避雷針的發明
早在古希臘時，人類就認識了電現象。進入18世紀後，靜電學獲得迅猛發展。1745年後，荷蘭萊頓大學的科學家改進了玻美拉尼亞某教堂副主教克萊斯特的實驗裝置，將其命名為“萊頓瓶”(電容器)。於是，萊頓瓶的電學實驗很快傳入了美洲，引起美國科學家富蘭克林的注意。他注意到靜電的火花放電往往是在尖端進行的，便推測，天空中閃電現象和萊頓瓶的火花放電本質上是相同的，即閃電是由兩片帶有不同極性電荷的雲層相互作用導致的。這個發現引起了各國科學家的注意。
1752年，法國科學家在巴黎附近做了實驗：選用長達3米且底部絕緣的鐵杆把它豎在一間小屋內的桌子上，再準備一根插在玻璃瓶內的黃銅絲，並訓練了一隻信鴿以幫助實驗。當天空出現雷雨雲時，他讓信鴿咬住黃銅絲靠近鐵鐵杆，奇跡出現了：鐵杆發出了猛烈的電火花，並伴有劈啪的聲響。
富蘭克林對這個實驗還不滿意，進而思索：把風箏放入雲層內部，並用它的細繩引下閃電。於是，他做了一個特製的風箏，在細繩底端係上一把鑰匙，當雷雲飄來時，他發現彎曲的繩索直立了，立即用一接地金屬杆靠近鑰匙，出現了強烈的火花。實驗證明在建築物上插一根接地金屬杆，周圍大氣層中的電荷就會通過金屬杆尖端放電不斷地中和。於是，富蘭克林在美國費城豎起第一根避雷針。後來，避雷針逐漸在全世界普遍使用。
鉛筆的誕生
早在500多年前，德國、意大利和俄羅斯的畫家們已開始使用一種金屬鉛做的筆，人們謂之“鉛筆”。但它有很多缺點，寫出的字字跡不清楚，筆尖也容易磨禿。l564年，英國人在發現石墨後，開始把它用木片夾起來作為筆使用，這就是最古老的鉛筆。1761年，巴伐利亞化學家將石墨粉與硫黃、銻、鬆香混合，製成黏糊狀再壓成條，解決了“鉛筆”易碎的問題。18世紀末，法國化學家以石墨摻黏土烘燒而製成了當時世界上質量最佳的筆芯。1812年，美國馬薩諸塞州的工匠威廉·門羅發明了一種機器，用來加工6.7英寸（17.08厘米）長的帶槽木條，然後將兩條膠合在一起，將筆芯裹在中間。現代鉛筆就此誕生。
惡 圓珠筆的發明
圓珠筆是一個名叫比洛的匈牙利人發明的。比洛是一家印刷廠的校對員，由於機器上剛印好的清樣含有很多水分，用鋼筆改字，會發生浸潤模糊現象。比洛經過長時間摸索，找來一支圓管，裝上油質顏料，又把筆尖改用鋼珠，在各種物質上畫，能留下抹不掉的印記，筆管內的顏料又不易溢出。這樣，比洛製成了世界上第一支圓珠筆。後來，比洛把他的發明提供給英國皇家空軍，在英國的一家飛機製造廠生產了第一批圓珠筆。
惡 安全燈的發明
19世紀初，英國的煤礦中經常發生瓦斯爆炸事故。這是由礦工們使用的照明燈引起的。為解決瓦斯爆炸，化學家戴維承擔了研製安全燈的任務。
戴維來到礦井進行實地考察，又對瓦斯進行反複研究，在助手法拉第的幫助下，製成了安全燈。它的燈罩是一個用鐵絲網做成的圓筒，火焰在筒內發光，空氣和瓦斯可以進入筒內，但是燃燒的火焰不能跑到燈罩外麵，所以不會引起瓦斯爆炸。當礦井中瓦斯含量變化時，火焰的高度和顏色也發生變化，這樣可及時采取措施。
1816年，世界上第一盞安全燈在礦井中試驗成功。為此，英國政府在礦區舉行慶祝大會，表彰戴維為煤礦工人的生命安全作出的貢獻。
鍾表
人類最早發明的量度時間的工具是日晷，後來又發明了利用水滴計時的滴漏。機械鍾表直到14世紀才在德國開始出現。
16世紀初期，德國人製造出世界上第一隻使用發條的鍾表。盡管這種表計時效果很差，但在鍾表史上卻是重大的突破。17世紀，伽利略發現了擺的振蕩周期不變，並設想繪製了利用擺來製造精密鍾表的機械構造圖。荷蘭人哈伊斯第一個製造出擺鍾。
