Никола Тесла - гениальный изобретатель, опередивший историческое время
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 Представлена презентация, текст ее сопровождающий и пояснительная записка, доклад. | 2.34 МБ |
Предварительный просмотр:
Управление образования города Таганрога
ФГБОУ ВПО «Таганрогский государственный педагогический институт имени А.П. Чехова»
Наименование секции: физика
Исследовательская работа
тема: «Никола Тесла - гениальный изобретатель, опередивший историческое время»
Автор работы: Шевченко Ксения Дмитриевна
7 «А» класс, МОБУ СОШ №23
Научный руководитель:
Бирюкова Наталья Николаевна,
учитель физики
г. Таганрог
2014 г.
Содержание:
- Цели и задачи исследования с. 3
- Юнность Теслы с. 3
- Америка. Тесла и Эдисон с. 5
- Лаборатория в Нью-Йорке с. 6
- Гениальности Тесла нет предела… с. 8
- «Уорденклиффская» башня с.11
- Теперь у нас есть энергия… c.12
- Он был великим изобретателем с.13
- Многие считали его сумасшедшим, но на мой
взгляд они поторопились с выводами… с.14
- Выводы: с.15
«Сегодняшний день принадлежит им, а будущее остаётся за мной»
Никола Тесло
Тема исследования: «Никола Тесла - гениальный изобретатель, опередивший историческое время»
Цель: Изучение жизни и деятельности Николы Теслы.
Задачи:
- Изучить биографию Николы Тесло.
- Восстановить имя учёного, показав его бесценный вклад в развитие физики и всего общества.
- Доказать или опровергнуть гипотезу.
- Представить материалы исследования на конференции.
Гипотеза:
- Почему коллеги настолько пренебрегали таким выдающимся человеком?
Дело, скорее всего, в тех изобретениях, которые ему не удалось внедрить, чем в общепризнанных достижениях.
- «Если правда, что гениев посылают на Землю небеса, то с рождением Николы Теслы в небесной канцелярии явно поспешили. Или в преждевременности есть какой-то особый урок?»
Юнность Теслы.
Семья Теслы жила в селе Смилян в 6 км от города Госпич, главного города исторической провинции Лика, входившей в то время в состав Австро-Венгерской империи. 10 июля 1856 года в семье родился четвёртый ребёнок — Никола. Всего в семье было пять детей: три дочери и два сына. Отец — Милутин Тесла - священник сербской православной церкви, мать — Георгина Тесла, была дочерью священника.
Первый класс начальной школы Никола закончил в Смилянах. В 1862 году отец семейства получил повышение сана и семья Тесла переехала в Госпич, где он завершил оставшиеся три класса начальной школы, а затем и трёхлетнюю нижнюю реальную гимназию, которую закончил в 1870 году. Осенью того же года Никола поступил в Высшее реальное училище в городе Карловац.
В июле 1873 года Н.Тесла получил аттестат зрелости. Несмотря на наказ отца, Никола вернулся к семье в Госпич.
«Мне с детства была предназначена стезя священника. Эта перспектива, как чёрная туча, висела надо мной. Получив аттестат зрелости, я оказался на распутье. Должен ли я ослушаться отца, проигнорировать полные любви пожелания матери или подчиниться судьбе? Эта мысль угнетала меня и в будущее я смотрел со страхом. Я глубоко уважал своих родителей, поэтому решил заниматься духовными науками.»
Именно тогда разразилась ужасная эпидемия холеры, которая выкосила десятую часть населения. Никола заболел.
« Девять месяцев в постели, почти без движения, казалось, истощили все мои жизненные силы и врачи отказались от меня. Это был мучительный опыт не столько из-за физических страданий, сколько из-за моего огромного желания жить. Во время одного из приступов, когда все думали, что я умираю, в комнату стремительно вошёл мой отец, чтобы поддержать меня такими словами: «Ты поправишься». Как сейчас вижу его мертвенно-бледное лицо, когда он пытался ободрить меня тоном, противоречащим его заверениям. «Может быть, — ответил я — мне и удастся поправиться, если ты позволишь мне изучать инженерное дело». «Ты поступишь в лучшее учебное заведение в Европе», — ответил он торжественно, и я понял, что он это сделает. С моей души спал тяжкий груз.»
