Доклад по истории
на тему
“Технические открытия и изобретения в
XI-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 государств в Западной Европе способствовали подъему культуры. По сравнению с ранним средневековьем сильно продвинулись техника производства, образование, наука и искусство.
Крестьяне и ремесленники продолжали накапливать
трудовой опыт и улучшать орудия труда. Поэтому в 11-15 веках в развитии техники были достигнуты новые успехи.
Металлургия и металлообработка
:
Развитие и совершенствование орудий производства
,
разработка новых конструкций огнестрельного оружия и
,
в особенности
,
артиллерийского вооружения
, развитие
ремесла и торговли – всё это значительно увеличивало потребность в металле
.
Феодальный период характеризуется дальнейшим совершенствованием обработки железа и освоением в период мануфактуры непрерывного доменного процесса
выплавки чугуна из руды
.
Благодаря использованию водяного колеса и мехов в домнах достигалась очень высокая температура
:
железная руда плавилась и из неё образовывался жидкий чугун
.
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 его залежи
.
Металл обрабатывали на специальных станках
:
токарных
,
шлифовальных
,
винторезных
.
Технический уровень металлургии начальный период феодализма был очень низким
.
Выплавка железа велась в сыродутных горнах или в небольших шахтных печах
.
Процесс выплавки отличался громадной трудоёмкостью и был малопроизводителен
:
до 70% металла оставалось в шлаках
,
суточная производительность не превышала 50 килограмм железа
.
Для увеличения производительности печей необходимо было увеличивать их высоту
,
а это
, в свою очередь,
выдвигало необходимость интенсификации дутья
.
Задача была решена путём перехода от ручных мехов к мехам с приводом от водяных колёс
.
Важность непрерывной подачи воздуха в печь была установлена в процессе многовекового опыта железоделательного производства
.
Слово
“домна
”
происходит от древнерусского слова
“дмение
” – дутьё
.
Отсюда же название железоделательных печей в древней Руси –
“
домница
”.
Применение водяного колеса для привода воздушных мехов привело к увеличению высоты печей до 3-4 метров и позволило поднять суточную производительность печи до 1 тонны
,
уменьшив при 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 же как и русское железо
,
славилось во всём мире и служило предметом вывоза за границу
.
Известно
,
что по заказу английского правительства в Москве были отлиты колокола
,
установленные на колокольне Вестминстерского аббатства в Лондоне
.
Толчок к созданию простых механизмов дало усовершенствование первого автомата – механических часов
.
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 других механизмах
.
Появились удобные и прочные механизмы
,
облегчившие труд человека при поднятии тяжестей в горном и строительном деле
:
вороты
,
домкраты
, подъёмные краны,
поршневые насосы
.
Для прокладки и очистки каналов применялись землеройные машины
.
Усовершенствование водяного двигателя
:
В горном деле и ремесле стали применять водяной двигатель
.
Водяное колесо использовали на мельницах
:
в стремительный поток воды погружали нижнюю часть колеса
,
оно вращалось и приводило в движение тяжёлые жернова. Такое колесо называлось нижнебойным
.
Позднее было изобретено верхнебойное
колесо
:
оно приводилось в движение силой падающей на него воды и вращалось быстрее
,
чем нижнебойное
.
Реку перегораживали 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 в движение молот весом до одной тонны
.
В производстве бумаги с помощью водяного двигателя поднимали и опускали прессы
,
в горном деле – поднимали и дробили руду
,
откачивали воду из шахт
.
Это позволяло рыть более глубокие шахты
.
Химические производства
:
В результате развивавшейся производственной деятельности человека были открыты и исследованы свойства различных новых веществ и материалов
,
что способствовало расширению использования ранее скрытых богатств природы
.
В процессе освоения металлургии
,
стекольного производства
,
изготовления эмалей и красок был накоплен целый ряд ценных опытных данных
.
Широкое распространение получили такие производства как
,
как дубильное
,
красильное
,
изготовление спиртных напитков
,
лекарств
.
