Наука и Техника

Наука и Техника

История Радио

Изобретение радиосвязи было подготовлено всем ходом предыдущих научных открытий в области практического освоения электро-магнитных волн. Когда речь заходит об изобретении радио, у нас на слуху в первую очередь фамилии нашего соотечественника Александра Попова и итальянца Гульельмо Маркони. Но они, по-сути, лишь усовершенствовали открытия своих предшественников.

Первый же в мире патент на систему беспроводной связи получил 30 июля 1872 года американский врач-дантист Махлон Лумис. А знаете ли Вы, что термин «радио» (от лат. radius, radiare, radio — испускать, облучать, излучать во все стороны) впервые ввел в обращение известный английский физик-химик В. Крукс в 1873 году, т.е. почти за 20 лет до изобретения радио!

На заре «беспроводной радиосвязи»

Об этом и об истории создания первых устройств, как тогда называли, беспроводной связи читайте далее в статье Андрея Голубева.

Интересные факты изобретения радио

     Автор: Андрей Голубев

Сегодня мой профессиональный праздник: 25 апреля (7 мая по новому стилю) 1895 года Александр Степанович Попов на заседании Русского физико-химического общества «продемонстрировал возможность передачи и приема сигнала, посредством электромагнитных волн на расстояние 64 метра с помощью специального переносного устройства, которое реагировало на электрические колебания».

Ну а так как я всю свою сознательную жизнь связал с радио, то я хочу рассказать вам несколько любопытных фактов.

Радио изобрел зубной врач!

Если говорить о радио как о «системе беспроводной передачи информации» (т.е. передатчик и приёмник), то на самом деле, корни уходят глубже: в 1888 году немецкий физик Генрих Герц не только создал искровой передатчик, но и доказал на практике существование электромагнитных волн, создав устройство, которое уже можно было назвать приёмником.

Передатчик и приёмник Герца

А приёмник на когерере, который усовершенствовал Попов, создал английский учёный Оливер Лодж, и 14 августа 1894 года на заседании в Оксфордском университете провёл удачный эксперимент, послав сигнал на расстояние почти 40 метров – по сути, это была первая демонстрация радиосвязи. Сам же когерер был изобретён в 1890 году французом Эдуардом Бранли, но он сам не увидел практического применения своего изобретения…

Приёмник Попова

Стоит отметить важный факт – приёмник Попова, продемонстрированный 25 апреля (7 мая) 1895 года изначально не был приспособлен для приёма телеграфных сигналов – он лишь регистрировал наличие радиосигнала. Попов понимал, что можно сделать и беспроводный телеграф, но как всегда в России его изобретением не заинтересовались и отказали в финансировании, назвав эту идею ересью. Сам же Попов был сильно занят преподавательской деятельностью, и занимался радио лишь в свободное от работы время, покупая материалы за собственные деньги (истинный радиолюбитель тех лет!), поэтому смог усовершенствовать приёмник до возможности приёма телеграфных сигналов лишь спустя 2 года!

В то же время, публикации А.С. Попова привлекли внимание известного итальянского физика Аугусто Риги, который изучал метод радиопередачи Попова. Этими работами под влиянием А. Риги заинтересовался молодой предприимчивый итальянец Гульельмо Маркони, который, пытался повторить в доме своего отца в Болонье опыты Попова. В конце концов, в начале 1896 года он передал осмысленный телеграфный сигнал с крыши лондонского почтамта в другое здание на расстояние 1,6 км.

Приёмник Маркони

По сути, он присоединил телеграфный ключ к передатчику Герца, и телеграфный аппарат к приёмнику, аналогичному приёмнику Попова, и 2 июля 1897 года получил патент на «усовершенствования в передаче электрических импульсов и сигналов в передающем аппарате». Маркони проявил себя гениальным пиарщиком и организатором экспериментов, но весьма слабым теоретиком. Но ему очень хотелось, чтобы его признавали осведомленным специалистом, разработчиком теоретических основ и первооткрывателем неизвестных законов физики.