1767年，英國鍾匠設計製造出了小巧美觀、走時精確的懷表。18世紀後期，瑞士才製成了第一塊手表。從此以後，鍾表品種不斷翻新，日新月異。1955年，瑞士首先製成了擺輪遊絲式電子表，這是第一代電子手表。1960年，美國製成了音叉電子手表，這是第二代電子手表。1969年，日本製成了石英電子手表，這是第三代電子手表。第四代電子表是液晶顯示石英電子手表。它是全電子化的。沒有任何走動元件，內部結構運用集成電路，外表用液晶顯示。它首先在瑞士和日本製成。
如今人們正在研製第五代電子手表——電波表。它的精確度可以與原子鍾媲美。原子鍾每走10萬年誤差也不過一秒鍾。
馬力的由來
200多年前，瓦特發明了蒸汽機。一個啤酒廠訂購了一台，想用它代替當時幹活的馬匹去推動抽水機。啤酒廠想確定一下，一台蒸汽機的生產效率是否抵得上一匹馬，於是他從自己的馬中挑選了一匹最強壯的，讓它連續幹了8個小時，結果這匹馬汲上了共200多萬千克水。經過折算得出：一匹馬每秒鍾能把75千克的水提高1米，即1馬力=75千克·米／秒。於是，馬力作為動力機械的功率單位，一直沿用至今。
惡 米、碼
長度單位“米”是由法國科學家以地球經線的四千萬分之一作為通用長度單位確定下來的。當今“米”作為長度單位，已在國際上廣泛使用。
“碼”也是國際上比較通用的長度單位，有將近900年的曆史了。1碼等於0.9144米。“碼”是英製長度單位，據說是由英王亨裏希一世規定的。一天，亨裏希一世坐在寶座上，伸直手臂，蹺起大拇指，對大臣們說：“看見沒有，從我的鼻尖到大拇指的距離，就以此作為基本長度單位。”從那以後，“碼”作為長度單位一直沿用至今。
惡 國際米製
早期人們在選擇固定的長度標準時，是以地球子午線的長度來確定的。世界上第一次對地球子午線進行實際測量的是我國唐代著名的天文學家一行和尚。他測出子午線每度弧長換成現在單位，即129.41千米。
1789年，數學家達蘭貝爾和梅謝受法國科學院委托，對經巴黎的子午線進行了精確測量，決定以該子午線長度的四千萬分之一為一個標準長度單位，這個長度單位稱為“米”(公尺)。1875年，各國在巴黎簽訂了“米條約”，決定以“米”為國際通用長度單位；並決定製造米原尺。1889年，國際標準協會批準了所製成的米原尺——國際公製原尺。為了克服米原尺在刻度、照準等方麵的缺陷，國際標準協會規定從1960年起，以氪86原子在真空中所放出的橙色光波波長的1650763.73倍為1米。
1983年，國際計量大會再次將米定義為：“米，等於光在二億九千九百七十九萬二千四百五十八分之一秒的時間內在真空中前進的距離。”
惡 華氏溫標與攝氏溫標
同樣一種溫度，華氏和攝氏表示的數目不同。如人體正常溫度為攝氏37度，在華氏卻是98.6度。那麼，華氏溫標和攝氏溫標究竟有何不同呢？
1712年，德國人華倫海特製成了水銀溫度表，他把雪、水和氯化銨的混和溫度定為0度，把冰融化的溫度定為32度，這就是華氏溫標(°F)。
1742年，瑞典人攝爾西斯把冰融化定為100度，水沸騰定為0度。8年後，德國人把此規定倒了過來，即融冰為0度，水沸騰為100度，這就是我們常用的攝氏溫標(°C)。
為什麼油桶多是圓柱形的
