【文章內(nèi)容簡介】 rconi在無線通信工作上分享了諾貝爾物理學獎。第三篇：基礎電子學電子學衍生于對電力的研究和應用，是工程學和應用物理學的領域。電力涉及力的產(chǎn)生，傳輸與使用金屬導體。電子學利用電子不同的運動方式及通過供氣材料，如硅與鍺等半導體，其他設備如太陽能電池，LED，微波激射器，激光及微波管等實現(xiàn)。電子學應用于包括廣播、雷達、電視、衛(wèi)星系統(tǒng)傳輸，導航輔助設備系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，空間探測設備，微型設備如電子表，許多電氣設備和電腦等方面。電子學的歷史始于20世紀，包括三個關鍵元素：真空管，晶體管和集成電路。19世紀早期是理論和發(fā)明取得重大發(fā)展的時代。發(fā)現(xiàn)了紅外線和紫外線。道爾頓在1808年提出了原子理論。在1840年之前就發(fā)現(xiàn)了熱電效應、電解效應和光電效應。20年之間相繼產(chǎn)生了工作在低壓下的放電管，輝光放電，新型電池及早期的擴音器。因此，在1800—1875年之間，發(fā)現(xiàn)了基本的物理現(xiàn)象，電話，留聲機，麥克風及揚聲器等在實際應用中達到了極致。至于19世紀末期，無線電報，磁記錄，陰極射線示波器等都被發(fā)明了。20世紀早期也見證了現(xiàn)代電子技術的開端。1880年愛迪生發(fā)明了白熾燈成為現(xiàn)代電子領域的歷史先驅(qū)者。他發(fā)現(xiàn)有微弱的電流從加熱的燈絲流向真空管內(nèi)附著的金屬板。這就是眾所周知的“愛迪生效應”。如果使用了一個非電器的熱源，注意到電池僅是必要的用來加熱燈絲使電子移動。1904年，約翰利用愛迪生效應發(fā)明了二極管。這些真空管設備使電子能源控制的放大及傳輸成為可能。20世紀初真空管的引入使現(xiàn)代電子學快速成長。采用真空管讓信號的控制成為可能，這是早期的電報電話電路不可能實現(xiàn)的，也是早期用高壓電火花產(chǎn)生無線電波的發(fā)射機所不能實現(xiàn)的。電子管首先應用于無線通信。Guglielmo Marconi于1896年開辟了無線電報的發(fā)展，于1901年實現(xiàn)了遠距離廣播交流。早期的收音機包括了無線電報（摩爾斯電碼信號傳輸）或收音機電話（語音留言）。所有基于二極管和快速的發(fā)展都歸功于一戰(zhàn)期間軍隊的武力交流。早期的無線電廣播發(fā)射機，電報機和電話利用高電壓火花來產(chǎn)生電波和聲音。真空管放大微弱的音頻信號，并將這些信號疊加在無線電波上。1918年，EdwinArmstrong發(fā)明了超外差接收機，它可以在眾多信號或信源中選擇，還可接收遠距離信號。于是無線廣播在1920年得到空前發(fā)展。1920年至1935年只有調(diào)幅被使用，而Armstrong于1935年發(fā)明了調(diào)頻。一戰(zhàn)通過電阻和電容等元件推動了無線傳播的發(fā)展。1920年，匹茲堡的KDKA廣播首先預定了Westinghouse Corp的無線廣播。1925年，貝爾實驗室發(fā)明了一臺用電來記錄聲音的設備。但是，二戰(zhàn)對于元件的發(fā)展卻有驚人的效果，因為戰(zhàn)爭將要面臨全世界各地的氣候。也許二戰(zhàn)之前最重要的發(fā)明之一是雷達。雷達是由一組英國科學家研究無線電波反射的產(chǎn)物。雷達是Radio Detection And Ranging的首字母縮略詞。通過無線電微波的回音來測量一個物體的距離及方向。它用于航空、船偵查、核武器控制、導航及其他形式的監(jiān)控。由于戰(zhàn)爭，電路學，視頻，脈沖技術及微波傳送被改進并快速地被電視產(chǎn)業(yè)接受。1950年中期，電視已經(jīng)超越廣播被用于家庭使用及娛樂。