Освоению новых веществ и материалов в большой степени способствовала алхимия
.
В нашей стране также велась интенсивная работа по добыче и обработке разнообразных веществ и сотавов
.
Россия очень богата сырьём
.
Богатство сырьём являлось важной предпосылкой к развитию отечественных химических производств и различных промыслов
.
С давних времён на Руси существовали солеварные промыслы
.
Ещё в
XV
веке русские мастера для добывания рассола умели сооружать буровые скважины глубиной до 60-70 метров
.
Солеварное производство было прибыльным для государства
,
так как на соль устанавливался налог
.
Благодаря этому соляные промыслы поощрялись государством и получили большое развитие в разных 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 правительства получило большое развитие,
особенно в 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 считались лучшими
.
Многие продукты химических производств шли на экспорт
.
Строительная техника
:
В период становления феодального общества задачи
,
встававшие перед строительной техникой
,
определялись необходимостью сооружения укреплённых опорных пунктов(крепостей
,
феодальных замков
,
фортов
,
укреплений)
правящего класса
.
Церковная идеология
,
господствовавшая в период феодализма
,
оказывала сильное влияние на развитие архитектуры и строительного дела
:
самыми величественными зданиями были храмы
,
соборы
,
замки
. Выполняя социальный заказ правящего класса,
строители эпохи феодализма освоили методы сооружения громадных зданий
.
На Руси строительное дело и архитектура получили самобытное развитие
,
достигнув выдающихся успехов
.
Русское зодчество этого времени носило ярко выраженный национальный характер
,
являясь отражением достижений русской культуры
.
По двум направлениям развивалась техника транспортного строительства
.
Кроме старого направления – постройки сухопутных дорог с различными методами преодоления водных препятствий(переправы и мосты)
,
всё более широкое развитие приобретает организация водных путей сообщения
.
Сооружаются судоходные каналы
,
шлюзы
,
механизированные перевалы судов через гребни водоразделов
.
Начинается сооружение морских портов с причальными стенками
,
волнорезами
;
осваиваются дноуглубительные работы с применением специальных снарядов
.
На сухопутных путях сообщения значительное развитие получило мостостроение
.
Если в мостостроении техника рабовладельческого периода применяла только арки каменной кладки
,
то в течение феодального периода(помимо того
,
что арка получила своё дальнейшее развитие
,
став длиннее
,
легче
,
изящнее) были осуществлены принципиально новые системы мостов
.
Эти новые системы основывались на использовании металла в мостостроении
,
позволившего освоить две новые конструктивные формы
:
литые балки(или фермы) и подвесные мосты
,
впервые осуществлённые в Китае
.
Развитие науки
:
Родиной таких выдающихся произведений
,
как порох и компас
,
является страна древнейшей культуры
-
Китай
.
Наиболее широкие обобщения были сделаны в механике и во многих отраслях этой науки
.
Статика древних механиков прежде всего дополнилась динамик
,
первые основы которой для движения твёрдых тел разработал Галилей
.
Своё дальнейшее развитие динамика твёрдых тел получила в работах французских учёных Декарта
,
Даламбера
и 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
,
членов Санкт-Петербургской Академии наук Д
.
Бернули и Эйлера были установлены фундаментальные закономерности
.
Такое развитие механики не случайно
.
Мануфактурная промышленность с её спорадическим применением машин явилась базой для развития
,
проверки и формулировки основных положений механики
.
Законы механики,
распространённые на солнечную систему
,
привели к замене геоцентрической системы Птоломея гелиоцентрической системой, созданной польским учёным Николаем Коперником
,
подтверждённой трудами немецкого астронома Кеплера и обобщённой Ньютоном
.
Энергетика
:
Значительный рост производительных сил феодального периода в значительной мере был обусловлен заменой мускульной энергии человека и животных энергией неорганических источников природы – воды и ветра
,
широким применением в качестве двигателя водяного колеса
.
