Радио - Плонский Александр Филиппович. Страница 1
Александр Плонский
РАДИО
ВВЕДЕНИЕ
С давних пор люди мечтали о таком средстве связи, которое позволяло бы практически мгновенно передавать сигналы на большие расстояния.
Когда ученые открыли электричество, стало возможным передавать по проводам условные знаки (телеграф) и живую человеческую речь (телефон). Но телеграф и телефон еще не удовлетворяли многим требованиям человека. Телефон и телеграф нельзя было применять на море, в воздухоплавании и т. д.
А нельзя ли использовать электрические явления для связи без проводов? В конце девятнадцатого века над этим вопросом задумывались многие ученые.
Великий русский ученый Александр Степанович Попов решил применить для связи без проводов быстрые электрические колебания, или электромагнитные волны, распространяющиеся в пространстве со скоростью света (около 300 000 километров в секунду). Существование таких волн теоретически предсказал английский ученый Максвелл, а немецкий физик Герц обнаружил их опытным путем. Однако эти ученые не видели возможности практически использовать новое открытие.
А. С. Попов изобрел беспроволочную телеграфию и телефонию и заложил основы новой отрасли техники, которую в наши дни называют коротким словом радио (это слово по-русски означает излучение).
Владимир Ильич Ленин называл радио газетой без бумаги и без расстояний, считал его делом гигантски важным, мечтал о том времени, когда с помощью радиотелефонии вся Россия будет слышать газету, читаемую в Москве.
И такое время наступило. Осуществились мечты великого Ленина. Радио прочно вошло в нашу жизнь. С помощью радио мы узнаем о всех событиях в нашей стране и за ее рубежами. Радио связывает самые отдаленные уголки страны с ее столицей Москвой. Благодаря радио трудящиеся всего мира знакомятся с жизнью социалистического общества.
Но роль радио не ограничивается связью и вещанием. Трудно найти отрасль народного хозяйства, в которой бы не применялась радиотехника. С помощью радио управляют самолетами и кораблями, «видят» в тумане и в полной темноте, изучают звезды; радиоприборы применяются в авиации, мореплавании, метеорологии, металлургии и многих других областях техники и народного хозяйства.
О том, что такое радио, как оно развивалось, какое место оно занимает в нашей жизни, и рассказывает эта книга.
РОЖДЕНИЕ РАДИО
В 1889 году А. С. Попов присутствовал на очередном заседании Русского физико-химического общества во время опытов с электромагнитными волнами, производимых проф. Н.Г. Егоровым.
Зал заседания был затемнен. На кафедре в тусклом свете керосиновой лампы поблескивали два жестяных рефлектора, наподобие тех, которые применяются в прожекторах. Внутри одного рефлектора на близком расстоянии друг от друга были укреплены два металлических шарика, от которых тянулись провода к источнику электричества. Это был вибратор — прибор, «вырабатывающий» электромагнитные волны. Внутри другого рефлектора также находились два металлических шарика. Они были соединены друг с другом проволочной дугой. Этот прибор предназначался для улавливания электромагнитных волн и назывался резонатором.
Опыт начался в полной темноте. Между шариками вибратора, соединенными с источником электричества, вспыхнула крошечная голубоватая искорка. В тот же момент между шариками резонатора появилась ответная искра. Она была настолько слаба, что участникам опыта приходилось по очереди рассматривать ее через увеличительное стекло.
Искорка в резонаторе порождалась электромагнитными волнами. Резонатор мог действовать лишь на ничтожных расстояниях.
Попов решил создать более чувствительный приемник электромагнитных волн, способный улавливать даже очень слабые сигналы.
В 1894 году было открыто интересное свойство обыкновенных металлических опилок. Если горстку опилок насыпать между двумя металлическими проводами, соединенными с источником электричества, то в такой цепи будет течь чрезвычайно слабый ток. Но как только поблизости возникнет электрическая искра, сила тока резко возрастет.
Способность опилок изменять свое «сопротивление» электрическому току объясняется просто. Опилки состоят из множества мелких крупинок металла. Каждая такая крупинка покрыта тонким слоем окислов — химических соединений металла с кислородом. Окислы проводят ток хуже, чем чистые металлы. К тому же частицы металла в опилках соприкасаются друг с другом лишь в нескольких точках. Площадь соприкосновения мала, поэтому сопротивление электрическому току велико.
Под воздействием электромагнитных волн, возникающих при электрической искре, между крупинками появляются микроскопические искорки, и опилки слипаются в одно целое. Площадь соприкосновения частиц металла во много раз возрастает, и сопротивление опилок току уменьшается. Сила тока, проходящего через опилки, резко увеличивается.
Чтобы вернуть опилки в начальное состояние, нужно слегка встряхнуть их. Тогда они снова рассыплются, и сила тока опять станет ничтожно малой.
При опытах с опилками металлический порошок насыпали в стеклянную трубку, которую А. С. Попов назвал «чувствительной». Чувствительную трубку он и положил в основу своего приемника. Ученый испытывал трубки различной длины и формы, порошки разных металлов. Наконец, он получил прибор, отличавшийся высокой восприимчивостью к электромагнитным волнам.
Оставалось придумать наиболее совершенный способ периодического встряхивания трубки, чтобы она хорошо проводила ток только при облучении электромагнитными волнами. Но как раз в этом заключалась главная трудность, с которой столкнулся изобретатель радио.
Может быть, просто постукивать по трубке пальцем? Такой примитивный способ, естественно, не удовлетворял ученого. Применить специальный пружинный механизм? Сложно и ненадежно.
После долгих поисков А. С. Попов нашел простое и остроумное решение. Пусть сама волна встряхивает опилки!
Для этой цели пригодился обычный электрический звонок. Под воздействием электромагнитных волн трубка начинала пропускать ток, и звонок звонил, как если бы кто-нибудь нажал на кнопку. При этом молоточек звонка ударял по трубке и встряхивал опилки (рис. 1).
Рис. 1. Внешний вид первого радиоприемника А. С. Попова с чувствительной трубкой.
На первых порах А. С. Попов приспособил свой приемник для исследования гроз и назвал его «грозоотметчиком». Молния — сверхмощный радиопередатчик. Ее удары возбуждают в пространстве целые вихри электромагнитных волн. «Грозоотметчик», улавливая отголоски этих вихрей, сигнализировал о приближении грозы, когда она была еще очень далеко.
7 мая 1895 года ученый впервые продемонстрировал свое изобретение. В этот день он выступил на заседании физико-химического общества с докладом под скромным названием: «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям».
Свой доклад, ознаменовавший рождение беспроволочной связи, А. С. Попов закончил пророческими словами:
«В заключение могу выразить надежду, что мой прибор, при дальнейшем усовершенствовании его, может быть применен к передаче сигналов на расстояние при помощи быстрых электрических колебаний…».
День 7 мая, признанный всем прогрессивным человечеством днем изобретения радио, стал национальным праздником советского народа.
Вместе со своим помощником П. Н. Рыбкиным Александр Степанович продолжал работать над усовершенствованием изобретения. Еще при первых опытах ученый заметил, что если присоединить к одному из выводов чувствительной трубки кусок провода, то дальность приема во много раз увеличится. Так была создана антенна — один из важнейших элементов радиосвязи. Присоединяя другую такую же антенну к передатчику, Попов добился нового значительного увеличения дальности.