История изобретения радио

Как все начиналось

События, которые положили начало изобретению радио, произошли в 1895 году, 7 мая, и могли остаться незамеченным. В Петербурге в ученых кругах Александр Степанович Попов зачитал свой доклад, в котором говорилось о взаимодействии металлических порошков и электрических колебаний.

До этого он долго провод жил опыты по организации радиосвязи. Ещё летом 1890 года изготовил специальный прибор, который мог обнаружить грозу на расстоянии от места измерения. Следя за этим явлением природы, ученый понимает, что если у источника есть достаточная мощность, то обнаружить магнитные волны можно на любом отделении от него. Это и натолкнуло его на мысль о возможности передавать сигналы на большие расстояния не по проводам.

Как источник колебаний он выбирает Герцовский вибратор, а для его возбуждения – катушку Румкорфа. Всю необходимую аппаратуру он изготавливает самостоятельно, взяв за основу приборы предшественников. Инновацией можно считать тот факт, что Попов присоединяет к приборам вертикальный провод – первый прототип антенны, которая полностью меняет все представление об улавливании электромагнитных колебаний. Благодаря этому нехитрому приспособлению возникает связь посредством электромагнитных волн, что лежит в основе современной радиотехники.

Почему же предшественники не смогли изобрести радио? Дело в том, что Попов был не только физиком-теоретиком, но и практиком, экспериментатором, который не боялся пробовать новое. Схему первого во всём мире радиоприёмника он изложил в журнале русского физико-химического общества в 1896 году. Через 3 месяца после выхода статьи в свет он продемонстрировал на практике, как можно передавать сигналы на расстоянии почти четверть километра без проводов.

Схема первого радиоприемника Попова

Стоит сказать и о текстовой радиограмме, которую передавали с помощью аппаратуры, изобретенной Поповым. Сеанс состоялся в 1896 году, 24 марта, в физическом кабинете при Санкт-Петербургском университете. Для демонстрации собрались ведущие ученые-физики того времени, а также руководители Военно-морского ведомства. Ассистент находился в здании напротив на расстоянии 250 м от источника. Он передавал кодированные сигналы. Для их расшифровки использовали вибратор Герца.

Уникальность такого прибора в том, чтобы Попов предусмотрел даже возможность подключать регистрирующее устройство. Самым известным на то время был самописец братьев Ришар и аппарат Морзе. Благодаря им на ленте появлялись знаки. Первая радиограмма состояла всего из двух слов – «Генрих Герц».

Первый радиоприемник Попова

Затем были опыты на кораблях Петербурга. В них Попову удалось достичь дальности радиосвязи сначала 645, а затем и 5000 м. Через 2 года он уже смог принимать сигналы на расстоянии от источника в 11 километров. Это старт серийному производству приборов, сконструированных Александром Поповым.

Слушайте Radio-Top в прямом эфире и в хорошем качестве без регистрации: https://radio-top.com/web/yumor-fm.

Кто первый создатель радио

Ученые всего мира искали способы передачи сигналов на расстояние. Изобретателями радиоприемника по праву считают нескольких претендентов, которые работали одновременно, но никак не были связаны между собой. Эти фамилии многие знают – русский ученый Александр Попов, американец Никола Тесла, итальянский предприниматель . Гульельмо Маркони.

Н. Тесла первым запатентовал свое изобретение, которое использовалось для дальнейшего развития радиосвязи. Он продемонстрировал, как генератор переменного тока производит колебания токов высокой, для того времени, частоты, и метод подавления звука при помощи этих частот. Он первым зафиксировал явление электрического резонанса. Весной 1891 года Н. Тесла получил американский патент на свой инновационный метод.

Уже в 1893 году американский ученый читает лекции и демонстрирует как при помощи резонанс-трансформатора можно передавать электрические сигналы в эфир. Он доказывает, что эту техническую систему можно использовать для беспроводной связи.

Никола Тесла

Российскому физико-химическому сообществу Александр Попов читал доклад весной 1895 года и тогда продемонстрировал усовершенствованный прибор О. Лоджа. Позднее, в 1896 году, русский ученый опубликовал статью в научном издании о создании им в 1895 году прибора приема электромагнитных колебаний на расстояние до 60 м, который в дальнейшем может быть применен для передачи сигналов на большие расстояния.

