Изобретение радио

Оглавление:

1.Введение………………………………………………………………………………………………………………2

2. Предшественники  Попова…………………………………………………………………………………..3

3. Принципы радиосвязи. Излучение и приём электромагнитных  волн………………6

4.  Радио Попова  и патент Маркони………………………………………………………………………12

5. Заключение………………………………………………………………………………………………………..20

6. Список использованных  цитат…………………………………………………………………………..21

7. Список использованных  интернет-ресурсов…………………………………………………….21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

Более ста  лет прошло со дня изобретения  радио. Но и сегодня при обсуждении вопросов национального приоритета оно вызывает немало споров в научной среде. Понятием радио охватывается не только область науки, связанная с изучением физических явлений (радиофизика), но и область технической науки – радиотехники, изучающей структуру и функции соответствующих устройств. Радиофизика является в то же время областью физики. Однако следует иметь в виду, что нет жесткой границы между радиофизикой и радиотехникой. Технический аспект оценки каких-либо устройств в изобретательстве имеет существенное значение, ибо устройство только в том случае становится средством техники, когда оно пригодно для выполнения определенной функции. По этой причине, в частности, не всякое впервые созданное устройство, предназначенное для проведения физических опытов, является изобретением

И сегодня  интерес к установлению истинного  автора изобретения радио не угасает. В России считается, что радио  изобрел известный российский ученый А.Попов, В России считается, на Западе – итальянец Маркони. В энциклопедии «Британика» сказано: «…Александр Степанович Попов, физик и инженер-электрик, считающийся в России изобретателем радио. Очевидно, что он создал первый примитивный радиоприемник – датчик молний (1895), независимо и без знания о современных работах итальянского изобретателя Гульельмо Маркони. Подлинность и значение успешных экспериментов Попова не подвергаются сомнению, но обычно признается приоритет Маркони». Установление исторической истины, наверное, теперь не так уж важно. Главное - мир получил уникальнейшее средство коммуникации.

Целью данной работы является – рассмотрение понятия  радио с разных точек зрения, изучение принципа работы радио и обращение  к личностям изобретателей.  
 
 
 
 

Предшественники Попова

Работам А.С.Попова предшествовала длинная цепь научных открытий ученых многих стран. Великий английский физик Майкл Фарадей ещё в 1831 году создал учение об электромагнитной индукции, ставшее основой науки об электричестве. Более 30 лет спустя, в 1864 году, его соотечественник Джеймс Максвелл, опираясь на это учение, создал теорию электромагнитных колебаний, которой мы пользуемся и сегодня.

Выводы Максвелла  казались сначала просто гипотезой. Однако в 1888 году немецкий физик Генрих Рудольф Герц на опыте доказал  существование электромагнитных волн – лучей Герца, как их тогда называли, и построил первые очень простые приборы, излучавшие эти волны (вибратор Герца) и принимавшие их на расстоянии в несколько метров (резонатор Герца).

А.С.Попов узнал  о работах своего немецкого коллеги  в том же 1888 году и в первой же лекции об опытах герца, которую он прочитал год спустя, сказал, что открытые Герцем лучи могут быть когда-нибудь применены для телеграфирования без проводов. Именно к этому стремился Попов, делая на протяжении следующих семи лет свои опыты. Он использовал в этих опытах достижения других ученых, в частности Э.Бранли.

В 1890 году французский  физик Э.Бранли насыпал в стеклянную трубочку мелкие металлические опилки и получил устройство, способное  обнаружить электромагнитные волны. Обычно эта трубочка не проводила ток. Но когда на опилки попадала электромагнитная волна, они как бы сцеплялись друг с другом, их электрическое сопротивление уменьшалось, и ток через трубочку начинал идти. Если по трубочке постукивали, то сопротивление опилок вновь возрастало, и они снова могли откликаться на электромагнитную волну. Английский ученый Лодж очень удачно назвал трубочку Бранли когерер (от латинского слова «когеренцио», что означает «сцепление»).