二戰(zhàn)后，電子管用來開發(fā)第一臺電腦，但是由于它們的元件大小變得不實際。1946年印制電路開始應用于微型管。1947年，貝爾實驗室的一組工程師發(fā)明了晶體管。因此，John Bardeen,Walter Brattain,Willian Shockley獲得了諾貝爾獎，但是很少人可以預知到晶體管可以多么快速，激烈地改變著世界。晶體管的功能與真空管相似，但尺寸小，重量輕，功耗低，工作更為可靠。它由金屬電極和半導體材料構成，成本較低。Geoffrey ，他是工作在皇室雷達機構的電子專家。在整個20世紀50年代，晶體管是大量生產(chǎn)的單一晶片及分立元件?？偟陌雽w電路邁出了簡單的一小步，它把晶體管和二極管（有源器件）和電容、電阻（電阻器件）組成在一個簡單的晶片上。半導體工業(yè)和非集成電路同時在德州儀器及費爾柴爾德半導體公司形成。到1961年，一定數(shù)量的企業(yè)全面生產(chǎn)集成電路，并且為了從多方面適應這種技術，快速改變設備設計。雙極型晶體管與集成電路先被設計出來。緊接著在20世紀70年代中期設計出模擬型IC,LSI,VLSI。VLSI包含了成千的元件，通過通斷開關或在一個簡單的晶片上兩者之間的門極。集成電路使微型計算機，醫(yī)療設備，攝像機及其他交談工具成為可能的例子。數(shù)字邏輯電路簡史1835年，Joseph Henry發(fā)明了電子機械類的繼電器。繼電器是在小電流流經(jīng)繼電器線圈可關閉觸點和允許更大電流流過電路的一個設備。它在數(shù)字邏輯電路中是很普通的一個器件。1845年，George Boole開發(fā)了數(shù)字邏輯電路設計的基本數(shù)學理論。直到1937年Claude Shannon,一位MIT的電機工程師才注意到布爾代數(shù)適用于中轉和開關電路。他作為碩士論文主題寫的“中轉和開關電路的典型分析”，隨后得到出版。它的意義在于Claude Shannon被認為是實際數(shù)字電路設計理論的奠基者。Shannon使用他的邏輯設計思路舉了許多例子，如：一個電子號碼鎖，累加器，表決器，可以找到因子及質(zhì)數(shù)的電路。（他建議，中轉邏輯每秒運行5操作，會比數(shù)學家花20年完成的更加準確和快速。他強調(diào)他的設備花2個月可以完成相同的工作量。）1947年，Bardeen,Braittain,Shockley在貝爾實驗室發(fā)明了晶體管。它作用于固態(tài)開關，使之比繼電器更快速、可靠。這促使更大型，更有用的電腦生成。1985年，Jack Kilby和Robert Noyce發(fā)明了集成電路使得更多，成本更低的數(shù)字電路合成在一塊更小的板上。這些應用于重量是一個重要因素的太空項目中。1969年，Dick Morley發(fā)明了首個PLC,the MODICOM Model ，更有利地應用而設計的。這些設備已經(jīng)在生產(chǎn)領域代替了可控繼電器。1971年，Robert Noyce and Gordon Moore發(fā)明了“在一個晶片上的電腦”。它的每秒60000操作比Shannon的邏輯繼電器元件的每秒5操作多很多。集成電路和微處理器的改進增強了可編程邏輯控制器的功能。20世紀70年代至80年代中期，IBM開始生產(chǎn)IBM PC機使得計算機對于每個人都是普遍的。PC機對于PLC項目及數(shù)字邏輯電路的計算，分析相當有用。除了電腦和PLC外，數(shù)字集成電路還被應用于電路，其他移動設備，汽車，醫(yī)療設備，安全系統(tǒng)，家用設備，能源設備和HDTV中。新發(fā)展集成電路的發(fā)展已經(jīng)變革了通信，信息處理，戰(zhàn)爭及計算。集成電路在提高速度及可靠性的同時，減小了元件大小，降低了制造成本。