История и изобретение радио

День рождения радио отмечается в нашей стране 7 мая. В этот день в 1895 году российский физик Александр Попов осуществил первый в мире сеанс радиосвязи с помощью созданного им радиоприемника. Прошло всего 120 лет - и мы уже не представляем свою жизнь без радио и его продолжений: телевидения, мобильной связи, Интернета, то есть видов связи, основанных на передаче физического (электрического или электромагнитного) сигнала. Попробуем кратко проследить эволюцию технической мысли: от мечты человечества до ее современной реализации.

Сигнальные огни и воздушные змеи

Необходимость передавать информацию на большие расстояния возникла у человечества еще на заре первобытной цивилизации. Поначалу для этого использовали дым костра или отраженный солнечный свет, сигнальные огни или голубиную почту. Этими способами люди обходились на протяжении тысячелетий, вплоть до изобретения флажковой сигнализации (в конце XVIII века) и телеграфа (в 1832 году). Однако со временем передаваемая информация становилась все более сложной, что привело к созданию новых систем.

Британская голубиная почта

Слово «радио» в переводе с латинского radiare означает «излучать, испускать лучи». Основой радио являются электромагнитные волны. Сегодня это известно каждому школьнику, но человечество догадалось об их существовании лишь в конце XVII века - и то смутно. Потребовалось еще два столетия, чтобы английский ученый Майкл Фарадей в конце 1830-х годов, наконец, уверенно заявил об обнаружении электромагнитных волн. Еще через 30 лет другой ученый из Великобритании Джеймс Максвелл закончил построение теории электромагнитного поля, которая и нашла свое применение в физике.

Примерно в это же время американский дантист Малон Лумис (Mahlon Loomis) заявил о том, что открыл способ беспроволочной связи. Сигнал передавался при помощи двух воздушных змеев, к которым были прикреплены электрические провода. Один из них был антенной радиопередатчика, второй - антенной радиоприемника. При размыкании от земли цепи одного провода отклонялась стрелка гальванометра и в цепи другого провода. По утверждениям изобретателя, сигнал передавался на расстояние более 22 км. В 1872 году Лумис получил первый в мире патент на беспроводную связь. Но, к сожалению, документ не содержит детального описания устройств, использованных изобретателем. Чертежи его аппаратов также не сохранились.

В 1880-1890 годы практически одновременно ряд ученых провели успешные эксперименты по использованию электромагнитных волн, применив при этом усовершенствованные элементы. Вот почему сегодня сразу несколько стран претендуют на звание изобретателя радио.

В Германии первооткрывателем способов передачи и приема электромагнитных волн считают Генриха Герца. Он сделал это в 1888 году. Кстати, сами волны длительное время назывались «волнами Герца» (Hertzian Waves).

Усиливающий передатчик Тесла

В США уверены, что заслуга изобретения радио принадлежит Николе Тесле, запатентовавшему в 1893 году передатчик, а в 1895-м - приемник. Кстати, в 1943 году его приоритет перед Маркони был признан в судебном порядке. Это связано с тем, что аппарат Маркони и Попова позволял осуществлять только сигнальную функцию, используя в том числе азбуку Морзе. А устройство Теслы могло преобразовывать радиосигнал в акустический звук. Такую конструкцию имеют и все современные радиоустройства, в основе которых лежит колебательный контур.

Гульельмо Маркони

И все же большинство стран считает создателем первой успешной системы обмена информацией с помощью радиоволн (радиотелеграфии) итальянского инженера Гульельмо Маркони. Он добился этого в 1895 году. Российский физик Александр Попов отстал от него всего на один месяц.

Радио в России

7 мая 1895 года Александр Степанович выступил на заседании Русского физико-химического общества в Санкт-Петербурге с лекцией «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям», на которой, воспроизводя опыты Лоджа c электромагнитными сигналами, продемонстрировал прибор, схожий в общих чертах с тем, который ранее использовался Лоджем. Попов внес в конструкцию усовершенствования: в его радиоприемнике молоточек, встряхивавший когерер (трубку Бранли), работал не от часового механизма, а от радиоимпульса.

Первое радио Попова

Современники Попова признавали, что его конструкция представляла собой прибор, который впоследствии был использован для беспроводной телеграфии. Сам Попов приспособил прибор для улавливания атмосферных электромагнитных волн и назвал его «грозоотметчик».