油桶、水桶、熱水瓶、罐頭等盛液體的容器，以圓柱形居多。因為一個麵積為100平方厘米的正方形的周長是40厘米，同樣麵積的正三角形的周長是大約46厘米，而同樣麵積的圓的周長隻有35.4厘米。同樣道理：在裝同樣體積的液體容器中，如果容器的高度一樣，那麼，側麵所需的材料就以圓柱形的容器最省。這就是把油桶、水桶、熱水瓶等做成圓柱形的原因。
助聽器
1819年，英國倫敦的賴因公司為葡萄牙國王研製成了一個助聽器，這個助聽器要算是世界上最大的助聽器。盡管後來人們發明的助聽器五花八門，但聾人總希望助聽器能又小又輕，能戴在耳朵上。貝爾就是在努力研製助聽器時發明電話的。1923年，馬可尼公司研製出一個16磅重的電子管控製的助聽器。後來由於電子管的改進又減輕到4磅，但還是太大了點。到1935年，史蒂文斯製出了第一個重兩磅半，真正可以戴的助聽器。到20世紀50年代，由於晶體管的問世，助聽器遂向全麵微型化發展。現在的助聽器已經非常輕便了，而且效果非常理想。
最早的顯微鏡
1590年，荷蘭眼鏡商人普爾斯哈依的13歲兒子詹森，偶爾發現用兩塊凸透鏡在一定距離觀察物體時，物體顯得格外大。在父親的幫助下，詹森把這兩塊凸透鏡固定在直徑不同的圓筒上，並使小圓筒能在大圓筒內自由滑動，放大率近10倍。這便成了今天顯微鏡的原始雛形。這架具有劃時代意義的顯微鏡，現仍保存在荷蘭的博物館裏。目前的物理顯微鏡已經能夠放大到1500倍左右。放大率更為顯著的電子顯微鏡和紅外線顯微鏡也已麵世。
電子秤的工作原理
在日常生活中，我們經常會見到或用到電子秤。那麼，電子秤又是怎樣稱量物體的呢?電子秤的工作原理可以分為三步：電子秤最關鍵的元件是壓力傳感器，一般應用應變電阻片實現壓力傳感。應變電阻隻要發生很小的形變，它的電阻就會發生顯著的變化。這種薄片狀的應變電阻粘貼在特製的金屬梁上，組成電子秤的壓力應變梁。托盤中放有物體時，物體對托盤的壓力使應變梁的形體發生變化，應變電阻片的阻值也隨之發生變化。這個變化通過特定電路轉化成電壓信號，然後利用模擬—數字轉換電路和數字顯示電路，就可以把被稱量物體的質量數用直觀的數字顯示出來。
暖水瓶的發明
暖水瓶是英國化學家杜瓦發明的。但它最初的目的是用於保存極冷的液體，而不是用於保溫。杜瓦的這種特殊玻璃瓶有兩層玻璃壁，中間抽空了空氣，變成真空。玻璃瓶上塗了銀，熱隻能慢慢地透過真空層，塗銀層還能把熱反射回去。這樣便達到了保“冷”的目的。後來，人們才利用這種熱量不易傳導的特點，更多地將它運用於保溫。
電冰箱的曆史
1822年，英國物理學家法拉第發現，氣態的二氧化碳、氨氣、氯氣在加壓的，會變成液體，壓力減小後又會恢複成氣體，在這過程中伴隨著吸熱與放熱。不久，德國人利用這個現象製成了第一台冷凍機。1834年，美國的帕金斯試製成功了用乙醚製冷的可以連續工作的製冷機。10年之後，美國名醫戈裏研製出一台很原始的冰箱，製出了世界上第一塊人造冰。1930年，美國通用電器公司請工程師米吉萊發表了關於有機氟化物製冷劑的論文，轟動了美國。到了1944年，僅在美國就已經有了45家電冰箱生產廠家，電冰箱開始大踏步地進入了平民百姓的生活。到了20世紀80年代，科學家發現氟化物對臭氧層具有極大的破壞作用。於是綠色環保冰箱就誕生了。近些年，最新一代的智能冰箱和使用模糊控製技術的冰箱正在加緊研製或者已逐步推出。
最早的吸塵器