В марте 1897 года на очередной лекции А. Попов демонстрирует передачу и прием сигнала в стенах здания. Продолжая работу над изобретением телеграфного беспроводного передатчика, уже в декабре того же года русский ученый успешно производит прием сигнала из четырех букв «ГЕРЦ» на расстояние более 250 м от передающей станции. Но А. Попов был практик и не стремился фиксировать свои достижения перед мировым ученым сообществом.

В Италии Гульельмо Маркони так же работает над созданием передачи и приема телеграфного сигнала, и весной 1895 года провел эксперимент передачи сигнала на несколько сотен метров. Летом 1896 года итальянский предприниматель подает заявку на получение патента Великобритании на изобретение своей аппаратуры. В сентябре он успешно демонстрирует прием сигнала на расстояние до 2,5 км. В июле 1897 года Маркони получает патент, оформленный от 2 июня 1896 года.

Гульельмо Маркони

Краткое изложение

Изобретение

Идее беспроводной связи предшествовало открытие «радио» с экспериментами с «беспроводным телеграфом» с помощью индуктивной и емкостной индукции и передачи информации через землю, воду и даже железнодорожные пути с 1830-х годов. Джеймс Клерк Максвелл показал в теоретической и математической форме в 1864 году, что электромагнитные волны могут распространяться через свободное пространство. Вполне вероятно, что первая преднамеренная передача сигнала посредством электромагнитных волн была выполнена в эксперименте Дэвида Эдварда Хьюза в 1880-х годах, хотя в то время это рассматривалось как индукция. В 1886 году немецкий физик Генрих Рудольф Герц доказал, что быстрые изменения электрического тока могут быть спроецированы в пространство в виде радиоволн, подобных свету и теплу.

После обнаружения этих «волн Герца» многие ученые и изобретатели экспериментировали с беспроводной связью, некоторые пытались разработать систему связи, умышленно используя эти новые «волны Герца», некоторые нет. Теория Максвелла показывает, что свет и электромагнитные волны были те же явления на разных длинах волн. Это привело таких «максвелловсих» ученых, как Джон Перри, Фредерик Томас Троутон и Александр Троттер к предположению, что они будут аналогичны оптической сигнализации, и сербского инженера Николу Теслу к мнению об этих волнах как о бесполезных для общения, так как «свет» не может передаваться дальше прямой видимости.

В 1892 году английский физик Уильям Крукс писал о вариантах беспроводного телеграфа на основе волн Герца, а в 1893 году Тесла предложил систему передачи информации и беспроводной энергии.Амос Долби, сэр Оливер Лодж, Реджинальд Фессенден и А. С. Попов были причастны к разработке теории, связанной с передачей и приемом электромагнитных волн для своих собственных теоретических работ или в качестве потенциального средства связи.

За несколько лет, начиная с 1894 года, итальянский изобретатель Гульельмо Маркони построил первую законченную коммерчески успешную систему беспроводного телеграфа на основе переносимых по воздуху волн (радиопередача). Маркони продемонстрировал удобство применения радио в военных и судоходных целях и запустил компанию для развития и распространения радиокоммуникационных услуг и оборудования.

XIX век

Значение и использование слова «радио» развивалось параллельно с достижениями в области связи и может рассматриваться как три отдельных этапа: электромагнитные волны и экспериментирование, беспроводная связь и техническое развитие, радиовещание и коммерциализация. В докладе 1864 года, опубликованном в 1865 году, Джеймс Максвелл представил электромагнитную теорию света с математическими доказательствами, согласно которой свет представляет собой не что иное, как электромагнитные волны. В 1886-1888 годах Генрих Герц провел серию экспериментов, которые доказали существование электромагнитных волн Максвелла, используя частоту, которая позже будет называться радиодиапазоном. Многие изобретатели, инженеры, разработчики и бизнесмены создавали устройства, основанные на собственном понимании этих и других явлений, причём некоторые из них предшествовали открытиям Максвелла и Герца. Таким образом, «беспроводная телеграфия» является плодом научных изысканий целой группы людей, и никого из них нельзя в полной мере назвать изобретателем радио. Однако в то время радиоволны использовались лишь для эффектных лабораторных демонстраций. Коммерциализация радио заняла несколько десятилетий и потребовала усилий многих экспериментаторов.