После перенесенной болезни Никола начал страдать необычными фобиями и навязчивыми идеями. В состоянии возбуждения он видел сильные вспышки света. Фантастические видения переполняли его мозг. Он читал по ночам, проглатывая книги с маниакальным упорством. Герои книг, по его признанию, пробуждали в нём желание стать "существом высшего порядка". Воспитывая разными упражнениями силу воли, доводил себя до изнурения, часто впадал в состояние транса. В его жизни с самого начала присутствовало нечто, чему трудно подобрать название.
В 1875 году Никола поступил в высшее техническое училище в Граце, где стал изучать электротехнику. Наблюдая за работой машины Грамма на лекциях по электротехнике, Тесла пришёл к мысли о несовершенстве машин постоянного тока.
Политехнический институт в Граце, Пражский университет... На втором курсе университета, в 1880 году, его осеняет идея индукционного генератора переменного тока. Профессор Пешль, с которым Тесла поделился идеей, счёл её бредовой.
Тесло обладал фотографической памятью и к 18 годам овладел шестью языками. Он рано осознал, что будет талантливым изобретателем. У него была потрясающая способность в мелочах представлять себе свои изобретения. Он мог их собирать, тестировать и разбирать, представлял их точные габариты, и всё это происходило в уме, как во сне, так и на яву. С раннего детства Тесла мог видеть настолько живые и яркие образы, что он сам не мог отличить свои фантазии от реальных объектов.
Но заключение профессора только подстегнуло изобретателя, и в 1882 году была построена действующая модель генератора переменного тока.
Америка. Тесла и Эдисон.
6 июля 1884 года Тесла прибыл в Нью-Йорк без копейки денег в кармане и с роем мыслей в голове по использованию переменного тока.
Прямо с пристани Никола отправляется к Эдисону.
Томас Алва Эдисон – "король изобретателей" - был старше Николы Теслы всего на девять лет, но находился в зените славы. Угольный микрофон, электрическая лампочка, фонограф, динамо-машина сделали Эдисона миллионером. Но все его работы в области электричества базировались на постоянном токе. Эдисон увидел в Тесле потенциально опасного соперника.
Но взял на работу Николу в качестве инженера по ремонту электродвигателей и генераторов постоянного тока.
Эдисон довольно холодно воспринимал новые идеи Теслы и всё более открыто высказывал неодобрение направлению личных изысканий изобретателя.
"Если вы так уверены в своей правоте, – парировал оппонент, – то что вам мешает позволить мне опробовать мою систему на вашем предприятии?" Весной 1885 года Эдисон неожиданно согласился и пообещал сопернику 50 тысяч долларов, если у него получится конструктивно улучшить электрические машины постоянного тока, придуманные Эдисоном. Он был убеждён, что это невозможно. Тесла работал увлеченно, трудился не покладая рук: рабочий день его длился с 10:30 утра до 5 утра следующего дня. Никола активно взялся за работу и вскоре представил 24 разновидности машины Эдисона, новый коммутатор и регулятор, значительно улучшающие эксплуатационные характеристики. Экономический эффект превзошёл все ожидания. Эдисон был обескуражен, но платить отказался.
После этого они окончательно рассорились. Оскорблённый Тесла немедленно уволился и оказался на улице без работы и без денег.
Ранние работы Тесла проложили путь современной электротехнике, его открытия раннего периода имели инновационное значение.
«Моя турбина была шагом вперед — к совершенно иному качеству. Это в корне новая отправная точка в том смысле, что успех означал бы отказ от устаревших типов тогдашних двигателей, на которые были истрачены миллиарды долларов. При таких обстоятельствах технический прогресс вынужден замедлять темп, и возможно, самое большое препятствие на его пути — предвзятое мнение, формируемое в умах экспертов организованной оппозицией.»