1901年，英國的橋梁專家布斯從鐵路車輛清掃的試驗中得到啟發，萌生了製造一種能吸收灰塵的裝置的念頭。1902年，布斯在樣機試製成功後，成立了真空吸塵器公司。當時，由於幾乎沒有使用電的家庭，而且吸塵器的價格又貴，因此，布斯的公司並不銷售真空吸塵器，而是采取上門服務的方法。他根據用戶的要求，用4輪馬車裝載由汽油或電動馬達驅動的強力真空泵，停放在用戶家的拴馬柱旁。吸塵土用的是長達200多米的軟管，可以清掃地毯和窗簾，還能把軟管從窗戶拉進二樓，清掃二樓的任何地方。由於吸塵器的噪音太大，甚至連馬路上往來的馬都受驚了，因而招來了別人的投訴。但英國首席裁判官批準，布斯有使用這種機械的權利。
到1905年，美國舊金山的一家公司開始出售世界上最早的家庭用便攜式電動吸塵器。
打字機的發明
英國的亨利·密爾於1714年第一個申請到打字機專利權，但並沒有製造出來。打字機最初是用來幫助盲人寫字的工具。1843年，美國的周爾博獲得專利的打字機，因速度慢而未得到廣泛的使用。1858年打字機有了很大改進。美國的洛斯、素爾、葛裏根三位發明家製造出第一批實用的打字機。1873年又有較完善的改進，已把紙卷入橡膠滾筒，字帶上加墨汁，成了可以移動的台架型，與現代的打字機相近。
惡 “原子”的由來
“原子”一詞起源於希臘。古代的希臘人對他們周圍的世界很感興趣，提出了許多有趣的學說來解釋周圍的事物。有的時候他們解釋對了，但是他們也常常犯錯。例如有兩位希臘思想家認為物質是不能無限製地分割或分解的。如果繼續將物質分裂成越來越小的顆粒，這些顆粒最後會小到無法再分，希臘文的“不可分”是“atomos”，因此這些最小的粒子在英語中就被叫做atoms。其實今天我們知道原子是可以再分裂的。
電子
世界上第一個發現電子的科學家是英國物理學家湯姆生。電子的發現，被科學界稱為19世紀末20世紀初的三大科學發現之一，湯姆生被譽為“電子之父”。
英國物理學家法拉第率先提出了對氣體放電現象的研究，為電學研究指明了正確的途徑。不久，英國物理學家克魯克斯等人發現了陰極射線，使歐洲物理學家的研究達到了高峰，尤其是對陰極射線究竟是由什麼組成的問題，展開了激烈的爭論。以英國物理學家克魯克斯和法國物理學家佩蘭為代表的一派認為，陰極射線是一種帶負電的粒子流；而以德國著名物理學家赫茲和戈爾茨坦為代表的一派認為，陰極射線是一種電磁輻射。這兩種對立的觀點相持爭論了20多年，結果誰也沒有說服誰。
1897年，英國科學促進會最高委員會決定，請當時擔任卡文迪許實驗室主任的湯姆生查明陰極射線到底是什麼東西組成的。湯姆生接受這個光榮而又艱巨的任務後，立即投入了緊張的實驗工作。他設計了一個巧妙的實驗方法，準確地測定了陰極射線微粒流的速度和它的電荷與質量之比（即現稱為電子的荷質比e/m）是一個恒定值，從而證實了電子的存在。當時湯姆生把這種微粒流叫做“陰極微粒”。他證明陰極微粒(即現稱的電子)是帶有一定電荷和具有一定質量的粒子。這種粒子的運行速度是每秒10萬千米；它的質量隻有氫原子質量的1/1840。從此，電子是帶電的不連續性結構的最小粒子的觀點被確認了。電子不再隻是一個概念，而是已被人們發現了的實實在在的物質粒子了。
氧氣的發現
最早對空氣中的氧氣進行研究的是英國倫敦的一個醫生。他推測空氣中含有一種能燃燒的“物質X”。為尋找“物質X”，他做了許多實驗，但始終沒有發現。最早發現並製得“物質X”的是英國人普裏斯特列。