Маркони выходит на сцену

Древний университетский город Болонья любит похвастаться своей атмосферой, идеально подходящей для таких изобретателей как Маркони-её самого знаменитого сына. Даже сегодня радиооператоров называют в Италии — марконисти.

С детства его интересовало электричество. Работая с ведущими учёными он набирался знаний, необходимых для его изобретений. Он никогда не достиг бы этого получая традиционное образование. Благодаря матери ирландке дети говорили по-английски также бегло как и по-итальянски. А ещё Гульельмо играл на пианино.

В двадцать лет на каникулах он прочёл статью об экспериментах немецкого физика Генриха Герца и поставил перед собой цель добиться передачи сообщений с помощью электромагнитных волн. Искра проскакивает между двумя проводами под напряжением. Она излучает электромагнитную радиацию и вызывает вторую искру в приемнике. Излучение распространяется во все стороны как световые волны. Это явление лежало в основе работ Герца.

В то же время Александр Попов ставил опыты с атмосферным электричеством. Он создал стержневую антенну для прибора, предупреждающего о грозах. Во Франции Эдуард Бранли изобрел когерер — более эффективный вид приемника. Он состоит из трубки с железными опилками. Они сплавлялись при получении сигнала и замыкали цепь.

Маркони добавил в прибор ключ, который снова разделял опилки, готовя их к следующему сигналу.

Он работал как одержимый на верхнем этаже, в доме своих родителей. Отец считал его занятие пустой тратой времени, но мать верила в него и даже носила ему еду в лабораторию.

Попов и Маркони относились к радио совершенно по-разному

Попов был современником Маркони, однако они разрабатывали свою аппаратуру независимо, не зная друг о друге. В точности определить первенство сложно из-за неадекватного документирования событий, спорных определений того, что считать радио, и национальной гордости.

Одна из причин, по которой в некоторых странах первенство отдают Маркони, заключается в том, что он был больше осведомлён о тонкостях интеллектуальной собственности. Один из наилучших способов сохранить за собой место в истории – зарегистрировать патенты и вовремя опубликовать свои открытия. Попов этого не делал. Он не подавал заявку на патент для своего детектора молний, и официальных записей о его демонстрации, проведённой 24 марта 1896 года, не существует. В итоге он забросил разработку радио и занялся недавно открытыми рентгеновскими лучами.

Маркони же подал заявку на патент в Британии 2 июня 1896 года, и она стала первой заявкой из области радиотелеграфии. Он быстро собрал инвестиции, необходимые для коммерциализации своей системы, создал крупное промышленное предприятие, и поэтому во многих странах за пределами России считается изобретателем радио.

Хотя Попов и не пытался коммерциализировать радио с целью передачи сообщений, он видел его потенциал в использовании для записи атмосферных возмущений – как детектора молний. В июле 1895 года он установил первый детектор молний в метеорологической обсерватории Лесного института в Санкт-Петербурге. Он был способен обнаруживать грозы, идущие на расстоянии до 50 км. Второй детектор в следующем году он установил на Всероссийской мануфактурной выставке, проходившей в Нижнем Новгороде, в 400 км от Москвы.

Через несколько лет после этого часовая компания Hoser Victor в Будапеште начала производство детекторов молний на основе разработок Попова.

Кратко о первых опытах использования радио

Первые положительные результаты от внедрения радиосвязи во флоте не заставили себя долго ждать. Ноябрь 1899 года. На мель в Финском заливе садится броненосец «Генерал-адмирал Апраксин». Терпящий бедствие корабль был замечен с оснащенного радио установкой броненосного крейсера «Адмирал Нахимов», откуда сразу же передали информацию о происшествии в Санкт-Петербург. Своевременно вышедшие на помощь корабли спасли терпящий бедствие броненосец.