數(shù)字化更進一步減小大小，提高速度，降低成本。磁共振成像，一種利用核磁共振理論生成身體圖像的醫(yī)療診斷技術。MRI, 作為一種通用的，強大的，靈活的工具，可以透過身體的任何部位成像，包括的器官有心臟，肺，動脈血管，靜脈，從各個角度和方向，而不借助外科的探嘗穿到身體的某個部位。這些圖像從基本的生物醫(yī)學和人體解剖學為診斷提供很大幫助。MRI是可能的在人體內(nèi)部，因為身體內(nèi)充滿小生物磁體，氫原子的核心，質(zhì)子是最豐富和易感知的。MRI利用質(zhì)子隨機分布的原理，而質(zhì)子擁有大量的磁場能量。一旦病人被放于圓柱形的磁鐵內(nèi)，診斷過程分3個步驟。首先，MRI在身體內(nèi)創(chuàng)造一個穩(wěn)定的磁場，通過將身體放置在比地球磁場強30000次的平穩(wěn)磁場內(nèi)。接著，MRI利用無線電波激發(fā)身體內(nèi)部穩(wěn)定磁場質(zhì)子靜態(tài)方向。下一步停止無線電波，觀察身體在選定頻率內(nèi)放射出的電磁波，放射出的信號被用于重組人體內(nèi)部圖像。CAT掃描或計算軸切片成像，是利用X射線和計算機來產(chǎn)生人體三維圖像的醫(yī)療技術。CT掃描器包括X射線源，發(fā)出X射線；X射線檢測儀，顯示撞擊在表面許多部位的X射線數(shù)和一臺計算機。發(fā)射源和檢測儀在掃描器環(huán)內(nèi)相互對應安裝好，以便它們可以沿掃描器邊緣旋轉。從X射線源發(fā)出的光點穿過人的身體并被另一邊的檢測儀記錄。由于發(fā)射源和檢測儀沿著病人360176。旋轉，因此從許多角度記錄X射線散發(fā)。最終的數(shù)據(jù)被送到電腦，其翻譯信息并把它轉化成截面影像展現(xiàn)在視鏡上。CT和MRI被用于更好地治療內(nèi)部問題通過增加診斷圖像?，F(xiàn)在的研究用來提高速度，減小大小，提高性能。已經(jīng)發(fā)明了在一個簡單的薄片上包含幾十萬元件的VLSI電路。使用運轉在靠近絕對零度的約瑟夫森效應的超導回路將代替非常高速的計算機。安培（17751836）他是以他在電動力學方面的重大貢獻而出名的法國科學家。安培是萊孔城市的公務員的兒子，他出生在萊孔附近的Pole...。電流的單位是以他的名字命名的，叫安培。他的電動力學的理論和他對電學和磁學間的觀點在….和…里出版。安培發(fā)明了無定向磁針，使得現(xiàn)代無定向電流器制造變成可能。他是第一個發(fā)現(xiàn)兩根帶有電流的導體，同向相互吸引，反向是相互排斥。（17871854）他是以他在電流方面的研究而出名的德國物理學家。他出生在埃蘭根，在埃蘭根大學讀書。1833到1849年，他是紐倫堡理工學院的董事，1852年到他死這段期間內(nèi)，他是慕尼黑大學的實驗物理學教授。他對電流，電動勢，還有電阻之間關系構成的公式，就是出名的歐姆定律。它是以電流為基礎的。為了紀念他，電阻的單位是以他的名字命名的，叫歐姆?；鶢柣舴颍?8241887）他是一位出生在加里寧格勒，在加里寧格勒大學讀書的德國物理學家。他是布雷斯，海德爾堡，柏林大學的物理教授?；鶢柣舴蚝偷聡瘜W家Robert發(fā)明了現(xiàn)代的用于化學分析的分光鏡。1860年兩位科學家通過光譜分析發(fā)現(xiàn)了元素銫和銣?；鶢柣舴蛲瓿闪岁P于銣的熱傳遞和兩種假設的重要調(diào)查報告，是現(xiàn)在的著名的基爾霍夫的定理，包含電路中的電流分布。馬可尼（18741937）他是意大利亞電子工程師和諾貝爾獎金獲得者。他是以第一個實踐無線電廣播信號系統(tǒng)的發(fā)明者而出名。他出生在博洛尼亞，在博洛尼亞大學讀書。早在1890年得時候他就對無線電報感興趣，1985年他發(fā)明了一個裝置，這個裝置通過定向天線可以成功的向幾公里發(fā)送信號。在大不列顛