1774年，普裏斯特列做了一個實驗：他把三仙丹這種汞化合物放在玻璃瓶中，用凸透鏡進行加熱，並收集從三仙丹中蒸發出來的氣體。他驚訝地發現：從三仙丹中蒸發出來的氣體不溶於水。把蠟燭火移入這種氣體中，火不但不熄滅，反而更亮；把白鼠移入這種氣體中，白鼠在其中存活的時間，比一般裝有空氣的瓶子長兩倍。普裏斯特列異常興奮，確認這種物質就是所尋的“物質X”——氧氣。
卡路裏
“卡路裏”是熱量的非法定計量單位。它的由來與科學史上一次著名的謬誤有關。
“卡路裏”的叫法早在1798年就已出現，意思是“熱素”。這個英文詞是從拉丁語“熱”轉化而來的。當時，熱素說曾陷入無法解決的矛盾之中。美國學者傑明·湯姆遜在慕尼黑監造大炮時，發現一件怪事：冷鑽頭在冷黃銅炮身上鑽孔，產生了極大的熱，燙得連金屬切屑都變了顏色。由此，他斷定：無中生有的熱素決不可能是一種物質實體。到1857年，德國科學家赫姆霍茨終於建立了關於熱的新學說。他證實：熱不是一種流來流去的物質，而是物體內部分子振動能，它可以與其他種類的能互相轉換。這個新學說很快得到廣泛承認。熱素說被拋棄了，但“卡路裏”作為新學說中熱能的量度單位而被保留下來。物理學家規定：使一克純水溫度升高攝氏1度所需要的熱能為1卡路裏，簡稱“卡路裏”或“卡”。
波爾多液
1878年，歐洲流行一種葡萄霜病毒，不少果園顆粒無收。但是，法國波爾多城一馬路邊的果園裏，卻葡萄滿架，碩果累累。波爾多大學教授米拉特為此訪問了該果園的工人，工人說：由於怕過路人偷摘葡萄，就在葡萄上噴了石灰水和硫酸銅，噴後藍白相間，似乎葡萄害了病，行人就不再偷吃了。米拉特根據這個情況，認定這個果園的葡萄幸免其害，可能與石灰、硫酸銅有關，便深入進行研究，終於在1885年研製成功了具有強烈殺菌能力的殺菌劑，這就是波爾多液。
X射線
1895年，德國物理學家倫琴首先發現了X射線。剛開始，由於對它的本質不了解，就稱它為X射線。它是一種波長很短的特殊電磁波，能穿透人體。
合成橡膠
合成橡膠是與天然橡膠相對而言的。天然橡膠由橡膠樹分泌的汁液加工而成。而合成橡膠是以異戊二烯為原料，使其發生加聚反應而製成的性質近似於天然橡膠的材料。目前產量最大的合成橡膠是丁苯橡膠，其英文縮寫名為SBR，它最早於1933年發明，德美兩國於1937～1944年先後投入工業化生產，其產量已占合成橡膠總產量的一半。它在耐油、耐老化、耐腐蝕等方麵都優於天然橡膠，主要用於製作汽車輪胎、膠管、運輸皮帶、膠鞋和雨衣等。
不鏽鋼
不鏽鋼的主要成分是鐵元素和鉻元素，還有為改變其性能而摻入的其他元素。這種鐵鉻合金，實際上在19世紀就由包括法拉第在內的許多科學家研製成功，隻是他們製取的合金都不是鋼。
最早認識不鏽鋼的抗腐蝕性的是德國人，然而不鏽鋼的真正發明者要算是英國自學成才的冶金學家布裏爾萊，他在1912年發現了重要的馬氏體合金，並為海軍的槍炮研製出了一種堅硬的、抗腐蝕的、有磁性的不鏽鋼。遺憾的是軍事當局對此沒有多大的興趣。馬氏體不鏽鋼的生產始於1914年，布裏爾萊在1915年獲得了生產不鏽鋼的美國專利。1920年，他的雇主布朗·貝利公司在引進馬氏體不鏽鋼的基礎上研製成功了另一種不鏽鋼——鐵素體合金，這種不鏽鋼既可以熱加工，也可以冷加工。質軟，非常適於製造建築物和汽車上的裝飾物。第三種不鏽鋼是奧氏體合金，它是由古萊和古森研製成功的，但這兩位發明家不知道它的防腐特性，因此這種不鏽鋼的發明，有人將它歸功於德國克虜伯公司研究部的毛雷爾和斯特勞斯，他們在1912年首先生產了這種不鏽鋼。
記憶金屬
