Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Нож из света

Как можно оперировать глаз во внутренней части без того, чтобы разрушать это? С недавних пор медицина владеет инструментом, который необходим для этой цели: нож из света, так называемый "лазер".

Простой лазер существует из стержня (R) из оксида алюминия, к которому примешан небольшое количество хрома. Обозначают этот красный, прозрачный материал как рубин. Оба конца стержня ограничены 2 зеркалами. Одно из зеркал (tS) частично-проницаемо, то есть что часть света может проникать через него. Этот рубиновый стержень облучается лампой (L), излучающей сильный зеленый свет.

Предположим, что "зеленый" квант света (фотон) от лампы попадает на атом рубинового стержня. Электрон этого атома поглощает фотон и сохраняет свою энергию. Это "скачки" электрона на более высокую орбиту. Через некоторое время он падает обратно на одну ступень. Электрон снова отдает часть составленной энергии как "красный" фотон. Электрон возвращается не сразу на первоначальную дорогу, а в два этапа. Предположим далее, такой "красный" фотон попадает на электрон, который также поглотил «зеленый» квант света. Сразу этот электрон также отдает "красный" фотон, и теперь оба фотона эмигрируют "рука об руку" вместе – с точно тем же колебанием и в точно том же направлении. 2 фотона наталкиваются на другие атомы (A3 и A4), которые хранили светлые кванты, и снова освобождаются фотоны, которые присоединяются к первому. Через два зеркала они будут много миллионов раз склонятся в рубиновом стержне сюда и обратно. Это как дисциплинированные солдаты в "одном шаге" маршируют фотоны принять на своем пути все больше и больше "товарищей"; результатом является интенсивный монохроматический пучок, целенаправленного света, который стреляет частично-проницаемым зеркалом как лазерный луч (Ls) из стержня рубина.

Лазерные лучи служат как носитель энергии и информации. С помощью линз можно концентрировать их на диаметре 100-тысячной части сантиметр. Лучи такой энергетической плотности возникают из-за этого, чтобы можно просверлить вместе с тем самые жесткие материалы как сталь и алмаз, но также и органы человеческого тела с наивысшей точностью разреза. Как обычный свет они проникают через наши линзы без их повреждения, и позволяют оперировать даже во внутренней части глаз.

14. Beton – Stahlbeton – Spannbeton

Ohne Beton wäre die moderne Baukunst nicht denkbar. Beton ist eine Mischung aus Zement, Wasser und Zuschlagstoffen wie Sand und Kies, die im Laufe von etwa 28 Tagen härtet und einen festen Baustoff bildet.

Beton läßt sich in beliebige Formen gießen. Er hat eine hohe Druckfestigkeit, doch seine Zugfestigkeit ist leider gering. Dies zeigen die Abbildungen l und 2.

Im oberen Teil des Betonträgers entstehen Druckkräfte, im unteren Teil Zugkräfte. Die Druckkräfte schaden dem Bauteil nicht, doch die Zugkräfte reißen den Träger auf. Er bricht und stürzt ein.

Wie kann man die Zugfestigkeit des Betons erhöhen? Zu diesem Zweck werden Stahlstäbe an den Stellen des Trägers eingefügt, wo die Zugkräfte am stärksten sind. Die Zugfestigkeit von Stahl ist zwanzigmal größer als die von Beton. Auch jetzt können Risse in den Zugzonen entstehen, doch der Stahl verhindert ein Brechen des Trägers (Abb. 3).

Die Festigkeit eines Bauteils aus Beton läßt sich jedoch noch weiter erhöhen. Dies geschieht durch das sogenannte „Vorspannen“. Der Teil des Balkens, in dem später die größten Zugkräfte herrschen, wird vor der Belastung komprimiert, das heißt, der eingebaute Spannstahl wird gegen den Träger gespannt, so daß dort Druckkräfte entstehen. Diese gleichen während der Belastung die Zugkräfte aus, die Summe der Kräfte ist null, und die Zugspannung verschwindet (Abb. 4 und 5).

Diese Vorspannung erreicht man durch Einlegen und Spannen von Stahlstäben bzw. Stahldrähten. Es gibt zwei verschiedene Methoden der Vorspannung. Die erste Methode wird im Betonwerk angewendet, wo man die Betonteile herstellt (Abb. 6 und 7), die zweite am Bau (Abb. 8 bis 10).

Im ersten Fall legt man die Stahldrähte in die Schalung, wie es Abb. 6 zeigt. Der flüssige Beton wird eingefüllt, und die Drähte werden gespannt. Wenn der Beton hart ist, löst man die Spannung der Stahldrähte. Der Stahl ist bestrebt, sich auf die ursprüngliche Länge zusammenzuziehen. Dadurch wird Druck auf den unteren Teil des Betonträgers ausgeübt.

Diese Vorspannung erfordert eine hohe Qualität der Werkstoffe, doch sie ermöglicht eine große Ersparnis an Beton und Stahl und damit wesentlich leichtere Baukörper.