Из одних  металлов опилки когерера получались чувствительными, из других – не очень. А.С.Попов добился, что его когерер ощущал электромагнитную волну на расстоянии нескольких десятков метров. Это было большим достижением. Электромагнитные колебания, принятые антенной, попадали на когерер. Он становился проводящим,  и ток от батареи шёл через него в обмотку реле, которое притягивало якорь. Контакт реле замыкался, и теперь уже ток от батареи шёл также и через обмотку звонка. Звонок притягивал свой якорь, молоточек ударял по чашечке, слышался звон. Одновременно контакт звонка разрывал цепь, и ток через звонок прекращался. Поэтому якорь звонка возвращался назад, в прежнее положение, и ударял по когереру, который становился непроводящим. Ток через реле прекращался, якорь его отходил, контакт размыкался, и ток через обмотку звонка больше не шёл. А приемник был снова готов принять электромагнитные колебания. В январе 1896 года в «Журнале Русского физико-химического общества» появилась статья, подробно описывающая действия приемника и его принципиальную схему.

В книгах, изданных за рубежом, изобретателем радио считают Г.Маркони. Маркони действительно много сделал для развития радиотехники,  для широкого применения её, для организации радиосвязи между Европой и Америкой. Некоторые ученые считают, что именно Маркони был первым, кто изобрел радио, а Попову отводят второстепенную роль.

29 мая 1989 года состоялось совместное заседание  секции истории радиотехники  и информатики Национального  объединения историков естествознания  и техники при АН СССР и  Исторической комиссии ЦП ВНТО  РЭС им А.С.Попова по вопросу истории создания радиосвязи. Доклад профессора С.М.Герасимова (1911-1994) соответствовал тексту о работе Попова, изложенному в третьем издании БСЭ. Однако оппонировавший ему к.т.н. Д.Л.Шарле в своем докладе бездоказательно заявил, что Попов изобрел не радио, а только грозоотметчик, в то время как, по его мнению, Г.Маркони усовершенствовал радиопередатчик и создал первое устройство радиосвязи. Он и профессор Н.И.Чистяков выдвинули странное предложение не пользоваться термином «радио» в его нынешнем «бытовом» понимании, означающем радиовещание, радиосвязь и т.д., а отнести его к категориям типа земное притяжение, изобрети которое нельзя.

Участники совещания не приняли этой аргументации, тем не менее Н.И.Чистяков и Д.Л.Шарле  в 1990 году и позже выступали в СМИ с антипатриотической и по сути с антинаучной позиции, утверждая, что в первых опытах Попова «вообще не было передатчика» [1,2], поэтому он и занимался регистрацией гроз.

Но, как отметил  автор информационной теории связи, профессор Л.И.Хромов – значение изобретения и опытов Попова в 1895 году состоит в том, что были созданы почти одновременно два типа радиосвязи: человек – человек и природный объект – человек. Это свидетельствует о большой интуиции и глубокой проницательности русского ученого. Некоторые его соотечественники до сих пор не могут понять, что сигналы, передаваемые волнами Герца, будь они от природного объекта или от другого человека, равноправны по процессу передачи. За прошедшие сто с лишним лет системы радиосвязи типа человек – человек (радиотелефон, радиотелеграф) и типа объект – человек (телевидение, радиолокация) стали равноправными, более того, система телевидения общепризнанна как доминирующая. Действительно, в течение сеанса связи, например, с космическим кораблем, приближающимся к Луне, до Земли доходит устный рассказ космонавта и снимок лунного ландшафта. И если предком «радиоприема» можно считать систему радиосвязи Попова, то «предком» приема картины космического ландшафта – его грозоотметчик.

В последние  годы участились попытки примирить полярные точки зрения на приоритет в изобретении радио. Пишут, что «заслуги А.Попова и Г.Маркони равновелики»[2], что оба они практически одновременно вышли на проблему и решили её [3]. Но ведь Маркони подал предварительную заявку на свое изобретение в июне 1986 года, больше чем через год после публичной демонстрации радиосвязи Поповым! А даты их печатных публикаций разнятся даже на полтора года. Вспомните, что изобретатель телефона А.Белл не на полтора года, а на полтора часа опередил в подаче заявки своего соперника Э.Грея. Однако этого хватило, чтобы изобретателем был признан один А.Белл, и его приоритет никем не оспаривался. О том, что в изобретении радио нет двух лиц, четко сказал академик Л.И.Мандельштам в предисловии к своей книге «Из предыстории радио»: есть один изобретатель радио А.С.Попов, который «первым в мире использование электрических волн для связи превратил в практическую систему радиосвязи» [4].

