17世紀初的壹天，荷蘭米特伯格鎮壹家眼鏡店的老板科比斯·赫爾(Cobis Herr)將壹個凸透鏡和壹個凹透鏡排成壹行，檢查磨制鏡片的質量。透過鏡頭看去，他發現遠處教堂的塔樓似乎越來越近，於是偶然發現了望遠鏡的原理。1608年，他為自己制作的望遠鏡申請了專利，並遵照當局的要求，制造了壹架雙筒望遠鏡。據說米特伯格鎮有幾十個眼鏡商聲稱發明了望遠鏡，但壹般認為利比奇是望遠鏡的發明者。
發明望遠鏡的消息很快就在歐洲國家傳開了。意大利科學家伽利略得知消息後，自己做了壹個。第壹架望遠鏡只能把物體放大三倍。壹個月後，他做的第二臺望遠鏡可以放大8倍，第三臺望遠鏡可以放大20倍。1609 10年6月，他做了壹架放大30倍的望遠鏡。
伽利略用自制的望遠鏡觀測夜空，首次發現月球表面凹凸不平，布滿山脈，布滿隕石坑。此後發現了木星的四顆衛星和太陽的黑子運動，得出了太陽在自轉的結論。
幾乎與此同時，德國天文學家開普勒開始研究望遠鏡。他在彎曲光學中提出了另壹種天文望遠鏡，它由兩個凸透鏡組成。與伽利略的望遠鏡不同，它的視野比伽利略望遠鏡更廣。但是開普勒沒有做出他介紹的望遠鏡。薩迦娜在1613-1617之間首次制作了這種望遠鏡。他還根據開普勒的建議制作了帶有第三個凸透鏡的望遠鏡，把兩個凸透鏡組成的望遠鏡的倒像變成了正像。薩迦納做了八個望遠鏡，壹個用來觀測太陽，無論哪壹個都能看到形狀相同的黑子。因此，他打消了很多人認為太陽黑子可能是鏡頭上的灰塵造成的錯覺，證明了太陽黑子確實是被觀測到的真實存在。觀測太陽時，薩吉納安裝了特殊的遮光玻璃，但伽利略沒有加這個防護裝置。結果他傷了眼睛，最後幾乎失明。
為了提高望遠鏡的精度，荷蘭的惠更斯在1665年制造了壹個管長近6米的望遠鏡來探索土星環，後來又制造了壹個管長近41米的望遠鏡。
帶有物鏡和目鏡的望遠鏡叫做折射望遠鏡。即使加長鏡筒，精密加工鏡片，也無法消除色差。1668年英國科學家的反射式望遠鏡解決了色差問題。第壹個反望遠鏡很小，望遠鏡裏鏡子的口徑只有2.5厘米，但我們可以清楚地看到木星的衛星和金星的盈虧。1672年，牛頓做了壹個更大的反射式望遠鏡，送給了皇家學會，至今還保存在皇家學會的圖書館裏。
牛頓曾經認為色差是沒有希望的，但是後來，事實證明他太悲觀了。1733年，英國人哈爾制作了消色差折射望遠鏡。1758年，倫敦的博蘭也制作了同樣的望遠鏡。他用折射原理不同的眼鏡分別制作凸透鏡和凹透鏡，以抵消它們形成的有色邊緣。
但是，做壹個大鏡頭並不容易。目前世界上最大的折射望遠鏡直徑為102 cm，安裝在亞迪斯天文臺。
反射式望遠鏡在天文觀測方面發展迅速。1793年，英國黑塞爾制造了壹架反射式望遠鏡。反射器直徑為130米，材質為銅錫合金，重量為1t。英國羅斯制造的1845反射望遠鏡。反射器的直徑為1.82米。威爾遜山天文臺1913反望遠鏡，直徑254米。1950年，在帕洛馬山上安裝了壹臺反射式望遠鏡，鏡子直徑為5.08米。1969年，蘇聯北高加索的帕斯圖霍夫山上安裝了直徑6米的反射器。它是當時世界上最大的反射式望遠鏡，現在大多數大型天文臺都使用反射式望遠鏡。
發電機的歷史
19世紀初，科學家們研究的壹個重要課題就是廉價便捷地獲取電能的方法。
1820年，奧斯特成功完成通電導線能使磁針偏轉的實驗後，當時許多科學家進行了進壹步的研究:磁針的偏轉受到力的影響，力來自於帶電荷流動的電功率。那麽，機械力可以通過磁性轉化為電能嗎？著名科學家安培就是這些研究者之壹。他試驗了許多方法，但他犯了根本性的錯誤，試驗不成功。
另壹位科學家克萊頓在1825做了壹個實驗:他把壹塊磁鐵插入壹個圓柱形線圈，他認為這可能會得到電流。為了防止磁鐵影響安培計檢測電流，他用壹根長電線把安培計接到隔壁房間。他沒有助手，只好將磁鐵插入線圈，然後跑到隔壁房間看電流表指針是否偏轉。現在看來，他的裝置是完全正確的，實驗方法是正確的。但是，他犯了壹個真正令人遺憾的錯誤，那就是電流表指針的偏轉只發生在磁鐵插入線圈的瞬間。壹旦磁鐵插入線圈並且不動，電流表指針回到原來的位置。於是，當他插入磁鐵時，他迅速跑到隔壁房間去看電流表。無論速度有多快，他都看不到電流表指針的偏轉。如果他有壹個助手，如果他把電表放在同壹個房間裏，他將是第壹個實現機械能轉化為電能的人。然而，他失去了這個好機會。
