Тема «отношение общества к высоким технологиям»

Муниципальное общеобразовательное учреждение гимназия № 18

п. Томилино

Тема

«ОТНОШЕНИЕ ОБЩЕСТВА К ВЫСОКИМ ТЕХНОЛОГИЯМ»

Реферат

по физике

Ученицы 11 «А» класса

Галятдиновой Елены.

Руководитель: учитель

Физики Хоцянова Н. В.

2007 год.

ПЛАН:

1) Введение,

2)Шпионские технологии,

3) Микро мотор,

4) Технологии в борьбе за здоровье человека,

5) Лазер:

а) Что такое лазер,

б) Применение,

6) Космические технологии,

7) Роботы,

8) Изображение в стереокино,

9) Заключение: Отношение общества к высоким технологиям,

10) Список литературы.

ВВЕДЕНИЕ:

Тема «Отношение общества к высоким технологиям» выбрана мной потому, что мне было интересно рассмотреть развитие и внедрение современных технологий в различные отрасли жизни человека. Нынешнее бурное развитие научных технологий свидетельствует о том, что человечество вышло на новый, более высокий уровень своего развития. Технологии обеспечивают высокий потенциал экономического роста, от которого зависят качество жизни населения, технологическая и оборонная безопасность, ресурсное и энергосбережение. Работа над этим рефератом позволила мне узнать много нового о высоких технологиях XXI века и развитии современной науки.

Цель работы – узнать больше о современных технологиях и определить отношение общества к ним.

Для достижения цели я решила следующие задачи:

А) Ознакомилась с необходимым материалом по данной теме и обработала полученную информацию,

Б) Выделила основные аспекты развития современных технологий,

В) Определила отношение общества к высоким технологиям.

В качестве основного метода работы использовала анализ учебной и научно-метадической литературы.

Результат проделанной работы:

Изучив материал и достигнув поставленную цель, я пришла к выводу:

Что жизнь человечества немыслима без внедрения новейших технологий во всех отраслях жизнедеятельности людей.

ШПИОНСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ.

Неоднократно в кинофильмах мы видели, как неуловимые шпионы используют для достижения своих целей секретное оружие. Вспомнить хотя бы нашумевшего по всему миру «Агента 007». Сколько стреляющих предметов носил с собой знаменитый Джеймс Бонд?

А вот увидеть настоящее оружие шпионов можно в Международном музее шпионажа в Нью-Йорке. К примеру, четыре поколения израильских стреляющих ручек представлены именно там, а так же стреляющая «помада», сделанная по заказу КГБ в 1965 году, и многие другие интересные предметы из арсенала разведчиков.

Самый весомый, со времён второй мировой войны, вклад в разработку потайного оружия, как видно из таблицы, представленной ниже, внесли британцы.

Страна

Потайное оружие

Великобритания

Стреляющая сигарета

Однозарядный пистолет 22-го калибра, закамуфлированный под трубку

3)Огнестрельная авторучка

США

Пистолет с дистанционно управляемым курком, замаскированный на поясном ремне

Огнестрельное устройство в каблуке

Франция

Стреляющие перстни и трости

Германия

Огнестрельный кейс с пистолетом-пулемётом MP5K внутри

Россия

Трёхствольный портсигар ТКБ-506А

Югославия

Телефон-пистолет, стреляющий патронами 22-го калибра

В данном варианте «телефон» можно зарядить 4 патронами 22-го калибра, каждый из которых выстреливает при нажатии на определённую кнопку

(5,6,7 и 8). Такие «телефоны» могут поразить цель на расстоянии 10 метров.

Кроме хитро спрятанного огнестрельного оружия современные разведслужбы так же используют в своей деятельности и мини-рацию, которая может поместиться даже в пуговице, не говоря уже о пресловутой рации в наручных часах. Такая рация теперь стала доступна и обычным людям. Часы со встроенной рацией выпустила на рынок фирма ITT из Монако. Рация работает на 22 каналах в диапазоне 446 мегагерц, в городских условиях дальность действия 200-300 метров, в чистом поле – 2,5 километров. Продаются такие часы парами и стоят порядка ста евро.

Часто используются агентами и всевозможные подслушивающие устройства, именуемые в простонародье «жучками» за свои отличительно маленькие размеры.