Лаборатория в Нью-Йорке
Проработав всего год в компании Эдисона, Тесла приобрёл известность в деловых кругах. Узнав о его увольнении, группа электротехников предложила Николе организовать свою компанию, связанную с вопросами электрического освещения. Проекты Теслы по использованию переменного тока их не воодушевили, и тогда они изменили первоначальное предложение, ограничившись лишь предложением разработать проект дуговой лампы для уличного освещения. Через год проект был готов. Вместо денег предприниматели предложили изобретателю часть акций компании, созданной для эксплуатации новой лампы. Такой вариант не устроил изобретателя, компания же в ответ постаралась избавиться от него, попытавшись оклеветать и опорочить Теслу.
С осени 1886 года и до весны молодой изобретатель вынужден был перебиваться на подсобных работах. Он занимался рытьём канав, «спал, где придётся, и ел, что найдёт». В этот период он подружился с находившимся в подобном же положении инженером Брауном, который смог уговорить нескольких своих знакомых оказать небольшую финансовую поддержку Тесле. В апреле 1887 года, созданная на эти деньги, «Тесла Электрик Лайт Компани» начала заниматься обустройством уличного освещения новыми дуговыми лампами. Вскоре перспективность компании была доказана большими заказами из многих городов США. Для самого изобретателя компания была лишь средством к достижению заветной цели.
А через год в его жизни наступил день, ставший поистине судьбоносным.
16 мая 1888 года Тесла сделал доклад и продемонстрировал своё изобретение в Американском институте инженеров-электриков. Среди присутствующих в зале оказался миллионер Джордж Вестингауз, изобретатель гидравлического паровозного тормоза. Выступление Тесла потрясло Вестингауза. Он предложил изобретателю миллион долларов за его патенты плюс авторские отчисления.
Когда было объявлено, что первый человек, которому удастся получить и передать энергию от Ниагарского водопада в город Буфало (штат Нью-Йорк) получит премию, Никола взялся за разработку проекта. Несмотря на противостояние Эдисона, электрическая система многофазного переменного тока Теслы была принята.
Был заключён договор, и компания "Вестингауз Электрик" реализовала разработки Теслы, построив ГЭС на Ниагарском водопаде.
Получив финансовую независимость, Тесла продолжает свои исследования. В 1888 году он открывает явление вращающегося магнитного поля и строит электрогенераторы высокой и сверхвысокой частот.
Гениальности Тесла нет предела…
Сначала в 1892 году в Лондоне, а через год в Филадельфии, в присутствии специалистов Тесла продемонстрировал возможность передачи электрической энергии по одному проводу, не используя при этом заземления второго полюса источника энергии. И тогда же у него возникла идея использовать в качестве этого единственного провода... Землю! И в этом же году на съезде ассоциации электрического освещения в Сант-Льюисе он продемонстрировал электрические лампы, горящие без подводящих проводов, и работающий без подключения к электрической сети электромотор. Эту необычную экспозицию он прокомментировал следующим образом: «Несколько слов об идее, постоянно занимающей мои мысли и касающейся всех нас. Я имею в виду передачу сигналов, а также и энергии на любое расстояние без проводов. Мы уже знаем, что электрические колебания могут передаваться по единственному проводнику. Почему же не воспользоваться для этой цели Землей? Если мы сможем установить период колебаний электрического заряда Земли при его возмущении, связанном с действием противоположно заряженной цепи, это будет фактом чрезвычайной важности, который послужит на благо всего человечества». Видя столь эффектную демонстрацию, такие известные олигархи, как Дж. Вестингауз и Дж. П. Морган, вложили в это перспективное дело свыше миллиона долларов, купив у Теслы его патенты.
В 1898 году в парке Мадисон-Сквер прошла презентация нового изобретения Теслы. Посреди парка имелся пруд, в котором плавал небольшой кораблик. Зрители были в шоке — судно двигалось, следуя приказам ученого. Когда Тесла в шутку предложил им пообщаться со своим изобретением, кто-то (тоже в шутку) спросил: "Каков будет кубический корень из 64?”. Маячок на корабле мигнул четыре раза.