Устройство Попова отличалось чувствительностью и надежностью. В первых опытах по радиосвязи, проведенных в физическом кабинете, а затем в саду Минного офицерского класса, приемник обнаруживал излучение радиосигналов, посылаемых передатчиком, на расстоянии до 60 м.

В апреле 1896 года опять же на заседании Русского физико-химического общества Попов, используя вибратор Герца и приемник собственной конструкции, передал на расстояние 250 м радиограмму: «Генрих Герц». Таким образом, можно считать, что именно Попов первым сумел продемонстрировать возможность передавать радиосигнал, который нес в себе определенную информацию.

Первые радиостанции в России были заказаны царем у французской компании «Дюкрет». Консультантом при выполнении этих работ был Попов.

К 1917 году радио уже стало средством массовой информации. А вскоре Российское телеграфное агентство стало рассылать информацию подписчикам за установленную плату.

В 1918 году появилась радиостанция «Вестник РОСТА», а с 1921 года стала возможна передача музыки и голосового вещания. В эфире Советского Союза зазвучали стихи призывного характера, сатирические рассказы, а в 1923-м был дан первый радиоконцерт.

Во время Великой Отечественной войны в эфир выходили передачи «Письма с фронта», «На фронт» и сводки от Советского информационного бюро, а 24 июня 1945 года была проведена трансляция Парада Победы на Красной площади.

В 1945 году 7 мая в СССР широко праздновалось 50-летие со дня изобретения радио. В связи с этим правительство страны приняло решение считать эту дату ежегодным Днем радио.

Уже не просто радио

Сегодня День радио - это профессиональный праздник не только тех, кто занимается передачей информации. Непосредственное отношение к нему имеют и те, кто занимается защитой информации, создает устройства радиоэлектронной борьбы (РЭБ), системы навигации и прочее сложнейшее радиоэлектронное оборудование. Перечислить все невозможно, расскажем лишь о трех, самых новых разработках.

В 2014 году для российского YotaPhone была создана система защиты информации при помощи технологии ViPNet. Благодаря этому устройству, смартфон становится недоступен для взлома не только обычным злоумышленникам, но и профессиональным организациям и даже, возможно, спецслужбам других стран.

Из-за массовой компьютеризации и повсеместного внедрения сетевых технологий огромную актуальность приобретают разработки в области кибербезопасности. Под угрозой кибертерроризма находятся сегодня сведения, составляющие государственную тайну, и высокотехнологичные промышленные объекты, глобальные транспортные узлы и пропускные терминалы, системы электронных платежей и интеллектуальные устройства автоматизации. Разработками в сфере кибербезопасности активно занимаются специалисты КРЭТ. Недавно они отправили на экспертизу в Минкомсвязи России новейшие образцы отечественных средств защиты информации (СЗИ). А в 2015 году намерены приступить к организации технологической линейки по их созданию.

И наконец, новый комплекс средств коротковолновой связи для высших звеньев управления Сухопутных войск «Антей», серийное производство которого началось в феврале 2015 года. Он обеспечивает передачу данных на расстояние до 4 тыс. км (полевой радиоцентр) и до 8 тыс. км (стационарные радиоцентры) даже в сложной помеховой обстановке. «Антей» создан специалистами Объединенной приборостроительной корпорации. Подобных разработок в отечественной радиопромышленности не было около 30 лет.

Правообладатель иллюстрации RIA Novosti Image caption Александр Попов и его передатчик (рисунок неизвестного художника)

120 лет назад, 24 марта 1896 года, российский ученый Александр Попов на закрытом заседании Русского физико-химического общества в Петербурге впервые в мире осуществил передачу радиотелеграммы. С помощью передатчика и приемника собственной конструкции он передал набранные азбукой Морзе слова Heinrich Hertz (Генрих Герц).

За титул изобретателя радио с ним соперничают итальянец Гульельмо Маркони, серб Никола Тесла, немец Генрих Герц и британец Оливер Лодж.

Ряд историков утверждает, что убедительно обосновать свое первенство Попову помешал режим секретности, которым он был связан, работая на военный флот.

Другие полагают, что однозначно определить приоритет на одно из главных изобретений человечества невозможно в принципе. Каждый из ученых внес свой вклад. Продолжающиеся по сей день споры свидетельствуют, что идея витала в воздухе, а великие умы мыслят параллельно.

