Радио
Шрифт:
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
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.
Затем изобретатель заменил звонок в приемнике обычным телеграфным аппаратом. Условные телеграфные сигналы — точки и тире, определенные комбинации которых обозначали те или иные буквы, — стали автоматически записываться на узкую бумажную ленту.
24 марта 1896 года Попов продемонстрировал перед учеными беспроволочную телеграфную передачу. В физическом кабинете Петербургского университета был установлен радиоприемник, а на расстоянии 250 метров от него, в здании университетской химической лаборатории находился передатчик, которым управлял П. Н. Рыбкин. Вот что рассказывает один из очевидцев этого замечательного события профессор О. Д. Хвольсон.
«Передача происходила таким образом, что буквы передавались по азбуке Морзе, притом знаки были ясно слышны. У доски стоял председатель физического общества, профессор Ф. Ф. Петрушевский, имея в руках бумагу с ключом азбуки Морзе и кусок мела. После каждого передаваемого знака он смотрел на бумагу и затем записывал на доске соответствующую букву. Постепенно на доске получились два слова: „Генрих Герц“. Трудно описать восторг многочисленных присутствовавших и овации А. С. Попову…»
Уже в следующем 1897 году дальность действия беспроволочного телеграфа превысила 5 километров. Жизнеспособность радио была доказана.
О ГОЛОСЕ И РАЗГОВОРЕ
Чтобы понять, что такое радио, нужно разобраться в целом ряде физических явлений. Некоторые из них сложны; другие более просты и часто встречаются в повседневной жизни.
Примером такого сравнительно простого явления служит наш обычный разговор друг с другом. Между разговором и связью по радио есть много общего. Сходство двух этих явлений поможет нам понять и усвоить основные принципы радиосвязи.
При разговоре один из собеседников произносит звуки, другой — слушает их. Если говорящий человек приложит руку к горлу, то он почувствует дрожание голосовых связок.
Наблюдая другие источники звука — звучащую струну, рупор работающего громкоговорителя и т. д., — нетрудно обнаружить, что все они колеблются. Стоит прервать эти колебания (например, коснуться струны рукой), как звук исчезнет. Таким образом, звук происходит в результате колебательного движения предметов.
Звуки
Число колебаний тела в 1 секунду называется частотой колебаний. Значит, чем выше частота колебаний источника звука, тем выше и сам звук. Человек может услышать звуки с частотой от 16–20 до 16 000-20 000 колебаний в секунду (эти пределы зависят от индивидуальных особенностей слухового аппарата человека).
Неслышимые звуки с частотой ниже 16–20 колебаний в секунду называют инфразвуками, а с частотой выше 16 000-20 000— ультразвуками.
Как же происходит передача звука на расстояние?
Ударьте по натянутой струне, чтобы она начала колебаться. Колебания струны передадутся воздуху. Частицы воздуха также начнут колебаться, и в нем возникнут попеременные сгущения и разрежения, образующие невидимые волны, распространяющиеся в пространстве.
Подобные волны можно наблюдать на поверхности воды, если бросить в воду камень. Расстояние между гребнями соседних волн (рис. 2) называют длиной волны; она тем больше, чем ниже частота колебаний.
Рис. 2. Схематическое изображение волны.
По мере распространения волна как бы растрачивает свою силу и постепенно затухает. Это происходит в результате трения отдельных частиц воздуха друг о друга. Вот почему с увеличением расстояния звук слабеет.
Наталкиваясь на барабанную перепонку уха, звуковые волны заставляют ее колебаться. Именно поэтому звук можно услышать.
Как показывает опыт, звук может распространяться не только в воздухе, но и в других газах, в жидкостях и твердых телах, например в азоте, керосине, воде, железе. В жидкостях, и особенно в твердых телах, звуковая волна движется даже быстрее, чем в воздухе, и затухает значительно слабее. Приложив ухо к железнодорожному рельсу, можно услышать шум приближающегося поезда задолго до того, как он будет слышен «по воздуху». Измерения показали, что при обычной температуре скорость звука в воздухе равна приблизительно 340 метрам в секунду, в воде — 1450 и в железе — примерно 5000.
А будет ли слышен звук в безвоздушном пространстве? Если поместить электрический звонок под стеклянный колпак, то звон будет слышен довольно хорошо. Но стоит только начать выкачивать из-под колпака воздух, как звон станет слабеть. Если бы воздух удалось полностью выкачать, звона совсем не было бы слышно.
Но существуют волны, которые могут распространяться и в безвоздушном пространстве. Это — применяемые в беспроволочной связи электромагнитные волны.