Однако ещё 10 марта 1891 года сербский физик Никола Тесла сконструировал резонансный трансформатор, позволяющий получать очень высокие напряжения высокой частоты, и высказал мысль о возможности передачи электромагнитной энергии вдоль поверхности земли без проводов. В том же году он запатентовал в США способ надёжного «получения токов, которые могут быть использованы в радиосвязи». В 1893 году Тесла построил первый волновой радиопередатчик, опередив Попова и Маркони на несколько лет.

Но первый в мире патент на систему беспроводной связи получил 30 июля 1872 года американский врач-дантист Махлон Лумис, который в 1868 году продемонстрировал группе американских конгрессменов и ученых работу прототипа линии беспроводной связи протяженностью примерно 22 км! Воздушные змеи поднимали провода на высоту около 190 м. На приемной стороне в провод был включен гальванометр. Когда на передающей стороне провод соединялся с землей, на приемной стороне ток в проводе резко изменялся, вызывая отклонение стрелки гальванометра. В экспериментах Лумиса впервые в радиосвязи были применены высоко поднятые над землей передающая и приемная антенны.

  • Таким образом, первый опыт беспроводной связи произвёл Лумис, даже не зная о существовании радиоволн. Через 19 лет Герц доказал существование электромагнитных волн и сделал первое подобие передатчика и приёмника. Через 6 лет Лодж и Попов на базе трубки Бранли создали более-менее надёжный приёмник электромагнитных волн. Маркони, как предприниматель первый догадался о «практическом использовании радио» для передачи телеграфных сигналов, приспособив передатчик Герца и приёмник Попова к этой задаче. Разработка устройства для надежной генерации радиосигналов и изобретение антенны – заслуга Николы Теслы.

Установление исторической истины, наверное, теперь не так уж и важно. Главное – мир получил уникальнейшее средство коммуникации! Радио послужило мощнейшим стимулом в исследовании и развитии электричества, и стало основой электроники.

А началось всё с ленивого подростка

Шагнём ещё вглубь истории – если говорить о радио, как вообще об «электромагнитных волнах» то фундаментальной основой послужило открытие явления электромагнитной индукции, которую в 1820 году обнаружил датский физик Ганс Христиан Эрстед. Однако история обычно умалчивает, что «отклонение магнитной стрелки, при пропускании электрического тока по проволоке», заметил юноша-лаборант, который был в меру ленив и не убрал с кафедры стрелку компаса, использующуюся в предыдущем опыте. Имя подростка история не сохранила.

В 1831 году английский физик Майкл Фарадей начал серию экспериментов, в которых подтвердил явление электромагнитной индукции, и дал математическое описание этого явления (которое впоследствии стало одним из четырех уравнений Максвелла). Но самое интересное – в ходе опытов он высказал гениальную догадку, что электромагнитные взаимодействия распространяются на расстояние не мгновенно, а с некоторой, пусть и очень большой, скоростью, т.е. по сути, предположил существование электромагнитных волн! Любопытно, что свои слишком смелые для того времени соображения Фарадей не опубликовал, а, запечатав в конверт, передал в Королевское Общество (аналог нашей Академии наук) с просьбой вскрыть его через 100 лет. Лишь в 1930-х гг. мы узнали о его предвидении…

На основе теории электромагнитной индукции, британский физик Джеймс Максвелл также теоретически предсказал существование электромагнитных волн. А в 1861—1865 годах провёл ряд экспериментов и на их основе создал теорию электромагнитного поля, которую сформулировал в виде системы уравнений. Вместе с выражением для силы Лоренца они образуют полную систему уравнений классической электродинамики!

Слово «радио» появилось за 20 лет до его изобретения!

Термин «радио» (от лат. radius, radiare, radio — испускать, облучать, излучать во все стороны) впервые ввел в обращение известный английский физик-химик В. Крукс в 1873 году (для объяснения результатов некоторых химических опытов), т.е. почти за 20 лет до изобретения радио!

