В книге рассмотрены последние достижения физики и их применения в ряде отраслей современного производства, приборостроения, в электронике, связи, транспорте и медицине. Изложены физические основы мембранной технологии, перспективы использования солитонов и другие вопросы. Книга предназначена для дополнительного чтения по физике в средних специальных учебных заведениях. Может быть полезна учителям физики и учащимся школ и профтехучилищ.
Вместо предисловия
Еще совсем недавно выражения «научно-технический прогресс», «научно-техническая революция» звучали настолько часто, что к ним стали привыкать и они уже мало кого волновали. Считалось само собой разумеющимся, что прогресс — это нечто естественное и обязательное, как течение времени: когда нужно, изобретут что нужно, а если этого окажется мало, то сделают парочку открытий и произойдет научно-техническая революция. А всем нам желательно иногда интересоваться, чего достиг на сегодня прогресс, и по возможности эти достижения применять. Если же не применил — особой беды нет: мерной поступи прогресса не остановить.
Действительность жестоко наказала нас за такую расслабленность.
Идеи не возникают из ничего. Они приходят в головы тех людей, которые жаждут открытий, которые накопили достаточно знаний, которые умеют ставить перед собой высокие цели, не боятся долго и терпеливо двигаться к их достижению.
Идея появится и умрет, если не найдет для себя благодатной почвы. Эта почва — все мы. Для того чтобы идея не угасла, как луч света в темном царстве, мы все должны быть готовы к ее восприятию.
Любознательность — верный посыл для начала пути, желание завтра оказаться на более высокой ступеньке, чем сегодня, — надежный компас в дороге.
1. От паровой машины до ракетного двигателя
Много веков прошло от начала сознательного использования человеком энергии рек, энергии ветра в водяных и ветряных мельницах до освоения и создания машин, использующих тепловую и электрическую энергию. Паровые котлы, паровые и водяные турбины, паровые машины, двигатели внутреннего сгорания созданы главным образом в последние два столетия, а реактивные двигатели — в последнее столетие. Все эти двигатели нашли широкое применение в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте.
Развитие всех отраслей хозяйства стало возможным лишь при появлении машин, увеличивающих во много раз выпуск продукции по сравнению с ручным трудом.
Преимущество простейшей машины перед физическим трудом человека очевидно. Действительно, представим себе, что необходимо поднять груз массой в 1 кг на высоту 1 м за 1 с. Эту работу легко может выполнить любой человек. Для этого необходима мощность всего в 1 Вт.
А сколько же человек необходимо собрать вместе возможно), чтобы они работали непрерывно по 8 ч вместо паровой или водяной турбины мощностью 100 МВт? Оказывается, около 3,6 млн. человек! Применение экскаваторов, бульдозеров, транспортеров, подъемных кранов и других механизмов на строительных работах заменило миллионы землекопов и других подсобных рабочих.