В России столетний  юбилей радио был отмечен постановление  Совета Министров – Правительства Российской Федерации от 11 мая 1993 года за № 434 «О подготовке и проведении 100-летнего юбилея изобретения радио». В постановлении отмечаются «выдающееся значение этого события для современной цивилизации и приоритет России в изобретении радио».

5-7 мая 1995 года в городе Москва под эгидой ЮНЕСКО прошла юбилейная международная конференция. С докладом на ней выступил президент РНТО РЭС им. А.С.Попова академик  Ю.В.Гуляев. В своем докладе он убедительно изложил историю изобретения радио, отметив роль предшественников А.С.Попова(М.Фарадея, Дж.Максвелла, Г.Герца, Э.Бранли, О.Лонжа), его последователей, самым знаменитым из которых был Г.Маркони и подчеркнув ключевую роль самого А.С.Попова.

Принципы  радиосвязи. Излучение  и прием электромагнитных волн

  Для  осуществления радиосвязи необходимо  обеспечить возможность излучения  электромагнитных волн.

Закрытый  колебательный контур не излучает электромагнитные волны в окружающее пространство. Если колебательный контур состоит  из катушки и двух пластин плоского конденсатора, не параллельных друг другу, то чем под большим углом развернуты эти пластины, тем более свободно выходит электромагнитное поле в окружающее пространство. Предельным случаем раскрытия колебательного контура является удаление пластин конденсатора на противоположные концы прямой катушки. В действительности контур состоит из катушки и длинного провода - антенны. Один конец антенны заземлен, второй поднят над поверхностью земли.

Катушка антенны  имеет индуктивную связь с  катушкой колебательного контура генератора незатухающих электромагнитных колебаний. Вынужденные колебания высокой частоты в антенне создают в окружающем пространстве переменное электромагнитное поле. Со скоростью 300 000 км/с электромагнитные волны распространяются от антенны. Энергия излучаемых электромагнитных волн при одинаковой амплитуде колебаний силы тока в антенне пропорциональна четвертой степени частоты колебаний. Поэтому для осуществления радио- и телевизионной связи используются электромагнитные волны с частотой от нескольких сотен тысяч герц до тысяч мегагерц. Эти высокочастотные волны называют несущими волнами, которые модулируют в простейшем случае звуковой частотой. Процесс наложения колебаний одной частоты на колебания другой называется модуляцией (рис. 75)

Рассмотрим  процесс амплитудной модуляции, состоящий в изменении амплитуды  несущей волны по закону сигнала  низкой частоты.

В электрическую  цепь транзисторного генератора последовательно  с колебательным контуром включают катушку трансформатора. На вторую катушку трансформатора подается переменное напряжение звуковой частоты с выхода микрофона после необходимого усиления.

Переменное  напряжение звуковой частоты, складываясь  с постоянным напряжением источника  генератора, приводит к изменению со звуковой частотой амплитуды колебаний силы тока высокой частоты в контуре генератора.

Амплитуда колебаний тока несущей частоты  изменяется амплитудой тока звуковой частоты. В результате получаются модулированные колебания тока несущей частоты, которые излучаются в пространство (рис. 76). 

Электромагнитные  волны, излученные антенной радиопередатчика, вызывают вынужденные колебания  свободных электронов в любом  проводнике.

Напряжение между концами проводника, в котором электромагнитная волна возбуждает вынужденные колебания электромагнитного тока, пропорциональны длине проводника. Поэтому для приема электромагнитных волн в простейшем радиоприемнике применяется длинный провод - приемная антенна.

Вынужденные колебания в антенне 1 возбуждаются электромагнитными волнами от всех радиостанций. Для того чтобы слушать  только одну радиопередачу, колебания  напряжения не направляют непосредственно  на вход усилителя, а сигналы подают на колебательный контур 2 с изменяющейся собственной частотой колебаний.