Ещё огромное множество мини технологий, о которых мы даже и не слышали, используют в своей непростой работе разведслужбы разных стран. И нельзя не согласиться с тем, что развитие современной науки и высоких технологий сильно расширило их возможности.

МИКРО МОТОР

Миниатюризация всего и вся в наши дни идёт полным ходом. Люди стремятся превзойти природу своими технологиями. Микро детали в несколько раз тоньше человеческого волоса, механизмы, которые не разглядишь без микроскопа – вот чего достигла наука к сегодняшнему дню. Куда уж там умельцу Левше с его подковами для блохи. Современная наука смогла уменьшить до ненемыслимых размеров даже роторный двигатель.

Исследователи калифорнийского университета Беркли создали самый маленький моторчик в мире. Изображённые на рисунке странной формы фигуры являются ни чем иным как частью корпуса самого маленького в мире роторного двигателя. Ротор этого двигателя имеет диаметр 1 мм, его рабочий объём 0,064 мм^3, а развиваемые обороты около 40 тысяч в минуту. Исследователи из университета в Беркли надеются, что такие двигатели смогут вырабатывать от 10 до 100 мВт механической мощности. Золотой ротор установлен в шахту из углеродной нано трубки, размеры полученной конструкции впечатляют. Самый маленький искусственный двигатель, всего 500 нанометров в поперечнике, что 300 раз меньше толщины человеческого волоса, настолько мал, что может быть установлен на вирус, а для того что бы его разглядеть, нужен электронный микроскоп.

Корпус микро мотора состоит из одной углеродной нано трубки, толщина которой всего пару атомов углерода, то есть приблизительно от 5 до 10 нанометров. Нано трубки уникальный материал. С одной стороны они в 100 раз прочнее стали, а с другой стороны они играют роль диэлектриков или полупроводников.

Команда университета Беркли не единственная в мире которая пыталась создать микро моторы. Например, группа японских ученых из Национального института передовой промышленной науки и технологии и Токийского университета создала микро мотор, приводимый в действие бактериями. Работу мотора обеспечивают подвижные микробы Mycoplasma mobile. При размере примерно в микрон микробы, питающиеся глюкозой, вращают вал микро мотора со скоростью от 1,5 до 2,6 оборота в минуту. Таким образом удалось достичь рекордно низкого вращающего момента: он в 10 000 раз меньше, чем у самых маленьких современных электрических двигателей. Во избежание эпидемиологической опасности в ходе дальнейшей работы ученые намерены заставить работать в своих микро моторах мертвые бактерии.

Другим учёным так же удавалось создать микро моторы, но большего размера, или близкого размера, но неуправляемых, или требующих мощного лазерного и магнитного излучения. А новое изобретение исследователей университета Беркли требует всего лишь электрической энергии, почти как обычный электрический двигатель.

Детали корпуса микро мотора, ротор, статор и шестерёнки изготавливаются по знаменитой своей точностью и мелкостью планарной кремниевой технологии. Эту технологию так же называют технологией «растянутого кремния» и используют её не только для изготовления микро мотора. Например, компания Intel использует эту технологию под названием «растянутый кремний» в своих процессорах Pentium и Centrino, для увеличения скорости, не уменьшая при этом техпроцесса. И вот на международной встрече посвящённой электронным устройствам в Вашингтоне, компания решила чуть приподнять завесу над своей секретной технологией. «Подход состоит в деформации кристаллической структуры кремния, тем самым увеличивается скорость переключения транзистора», — заявил один из представителей компании. «Мы сжимаем области с р-проводимостью вырезая траншеи по их противоположным концам, и заполняя их германием, у которого больший размер кристаллической решётки. Это улучшает дырчатую проводимость на 25 процентов». Что бы растянуть кремниевую решётку, компания Intel помещает кристалл нитрид кремния при высоких температурах. Поскольку нитрид кремния при охлаждении сжимается меньше, образуются растяжки. Технология растянутого кремния будет применяться и в новых чипах компании с применением 90 нм техпроцесса. Но вернёмся к микро мотору.

Специалисты из Беркли уже давно занимаются конструированием роторных микродвигателей, но все прежние модели были вполне макроскопичны. Они имели ротор диаметром около сантиметра, выдавали от 30 до 125 Вт полезной мощности, работали на водородной смеси и развивали скорость вращения до 30 тысяч оборотов в минуту. А самый маленький двигатель, как было сказано выше, имеет размеры гораздо меньшие.