記憶金屬指一些金屬合金，就像有生命的生物一樣具有“記憶力”，能準確記憶自己原來的形象。金屬怎麼會有記憶力呢？原來，在一定的溫度範圍內，某些合金的內部具有一種特殊的可逆結構變化。當記憶合金在受到很大的外力作用時，內部的原子可以暫時離開自己原來的位置，被迫遷移到臨近的位置上去，並暫時留在這個位置上，合金也就改變了自己的形狀。如果把這種變了形的合金加熱（用火烤、澆熱水、強光照射等），金屬原子由於獲得了足夠的能量，同時在原結構結合力的作用下，就又重新回到原來的位置上去，也就恢複了原來的形狀。這種金屬記憶現象，最早由美國海軍研究所於20世紀60年代首先發現，他們偶然注意到鎳鈦合金具有記憶能力。至今各國已研製成幾十種有記憶能力的合金，如鈦鈷、金鎘、鈦鐵等。
霓虹燈
當夜幕降臨時，繁華的街市上五光十色的霓虹燈便閃耀起來。可是在白天，那些美麗的霓虹燈不外是一些彎成圖形或字樣的玻璃管。它們為什麼會發出五顏六色的光彩呢？原來，在這些玻璃管中，裝著氖、氬、氦、水銀蒸氣等氣體，當燈管兩端的電極上通電的時候，它們就會放射出不同的色光。氖放紅橙光，氬放豔藍光，氦放桃紅光，水銀蒸氣放綠紫光。這些氣體如按不同比例混和，便能得到任意顏色的光。霓虹燈的奧秘就在於此。
世界上第一盞霓虹燈是在1910年由法國化學家克勞德發明的，當時燈裏填充的是氖氣，所以霓虹燈的英文名是“neon lamp”意即“氖燈”。
放射紅光的霓虹燈，不僅美麗動人，它的透射力也很強，可以穿過濃霧，因此這種燈常用做機場、港口、水陸交通線上的指示燈，以確保交通安全。
液晶
液晶是一種現代物理新型材料。它既具有液體的流動性和連續性，同時也具有晶體的一些光學特性，可以說是固態、液態、氣態之外的第四種物態。人們常見的電子手表和電子計算器上的顯示元件便是用液晶製成的。1888年，澳大利亞科學家首次合成一種介於液體和固體之間的化合物。後來，德國物理學家把它命名為液晶。液晶自被發現以後，人們並不知道它有什麼用途，直到1968年，它才成為電子工業上的重要材料。目前已經發現或人工合成的液晶材料有5000多種。液晶對來自外界的力、熱、聲、光、電、磁等反應極為敏感。正常情況下，液晶的分子排列有序，因而清澈透明。當加上直流電場以後，分子的排列被打亂，有一部分液晶顏色變深而不透明，因而能顯示數字和圖像。液晶顯示不僅清晰，而且所需要的電壓很低，耗電極少。液晶電視便具有超薄、高清晰度、色彩鮮豔、能耗低、輻射小等多方麵的優點。此外，人們還根據液晶會變色的特點，用它來指示溫度、毒氣報警等。
納米技術
納米技術是20世紀90年代誕生的一門嶄新的科學技術。最早提出納米技術設想的是著名物理學家、諾貝爾獎獲得者理查德·費曼。“納米”是一個長度單位，1納米等於十億分之一米。納米技術最重要的應用是在納米尺度內製造具有特異性質的新材料，納米材料與普通材料相比，在機械性能、磁、光、電、熱等方麵都有很大不同。用一層或幾層碳原子厚度的薄層卷成空心“纖維”，外部直徑隻有幾個納米。這種纖維非常輕柔、結實，如果用來做防彈背心可以“刀槍不入”；如果把這種纖維擰成繩子可以從月球上掛到地球表麵而不被自身重量拉斷；由於這種纖維的尖端極易發射電子，可用於製造電子槍，可以製成幾厘米厚的壁掛式電視屏幕；用納米顆粒的粉體製成的火箭固體燃料將產生更大的推力；把普通陶瓷的原料先粉碎成納米尺度的顆粒再壓製成新型納米陶瓷，它能像金屬一樣彎曲和變形，永遠不會破碎。這種納米陶瓷製成的飛機發動機，可以在高溫下正常運轉，飛機可以飛得更高、更快；把金屬納米顆粒製成塊狀金屬材料，不僅強度可以提高十幾倍，還可以具有非常好的彈性；用銅或鋁粉製成的納米顆粒，遇到空氣會燃燒爆炸。