Пару месяцев спустя там же, на Балтике, оторвало и унесло в открытое море льдину, на которой было 50 рыбаков. Дрейфующая льдина была замечена, и по радио был послан сигнал бедствия, благодаря чему рыбаков спасли. Радиоаппаратура Попова была стабильной и надежной, за что изобретателя наградили денежной премией в размере 33 тысячи рублей, огромной по тем временам суммой.

Первое боевое применение радиосвязь получила в годы русско-японской войны, активно применяемая флотами обеих враждующих государств. Тогда же впервые было использовано глушение связи противника путем забивания передачи информации массой посторонних бессмысленных сигналов. По некоторым данным, этим впервые воспользовались моряки Владивостокской бригады броненосных крейсеров во время одного из боев с японскими кораблями.

Эффект радиолокации также впервые был обнаружен российскими специалистами. Его заметили во время одного из сеансов испытаний радиосвязи, когда между кораблем-передатчиком сигнала и приемником случайно проплывал миноносец.

По сути своей, аппаратура беспроводной связи, разработанная А.С. Поповым совместно со своими ассистентами, а также методика ее применения совершили коренной переворот в жизни современной цивилизации. За заслуги перед человечеством ЮНЕСКО объявил 1995 год Всемирным годом радио, а день 7 мая – Днем радио.

Преподаватель Минного класса

В 1883 году Попов закончил университет. Он мог остаться работать там, но выбрал другой путь. В Кронштадте в то время был Минный офицерский класс, который представлял собой единственное в России учебное заведение, где было хорошо поставлено преподавание электротехники. В 1883 году Попов переехал с молодой женой в Кронштадт и начал работать ассистентом по кафедре электротехники.

Попов внимательно следил за литературой и как только находил описание нового опыта, сразу же повторял его. Если опыт заслуживал внимания, то после серьезной проверки в кабинете Попов показывал его слушателям на лекции. Но он не довольствовался опытами, описанными в учебниках и журналах, и придумывал свои — остроумные и наглядные. Во всем, что касалось конструирования, он мог обходиться без посторонней помощи. Он хорошо изучил ремесла: токарное, столярное, стеклодувное.

Во всем, что касалось конструирования, он мог обходиться без посторонней помощи. Он хорошо изучил ремесла: токарное, столярное, стеклодувное

В Петербурге он познакомился с молодым ученым Петром Николаевичем Рыбкиным и пригласил его на службу в Минный класс. Рыбкин стал ближайшим помощником Попова.

В конце 1880-х и начале 1890-х годов в научной и инженерной среде широко обсуждались работы Герца, который занимался исследованием электромагнитных волн с помощью двух приборов: источника электромагнитных колебаний — вибратора и приемника колебаний — резонатора. Прием сигнала фиксировался по наличию электрического разряда в разрыве резонатора. Герц установил, что его резонатор улавливает электромагнитные волны на расстоянии двух-трех шагов от их источника — вибратора. Он постоянно совершенствовал свои приборы и достиг расстояния десять метров. Фактически Герц был очень близок к изобретению радиотелеграфа. Английский физик Вильям Крукс на страницах одного журнала спрашивал: «Нельзя ли с помощью лучей Герца устроить телеграф без проводов и телеграфных столбов?» Но Герц не обратил внимания и на этот вопрос. А в 1894 году он умер.

Опыты Герца, ставшие классическими, повторяли во всем мире. Профессор Петербургского университета Николай Григорьевич Егоров точно скопировал приборы Герца и устроил их демонстрацию в Физическом обществе.

Попову были хорошо известны работы Егорова. И уже в 1889 году Попов принялся совершенствовать приборы Герца.

Осенью 1894 года в одном из номеров английского журнала Electrician появилась статья физика Оливера Лоджа под названием «Творение Герца». Автор сообщал, как ему удалось усовершенствовать герцовский резонатор, воспользовавшись вместо обычного проволочного круга стеклянной трубкой с металлическими опилками.

Эту трубку изобрел ученый Эдвард Бранли совсем для других целей — для исследования сопротивления разных металлических порошков. Он насыпа́л в трубку порошок то одного, то другого металла и, включая трубку в цепь, наблюдал, какое сопротивление покажет стрелка гальванометра.

