁場(chǎng)理論的經(jīng)典巨著《論電和磁》，并于1873年出版，提出一組關(guān)于電和磁共同遵守的數(shù)學(xué)方程，即麥克斯韋方程，他預(yù)言空間一定存在電磁波。
〓 1866年，德國(guó)工程師西門子，他是電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、有軌電車和指南針式電報(bào)機(jī)的發(fā)明人，改進(jìn)過海底電纜,提出平爐煉鋼法,革新了煉鋼工藝,西門子公司創(chuàng)始人。他發(fā)現(xiàn)了電動(dòng)原理并用在發(fā)電機(jī)的改進(jìn)上。由于電在各方面的應(yīng)用日益廣泛，如照明、電解電鍍、電力拖動(dòng)等，迫切需要更方便地獲取電能，以提高效率、降低成本。1882-年，直流高壓輸電試驗(yàn)成功。但由于直流高壓不便于用戶直接使用，同年在發(fā)明變壓器的基礎(chǔ)上又實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離交流高壓輸電。從此，電氣化時(shí)代開始了。
〓1875年，美國(guó)科學(xué)家貝爾(A.G. Bell,1847-1922)發(fā)明了電話。貝爾當(dāng)時(shí)僅是一名聾啞人學(xué)校的教師，經(jīng)過不斷改進(jìn)，到1878年，他實(shí)現(xiàn)了從波士頓到紐約之間200mile (1mile= 1.609344km= 1760yard)的首次長(zhǎng)途通話。貝爾曾經(jīng)把電話的話音比喻為歌聲，他說：“這歌聲是永不停止的，因?yàn)檫@是對(duì)生活故事的歌頌，而生活是永不停止的。那高懸的電話線正在把生與死、成功與失敗的消息傳遍全球�！�
〓1888年，(相差25年)德國(guó)物理學(xué)家赫茲(H.R. Hertz, 1857-1894)赫茲對(duì)人類最偉大的貢獻(xiàn)是用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，即他經(jīng)過艱苦的反復(fù)實(shí)驗(yàn)，證明麥克斯韋所預(yù)言的電磁波確實(shí)存在。
〓 1879年，美國(guó)的發(fā)明家愛迪生(T.A.Edison,1847-1931)，他一生只在學(xué)校里讀過三個(gè)月的書，但他勤奮好學(xué)，勤于思考，并發(fā)明了電燈、留聲機(jī)、電影攝影機(jī)等多種成果，為人類作出了重大的貢獻(xiàn)。是舉世聞名的美國(guó)電學(xué)家和發(fā)明家，被譽(yù)為“發(fā)明大王”。愛迪生一生共有約兩千項(xiàng)創(chuàng)造發(fā)明，為人類的文明和進(jìn)步做出了巨大的貢獻(xiàn)。發(fā)明的電燈是鎢絲電燈。用電照亮了千家萬戶。
〓1894年，意大利的發(fā)明家馬可尼(G.Marconi, 1874-1937)和俄國(guó)的波波夫分別發(fā)明了無線電發(fā)射和接受。沒有受過正規(guī)大學(xué)教育的20歲的馬可尼利用赫茲的火花振蕩器作為發(fā)射器，通過電鍵的開、閉產(chǎn)生斷續(xù)的電磁波信號(hào)。1895年他發(fā)射的信號(hào)傳送距離可達(dá)1公里以上，1897年發(fā)射的信號(hào)可在20km之外接收到，從此開始了無線電通信的時(shí)代。
〓 1901年12月12日，馬可尼做了跨越大西洋傳送無線電信號(hào)的表演。這一次他把信號(hào)從英國(guó)的Cornwall發(fā)送到加拿大的Newfoundland。馬可尼因此獲得1909年度諾貝爾獎(jiǎng)。與他分享這一年度諾貝爾獎(jiǎng)的是布勞恩（Braun），因?yàn)椴际习l(fā)現(xiàn)金屬硫化物具有單向?qū)щ娦�，這一成果可用于無線電接收裝置；
〓1904年，英國(guó)科學(xué)家弗萊明（Fleming）獲得了一項(xiàng)專利，在專利說明書中描述了一個(gè)高頻交變電流整流用的兩極真空管，標(biāo)志著進(jìn)入無線電電子學(xué)時(shí)代
〓1906年，美國(guó)科學(xué)家弗雷斯特（ Forest）發(fā)明了真空三極管，是電子技術(shù)發(fā)展史上第一個(gè)重要里程碑。
〓1906年，美國(guó)科學(xué)家費(fèi)森登（Fessenden）在Massachusetts領(lǐng)導(dǎo)了第一次廣播；
〓 英國(guó)科學(xué)家湯姆遜(J.Thomson,1856-1940)在1895-1897年間反復(fù)測(cè)試，證明了電子確實(shí)存在。隨后，英國(guó)科學(xué)家弗萊明(J.A.Fleming)在愛迪生發(fā)明的熱二極管的基礎(chǔ)上發(fā)明了實(shí)用的真空二極管。它具有單向?qū)щ娞匦�，能用來整流或檢波。
〓 1907年，美國(guó)人福斯特(L.D.Forest)發(fā)明了真空三極管。
〓 1912年，英國(guó)科學(xué)家�？藸査梗�Eccles）提出了無線電波通過電離層傳播的理論，這一理論使得一群業(yè)余愛好者在1921年實(shí)現(xiàn)了短波試驗(yàn)性廣播；
〓同年，美國(guó)的費(fèi)森登（Fessenden）和阿姆斯特朗（Armstrong）改進(jìn)了接收機(jī)的工作方式，發(fā)明了外差式接受系統(tǒng)，這種形式仍是目前許多無線電接收機(jī)的主要工作方式；
