与以静态结构为工作对象的土木工程相比,机械工程中各种问题更难以用理论解决。因此,早期的机械工程只运用简单的理论概念,结合实践经验进行工作。设计计算多依靠经验公式;为---安全,都偏于保守,结果制成的机械笨重而庞大、成本高、生产率低、能量消耗很大。
1859年,河南涡流探伤,德国物理学家尤利乌斯·普吕克将真空管两端的电极之间通上高压电,制成阴极射线。物理学者发现,阴极射线是以直线传播,但其传播方向会被磁场偏转。阴极射线具有可测量的动量与能量。1897年,约瑟夫·汤姆孙做实验证实,阴极射线是由带负电的粒子组成,称为电子,因此他发现了电子。
在这个过程中,焊管涡流探伤,逐渐形成一整套围绕机械工程的基础理论。动力机械先与当时的科学相结合。蒸汽机的发明人萨弗里、瓦特,应用了物理学家帕潘和布莱克的理论;在蒸汽机实践的基础上,物理学家卡诺、兰金和开尔文建立起一门新的科学——热力学。
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