В мае 1899 года по приглашению местной электрической компании Тесла переехал в курортный городок Колорадо Спрингс в штате Колорадо. Городок располагался на обширном плато на высоте 2000 м. Сильные грозы были нередки в этих местах.
В Колорадо Спрингс Тесла организовал небольшую лабораторию. Спонсором на этот раз был владелец отеля «Уолдорф-Астория», выделивший на исследования 30 000 долларов. Для изучения гроз Тесла сконструировал специальное устройство, представляющее собой трансформатор, один конец первичной обмотки которого был заземлён, а второй соединялся с металлическим шаром на выдвигающемся вверх стержне. Ко вторичной обмотке подключалось чувствительное самонастраивающееся устройство, соединённое с записывающим прибором. Это устройство позволило Николе Тесле изучать изменения потенциала Земли, в том числе и эффект стоячих электромагнитных волн, вызванный грозовыми разрядами в земной атмосфере (через пять с лишним десятилетий этот эффект был подробно исследован и позднее стал известен как «Резонанс Шумана»). Наблюдения навели изобретателя на мысль о возможности передачи электроэнергии без проводов на большие расстояния.
Посетители Всемирной выставки 1893 года в Чикаго, с удивлением смотрели на непонятное и страшное представление, которое ежедневно устраивал худой, нервный господин. С чудовищной невозмутимостью он пропускал через себя электроток напряжением в два миллиона вольт. По идее, экспериментатор должен был сгореть от такого тока, да и Эдисон авторитетно заявлял в газетах, что переменный ток высокого напряжения убьёт любого, кто прикоснётся к проводам. А Тесла, как ни в чём не бывало, улыбается и в его руках при этом ярко горят лампочки Эдисона... Это теперь мы знаем, что убивает не напряжение, а сила тока и что ток высокой частоты проходит только по поверхностным покровам. В эпоху младенчества электричества подобный фокус казался чудом.
Следующий эксперимент Тесла направил на исследование возможности самостоятельного создания стоячей электромагнитной волны. Были использованы множество индукционных катушек, спроектирован «усиливающий передатчик». На огромное основание трансформатора были намотаны витки первичной обмотки. Вторичная обмотка соединялась с 60-метровой мачтой и заканчивалась медным шаром метрового диаметра. При пропускании через первичную катушку переменного напряжения в несколько тысяч вольт во вторичной катушке возникал ток с напряжением в несколько миллионов вольт и частотой до 150 тысяч герц.
При проведении эксперимента были зафиксированы грозоподобные разряды, исходящие от металлического шара. Длина некоторых разрядов достигала почти 4,5 метров, а гром был слышен на расстоянии до 24 км. При первом запуске эксперимента сгорел генератор на электростанции в Колорадо Спрингс, который был источником тока для первичной обмотки «усиливающего передатчика». Тесла вынужден был на неделю прекратить эксперименты и самостоятельно заниматься ремонтом генератора.
На основании эксперимента Тесла сделал вывод о том, что устройство позволило ему генерировать стоячие волны, которые сферически распространялись от передатчика, а затем с возрастающей интенсивностью сходились в диаметрально противоположной точке земного шара, где-то около островов Амстердам и Сен-Поль в Индийском океане.
В этом же 1893 году Тесла построил первый волновой радиопередатчик, на годы опередив Маркони (в 1943 году Верховный суд США подтвердил приоритет Теслы в изобретении радио). Он признался, что его интересует не система связи, а беспроводная передача энергии в любую точку планеты.
1 Июля 1898 Никола получил патент, относящийся к управлению на расстоянии посредством радио движущихся судов и транспортных средств. Этим изобретением он заложил основу беспроводной телемеханики. Он представил результаты своей работы в статье, озаглавленной "Проблема Увеличения Человеческой Энергии", опубликованной в Июне 1900.