〓1925年，英國(guó)的貝爾德(J.L.Baird)首先發(fā)明電視。幾乎在同時(shí)，美國(guó)無線電公司(R.C.A)的工程師諾基(V.K.Zworykin)發(fā)明了電視顯像管。1933年，他利用真空二極管、真空三極管和顯像管，最早發(fā)明了電視機(jī)。1936年，黑白電視機(jī)就正式問世了。
〓1946年，美國(guó)數(shù)學(xué)家諾依曼(J.V.Noumann)為主設(shè)計(jì)了第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，這是一個(gè)世界奇跡。這臺(tái)計(jì)算機(jī)是在美國(guó)賓西法尼亞大學(xué)莫爾電子工程學(xué)院研制成功。這臺(tái)計(jì)算機(jī)叫作艾尼亞克(ENIAC ，ElectronicNumerical Integrator And Calculator)。它主要是為美國(guó)陸軍阿貝爾丁檢驗(yàn)基地計(jì)算彈道而設(shè)計(jì)的，共用了18000個(gè)真空管；
   項(xiàng)目開始： 1943
      完成： 1946
       速度： 5000次每秒
       輸入/輸出： 卡片、光、開關(guān)、插頭
       占平面積：  1000平方英尺
    項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：  John Mauchly
         J. Presper Eckert
ENIAC共和了18000個(gè)電子管，700000只電阻，10000只電容，重30噸，功率40千瓦，占地170平方米，差不多有10間房子大小，它的實(shí)際造價(jià)是大約48萬美元。
〓馮·諾依曼對(duì)人類的最大貢獻(xiàn)是對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值分析的開拓性工作。
〓 1948年起，固態(tài)電子學(xué)的時(shí)代向我們走來。1947年12月24日，貝爾實(shí)驗(yàn)室的布拉丁（walterBrattain）、巴�。↗ohnBardeem）和肖克利（Willinm Shockley）發(fā)明了一種點(diǎn)接觸晶體管。這是一種全新的半導(dǎo)體器件，它體積小，電性能穩(wěn)定，功耗低。這項(xiàng)發(fā)明自從1948年公布于世起，很快就應(yīng)用于通信、電視、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域，促進(jìn)了電氣和電子工程技術(shù)的飛速發(fā)展。
〓 從20世紀(jì)50年代末期開始，科學(xué)又把人類帶入了微電子學(xué)時(shí)代。1958年，利用單晶硅材料，世界上第一片集成電路（Integrated
Circuit，IC）在美國(guó)德克薩斯州誕生了。1961年，福查德公司生產(chǎn)出了第一片商用IC。到20世紀(jì)60年代末，在大約四分之一英寸見方的小硅片上可以集成6800個(gè)晶體管和數(shù)千個(gè)其他元件。從20世紀(jì)70年代起，集成電路技術(shù)飛速發(fā)展，各種大規(guī)模集成電路（Large
Intereated Circuit）和超大規(guī)模集成電路（Very LargeIntereated Circuit）層出不窮。由于集成電路成本低、尺寸小、可靠性高、電性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)并廣泛使用，從而引起了工業(yè)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)的革命性發(fā)展。半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展不僅影響了電子技術(shù)，也影響了其它技術(shù)的發(fā)展。如：冶金術(shù)，精加工，材料科學(xué)，化學(xué)等。五十年代開始，半導(dǎo)體技術(shù)在我國(guó)受到重視。一批從國(guó)外回來的著名科學(xué)家如：黃昆、謝希德等組織了一些有志之士開始了半導(dǎo)體專門化研究，他們那時(shí)培養(yǎng)的學(xué)生大多數(shù)已成為我國(guó)固體物理學(xué)或半導(dǎo)體技術(shù)界的學(xué)科帶頭人。七十年代，我們幾乎停止了進(jìn)步。直到八十年代我國(guó)半導(dǎo)體技術(shù)才有開始有長(zhǎng)足的發(fā)展。應(yīng)該講我們與國(guó)外的差距正在縮小。
20世紀(jì)初首先解決了無線電報(bào)通信問題。接著又解決了用無線電波傳送語言和音樂的問題，從而開展了無線電話通信和無線電廣播。以后傳輸圖象的問題也解決了，出現(xiàn)了無線電傳真和電視。20世紀(jì)30年代中期到第二次世界大戰(zhàn)期間，為了防空的需要，無線電定位技術(shù)迅速發(fā)展和雷達(dá)的出現(xiàn)，帶動(dòng)了其他科學(xué)的興起，如無線電天文學(xué)、無線電氣象學(xué)等。20世紀(jì)50年代以來，宇航技術(shù)的發(fā)展又促進(jìn)了無線電技術(shù)向更高的階段發(fā)展。
無線電技術(shù)的發(fā)展是從利用電磁波傳輸信息的無線電通信擴(kuò)展到計(jì)算機(jī)科學(xué)、宇航技術(shù)、自動(dòng)控制以及其他各學(xué)科領(lǐng)域的。





























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