Использование водяных и ветровых двигателей расширяется по мере роста масштабов производства таких мануфактур
,
как размол зерна
,
подъём воды
,
дробление руды
,
нагнетание воздуха в плавильные печи
.
Что же касается мелких мастерских и цеховых предприятий, то там в основном использовалась мускульная энергия человека
.
Ветровая энергия всё шире стала применяться прежде всего для движения судов под парусами
.
Водяное колесо постепенно совершенствовалось
.
Сооружение плотин позволило перейти от свободно стоящих в потоке колёс к 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 14-15 веков, число гидросиловых установок в разных странах Европы значительно увеличивается. По сохранившимся архивам данным наиболее ранние упоминания о применение водяных колес в нашей стране относятся к 14 веку. О водяных мельница упоминается в грамоте подольского князя, относящейся к 1375 году. В завещании Дмитрия Донского, датированном в 1389 г., упоминается о мельницах, устроенных на реках Яузе и Ходынке под Москвой.
О достижениях гидроэнергетики периода феодализма можно судить по таким сооружениям, как, например, Лондонская водокачка, водоподъемное устройство в Марли (Франция) и гидросиловая установка Фролова на Алтае.
Великие географические открытия
:
Великие географические открытия европейских путешественников конца 15 века явились следствием бурного развития производительных сил в Европе,
роста торговли со странами Востока
,
нехватки драгоценных металлов в связи с развитием торговли и денежного обращения
.
В конце 15 века широкое распространение 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 местонахождения корабля по расположению звёзд)
,
появился новый тип парусного судна – каравелла
.
Первыми начали поиски новых морских путей в Азию португальские мореплаватели
.
В начале 60-х годов 15 века они захватили первые опорные пункты на побережье Африки
,
а затем
,
продвигаясь на юг вдоль её западного побережья
,
открыли острова Зелёного мыса
,
Азорские острова
.
Одновременно на поиски новых торговых путей устремились и испанцы
.
В 1492 году испанские король Фердинанд и королева Изабелла приняли проект генуэзского мореплавателя Христофора Колумба(1451-1506) достичь берегов Индии
,
плывя на запад
. 3
августа 1492 года из Палоса – одного из лучших портов атлантического побережья Испании – отплыла флотилия Колумба
,
состоявшая из трёх кораблей –
“Санта Мария”, “Пинта” и “
Нинья
”,
экипажи которых насчитывали 120 человек
.
Во время первого путешествия были открыты острова Куба
,
Гаити и ряд более мелких
.
В 1492 году Колумб вернулся в Испанию
,
где был назначен адмиралом всех открытых земель и получил право на 1
/10
всех доходов
.
Впоследствии Колумб совершил ещё три путешествия в Америку
.
Однако после возвращения из последнего путешествия он был 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) для разведки путей вокруг Африки
.
Обогнув мыс Доброй Надежды
,
он вышел в Индийский океан
.
С помощью арабского лоцмана 20 мая 1498 года эскадра Васко да Гаммы вошла в индийский порт Каликут
.
Морской путь в страну сказочных богатств был открыт
.
Отныне португальцы стали ежегодно снаряжать до 20 кораблей для торговли с Индией
.
Благодаря превосходству в вооружении и технике им удалось вытеснить оттуда арабов
.
Португальцы нападали на их суда
,
истребляя команды
,
опустошали города на южном берегу Аравии
.
В Индии они захватили опорные пункты
,
среди которых главным стал город Гоа
.
Торговля пряностями была объявлена королевской монополией
,
так как она давала до 800%(!) прибыли
.
В 1499-1500 годах испанцами и в 1500-1502 годах португальцами было открыто побережье Бразилии
.
В Испании после смерти Колумба продолжалась посылка экспедиций в новые земли
.
В начале 16 века совершил путешествие в западное полушарие Америго Веспуччи(1454-1512) – флорентийский купец
,
состоявший на службе сначала у испанского
,
а затем у португальского короля
,
известный мореплаватель и географ
.