14. Бетон – железобетон – предварительно напряженный железобетон

Без бетона современная архитектура не предполагалась бы. Бетон - это смесь из цемента, воды и наполнителей, таких как песок и гравий, который затвердевает в течение примерно 28 дней и образует твердый стройматериал.

Бетон можно заливать в любую форму. Он имеет высокую прочность на сжатие, но его прочность на разрыв, к сожалению, низкая. Об этом свидетельствует иллюстрации л и 2.

В верхней части бетонного объема возникают силы давления, в нижней части силы тяги. Силы давления не вредят конструктивному элементу, но все же, силы тяги разрывают носитель. Он ломается и разрушается.

Как можно увеличить предел прочности на бетона? Для этого, стальные стержни вставляются в места расположения носителя, где силы растяжения являются самыми сильными. Предел прочности стали в двадцать раз выше, чем у бетона. Также теперь трещины могут возникать в зонах напряженности, но сталь предотвращает поломку носителя (рис. 3).

Прочность компонента бетона, однако, может быть дополнительно увеличена. Это делается с помощью так называемого "уклона". Часть полосы, в которой господствуют позже самые большие силы тяги, архивируется перед нагрузкой, то есть, установленная сталь подъема натягивается против носителя, так что там возникают силы давления. Они равны во время нагрузки силе тяги, сумма сил - это ноль, и напряжение исчезает (рис. 4 и 5).

Этого предварительного напряжения достигают путем размещения и натяжения стальных стержней или стальной проволоки. Имеются 2 различных метода предварительного напряжения. Первый метод применяется на бетонном заводе, где производят конкретные детали (рис. 6 и 7), второй в строительстве (рис. 8-10).

В первом случае кладут стальные проволоки в опалубку, как показывает рис. 6. Жидкий бетон наполняется, и проволоки натягиваются. Когда бетон трудно, ослабьте натяжение стальной проволоки. Сталь устремлена стягиваться на первоначальную длину. Вследствие этого давление исполняется на нижнюю часть бетонного носителя.

Во втором случае компонент натягивается только после того, как бетон затвердеет. В "канал" стальная проволока кладется (рис. 9), натянута и закреплена на концах канала в натянутом состоянии (рис. 10). Наконец, канал заполнен жидким бетоном.

Это смещение требует высокого качества материалов, но оно позволяет большую экономию бетона и стали и, следовательно, намного более легкие строительные элементы.

15. Am Anfang der dritten industriellen Revolution

„Robby“ und „Goli“ gehören zu den unermüdlichsten Monteuren des Volkswagenwerks. Sechzehn Stunden täglich sind sie an den Montagebändern für den Zusammenbau des VW Golf beschäftigt. Sie arbeiten im Liegen und Stehen; sie schweißen, schrauben, schleifen und lackieren. Sie legen Kurbelwellen und Blechteile millimetergenau an die richtige Stelle, machen eintönigste und schwierigste Arbeiten, ohne je mehr Lohn zu fordern und ohne eine einzige Zigaretten- oder Kaffeepause. Robby und Goli sind Roboter, die durch Mikroprozessoren gesteuert werden. Das „Gehirn“ eines solchen Kleinrechners besteht aus einigen Zehntausend elektronischen Bauelementen, die auf einem Chip von der Größe einer halben Briefmarke untergebracht sind.

VW baut seine Roboter selbst. Der größte Teil, etwa 500, arbeitet im Werk Wolfsburg. 1990 sollen bei dem Automobilkonzern rund 2000 solcher Automaten „beschäftigt“ sein.

Nicht allein die Autoindustrie wird durch die Computertechnik verändert. In allen Industriezweigen rechnen und speichern Mikroprozessoren; sie kontrollieren komplizierte Produktionsvorgänge und übernehmen selbst die Steuerung und Überwachung von Großanlagen bis hin zu Atomkraftwerken. Computer sind heute die Träger des Fortschritts, die Wegbereiter der „dritten industriellen Revolution“.

Dieser Fortschritt hilft Millionen sparen, er spart aber leider nicht nur Zeit und Geld. Allein in Wolfsburg haben die Rechner und Roboter 1000 Facharbeiter ersetzt. Ähnliche Beispiele gibt es viele. Anfang der siebziger Jahre lebten fast 32 000 Beschäftigte von der Uhrenindustrie des Schwarzwalds; heute sind es nur 18 000. Früher waren zur Herstellung einer mechanischen Uhr etwa tausend Arbeitsgänge erforderlich; eine moderne elektronische Uhr dagegen wird nur noch aus fünf Teilen montiert. 14 000 Arbeiter wurden überflüssig.

Längst sind Mikroprozessoren intelligent genug, um Schreib- und Konstruktionsaufgaben zu übernehmen. Jeder zweite der insgesamt fünf Millionen Angestellten, die in der Bundesrepublik als Schreibkräfte oder Korrespondenten arbeiten, muß damit rechnen, daß er binnen zwölf Jahren von einem Computer abgelöst wird.

Werden Computer in menschenleeren Fabriken und Büros uns von aller mühevollen Arbeit befreien? Werden sie schließlich zum Glück für jedermann führen oder zur Arbeitslosigkeit von Millionen?