燃料電池
燃料電池是一種連續地將燃料和氧化劑的化學能直接有效地轉換為電能的電化學電池。燃料指常規燃料，即化石燃料及由此得到的衍生物，如氫、肼、烴類、煤氣等液體和氣體燃料，排除了金屬燃料，如鈉等。氧化劑指氧氣或空氣中的氧，排除了非氧氧化劑。19世紀末，熱力學的創立與發展，從理論上指出，燃料電池的發電效率可以不受卡諾循環的限製，因而具有比熱機更高的能量轉換效率的可能性。燃料電池與一般電站相比較，建廠快，如安裝4.8MW電站隻用兩年時間，火力發電站要5年，核電站要10年。適應性強，小功率運轉效率不變。燃料電池的排放物質隻是空氣和水，對環境沒有汙染，因此，燃料電池工作幹淨、安靜，可以建在服務現場，節省了輸變電費用。
超導
在電能輸送過程中，由於導線電阻的存在，而產生熱效應，損耗電能，有時還對設備造成損害。為此，人們特別想找到一種電阻很小的導體用來輸送電能。1911年，科學家發現：溫度降到4.2K(即零下268.8℃)時，水銀會失去電阻，這就是超導現象。具有超導電性的物質叫超導體。使導體電阻突然變為零的溫度叫超導臨界溫度。超導體進入超導狀態時，不僅電阻為零，而且表現出完全抗磁性。因此，超導體具有十分誘人的應用前景。相對於低溫超導，高溫超導的應用可能性更大，現在高溫超導體的臨界溫度已經達到287K。
激光
激光，又叫鐳射。它是在外來力量的作用下，物質中的原子產生受激輻射而形成的不斷加強的光。在自然條件下原子中的所有電子都處於低能量狀態，所發出的光線都是普通光線，像太陽光、燈光等。激光需要由激光器發出。世界上第一台激光器是1960年美國人研製的紅寶石激光器。激光和普通光相比有很多特殊性質：首先激光具有很好的定向性。其次激光的亮度極高，是太陽光的幾百萬倍。第三，激光的顏色極純。第四，閃光時間極短。普通光源的閃光時間最短隻有千分之一秒，脈衝激光的閃光時間可以短至6飛秒(1飛秒為一千萬億分之一秒)。第五，激光頻率極穩定。因此，激光具有許多奇妙的用途：將激光聚焦，能產生幾千度到幾萬度的高溫，可用來加工高熔點、高硬度的材料，醫學上用來做手術刀；可用於精密測量、保密通信；可用做熱核聚變的“點火器”；農業上，經激光輻射的種子會發生遺傳變異；激光可擊毀飛機、導彈和衛星，成為新型武器。總之，激光對物理學、化學、生物學等許多科學技術領域，都有重要影響。
遙感
遙感技術是利用現代化的電子、光學儀器，從高空探測和感知地麵、地下、海底的目標。遙感技術可分為可見光、紅外線、微波等多種。可見光遙感是用特殊的照相機，在高空對地麵進行拍照，不需要實地勘測就能繪製出一套地形、地質、水文圖，不僅效率高，而且質量好。紅外線攝影則是針對夜晚的遙感。微波遙感則適用於雲霧天氣。
粒子加速器
粒子加速器就是用電磁場產生帶電粒子的裝置。它是探索原子核和粒子的性質、內部結構和相互作用的重要工具。粒子加速器可以加速電子、質子、離子等帶電粒子，使粒子的速度達到幾萬千米/秒，甚至接近光速。最初的粒子加速器是1930年前後製成的靜電直線加速器，靠高電壓加速粒子，但是這種加速器製造困難，效果也不理想。後來美國科學家製成一種回旋加速器，直徑不足兩米，被加速的粒子可以獲得2000萬電子伏特的能量。1952年，美國又製成能量達20～30億電子伏特質子同步加速器。1967年，蘇聯建成760億電子伏特的質子同步加速器。1976年西歐十二國建成4000億電子伏特的質子同步加速器。