Но кроме того у учёных остался ещё один важный вопрос, на который не могут пока ответить даже сами создатели микро мотора. Какая частота вращения нового микродвигателя? Электронный микроскоп, который есть в университете, позволяет делать снимки с частотой 33 миллисекунды. Это значит, что нано мотор может вращаться и быстрей, но увидеть этого нельзя. Осталось только упростить и наладить производство, а также ещё уменьшить размеры, хотя тут вроде как проблем нет. Профессор физики университета Беркли Алекс Зеттл (Alex Zettl) утверждает, что они смогут уменьшить размеры ещё в 5 раз.

Современные технологии уже довольно далеко ушли от первоначальных моделей механизмов. Но всё же стоит вспомнить в нашем повествовании и о человеке, создавшем первую действующую модель роторного двигателя. Этим человеком является Феликс Ванкель. Уже в 1927 г. Он разработал чертежи объёмной «машины с вращающимися поршнями» (DKM) или, иначе, роторно-поршневого двигателя. А в феврале 1957 г. двигатель DKM-54 рабочим объемом 125 см^3 заработал на метаноле.

Сейчас роторные двигатели нашли применение в автомобильном транспорте и авиации, в качестве главных и вспомогательных судовых установок, в наземных стационарных энергетических системах и др.

Но происходит миниатюризация не только двигателей. Теперь человечество уменьшает механизмы, чтобы заботиться о своём здоровье.

ТЕХНОЛОГИИ В БОРЬБЕ ЗА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

Многие новые технологии почти сразу же берут на вооружение медики. К примеру, немецкой фирмой «Микро тек» изготовлена миниатюрная подводная лодка, которая пока плавает по моделям кровеносных сосудов, заполненным водой. Но в перспективе, когда у нее кроме гребного винта появится еще и миниатюрная фреза, такую подлодку можно будет использовать для очистки сосудов. Правда, пока это изделие — не автономно, и для вращения винта используется внешнее переменное магнитное поле. Однако корпорация «Тошиба» уже изготовила нормальный электродвигатель диаметром 0,8 мм и весом •4 миллиграмма для такого рода «субмарин», и теперь дело — за миниатюрным, но мощным топливным элементом, использующим в качестве окислителя кислород, переносимый красными кровяными тельцами — эритроцитами.

Кроме миниатюрных лечащих подлодок в экспериментальном порядке людям имплантируют микрочипы. Сейчас такие эксперименты проводят в Америке. Но пока вживляемые микро чипы ещё довольно примитивны. Единственное, то они могут, это идентифицировать владельца, сообщая записанную ранее информацию, самостоятельно они никакой информации не собирают и никакого воздействия на самочувствие человека оказать не могут. Но и такие чипы уже могут принести пользу. Они созданы для того чтобы любой врач, оказавшийся поблизости с человеком, скажем, потерявшим сознание или находящемся в тяжёлом состоянии , смог получить нужную информацию о пациенте , просто поднеся к нему считывающее устройство.

А благодаря достижениям науки, позволяющим оперировать в масштабах нано технологии, в будущем можно будет создавать человеческие органы, например печень и почки, или «интеллектуальный» коленный сустав, который сам будет сигнализировать о возникновении инфекции.

Учёные считают, что нано технологии, используемые при производстве микрочипов, могут применяться для создания слоев клеток печени и почек, а также сети микроскопических трубочек, которые бы доставляли к клеткам кислород и питательные вещества. Это будет возможно в скором будукщем.

Сейчас медицинские микро устройства уже могут эффективно подавать кислород и питательные вещества для поддержания жизнеспособности клеток печени и почек в лабораторных условиях, по меньшей мере, в течение недели.

И всё это благодаря достижениям современной науки.

ЛАЗЕР

ЧТО ТАКОЕ ЛАЗЕР?

Одним из самых замечательных достижений физики второй половины двадцатого века было открытие физических явлений, послуживших основой для создания удивительного прибора -оптического квантового генератора, или лазера.

В наше время лазерные технологии используются во всех сферах деятельности человека: промышленности, науке, медицине и т.п. Но не каждый знает что такое лазер. На самом деле описание лазера заключено в его названии. Слово «лазер» составлено из первых букв английской фразы, означающей: «усиление света при помощи вынужденного излучения».

Можно разобрать его устройство на примере сбора одной модели лазера.

Возьмём стержень или пластинку, сделанную из материала, от которого мы хотим добиться излучения. Материал должен быть прозрачным, чтобы свет пронизывал его насквозь. Самые распространённые материалы для стержней – искусственно выращенные кристаллы рубина или граната (или стекло, в которое добавлено небольшое количество редкого элемента неодима). Стержни обычно бывают диаметром от 6 до 20 миллиметров и длинной от 10 до 60 сантиметров. Сам лазер часто именуется по материалу стержня. Так, выражение «рубиновый лазер» совсем не означает, что весь прибор сделан из этого драгоценного камня. Просто внутри него находится кристалл искусственного рубина.

Рядом со стержнем поместим осветитель, его называют лампой накачки. Лампа будет импульсивной, вроде тех ламп–вспышек, которыми пользуются фотографы. Все процессы в атомах проходят за миллионные доли секунды, так что надолго включать её нет смысла. Осветитель вместе со стержнем окружим отражателем, чтобы ни один квант света накачки не пропал зря. Возле торцов рабочего стержня установим два зеркала: сзади – глухое, отражающее весь падающий на него свет, спереди – полупрозрачное. Зеркала необходимо установить строго параллельно друг другу и перпендикулярно оси стержня. Лазер готов. Осталось включить лампу.

К несчастью увидеть своими глазами процесс, происходящий в лазере после вспышки лампы, мы не сможем. Он проходит слишком быстро. Но представить его можно.

После вспышки лампы поток световой энергии попадает на стержень. Его атомы быстро переходят в возбуждённое состояние. С каждым мгновением таких возбужденных атомов становиться всё больше и больше. Долго в возбуждённом состоянии они не живут, в среднем всего одну стомиллионную долю секунды, а потом переходят в нормальное состояние, излучив при этом свет. Лампа все ещё горит, и атомы вновь возбуждаются. Когда несколько атомов случайно излучают кванты вдоль оси стержня, начинается процесс накапливания энергии. После каждого столкновения с атомами число квантов удваивается, поток излучения движется вдоль стержня и растёт, как лавина. Отражаясь в зеркалах, излучение многократно пронизывает стержень, заставляя все атомы без исключения внести свою долю энергии в общий поток света. Сквозь полупрозрачное зеркало этот свет вырывается наружу. Происходит вспышка. Её длительность всего около одной миллионной секунды. А лампа всё ещё горит, и через три миллионных доли секунды всё повторяется снова. И опять, и опять, до тех пор, пока яркости света уже потухающей лампы не станет мало для поддержания генерации.

Не вся энергия лампы накачки преобразуется в лазерную вспышку. Большая её часть, к несчастью, уходит на бесполезный и даже вредный нагрев стержня и зеркала. Мощные импульсные лазеры охлаждают потоком воздуха, воды, а иногда и жидким азотом.

ПРИМИНЕНИЕ

Основная область применения маломощных импульсных лазеров связана с резкой и сваркой миниатюрных деталей в микроэлектронике и электровакуумной промышленности, с маркировкой миниатюрных деталей, автоматическим выжиганием цифр, букв, изображений для нужд полиграфической промышленности.

Лазерный луч может передавать сигналы, как радиоволны или электрический ток. Первая в СССР линия оптической связи передавала телефонные разговоры между Москвой и Красногорском по открытому лучу. Один из лазеров был установлен на башне высотного здания МГУ. Лазерный луч может идти по стеклянным нитям, как ток по проводам. Благодаря этому получают фотографии изнутри внутренних органов (например, желудка) вводя волоконный световод через пищевод больного.

Лазерный луч сжигает любой, даже самый прочный и жаростойкий материал. Движением режущего луча управляет ЭВМ, так что можно мгновенно определять точность резания и вносить требуемые поправки. Точность лазерных измерений очень высока. Сегодня лазерная установка отмечает малейшие движения грунта под знаменитой Пизанской башней.

Лазеры так же используются в сельском хозяйстве, агрономы облучают им посадочный материал и получают ошеломляющие результаты, урожайность облучённого продукта выше прежней на 40%.



Страницы: 1 | 2 | Весь текст