• Как многие русские интеллигенты той эпохи, Александр Степанович Попов вышел из духовного сословия. Его отец был священником, сам он окончил семинарию, но предпочел науку, поступив на физико-математический факультет Петербургского университета.
• Во время создания радио Попов служил в военно-морском ведомстве в качестве преподавателя физики Морского технического училища в Кронштадте и ориентировался в своих разработках на нужды флота.
• Первая в России радиостанция была смонтирована под его руководством в Севастополе. Во время маневров 7 сентября 1899 года с нее была установлена связь с военными кораблями "Георгий Победоносец", "Три Святителя" и "Капитан Сакен", находившимися в 14 км от берега. Место, где находилась станция, получило название "Радиогорка".
• В том же году радиостанции были установлены в Котке (Финляндия) и на новом ледоколе "Ермак". В ноябре 1899 года благодаря радиостанции "Ермака" впервые были спасены люди - группа рыбаков, унесенных на льдине в районе острова Готланд.
• День радио отмечается в России 7 мая (25 апреля по старому стилю). В этот день в 1895 году, примерно за год до первой радиопередачи, Попов прочитал в спортивном зале Петербургского университета лекцию "Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям", где обосновал возможность радиосвязи. 7 мая 1995 года ЮНЕСКО по инициативе России отметила 100-летие радио.
• Профессор физики Технического университета в Карлсруэ Генрих Герц в 1887 году открыл электромагнитные волны, распространяющиеся со скоростью света, провел и описал опыты по их передаче на расстояние без проводов при помощи созданных им генератора и резонатора. Об использовании открытия Герц не думал, заявив: "Это абсолютно бесполезно. Мы всего-навсего имеем таинственные электромагнитные волны, которые не можем видеть глазом, но они есть".
• Никола Тесла, к тому времени работавший в США, в 1893 году в ходе исследований атмосферного электричества изобрел заземленную мачтовую антенну, а впоследствии успешно экспериментировал с передатчиками и приемниками собственной конструкции.
• Оливер Лодж 14 августа 1894 года в Оксфордском университете продемонстрировал передачу радиосигнала из одного здания в другое на расстояние 40 метров. Для практического применения аппаратуру следовало усовершенствовать, но Лодж заниматься этим не стал, уступив пальму первенства Попову и Маркони. Image caption Гульельмо Маркони (1929 год)
• Инженер и изобретатель из Болоньи Гульельмо Маркони занялся конструированием радиопередатчиков и приемников в декабре 1894 года и подал заявку на изобретение 2 июня 1896 года, то есть через два месяца и восемь дней после первой радиопередачи Попова.
• 2 сентября в Солсбери под Лондоном он публично продемонстрировал свою аппаратуру, передав при этом не два слова, а целый текст, и на расстояние в 3 км, то есть в 12 раз дальше, чем Попов.
• Будучи, по его словам, связан режимом секретности, Попов открыто сообщил о своих работах лишь 19/31 октября 1897 года, когда о достижениях Маркони уже знал весь мир, причем и тогда признал их незавершенными. "Здесь собран прибор для телеграфирования. Связной телеграммы мы не сумели послать, потому что все детали приборов нужно еще разработать", - заявил он в докладе в Петербургском электротехническом институте.
• Первая публичная демонстрация передатчика и приемника Поповым произошла 18 декабря 1897 года. Российский патент он оформил лишь в 1901 году, но до самой кончины в декабре 1905 году отстаивал свой приоритет перед Маркони.
• Маркони стал крупным предпринимателем, получил Нобелевскую премию (1909 год) и титул маркиза Итальянского королевства. Попов был избран почетным членом Русского технического общества, получил чин статского советника, орден святой Анны II степени и Большую золотую медаль Всемирной выставки в Париже 1900 года. В 1921 году Совнарком РСФСР назначил его вдове пенсию.
• Многие авторы предпочитают говорить об "изобретении радио Поповым и Маркони". В мире больше знают имя итальянского ученого, в России наоборот. В Большой Советской Энциклопедии 1955 года Маркони вообще не упоминался.