又過了6年，1831年8月29日，美國科學家法拉第成功地將機械力轉化為電。他的實驗裝置和克萊頓的沒什麽區別，只是他把電流表放在旁邊。磁鐵插入線圈的瞬間，指針明顯偏移。他成功了。手移動磁鐵的機械力最終轉化為電來移動電荷。
法拉第邁出了最艱難的壹步。他繼續學習。兩個月後，他試制出了第壹臺能產生穩定電流的真正發電機。它標誌著人類從蒸汽時代進入了電氣時代。
在過去的100年裏，出現了許多現代發電形式，包括風力發電、水力發電、火力發電、潮汐發電等。發電機的結構越來越好，效率越來越高，但基本原理還是和法拉第的實驗壹樣:移動的閉合導體和磁鐵缺壹不可。
核磁振動器的發明
核磁共振振動儀廣泛應用於有機物、化學反應動力學、高分子化學、醫學、藥學和生物學的研究。在過去的20年中，由於這項技術的迅速發展，它已經成為化學領域中最重要的分析技術之壹。
早在1924年，奧地利物理學家保利就提出某些原子核可能存在自旋和磁矩。“自旋”壹詞源於帶電粒子的經典圖像，如質子和電子繞著自己的軸旋轉。這種運動必然會產生角動量和磁偶極矩，因為旋轉的電荷相當於壹個電流線圈，從經典電磁理論可知它們會產生磁場。當然，這個解釋只是比較形象的比較，實際情況比這個復雜得多。
核自旋的情況可以用自旋量子數I來表示，得到自旋量子，質量數的原子序數有如下關系:
質量數原子序數自旋量子數(I)
奇數奇數或偶數1/2，3/2，5/2...
甚至連0
偶數和奇數1，2，3...
1 & gt；0的原子核在自旋時會產生磁場；I為1/2的原子核的電荷分布為球形；而I≥1的原子核，由於其電荷分布不是球形的，所以具有磁極矩。
I 0的原子核放在強磁場中，在強磁場的作用下，能級會發生分裂。如果使用頻率適合其能級的電磁輻射，就會發生* * *振動的吸收，核磁共振* * *振動的名稱由此而來。
Stern和Guelleh在1924的原子束實驗中觀測到鋰和銀原子的磁偏轉，測量了未配對電子引起的原子磁矩。
1933年，Stern等人測量了質子的磁矩。1939年，比拉做了第壹個核磁共振實驗。1946年，美國的普西爾和布什爾同時提出了質子核磁共振的實驗報告。起初，他們使用核磁共振的方法來研究固體物質、原子核、原子核之間的能量交換以及周圍環境的性質。正因如此，他們兩人獲得了1952諾貝爾物理學獎。20世紀50年代，核磁共振* *的方法被應用到化學領域。1950年，美國斯坦福大學的兩位物理學家proctor和Yu用NH 4NO3水溶液作為氮核的來源。在測量14N的磁矩時，他們發現了兩種性質完全不同的* * *振動信號，並由此發現了同壹種原子核的* *振動條件可以與不同的化學環境吸收能量，即核磁共振。這種現象被稱為“化學位移”。這是由於原子核外電子形成的磁場與外磁場相互作用的結果。化學位移是識別官能團的重要依據。因為化學位移的大小與鍵的性質和成鍵元素的種類密切相關。此外，每組原子核之間的磁相互作用構成了自旋-自旋耦合。這種效應往往使每組化學位移不同的原子核在* * *振動吸收圖上呈現的不是單峰而是多峰。這種情況由分子中相鄰核的數量決定，距離由對稱性等因素決定，所以提示整個分子是有幫助的。
由於上述成就，研制了高分辨率核磁共振振蕩器。開始測量的原子核主要是氫核，這是由於它的核磁共振信號很強。隨著儀器性能的提高，13C、31P、15N的巖心也可以測量，儀器使用的磁場也越來越強。50年代制造了IT (Trass)磁場，60年代制造了2T磁場，利用磁化現象制造了5T磁化器。20世紀70年代，創造了8T磁場。現在核磁共振振動儀已經應用於從小分子到蛋白質和核酸的各種化學體系。
發射光譜儀的發明
英國著名科學家牛頓在1666年用棱鏡觀測光譜，可以說是最早的光譜實驗。從那以後，許多科學家壹直從事光譜學的研究。1800年，英國天文學家赫歇爾測量了太陽光譜各部分的熱效應，在世界上首次發現了紅外線。1801年，裏特發現了紫外線。1802年，沃拉斯頓觀測到太陽光譜的不連續性，發現中間有許多黑線，這本來是壹個非常重要的發現，但他誤以為是顏色的分界線。1803年，英國物理學家托馬斯·金揚進行了光的幹涉實驗，並首次提供了測量波長的方法。