Сам Крукс не проводил экспериментов по технике передачи и приема электромагнитных волн, но он был писателем-фантастом допускавшим «бесконтактную биологическую связь между головами людей» и публиковал свои статьи в журналах. Так в 1892 году в статье «Некоторые возможности применения электричества» английского журнала общего профиля, описывая воображаемую приёмо-передающую установку, он широко использовал понятие «радио». Другие заявленные по тексту термины, такие как генерирование, диапазон, чувствительность, избирательность и прочие, также стали потом общеупотребительными. Удивительный пример научного предсказания!

При всем при этом, термин «радио» вначале не был популярен в Европе. Учёные и изобретатели примерно до 1910 года использовали термин «беспроводная связь», ведь в те годы радио было лишь альтернативой проволочного телеграфа.

Когда радио «заговорило»?

Проводной телефон был изобретён Гремом Беллом в 1876 году. (Опять же истинным изобретателем «звука, бегущего по проводам» был итальянец Антонио Меуччи, который подал заявку на изобретение в 1871 году, а Белл украл у него идею. Справедливость была восстановлена в 2002 году.) Так, вот, после изобретения радио, идея беспроводного телефона стала «витать в воздухе».

По сути, передаваемый радиосигнал не нёс в себе полезной информации. Первым, догадавшимся промодулировать радиосигнал, был канадский изобретатель Реджинальд Фессенден, который включил угольный микрофон в разрыв провода антенны искрового передатчика. 23 декабря 1900 года Фессенден провёл успешную передачу речи на расстояние 1 миля, которая, по сути, была первым в мире сеансом звуковой радиопередачи.

Так появилась амплитудная модуляция. Звук был сильно искажённым и непригодным для практического применения, но эта передача показала, что после технических доработок вскоре будет возможно передавать звук с помощью радиосигнала. В дальнейших экспериментах, в качестве источника радиосигнала Фессенден начал использовать альтернаторы – машинные (вращающиеся) генераторы переменного тока, а также построил антенну высотой 128 м!

Антенна передатчика Фессендена. Изображение на почтовой открытке

Вечером 24 декабря 1906 года накануне Рождества Фессенден использовал альтернатор для передачи короткой радиопрограммы, которая включала песню «O Святая ночь» в собственном исполнении на скрипке, а также чтение отрывка из Библии. 31 декабря, в канун Нового года состоялась вторая короткая передача. Основной аудиторией этих передач было неизвестное количество судовых радиооператоров вдоль атлантического побережья. По сути, это был первый опыт радиовещания!

В те годы для приёма использовались детекторные приёмники, а широкие горизонты радиовещания открылись лишь в 1920-е годы – после изобретения триодного усилителя на лампе – радио стало громкоговорящим. Этому предшествовало открытие в 1883 году Эдисоном эффекта «распыления вещества нити накаливания в электрической лампе», которое послужило основой изобретения английским учёным Джоном Флемингом вакуумной электронной лампы (диода) в 1905 году, и в 1906 году лампы-триода американским инженером Ли де Форестом.

Электроная лампа-диод

Откуда пошло слово «радиовещание»?

Само слово «радиовещание» ввёл основатель и преподаватель колледжа беспроводной телеграфии и техники в Сан-Хосе Ч. Херолд. Он построил искровой передатчик, через который начал транслировать речевые и музыкальные программы, которые принимали в основном бывшие и действующие ученики колледжа.

Херолд родился и вырос в фермерской среде, где посев семян на поле в разброс назывался «broadcasting». Антенна передатчика имела круговую диаграмму направленности, т.е. излучала радиоволны во все стороны – то по аналогии с сельскохозяйственным определением, Херолд стал именовать свои трансляции как «бродкастинг» (радиопередача, радиовещание).

Радио, вероятно, самое гениальное открытие 19 века, сильно повлиявшее на уклад жизни людей. Многие открытия сегодня уже перешли в разряд обыденных явлений – цифровые радиорелейные линии связи, беспроводные и сотовые телефоны, системы спутникового радио- и телевизионного вещания, дистанционное управление межпланетными космическими станциями, радиоастрономия, спутниковая навигация GPS. Сегодня ни одна отрасль деятельности человека не обходится без радио.

А такую радиостанцию использую я…

Метки: , , , , , , , , , , ,

Ваш отзыв

наверх Счетчик PR-CY.Rank