Осенью 1899 года Тесла вернулся в Нью-Йорк.
«Уорденклиффская» башня
Тесла преступает к строительству легендарной «Уорденклиффской» башни. В 1900 году в Уорденклиффе Теслой были построены лаборатории, чтобы попытаться исполнить мечту о беспроводной передачи электроэнергии.
Сначала предполагалось, что передаваться будет только голос, но его мечтой все же оставалась передача энергии.
В процессе строительства башни Тесла получает известие о том, что Маркони успешно провёл трансатлантическую передачу сигнала по радио. Не торопясь признать поражение, Тесла изменяет начальные цели проекта «Уорденклифф», преобразовав его в пилотный проект глобальной системы по передачи энергии радиосигнала, которую придумал уже очень давно.
Тесла обещает построить систему башен, которая будет извлекать энергию из ионосферы, делая возможным беспроводную передачу электроэнергии по всему миру, то есть обеспечить бесплатной электроэнергией каждого.
Говорят, что сам Тесла провалил проект из - за страха, что в нечестных руках энергия, вырабатываемая Уорденклиффской башней, может быть использована во вред людям, например, в качестве оружия для уничтожения самолётов и планеты в целом.
Ему удалось остановить катастрофу, вину за которую возложили бы на него, потому что с помощью этой башни он мог извлекать энергию, обладающую напряжением в 2 миллиарда вольт из ионосферы и нацеливать её воздействие. С её помощью он мог бы сжечь любой город на земле, её воздействие было бы мощнее, чем взрыв атомной бомбы. Это было самое мудрое решение ученого.
Теперь у нас есть энергия…
Слава Теслы ужасала общественность, но одновременно и завораживала. Его, Теслу, парадировали в мультфильмах о супермене и сумасшедшем учёном, как он терроризировал Нью-Йорк лучом смерти и армией роботов с дистанционным управлением.
Луч смерти Теслы был, по сути, лучевым оружием. Его действие было основано на принципе электростатического ускорения частиц заряда.
«То, что выходит из этой маленькой магнитной трубки- это импульсные протонные лучи мощностью в 100 миллиардов электрон-вольт, каждый с энергией 1010 джоулей. Это столько энергии, сколько ни один человек даже не мог себе представить. Этот луч нужно пропустить через атмосферу и выбрать объект.»
Тесла говорил о себе не как об изобретателе, а как о первооткрывателе, но с открытием входит и ответственность. Тесла знал об этом, когда разрабатывал технологию ХАРП и страх, что это открытие попадёт в нехорошие руки, заставил хранить его под замком.
ХАРП разработан для эксперимента в области атмосферной физики. Он состоит из огромного количества антенн. Они посылают волны очень сложной формы в ионосферу планеты, воздействуя на магнитное поле Земли таким образом, что можно будет создать щит над городом.
Настоящие возможности ХАРП до конца не известны. Способность ХАРП вызывать колоссальные изменения на планете, включая погодные аномалии, глобальные потепления или доже замедления вращения земли по орбите за счёт изменения формы ионосферы, могут объяснить нам, почему Тесла хранил готовые чертежи в секрете.
Самое загадочное из всех изобретений Тесла пока еще не раскрыто. Это «машина времени», о которой он говорил намеками.
Многие технические идеи Теслы, опередившие время, с трудом воспринимались в Америке. Так, например, он построил модель судна и показал, как можно управлять им на расстоянии. Даже после такого публичного эксперимента ему пришлось долго убеждать экспертный совет выдать патент на изобретение. В 1917 году Тесла доказывал: "Существует возможность определить местонахождение корабля или подводной лодки с помощью электромагнитных волн". Эта его идея не была принята всерьез. И лишь в 1930-е годы в мире стали создаваться первые радиолокаторы.
