Приключения радиолуча
Шрифт:
В статье передана обстановка ожидания открытия. Основания были веские. Незадолго до ее публикации был придуман более чувствительный и удобный, чем у Герца, индикатор радиоволн. Сделал его французский физик Эдуард Бранли. В 1890 году он заметил, что мелкие металлические опилки обладают свойством резко менять свое электрическое сопротивление, когда неподалеку от них случался электрический разряд, который, как мы знаем, всегда сопровождается излучением радиоволн.
Бранли собрал лабораторный прибор для обнаружения электромагнитных волн, который назвал радиокондуктором. Так впервые слово «радио» породнилось с электромагнитными волнами.
Прибор содержал стеклянную трубку с двумя металлическими электродами, между которыми были насыпаны металлические опилки, батарею
Справедливости ради следует сказать, что Бранли был далеко не первым, кто заметил необычное свойство железных опилок — изменять свое сопротивление под влиянием электрического разряда, но он сумел придать своему открытию форму законченной конструкции в виде радиокондуктора.
Еще дальше пошел английский физик Оливер Лодж. В 1894 году он опубликовал описание усовершенствованного радиокондуктора Бранли. У него трубочку с опилками встряхивал молоточек электрического звонка, приводимый в движение часовым механизмом. Кстати, Лодж впервые назвал стеклянную трубочку с опилками когерером, от латинского слова «сцепление».
Итак, канун открытия радио. Есть источник радиоволн, есть более или менее их чувствительный индикатор. Идея радиосвязи, как мы видим из статьи Крукса, витает в воздухе. Нужен был человек, который обратил бы все содеянное его предшественниками в новое качество.
И тут в мой разум грянул блеск с высот, Неся свершенье всех его усилий.Наверное, так совершается научное озарение. Правда, из строчек Данте конкретные правила, как совершить научное открытие, вряд ли извлечешь. Творческий процесс по-прежнему загадка, до конца не разгаданная. Поэтому не ослабевает интерес к так называемым творческим лабораториям известных ученых, писателей, композиторов, художников…
Американский математик и педагог Д. Пойя составил что-то вроде общих правил, как делать открытия. Одно из них звучит так: «Не бросайте изучаемого вопроса, пока не иссякла надежда на появление какой-нибудь плодотворной мысли». Видимо, именно этому правилу интуитивно следовал скромный преподаватель физики Минного офицерского класса в сердце русского Балтийского флота, в Кронштадте, Александр Степанович Попов.
Как сотрудник военно-морского технического учебного заведения, Попов прекрасно сам прочувствовал, сколь велика потребность флота в беспроволочной связи. С другой стороны, Александр Степанович воспроизводил опыты Герца в читаемом им курсе и не понаслышке, а «лично» ознакомился со свойствами радиоволн. По свидетельствам современников, «мысль о возможности использовать лучи Герца для передачи сигналов на расстояние» Попов высказывал еще до 1891 года. К этой идее он постоянно возвращался. Да и сама обстановка в Минном классе способствовала поиску. В его стенах не только шла учеба, но и велись серьезные научные исследования и разрабатывались новые образцы техники.
Проводя физические опыты, Александр Степанович убедился, что для сигнализации на небольшие расстояния в качестве передающего устройства вполне подойдет источник радиоволн, которым пользовался Герц, — вибратор с катушкой Румкорфа. Нужно только с помощью какого-либо включателя, например телеграфного Ключа, подсоединять первичную обмотку индукционной катушки к электрической батарее в соответствии с кодом передаваемого сигнала. Дело оставалось за приемником…
Своего рода катализатором послужила статья Лоджа. Попов заинтересовался схемой его приемника, увидел слабые места. Во-первых, нужен надежный когерер, и его удалось создать. И, во-вторых, главное — Попов сумел сделать так, чтобы сама радиоволна автоматически приводила когерер в исходное состояние. Именно радиоволна заставляла стучать молоточек электрического звонка. Здесь Александр Степанович
Как же работал первый радиоприемник? В тот момент, когда приходила радиоволна, сопротивление когерера резко уменьшалось, ток через него увеличивался и становился достаточным, чтобы сработало чувствительное реле и замкнуло более мощную цепь электрического звонка. Молоточек звонка встряхивал когерер и вызывал разрыв цепи. Замыкание и размыкание цепи повторялись, и звонок звенел все время, пока на приемник действовали волны. Как только телеграфный ключ на передающем конце размыкал цепь питания первичной обмотки индукционной катушки, звонок приемника прекращал работать. Включая и выключая передатчик телеграфным ключом, можно было получать на приемном конце звуковые сигналы соответствующей продолжительности и передавать нужные сигналы, например, при помощи азбуки Морзе.
Поскольку в цепи звонка течет довольно сильные ток, в нее можно дополнительно включить телеграфный аппарат и получить автоматически пишущий прием.
Много опытов весной 1895 года провел Александр Степанович Попов со своим ассистентом Петром Николаевичем Рыбкиным в саду Минного класса. К когереру подсоединили антенну: сначала двухметровый медный стержень, несколько позже детские шары подняли в небеса тонкую проволоку. Приемник сразу же стал чутче. Теперь он принимал не только сигналы передатчика, но и сигналы грозовых разрядов. Иногда они забивали приемник. Тогда звонок звонил непрерывно. Как-то Попов записал: «От 1 до 2 часов дня — сплошные звонки…» Так с первых шагов радиотехника столкнулась со своей основной проблемой — помехами. Если бы не было помех — ни естественных, ни искусственных, — не было бы проблем, но и не было бы таких научных дисциплин, как теория информации и оптимальный прием сигналов, статистическая теория радиолокации, без которой не создать современного радара, и целый ряд других научных направлений, смысл которых — обеспечить оптимальное действие в присутствии помех.
Видимо, эти встречи с помехами и привели Александра Степановича к мысли об искусственно создаваемых помехах. Именно он впервые в докладной записке русскому военному ведомству предложил способы ведения разведки и создания радиопомех средствам радиосвязи…
Но это было позже, в 1903 году, а тогда, весной 1895 года, закончив первый этап работ, Попов решает выступить с сообщением о своих опытах перед аудиторией ученых. 25 апреля (или 7 мая по новому стилю) на заседании физического отделения Русского физико-химического общества Александр Степанович продемонстрировал свой «прибор, отвечающий на электрическое колебание обыкновенным электрическим звонком и чувствительный к герцевским волнам на открытом воздухе на расстоянии до 30 сажен».
Всего около 60 метров была дальность первой линии радиосвязи. Так, внешне просто и обыденно, начало свой триумфальный путь великое изобретение. Доклад Попова — одно из примечательнейших звеньев в цепи событий, знаменовавших и итог развития русской культуры XIX века, и наступление нового столетия, новой эпохи. В тот памятный день ему было тридцать шесть лет…
Спустя пять дней, 12 мая, в морской газете «Кронштадтский вестник» было дано первое печатное сообщение об опытах и докладе Попова, а в январской книжке за 1896 год «Журнала физико-химического общества» Увидела свет и статья Александра Степановича о своих Работах. Попов был уверен в будущности радиосвязи. Статью он закончил 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, как только будет найден источник таких колебаний, обладающий достаточной энергией». Статью немедленно перепечатали журналы «Электричество» и «Метеорологический вестник».