德國物理學家弗勞恩霍夫重新發現並繪制了太陽光譜圖，其中包含了700多條黑線，並用字母A到H標記了重要的黑線(被稱為“弗勞恩霍夫線”)。這些黑線後來成為比較不同玻璃材料色散率的標準。這些成果發布於1814至1815。夫瑯和費還發明了衍射光柵。起初，他將銀線纏繞在兩個螺絲上來制作光柵。後來，他造了壹臺雕刻機，用鉆石在玻璃上劃線，制成了透射光柵。
光譜分析的應用研究始於基爾霍夫和本生。本是德國漢堡的壹名化學教授。他發明了本生燈，研究了各種物質在高溫火焰中的變化。基爾霍夫是漢堡的物理學教授，熟悉光學。他們兩人合作組成了第壹臺梭鏡光譜儀(分光鏡)。該儀器利用牛頓1666首創的技術，使光線通過棱鏡，傳播成彩虹帶(光譜)。他們用壹個透鏡將物質在本生燈中燃燒時發出的光整合成壹束平行光，通過壹個窄縫，經過壹個棱鏡，用望遠鏡放大觀察光譜。
基爾霍夫和本生發現，每種化學元素燃燒時都有獨特的顏色，可以據此識別。1860和1861年，他們用光譜儀發現了銫和銣。之後在光譜分析的幫助下，我們發現地球上的很多元素在太陽裏也有。1868年，法國天文學家詹森和英國天文學家羅耶通過光譜學發現了壹種當時地球上還沒有發現的元素。他們認為這是太陽大氣中的壹種獨特元素，並將其命名為氦，意思是“太陽”。這種光譜方法也應用於天文學。
隨著譜方法研究的迅速發展，新的問題也出現了。其中壹個主要問題是缺乏足夠精度的波長標準，使得觀測結果混亂，無法互通。
1868年，埃斯特倫發表了“標準太陽光譜”圖，記錄了數千條夫瑯和費線的小波長，單位為10-8厘米，精確到6位數，為光譜學家提供了極其有用的信息。為了紀念他，10-8cm後來在埃斯特林被寫成了“A”。十年後，取而代之的是更精確的羅蘭數據表。
現代光譜儀用衍射光柵代替棱鏡。這是壹塊刻有成千上萬條線的木板，將光線分離，然後拍攝或記錄光譜，再用電子儀器進行分析。
光譜儀廣泛應用於冶金、地質、環境等領域
避雷針的歷史
第壹，避雷針是我國勞動人民制造和使用的防雷裝置。據說捷克神父普羅科普·狄維士在1754年安裝了第壹根避雷針。更多的人認為是美國的富蘭克林在1753年做出了世界上第壹根避雷針。事實上，避雷針在1688之前就已經在中國制造並首次使用。
早在三國時期(公元220-280年)、南北朝時期(公元420-581年)，我國古籍中就有“避雷房”的記載。據唐代王睿《粟》記載，漢代(公元前206年至公元220年)就有人提出，將瓦片做成魚尾狀，放在屋頂上，可以防止雷電引起的火災。在中國的壹些古建築中，也發現了避雷裝置。法國旅行家Cabriobe Damaganlan在訪問中國後，於1688寫了壹本《中國新事》，書中記載:“當時，在中國新房子的屋頂兩端，有壹只翹起的公雞，龍嘴吐出壹條曲折的金屬舌頭，伸向天空，舌頭根部用壹根細鐵絲連接，直通地下。這個奇妙的裝置會在閃電的瞬間顯示出它的神奇力量。如果雷電擊中房屋，電流會從龍口向下流到地下，不會造成任何損害。”可見，世界上第壹根避雷針是中國有智力的勞動人民制造的。
第二，避雷針發展到今天，世界上已經發現了更安全的避雷針。比較安全的避雷針不是針，是雞毛撣子。這根避雷針是由兩個美國人發明的。據美國《紐約時報》近日報道，這根避雷針的中心是壹根管子，從它的頂端引出2000根細導線，呈放射狀分布。這種方式可以更好地分散建築物周圍聚集的靜電荷。
第三，“避雷針過時了。”目前，我國已研制成功壹種半導體消雷器，其防雷效果遠超美國、法國、澳大利亞生產的避雷針及同類產品。半導體消雷器有兩個作用:(1)當建築物上空有強烈雷雲時，發出長達1米的電暈火花，中和天空電流，起到減少雷擊的作用；(2)雷擊時，半導體消雷器上的相關器件可以阻擋雷擊釋放的強大電流。
我國著名防雷專家、武漢水利學院教授謝廣潤建議在高樓上安裝這種半導體消雷器，保護國家財產。謝廣潤說，目前，我國強雷區已有24個單位安裝了半導體消雷器。經過幾年的測試，證明它確實壹次又壹次地讓建築物轉危為安。他呼籲有關單位，特別是國防工程、氣象、電力、通信和廣播部門，盡快推廣半導體消雷器，以減少雷電損失。