Хронология радио

• В 1897 году Маркони учредил в Британии фирму "The Wireless Telegraph & Signal Company" и построил первую стационарную радиостанцию на острове Уайт, а в 1898 году открыл в Англии радиозавод, на котором работали 50 человек.
• В январе 1898 года мир впервые узнал по радио сенсационную новость - о тяжелом заболевании в его доме в Уэльсе бывшего британского премьера Уильяма Гладстона (телефонный провод был оборван снежной бурей).
• Первый сеанс трансатлантической радиосвязи произошел 14 января 1906 года.
• В апреле 1909 года калифорнийский изобретатель Чарльз Херролд запатентовал технологию, позволяющую передавать по радио не только сигналы азбуки Морзе, но и человеческий голос и музыку, и ввел в обращение термин broadcasting (публичное вещание).
• Количество жертв гибели "Титаника" в ночь с 14 на 15 апреля 1912 года было бы намного больше, если бы корабельная радиостанция не передала сигнал SOS и координаты места катастрофы. Вскоре в США был принят закон, обязывающий все морские суда поддерживать радиосвязь с берегом, а спустя год Международная конференция по охране человеческой жизни на море сделала это правило общемировым.
• 8 ноября 1917 года большевики обнародовали по радио текст Декрета о мире (с помощью азбуки Морзе).
• 27 февраля 1919 года в Нижнем Новгороде состоялась первая в России передача голоса по радио.
• 20 августа 1920 года Эдвард Скрипп получил первую лицензию на открытие частной коммерческой радиостанции в Детройте, работающей поныне.
• В 1924 году Би-би-си начала трансляцию по радио сигналов точного времени.
• В 1930 году компания Motorola выпустила первый автомобильный приемник. Правообладатель иллюстрации ap Image caption Со времен Попова и Маркони техника шагнула далеко вперед
• В 1933 году патрульные полицейские машины в городе Байонне, штат Нью-Джерси, впервые были оснащены двусторонней радиосвязью.
• Участники полярной экспедиции Умберто Нобиле (1929 год) и зимовки на дрейфующих льдах под руководством (1938 год) были спасены благодаря радиолюбителям.
• В 1937 году в США заработала первая радиостанция в диапазоне FM.
• Русская служба Би-би-си 24 марта 1946 года - ровно через 50 лет после первой радиопередачи Александра Попова.
• В 1954 году американская фирма Regency выпустила на рынок первый коммерческий транзисторный радиоприемник.
• Первый спутник Земли, запущенный в СССР 4 октября 1957 года, не нес никакой аппаратуры, кроме двух радиопередатчиков, передававших сигнал "бип-бип" в диапазоне, где его могли ловить радиолюбители.
• В XX веке авторитарные режимы широко практиковали из-за границы. В настоящее время эта практика сохраняется в Китае, Северной Корее, Иране и на Кубе.
• В настоящее время в мире насчитываются свыше 50 тысяч государственных и коммерческих радиостанций и около трех миллионов радиолюбителей, общающихся в коротковолновом диапазоне, а число приемников не поддается учету. Все современные информационные технологии, включая мобильную связь, беспроводной интернет и спутниковую навигацию, имеют в основе изобретения основоположников радио.
• В последние десятилетия радио уступило место главного средства массовой информации телевидению и интернету, но сотни миллионов людей во всем мире продолжают регулярно слушать его, особенно находясь за рулем. В 1984 году группа Queen записала знаменитую песню "Radio Gaga" со словами "Radio, what’s new? Someone still loves you" ("Что нового, радио? Кое-кто любит тебя по-прежнему").
• В начале XX века, по замечанию писателя и историка Бориса Акунина, вера в прогресс была безграничной. Однако развитие науки и техники отставало от социальных реформ, да и не могло решить всех проблем общества и отдельного человека. Разочарование вылилось в известной шутке, приписываемой Илье Ильфу: "Вот и радио изобрели, а счастья все нет!".

Приветствую всех, кто стремится к знаниям! Знаете ли вы, кто изобрёл радио? Конечно, вы сейчас дружно мне ответите: «Тоже мне вопрос! Конечно, Попов!» И я так думала, вернее, была уверена на все 200 процентов. Пока не наткнулась в интернете на многочисленные вопросы, кто был первый. Оказывается, тут есть, о чём поспорить!

План урока:

Кто именно: претендентов много, а радио одно!

Всем хочется быть первым в мире, кому отдадут пальму первенства в изобретении чего-то нового. Особенно остро за это боролись во времена, когда открытия в области разных наук сыпались как из рога изобилия.

Открытие радио неразрывно связывают с исследованием электричества, именно поэтому учёные и путаются, кому отдать победу над радиоволнами, так как в те годы в среде физиков не стремился познакомиться поближе с электропроводимостью разве что ленивый. Считается, что радийная история начинается в 1895 году, но до этого в ней было замечено несколько имён.

