【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(xué)獎。第三篇：基礎(chǔ)電子學(xué)電子學(xué)衍生于對電力的研究和應(yīng)用，是工程學(xué)和應(yīng)用物理學(xué)的領(lǐng)域。電力涉及力的產(chǎn)生，傳輸與使用金屬導(dǎo)體。電子學(xué)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(dǎo)體，其他設(shè)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(xué)應(yīng)用于包括廣播、雷達、電視、衛(wèi)星系統(tǒng)傳輸，導(dǎo)航輔助設(shè)備系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，空間探測設(shè)備，微型設(shè)備如電子表，許多電氣設(shè)備和電腦等方面。電子學(xué)的歷史始于20世紀，包括三個關(guān)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(yīng)、電解效應(yīng)和光電效應(yīng)。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(fēng)及揚聲器等在實際應(yīng)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(shù)的開端。1880年愛迪生發(fā)明了白熾燈成為現(xiàn)代電子領(lǐng)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(yīng)”。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(yīng)發(fā)明了二極管。這些真空管設(shè)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(xué)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(yīng)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(yù)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(shè)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(xué)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(dǎo)航及其他形式的監(jiān)控。由于戰(zhàn)爭，電路學(xué)，視頻，脈沖技術(shù)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(yīng)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(yù)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(dǎo)體材料構(gòu)成，成本較低。Geoffrey ，他是工作在皇室雷達機構(gòu)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?dǎo)體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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)這種技術(shù)，快速改變設(shè)備設(shè)計。雙極型晶體管與集成電路先被設(shè)計出來。緊接著在20世紀70年代中期設(shè)計出模擬型IC,LSI,VLSI。VLSI包含了成千的元件，通過通斷開關(guān)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(shè)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(guān)閉觸點和允許更大電流流過電路的一個設(shè)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(shè)計的基本數(shù)學(xué)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(zhuǎn)和開關(guān)電路。他作為碩士論文主題寫的“中轉(zhuǎn)和開關(guān)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(shè)計理論的奠基者。Shannon使用他的邏輯設(shè)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(zhuǎn)邏輯每秒運行5操作，會比數(shù)學(xué)家花20年完成的更加準確和快速。他強調(diào)他的設(shè)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(guān)，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(yīng)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(yīng)用而設(shè)計的。這些設(shè)備已經(jīng)在生產(chǎn)領(lǐng)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(yīng)用于電路，其他移動設(shè)備，汽車，醫(yī)療設(shè)備，安全系統(tǒng)，家用設(shè)備，能源設(shè)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(shù)。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(xué)和人體解剖學(xué)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(shù)。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(yīng)安裝好，以便它們可以沿掃描器邊緣旋轉(zhuǎn)。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(zhuǎn)，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(zhuǎn)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。現(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(zhuǎn)在靠近絕對零度的約瑟夫森效應(yīng)的超導(dǎo)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(xué)方面的重大貢獻而出名的法國科學(xué)家。安培是萊孔城市的公務(wù)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(xué)的理論和他對電學(xué)和磁學(xué)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(dǎo)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(xué)家。他出生在埃蘭根，在埃蘭根大學(xué)讀書。1833到1849年，他是紐倫堡理工學(xué)院的董事，1852年到他死這段期間內(nèi)，他是慕尼黑大學(xué)的實驗物理學(xué)教授。他對電流，電動勢，還有電阻之間關(guān)系構(gòu)成的公式，就是出名的歐姆定律。它是以電流為基礎(chǔ)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(xué)讀書的德國物理學(xué)家。他是布雷斯，海德爾堡，柏林大學(xué)的物理教授?；鶢柣舴蚝偷聡瘜W(xué)家Robert發(fā)明了現(xiàn)代的用于化學(xué)分析的分光鏡。1860年兩位科學(xué)家通過光譜分析發(fā)現(xiàn)了元素銫和銣。基爾霍夫完成了關(guān)于銣的熱傳遞和兩種假設(shè)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(xué)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