受控核聚變
受控核聚變是指有效控製核能力釋放的技術。氫彈的爆炸是一種核聚變反應。氫彈爆炸放出的能量是原子彈的好幾倍。1千克核燃料發生聚變反應釋放的能量相當於1萬噸優質煤完全燃燒放出的能量。如此多的能量如果能夠受人控製，使反應緩慢進行，就可以從中得到能源和動力。
核電站
核電站是運用核能發電的大型裝置。核能是原子核結構發生變化時放出的能量。實際應用中的原子能有兩種：一種是重元素的原子核發生裂變反應時放出的巨大能量，另一種是輕元素的原子核在發生聚變反應時所釋放的巨大能量。核能在發現的最初被應用於軍事，現在利用最多的是核電站。從1954年至今，世界上已經有幾百座核電站在運行發電。
等離子體
等離子體是指處於等離子態的物質。物質通常有氣態、液態、固態三種狀態。等離子態則是不同於這三種形態的另一種物質形態。當氣體的溫度升高到幾百萬度時，氣體就成為自由電子和完全赤裸的原子核的混合物。在這種高度電離的氣體中電子和離子所帶的電荷量相同，電性相反，所以係統的整體是電中性的。這種“氣體”和普通氣體的最重要差別在於它能夠傳導電流。物質的這種狀態叫等離子態。在自然界中，以等離子態存在的物質很多，如太陽和其他恒星表麵的氣層、火焰和電弧的高溫部分中的物質等。在實驗室中，電子被加速具有很高的能量後衝擊氣體原子時，也會使氣體電離形成低溫等離子體，發光中的霓虹燈、日光燈中的“氣體”就是這種低溫等離子體。
最大的風車
最大的風車是一架製造於荷蘭名為“戴克低地”的風車。它的翼板對徑為29.18米。1982年，聯邦德國安裝的一架風力發電機，是迄今為止世界上動力最大的風力發電機，它高150米，總功率有3000千瓦。
惡 最大的太陽能電站
世界上最大的太陽能發電設施是美國的哈伯湖太陽能電站。該站位於美國加利福尼亞州，年發電能力為160兆瓦。能夠為附近518公頃的地區提供電能。
磁流體發電
是一種新的發電方式，主要是利用磁場對運動電荷的作用，實現正負電荷的分離。發電的過程是這樣的：首先在高溫下使氣體電離，把中性氣體變成由正負帶電離子構成的等離子體。將等離子體噴入兩塊金屬板之間，同時使兩塊金屬板之間的的空間具有適當方向的磁場。由於磁場對正負離子的作用力不同，使正負電荷分別聚集到兩塊金屬板上。兩塊金屬板上的等量異種電荷使金屬板之間產生一定大小的電壓。這時兩塊金屬板相當於電源的兩個電極，如果連接在電路中就會產生電流。磁流體發電與傳統火力發電方式相比，最大的優點是能量損失少，發電效率比火力發電高20％～25％。另外，磁流體發電後排出的氣體溫度仍然高達1000℃以上，還可以進行再利用，提高能源的利用率。
最早的空調
1902年，英國發明家威利斯·哈維蘭德·卡裏爾設計並安裝了第一部空調係統，因此他被尊為“製冷之父”。該空調的發明緣於美國紐約的一位印刷商，他發現紙的變形是由溫度的變化造成的，從而導致有色墨水失調。卡裏爾於是專門設計了該空調係統。1906年，卡裏爾的該項專利得到注冊。
中央空調
中央空調又稱集中式空調係統，屬於典型的全空氣係統。空氣處理設備(空氣過濾、冷卻、加熱、加濕設備和風機等)集中地設置在空調機房內，經過處理的空氣通過較長的送風管道送入各個空調房間。中央空調常用的形式有全新風式係統和有回風的混合式係統。中央空調係統風道內空氣的流速較低(