В первую очередь, россияне вспоминают Александра Попова. Кому-то известно имя Маркони. Более продвинутые и начитанные могут блеснуть об известных им Тесле, Лодже, Максвелле и Герце. Слышали ли вы про таких изобретателей? А все они могли бы стать учёными, которым принадлежит изобретение радио. Почему?

Фарадей

Его идея об электромагнитом поле стала наиболее важным открытием с эпохи Ньютона. Было это в 1845 году.

Максвелл

Продолжив в 1865 году труды предшественника, он пришёл к выводу, что в электромагнитом поле излучение свободно распространяется со скоростью света. Открытые им электромагнитные волны позднее назвали радиоволнами. Благодаря им и стала развиваться радиотехника, передавая сигналы.

Герц

С помощью сконструированных им в 1887 году приборов – генератора и резонатора электроколебаний он доказал, что электромагнитные волны, предсказанные ранее Фарадеем и Максвеллом, существуют. Его изобретения работали за несколько метров друг от друга, показывая в приёмнике слабую искру.

Именно поэтому изобретателем радио немцы называют Герца. Но идеи учёного не нашли воплощения в жизнь, что дальше делать с радиоволнами, он не знал да и не хотел знать, не придавая опытам особого значения. Ему было достаточно подтвердить правоту предшественников.

Если считать, что радио – это распространяющиеся электромагнитные волны, то можно с уверенностью считать, что именно эта троица его и открыла. Если же считать за радио конкретный прибор, то изобретение можно отдать Герцу.

Бранли

Незадолго до того, как свои опыты начал ставить Герц, французский изобретатель сконструировал устройство, называемое когерер. Сначала его прибор прозвали «трубкой Бранли», так как она представляла собой колбу из стекла, у которой с двух концов были припаяны проводники, а между ними пространство было наполнено опилками.

Это изобретение можно считать первым приёмником радиоволн. Именно поэтому Франция требует признать первым изобретателем радио Бранли. Почему ему не отдали славу? Другие учёные усовершенствовали его прибор и добились наибольших результатов.

Лодж

Физик из Англии в числе первых, кто при собравшейся аудитории продемонстрировал, как передаётся радиосигнал. Состоялось это в 1894 году в Оксфордском университете. При помощи той самой «трубки Бранли», или когерера, он передал на 40 метров послание в виде кодов Морзе.

Но опять парадокс – физик дальше не стал развивать своё изобретение и претендовать на патент. Но став фактически первым, кто собрал цепочку от источника до приёмника, он у британцев стал неоспоримым претендентом на изобретателя радио.

Ландел де Мора

Бразильский учёный занимался опытами с передачей сигнала, но почему-то до 1900 года свои результаты не оглашал. Он получил патент на изобретение в Бразилии и в Америке уже после Маркони и стал пионером передачи по радиоволнам человеческого голоса. Так что признания изобретателем соотечественника требует и Бразилия тоже.

Тесла

Сербский учёный, отдавший большую часть жизни Америке, не прошёл мимо радио. Больше его, конечно, интересовала передача без проводов энергии, а не информации, но в области радиотехники он тоже преуспел. Именно ему принадлежит мачтовая антенна, которая потом стала незаменимой частью для устройств Попова и Маркони.

Более того, в 1893 году он продемонстрировал принцип, как работает радиосвязь. Так что Балканы и Америка часто называют изобретателем радио именно Теслу.

Боше

Работавший в Индии бенгальский изобретатель исследовал радиоволны на примере опытов Лоджа. В отличие от других учёных он увлёкся волнами определённой длины, изучение которых возобновилось лишь по прошествии 50 лет, а некоторые его открытия использует микроволновая радиосвязь до сих пор.

А что делала на весь мир известная русско-итальянская парочка?

Если про изобретателей, про которых мы рассказали выше, известно мало, но они приложили свою руку к появлению радио, создав платформу, то вот тема радиосвязи напрямую связана с именами Попова и Маркони.

Именно между ними возник спор, кто был первый. Чем они занимались, когда другие активно работали, и почему именно с ними связывают открытие радио?

Работая в разных уголках земного шара, и тот, и другой сделали приблизительно одно и то же. Они добавили к изобретённым приборам Герца антенну и заземление. Кроме того, оба в приёмник поместили изобретённый Бранли когерер и заполнили его обнаруженным Лоджем металлическим порошком. В общем, собрали то, что было открыто до них и по причине разрозненного существования всех элементов не применялось на практике.