Однажды во время опытов Бранли заметил, что вопреки привычным показаниям стрелка гальванометра упрямо делала какой-то странный скачок. Бранли перепробовал несколько порошков, и у всех сопротивление вдруг менялось. В конце концов ученый установил причину поведения порошков — в соседней комнате оказалась включенной индукционная катушка, излучавшая электромагнитные волны. Под их воздействием частички металла «склеивались» между собой и сопротивление порошка падало.

Английский физик Вильям Крукс на страницах одного журнала спрашивал: «Нельзя ли с помощью лучей Герца устроить телеграф без проводов и телеграфных столбов?» Но Герц не обратил внимания и на этот вопрос.

Это свойство металлических опилок Лодж решил использовать и применить трубку Бранли в качестве резонатора. С помощью этой трубки Лоджу удалось обнаружить такие слабые волны, которые не мог уловить обычный резонатор Герца.

Но и у нового резонатора обнаружился недостаток, притом весьма существенный: трубку с опилками каждый раз надо было встряхивать. Как только электромагнитные волны «склеивали» частички металла, сопротивление их падало и, раз изменившись, больше не могло меняться, поэтому Лодж каждый раз встряхивал порошок, слегка ударяя пальцем по стеклянной трубке, которую он назвал кохерер (от латинского cohaerere — «сцепляться»).

Свернул «не туда»

Особой тяги к служению и к гуманитарным наукам в частности Александр никогда не испытывал. Как ни странно, к моменту поступления в училище он даже не знал грамоты. В коллективе других детей никогда не был лидером – имел невысокий рост и был слаб здоровьем.

Всё время учебы он выбирал математику и другие точные науки. Александр редко участвовал в общих играх с детьми, но физикой и математикой занимался с интересом и увлечением.

В 1877 году в Петербурге Александр подает заявление в Петербургский университет, чтобы его допустили к проверочному испытанию – другими словами, вступительному экзамену. Его он сдаёт успешно и зачисляется на физико-математический факультет.

Конечно, для того времени было странно, что сын священника из старинного рода, где все были священнослужителями, вдруг отдает предпочтение математике. Несмотря на то, что одобрения в семье Александр не получает, он продолжает настойчиво идти к своей цели.

Учёба Александра Степановича Попова была продуктивной – он интересовался всем и впитывал знания, как губка. В 1880 году Русское техническое общество создает Электротехнический отдел. В марте этого же года в Санкт-Петербурге открывается Первая электротехническая выставка, куда Попов был приглашён, как сегодня бы сказали, консультантом.

Естественно, перед этим ему пришлось изучить все тонкости электротехнического оборудования того времени. На выставке демонстрировались изобретения для широкой публики, особый интерес вызвали средства связи – телефон Белла, телеграфные аппараты Якоби и Шеллинга. Здесь были представлены практически все достижения в этой области, разработанные к тому времени. На выставке происходит знакомство Александра с учеными-электротехниками В.Н. Чиколевым, П.Н. Яблочковым и другими.

В 1880 году открывается Товарищество электротехники. Его рабочие занимаются освещением улиц, общественных учреждений и садов в Северной столице. Попова зачисляют в штат монтером. Будучи на четвёртом курсе, он ассистирует профессору физики. Благодаря этому к концу обучения он уже имеет не только теоретические знания, но и практические навыки.

Студенты-физики. Александр Попов – третий слева, 1882 год

Александр оканчивает университет в 1882 году, а уже в следующем году защищает диссертацию и получает степень кандидата наук. В 1883 году публикует научную статью. За все достижения Александра оставляют в университете, чтобы он смог подготовиться к получению звания профессора.

С 1883 года он становится преподавателем в Минном офицерском классе. Хорошо оснащенный физический кабинет, обширная библиотека способствуют тому, чтобы и дальше развивать свои познания в электротехнике. Здесь будущий изобретатель радио ведет лекции по гальванизму и высшей математике.

Попов со слушателями своих лекций в Минном офицерском классе

Радиотелефон

В начале лета 1899 года Александр Степанович уехал в заграничную командировку. Морское министерство решило дать заказ на изготовление аппаратов беспроволочного телеграфа фирме Эжена Дюкрете во Франции; кроме того, Попов должен был побывать в заграничных лабораториях и познакомиться с преподаванием электротехники в учебных заведениях.