В 1931 году уже пожилой, но всё такой же неугомонный Никола Тесла продемонстрировал публике новый феномен. С обыкновенного автомобиля сняли бензиновый двигатель и установили электромотор. Затем Тесла прикрепил под капот небольшую коробочку, из которой торчали два стерженька. Выдвинув их, Тесла сказал: "Так, теперь у нас есть энергия". После чего сел на место водителя, нажал на педаль, и машина поехала! Он ездил на ней неделю, развивая скорость до 150 км/час. Никаких батарей или аккумуляторов на машине не было.
"Откуда же берётся энергия?" – спрашивали у Теслы озадаченные коллеги-учёные. Тот невозмутимо отвечал: "Из эфира, который нас окружает". Снова поползли слухи о безумии электротехника. Теслу это рассердило. Он снял с машины волшебную коробочку и вернулся в лабораторию, навсегда похоронив тайну своего электромобиля.
Он был великим изобретателем
Накануне 20 века Никола Тесла - изобретатель, эмигрировавший из Сербии, чьё имя практически забыто, открыл для нас окно в новую эпоху. Использование переменного тока, радио, дистанционного управления, робототехники в общей сложности более ста патентов всё было подвластно этому человеку.
«Мы сможем передавать изображения из одного места в другое на большие расстояния: картинки, новости, энергию, возможно, материи тоже.
Мы должны открыться, освободить мышление от ограничений, накладываемых пространством и временем.
Но всё же сохранить его основные свойства сейчас и в будущем».
Тесла говорил: «Я не тружусь для настоящего, я тружусь для будущего!»
Четверг 7 января 1943 года около 10:30 вечера, когда весь мир, боролся с тёмными силами нацистов, Никола Тесла испустил последний вздох, умирая в одиночестве в комнате отеля в Нью-Йорке. Снаружи город жил, пользуясь его наследием. Везде горел свет, мечта Теслы об электрификации мира переменным током сбылась в полной мере.
Никола умер в полнейшей нищете. Миллионы, которые у него были в период работы с Вестингаузом, без остатка ухнули в несостоявшийся проект "Уорденклиф". Похоже, мир не был готов к его открытиям.
В тридцатых годах Тесле совместно с Эдисоном была присуждена
Нобелевская премия по физике, которую он отказался принять. Никола до конца жизни не мог простить "королю изобретателей" его обмана и "чёрного пиара" против переменного тока. Тесла отчаянно нуждался в престиже, который позволил бы ему найти деньги для продолжения исследований, и, отказавшись от премии, сам нанёс себе непоправимый удар. Множество его выдающихся работ потеряны для потомков, а большинство дневников и рукописей исчезли при невыясненных обстоятельствах. Некоторые считают, что Никола сжёг их сам в начале Второй мировой войны, убедившись, что знания, заключённые в них, слишком опасны для неразумного человечества...
Многие считали его сумасшедшим, но на мой взгляд они поторопились с выводами…
Он, очевидно, осознавал последствия внедрения своих изобретений и их влияние на общее развитие человечества. Почти нечего не известно о том, как был похоронен Никола Тесла павший гигант мыслей, чьи открытия легли в важнейшие прорывы в науке. Он один из величайших гениев 19 века. Эдисон был значимой фигурой в науке, но Тесла был на несколько порядков впереди него. Он был одиночкой, занимался независимыми исследованиями, выходящими за пределы официальной науки. Должно быть, он казался слишком эксцентричным для так сказать нормальных людей. Он подарил нашей стране огромное количество технологий, механизмов и чудес. И вся наша жизнь стала намного лучше благодаря его работе.
Выводы:
• Гипотеза исследования подтверждается. О легендарном изобретателе почти забыли лишь потому, что он не довёл свои изобретения до внедрения.
• Никола Тесла был настолько гениален, а люди были настолько далеки, что не осознали, о чём он говорил, цитируя свои изобретения.
• Мне кажется, что «особый урок» рождения Николы Тесла состоит в том, чтобы заставить ученых задуматься о степени ответственности за свои открытия.
Два морехода
Сказка про Серого Зайку
Сказка об одной Тайне
Снежный всадник
"Разделите так, как делили работу..."