В честь Веспуччи этот материк был назван Америкой
.
Гипотеза Веспуччи была окончательно подтверждена в результате кругосветного путешествия Магелана(1519-1522)
.
Имя же Колумба осталось увековеченным в названии одной из латиноамериканских стран – Колумбии
.
В 1497-1498 годах английские мореплаватели достигли северо-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
.
Занимался этот монах алхимией
.
Однажды он смешивал порошки разных химических веществ и нагревал их в стоящей на огне медной ступе
,
прикрытой вместо крышки камнем
.
Видимо камень этот не слишком плотно закрывал горловину ступы
:
иначе как могла бы попасть в неё искра
?
Страшный грохот потряс стены комнаты
,
мгновенно наполнившейся едким чёрным дымом
.
Камень
, подброшенный неведомой силой, врезался в потолок.
Что произошло с самим Шварцем точно не известно
:
то ли он погиб
,
то ли этот случай подтолкнул его к дальнейшему исследованию сделанного им состава
.
Такова средневековая легенда об изобретении пороха
.
Европейцы знали секрет изготовления пороха много раньше – во всяком случае
,
известна зашифрованная известным учёным
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 и каменного угля) был
,
видимо
,
изобретён китайцами и использовался ими и для фейерверков
,
и для боевых действий
.
Китайцы владели секретами многих подобных средств
,
но порох обладал двумя свойствами
,
имевшими огромное значение
:
быстрое сгорание на воздухе и способность взрываться в замкнутом пространстве
.
Признано что огнестрельное оружие появилось на рубеже
XIII-XIV
веков
.
Самое древнее известное нам по рисункам и описаниям огнестрельное оружие называлось
“мадфой
”,
и изобрели его арабы
.
В
XV
веке появились орудия
,
которые способны были несколькими выстрелами пробить брешь в толстых каменных стенах
.
Герцог Бургундский
,
непокорный вассал короля Франции
,
называл свою артиллерию
“
ключом французских городов
”.
Ручное оружие тоже становилось всё более эффективным
,
им вооружались уже целые отряды воинов
,
способные решить исход боя
.
Развивается артиллерийская наука
.
Европейские учёные
,
в том числе знаменитый итальянский математик Тарталья
,
занимаются расчётами траекторий полёта снарядов
,
дают рекомендации мастерам-литейщикам
.
Пушек в Европе очень много
,
и применяются они уже не только при штурме и защите городов
,
но и в полевых сражениях
.
Пушки стали более манёвренными
,
так как их теперь устанавливали на поворотных лафетах
.
Изобрели разрывные снаряды
.
Было усовершенствованно ручное огнестрельное оружие
:
у пехотинцев появились тяжёлые ружья – мушкеты
.
Из мушкетов 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 легко пробивали пули
.
Замки перестали быть непреступными – их стены легко разрушали тяжёлые орудия
.
Книгопечатание
:
Развитие ремесла и торговли
,
великие географические открытия
,
возникновение университетов – всё это способствовало становлению просвещения
,
росту образованности
.
Книг требовалось всё больше и больше
.
Тогда и возникло книгопечатание
.
Создавая книгопечатание
,
люди позаботились и о том
,
чтобы всемерно упростить и облегчить процесс изготовления печатной формы
.
Её составляли из металлических брусочков – литер
,
на концах которых воспроизведены рельефные зеркальные изображения букв
,
цифр и
знаков препинания
.
Первые опыты 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 новатор Иоганн Гутенберг(1399-1468)
.
Именно он сумел найти наилучшие технические формы
.
Возникновение книгопечатания сыграло колоссальную роль в 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 1473 году – в Бельгии и Венгрии
,
около 1473 года – в Польше
,
в 1474 году – в Испании
,
в 1476 году в Чехословакии и Англии
.
Изобретение
книгопечатания – одно из величайших открытий в истории человечества
.