Рыбкин проводил своего друга и занялся дальнейшим испытанием радиотелеграфа на судах. Программу работ составили сообща, еще перед отъездом Попова за границу.

Однажды на форте «Милютин» Рыбкин и его помощник капитан Троицкий настраивали приемник. С форта «Константин», где находилась их передаточная станция, поступали сигналы. «Мина, мина, мина», — выстукивал телеграфист с форта. Точки и тире заполняли телеграфную ленту, медленно выползающую из аппарата Морзе. И вдруг пошла чистая лента, без единой точки, без единого тире. Рыбкин, надев наушники, принялся искать повреждение. Но никаких неполадок не обнаружил. Однако что такое? В телефоне послышались короткие и длинные сигналы азбуки Морзе.

Рыбкин сразу же оценил все значение этого случайного открытия и срочно отправил Попову в Париж лаконичную телеграмму: «Открыто новое свойство кохерера».

Оказалось, что во время работы передаточной станции истощился аккумулятор и пропала искра. Но радист решил не прекращать связи. Он свел разрядники как можно ближе друг к другу, чтобы получить хоть небольшую искру, и это ему удалось. Но искра была так мала, что ее мощности не хватило для работы аппарата Морзе. А для более же чувствительного прибора — телефонной трубки — ее оказалось вполне достаточно.

Так случайно был открыт новый способ приема радиограмм — прием на слух. Рыбкин сразу же оценил все значение этого случайного открытия и срочно отправил Попову в Париж лаконичную телеграмму: «Открыто новое свойство кохерера».

После возвращения в Кронштадт Попов тщательно проверил все опыты и вскоре сконструировал специальный радиотелефонный приемник. Этот аппарат, снова первый в мире, был запатентован им в России, Франции и Англии.

Броненосец «Генерал-адмирал Апраксин» удалось снять с камней при помощи радиосвязи

Помимо принципиальной важности нового способа приема радиотелефон отличался тем свойством, что, принимая более слабые сигналы, он, следовательно, мог работать на большем расстоянии. С его помощью почти сразу удалось передать сигналы уже на расстояние тридцати километров.. Поздней осенью 1899 года броненосец береговой обороны «Генерал-адмирал Апраксин» направлялся из Кронштадта в Либаву.

В Финском заливе, у берегов острова Гогланд, броненосец, видимо, отклонился от курса и налетел на подводные камни. Он получил пробоины. Оставлять неподвижно застрявший на камнях корабль до весны было рискованно: во время ледохода он мог пострадать еще больше. Морское министерство решило не откладывать спасательных работ, а начать их без промедления. Но тут возникло непреодолимое препятствие: между Гогландом и материком отсутствовала связь. А для работ она была необходима. Тогда-то опять вспомнили об изобретении Попова. На опыты отпустили десять тысяч рублей.

Поздней осенью 1899 года броненосец береговой обороны «Генерал-адмирал Апраксин» направлялся из Кронштадта в Либаву. В Финском заливе, у берегов острова Гогланд, броненосец, видимо, отклонился от курса и налетел на подводные камни. Он получил пробоины. Оставлять неподвижно застрявший на камнях корабль до весны было рискованно: во время ледохода он мог пострадать еще больше. Морское министерство решило не откладывать спасательных работ, а начать их без промедления. Но тут возникло непреодолимое препятствие: между Гогландом и материком отсутствовала связь. А для работ она была необходима. Тогда-то опять вспомнили об изобретении Попова. На опыты отпустили десять тысяч рублей.

Вместе с лейтенантом Реммертом и четырьмя телеграфистами Попов отправился на Финский берег в город Котка, где находился ближайший к Гогланду почтово-телеграфный пункт. Там сразу приступили к постройке радиостанции. К месту аварии броненосца, на остров Гогланд, поехал Рыбкин. И 6 февраля 1900 года Гогланд заговорил. Радиограммы поступали бесперебойно. Попов, Рыбкин и их помощники превратились в заправских телеграфистов.

К весне удалось снять броненосец с камней. Помощь первых радистов была очевидна. Попову «высочайшим приказом» была объявлена благодарность.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий