Реферат: Технические открытия и изобретения в XI-XV веках

Доклад поистории

на тему

“Технические открытия и изобретения вXI-XV веках”.

Подготовил ученик 6-А класса

средней школы N8

Бутенков Михаил.

Таганрог 2001 год.

Оглавление:

1.Введение.

2.Металлургия и металлообработка.

3.Усовершенствование водяного двигателя.

4.Химические производства.

5.Строительная техника.

6.Наука.

7.Энергетика.

8.Великие географические открытия.

9.Огнестрельное оружие.

10.Книгопечатание.

Введение:

   Рост городов и образование централизованных государствв Западной Европе способствовали подъему культуры. По сравнению с раннимсредневековьем сильно продвинулись техника производства, образование, наука иискусство.

   Крестьяне иремесленники продолжали накапливать трудовойопыт и улучшать орудия труда. Поэтому в 11-15 веках в развитии техники былидостигнуты новые успехи.

Металлургия и металлообработка:

   Развитие исовершенствование орудий производства, разработкановых конструкций огнестрельного оружия и, вособенности, артиллерийского вооружения, развитие ремесла и торговли – всё это значительно увеличивалопотребность в металле.

   Феодальный период характеризуется дальнейшимсовершенствованием обработки железа и освоением в период мануфактурынепрерывного доменного процессавыплавки чугуна из руды. Благодаряиспользованию водяного колеса и мехов в домнах достигалась очень высокаятемпература: железная руда плавилась и из неё образовывался жидкийчугун.Из чугуна отливали различные изделия, а путём его переплавки получали железо и сталь. Для плавки металлов в домнах применяли не только древесный, но и каменный уголь, если вблизи имелись егозалежи. Металл обрабатывали на специальных станках: токарных, шлифовальных, винторезных.

   Технический уровеньметаллургии начальный период феодализма был очень низким. Выплавка железа велась в сыродутных горнах или в небольших шахтныхпечах. Процесс выплавки отличался громадной трудоёмкостью ибыл малопроизводителен:до 70% металла оставалось в шлаках, суточная производительность не превышала 50 килограмм железа. Для увеличения производительности печей необходимо было увеличивать ихвысоту, а это, в свою очередь, выдвигалонеобходимость интенсификации дутья. Задачабыла решена путём перехода от ручных мехов к мехам с приводом от водяных колёс.

   Важность непрерывной подачи воздуха в печь былаустановлена в процессе многовекового опыта железоделательного производства. Слово “домна”происходит от древнерусского слова“дмение”– дутьё. Отсюда же названиежелезоделательных печей в древней Руси – “домница”.

   Применение водяного колеса для привода воздушных меховпривело к увеличению высоты печей до 3-4 метров и позволило поднять суточнуюпроизводительность печи до 1 тонны, уменьшивпри этом вдвое отходы металла в шлаке.

   Инструмент для обработки металла всё более специализируется; создаются различные металлообрабатывающие станки– токарный, сверлильный, но все они были весьма примитивны и маломощны.

   Русское медное литьё, так жекак и русское железо, славилось во всём мире и служило предметом вывоза заграницу. Известно, что позаказу английского правительства в Москве были отлиты колокола, установленные на колокольне Вестминстерского аббатства в Лондоне.

   Толчок к созданиюпростых механизмов дало усовершенствование первого автомата – механическихчасов. Первые часы приводились в движение тяжестью гирь. Позднее были созданы карманные часы с тугой свёрнутой пружиной. Часовые зубчатые колёса использовали для передачи движения и в другихмеханизмах.

   Появились удобные и прочные механизмы, облегчившие труд человека при поднятии тяжестей в горном и строительномделе: вороты, домкраты, подъёмные краны, поршневые насосы. Дляпрокладки и очистки каналов применялись землеройные машины.

Усовершенствование водяного двигателя:

   В горном деле иремесле стали применять водяной двигатель. Водяноеколесо использовали на мельницах: встремительный поток воды погружали нижнюю часть колеса, оно вращалось и приводило в движение тяжёлые жернова. Такое колесоназывалось нижнебойным.

   Позднее было изобретено верхнебойноеколесо: оно приводилось в движение силой падающей на него водыи вращалось быстрее, чем нижнебойное. Рекуперегораживали плотиной и отводили от неё желоба – узкие каналы для стока воды. Вода устремлялась в жёлоб и падала сверху на лопасти колеса, ускоряя его движение.

   При обработке металла этим колесом приводили вдвижение молот весом  до одной тонны. Впроизводстве бумаги с помощью водяного двигателя поднимали и опускали прессы, в горном деле – поднимали и дробили руду, откачиваливоду из шахт. Это позволяло рыть более глубокие шахты.

Химические производства:

   В результате развивавшейся производственнойдеятельности человека были открыты и исследованы свойства различных новыхвеществ и материалов, что способствовало расширению использования ранеескрытых богатств природы.В процессе освоения металлургии, стекольного производства, изготовленияэмалей и красок был накоплен целый ряд ценных опытных данных. Широкое распространение получили такие производства как, как дубильное, красильное, изготовлениеспиртных напитков, лекарств.

   Освоению новых веществ и материалов в большой степениспособствовала алхимия.

   В нашей стране такжевелась интенсивная работа по добыче и обработке разнообразных веществ и сотавов. Россия очень богата сырьём. Богатствосырьём являлось важной предпосылкой к развитию отечественных химическихпроизводств и различных промыслов. Сдавних времён на Руси существовали солеварные промыслы.Ещё в XVвеке русские мастера для добывания рассола умелисооружать буровые скважины глубиной до 60-70 метров. Солеварное производство было прибыльным для государства, так как на соль устанавливался налог. Благодаряэтому соляные промыслы поощрялись государством и получили большое развитие вразных местах. В частности на Урале(Пермские и Сольвычегодские), близ Нижнего Новгорода(Балахнинские) и другие.

   Для обороны страны нужен был порох, а для его производства требовались сера и селитра, которые в значительных количествах добывались в России. Так,например, производство селитры при поддержке правительстваполучило большое развитие, особеннов районах Воронежа, Курска, Ельца и в других местах. Издревле на Руси была распространена химическая обработка древесины. По производству смолы, дёгтя, скипидарного масла,канифоли русские промыслы справедливо считалисьлучшими. Многие продукты химических производств шли на экспорт.

Строительная техника:

   В период становления феодального общества задачи, встававшие перед строительной техникой, определялисьнеобходимостью сооружения укреплённых опорных пунктов(крепостей, феодальных замков,фортов, укреплений)правящего класса.

   Церковная идеология,господствовавшая в период феодализма, оказываласильное влияние на развитие архитектуры и строительного дела: самыми величественными зданиями были храмы,соборы, замки. Выполняя социальный заказ правящего класса, строители эпохи феодализма освоили методы сооружениягромадных зданий.

   На Руси строительное дело и архитектура получилисамобытное развитие, достигнув выдающихся успехов. Русское зодчество этого времени носило ярко выраженный национальныйхарактер, являясь отражением достижений русской культуры.

   По двум направлениям развивалась техника транспортногостроительства. Кроме старого направления – постройки сухопутных дорогс различными методами преодоления водных препятствий(переправы и мосты), всё более широкое развитие приобретает организация водных путейсообщения. Сооружаются судоходные каналы, шлюзы, механизированные перевалы судов через гребниводоразделов. Начинается сооружение морских портов с причальнымистенками, волнорезами; осваиваютсядноуглубительные работы с применением специальных снарядов.

   На сухопутных путях сообщения значительное развитиеполучило мостостроение.Если в мостостроении техникарабовладельческого периода применяла только арки каменной кладки, то в течение феодального периода(помимо того, что арка получила своё дальнейшее развитие, став длиннее, легче, изящнее) былиосуществлены принципиально новые системы мостов. Этиновые системы основывались на использовании металла в мостостроении, позволившего освоить две новые конструктивные формы: литые балки(или фермы) и подвесные мосты, впервыеосуществлённые в Китае.

Развитие науки:

   Родиной таких выдающихся произведений, как порох и компас,является страна древнейшей культуры-Китай.

   Наиболее широкиеобобщения были сделаны в механике и во многих отраслях этой науки. Статика древних механиков прежде всего дополнилась динамикой, первые основы которой для движения твёрдых тел разработал Галилей.Своё дальнейшее развитие динамика твёрдых тел получила в работах французскихучёных Декарта, Даламбераи Лагранжа. Наиболее широкое обобщение механика получила в трудах И.Ньютона, установившего всеобщность ряда законов механики. В механике жидких тел благодаря трудам голландского учёного Стевина,французского философа Паскаля, швейцарских учёных, работавших в России, членовСанкт-Петербургской Академии наук Д.Бернулии Эйлера были установлены фундаментальные закономерности.

   Такое развитие механики не случайно. Мануфактурная промышленность с её спорадическим применением машинявилась базой для развития,проверки и формулировки основныхположений механики.

   Законымеханики, распространённые насолнечную систему, привели к замене геоцентрической системы Птоломеягелиоцентрической системой, созданной польским учёным Николаем Коперником, подтверждённой трудами немецкого астронома Кеплера и обобщённойНьютоном.

Энергетика:

   Значительный рост производительных сил феодальногопериода в значительной мере был обусловлен заменой мускульной энергии человекаи животных энергией неорганических источников природы – воды и ветра, широким применением в качестве двигателя водяного колеса.

   Использование водяных и ветровых двигателейрасширяется по мере роста масштабов производства таких мануфактур, как размол зерна,подъём воды, дробление руды,нагнетание воздуха в плавильныепечи. Что же касается мелких мастерских и цеховыхпредприятий, то там в основном использовалась мускульная энергия человека.

   Ветровая энергия всё шире стала применяться преждевсего для движения судов под парусами.

   Водяное колесо постепенно совершенствовалось. Сооружение плотин позволило перейти от свободно стоящих в потоке колёск средненаливным, а с ростом плотин и к верхненаливным колёсам, дающим более высокий К.П.Д.(Коэффициент Полезного Действия) и позволяющим получить большую мощность.

   Начиная с 14-15веков, число гидросиловых установок в разных странах Европы значительноувеличивается. По сохранившимся архивам данным наиболее ранние упоминания оприменение водяных колес в нашей стране относятся к 14 веку. О водяных мельницаупоминается в грамоте подольского князя, относящейся к 1375 году. В завещанииДмитрия Донского, датированном в 1389 г., упоминается о мельницах, устроенныхна реках Яузе и Ходынке под Москвой.

  О достижениях гидроэнергетикипериода феодализма можно судить по таким сооружениям, как, например, Лондонскаяводокачка, водоподъемное устройство в Марли (Франция) и гидросиловая установкаФролова на Алтае.

Великие географические открытия:

   Великиегеографические открытия европейских путешественников конца 15 века явилисьследствием бурного развития производительных сил в Европе, роста торговли со странами Востока, нехватки драгоценных металлов в связи с развитием торговли и денежногообращения.

   В конце 15 века широкоераспространение получило учение о шарообразности Земли, расширились знани в области астрономии и географии. Были усовершенствованы навигационные приборы(компас,астролябия – прибор для измерения углов с целью определения местонахождениякорабля по расположению звёзд), появился новый типпарусного судна – каравелла.

   Первыми начали поиски новых морских путей в Азиюпортугальские мореплаватели. В начале 60-х годов 15века они захватили первые опорные пункты на побережье Африки, а затем, продвигаясь на юг вдоль её западного побережья, открыли острова Зелёного мыса, Азорскиеострова.

   Одновременно на поиски новых торговых путейустремились и испанцы. В 1492 году испанские король Фердинанд и королеваИзабелла приняли проект генуэзского мореплавателя Христофора Колумба(1451-1506)достичь берегов Индии, плывя на запад. 3 августа1492 года из Палоса – одного из лучших портов атлантического побережья Испании– отплыла флотилия Колумба,состоявшая из трёх кораблей – “Санта Мария”, “Пинта” и “Нинья”, экипажи которыхнасчитывали 120 человек.Во время первого путешествия былиоткрыты острова Куба, Гаити и ряд более мелких. В 1492 году Колумб вернулся в Испанию, где былназначен адмиралом всех открытых земель и получил право на 1/10всех доходов. Впоследствии Колумб совершил ещё три путешествия вАмерику. Однако после возвращения из последнего путешествия онбыл лишён всех доходов и привилегий и умер в бедности.

   Открытия Колумба заставили поторопиться португальцев. В 1497 году и Лисабона отплыла флотилия Васко да Гаммы(1469-1524) дляразведки путей вокруг Африки.Обогнув мыс ДобройНадежды, он вышел в Индийский океан. С помощью арабского лоцмана 20 мая 1498 года эскадра Васко да Гаммывошла в индийский порт Каликут. Морской путь в странусказочных богатств был открыт. Отныне португальцы сталиежегодно снаряжать до 20 кораблей для торговли с Индией. Благодаря превосходству в вооружении и технике им удалось вытеснитьоттуда арабов. Португальцы нападали на их суда, истребляя команды,опустошали города на южном берегуАравии. В Индии они захватили опорные пункты, среди которых главным стал город Гоа. Торговляпряностями была объявлена королевской монополией, так какона давала до 800%(!) прибыли. В 1499-1500 годахиспанцами и в 1500-1502 годах португальцами было открыто побережье Бразилии.

   В Испании после смерти Колумба продолжалась посылкаэкспедиций в новые земли.В начале 16 века совершилпутешествие в западное полушарие Америго Веспуччи(1454-1512) – флорентийскийкупец, состоявший на службе сначала у испанского, а затем у португальского короля, известныймореплаватель и географ.В честь Веспуччи этот материк был назван Америкой. Гипотеза Веспуччи была окончательно подтверждена в результатекругосветного путешествия Магелана(1519-1522). Имя жеКолумба осталось увековеченным в названии одной из латиноамериканских стран –Колумбии.

   В 1497-1498 годах английские мореплаватели достиглисеверо-восточного побережья Северной Америки и открыли Ньюфаундленд и Лабрадор.

Огнестрельное оружие XIV-XIX веков:

   Эту историю рассказывают по-разному,и трудно уже установить,что в ней правда, а что вымысел.

   В германском городе Фрайбурге в начале XIV века жил монах по имени Бертольд Шварц. Занималсяэтот монах алхимией. Однажды он смешивал порошки разных химических веществи нагревал их в стоящей на огне медной ступе, прикрытойвместо крышки камнем. Видимо камень этот не слишком плотно закрывалгорловину ступы: иначе как могла бы попасть в неё искра?Страшный грохот потряс стены комнаты, мгновеннонаполнившейся едким чёрным дымом. Камень, подброшенный неведомой силой, врезался впотолок. Что произошло с самимШварцем точно не известно:то ли он погиб, то ли этот случай подтолкнул его к дальнейшему исследованию сделанногоим состава. Такова средневековая легенда об изобретении пороха.

   Европейцы знали секрет изготовления пороха многораньше – во всяком случае,известна зашифрованная известнымучёным XIII века Роджером Бэконом запись с его рецептом. Ещё византийцы применяли в военных целях составы, близкие пороху.Но и они, судя по всему, не были первооткрывателями.

   Порох(смесь селитры, серы икаменного угля) был, видимо, изобретён китайцами ииспользовался ими и для фейерверков, и длябоевых действий. Китайцы владели секретами многих подобных средств, но порох обладал двумя свойствами, имевшимиогромное значение: быстрое сгорание на воздухе и способность взрываться взамкнутом пространстве.

   Признано что огнестрельное оружие появилось на рубеже XIII-XIV веков. Самое древнее известноенам по рисункам и описаниям огнестрельное оружие называлось “мадфой”, и изобрели его арабы.В XV веке появились орудия, которые способны былинесколькими выстрелами пробить брешь в толстых каменных стенах. Герцог Бургундский,непокорный вассал короля Франции, называл свою артиллерию “ключомфранцузских городов”. Ручное оружие тоже становилось всё более эффективным, им вооружались уже целые отряды воинов, способныерешить исход боя.

   Развивается артиллерийская наука. Европейские учёные,в том числе знаменитый итальянскийматематик Тарталья, занимаются расчётами траекторий полёта снарядов , дают рекомендации мастерам-литейщикам. Пушек вЕвропе очень много, и применяются они уже не только при штурме и защитегородов, но и в полевых сражениях.

   Пушки стали более манёвренными, так как их теперь устанавливали на поворотных лафетах. Изобрели разрывные снаряды. Былоусовершенствованно ручное огнестрельное оружие: упехотинцев появились тяжёлые ружья – мушкеты. Измушкетов стреляли с подставки довольно метко на 150-200 шагов. Стволы пушек и ружей стали отливать в специальных формах, а отверстия в сволах делали на сверлильном станке.

   Рыцарские доспехи больше не использовались – их легкопробивали пули. Замки перестали быть непреступными – их стены легкоразрушали тяжёлые орудия.

Книгопечатание:

   Развитие ремесла и торговли, великие географические открытия, возникновениеуниверситетов – всё это способствовало становлению просвещения, росту образованности. Книг требовалось всёбольше и больше. Тогда и возникло книгопечатание.

   Создавая книгопечатание,людипозаботились и о том,чтобы всемерно упростить и облегчить процессизготовления печатной формы. Её составляли изметаллических брусочков – литер, на концах которыхвоспроизведены рельефные зеркальные изображения букв,цифр изнаков препинания.

   Первыеопыты книгопечатания проводил ещё в 1041-1048 годах китайский кузнец Би Шэн; литеры он изготовлял из глины. В 12-13 веках в Корее использовались уже металлические литеры.Создателем европейской системы книгопечатания стал великий немецкий новаторИоганн Гутенберг(1399-1468). Именно он сумел найтинаилучшие технические формы.

   Возникновение книгопечатания сыграло колоссальную рольв социально-политической и культурной жизни человечества.

   Книгопечатание быстро распространилось по Европе. В 1465 году типографский станок заработал в Италии, в 1470 году – во Франции, в 1473году – в Бельгии и Венгрии,около 1473 года – в Польше, в 1474 году – в Испании, в 1476 году вЧехословакии и Англии.

   Изобретениекнигопечатания – одно из величайших открытий вистории человечества.