Кто раньше это сделал – спорят до сих пор. Когда это было? В 1895 году 7 мая Попов показал свой прибор с антенной – датчик молнии, названный им громоотводом, а чуть позже, в 1896 году, продемонстрировал передачу радиосигнала между зданиями университета в Петербурге. В 1900 году под его руководством построили радиостанцию, которую использовали в военных целях.

Маркони первым передал радиосигнал через всю Атлантику, запатентовав своё изобретение к июню 1896 года, тем самым опередив российского учёного. При этом в основе его изобретения лежали чертежи приёмника Попова. Построенная им корпорация внедрила использование радиосвязи сначала в военные ряды, а потом и в мирную жизнь. Вот поэтому и стали его считать первым в мире, кто изобрёл радио.

Как теперь понятно, отдать кому-то приоритет на одно из изобретений человечества трудно. Многие учёные внесли свои вклады в развитие радиосвязи. Некоторые историки полагают, что стать первым без оглядок на кого-либо Попову помешала военная тайна – режим секретности военного флота, на который он работал, не давал возможности оглашать полученные результаты. Было ли это так на самом деле, навсегда для нас останется неизвестностью.

А вообще, многие авторы предпочитают не спорить и сегодня говорят об изобретении Попова-Маркони, тем самым как бы разрешая спор, которому более ста лет.Тем не менее, будучи патриотами, мы ежегодно празднуем День радио именно 7 мая, веря, что именно наш соотечественник подарил всем нам радиочастоту.

Знаете ли вы, что?! Сегодня в мире более 50 тысяч радиостанций, больше, чем три миллиона радиолюбителей, которые умеют общаться на коротких радиоволнах, а приёмников и того больше, их не сосчитать! И мобильная связь, и спутники несут в себе изобретения основоположников радио.

На сегодня всё. Успехов вам на школьных волнах!

Не забудьте подписаться на новости блога и вступить в нашу группу «ВКонтакте» .

В России одним из первых занялся изучением электромагнитных волн преподаватель офицерских курсов в Кронштадте Александр Степанович Попов. Начав с воспроизведения опытов Герца, он затем использовал более надежный и чувствительный способ регистрации электромагнитных волн.

7 мая 1895 г. на заседании Русского физико-химического общества в Петербурге А. С. Попов продемонстрировал действие своего прибора, явившегося, по сути дела, первым в мире радиоприемником. . Ныне он ежегодно отмечается в нашей стране.

Как же происходило изобретение радио Поповым?

В качестве детали, непосредственно “чувствующей” электромагнитные волны, А.С. Попов применил когерер (от лат. - “когеренция” - “сцепление”). Этот прибор представляет собой стеклянную трубку с двумя электродами. В трубке помещены мелкие металлические опилки.

Действие прибора основано на влиянии электрических разрядов на металлические порошки. В обычных условиях когерер обладает большим сопротивлением, так как опилки имеют плохой контакт друг с другом. Пришедшая электромагнитная волна создает в когерере переменный ток высокой частоты. Между опилками проскакивают мельчайшие искорки, которые спекают опилки. В результате сопротивление когерера резко падает (в опытах А.С. Попова со 100000 до 1000 - 500 Ом, то есть в 100-200 раз). Снова вернуть прибору большое сопротивление можно, если встряхнуть его. Чтобы обеспечить автоматичность приема, необходимо для осуществления беспроволочной связи, А.С. Попов использовал звонковое устройство для встряхивания когерера после приема сигнала.

Срабатывало реле, включался звонок, а когерер получал “легкую встряску”, сцепление между металлическими опилками ослабевало, и они были готовы принять следующий сигнал.

Чтобы повысить чувствительность аппарата, А.С. Попов один из выводов когерера заземлил, а другой присоединил к высоко поднятому куску проволоки, создав первую приемную антенну для беспроволочной связи. Заземление превращает проводящую поверхность земли в часть открытого колебательного контура, что увеличивает дальность приема.

Хотя современные радиоприемники очень мало напоминают приемник А.С. Попова, основные принципы их действия те же, что и в его приборе. Современный приемник также имеет антенну, в которой приходящая волна вызывает очень слабые электромагнитные колебания. Как и в приемнике А. С. Попова, энергия этих колебаний не используется непосредственно для приема. Слабые сигналы лишь управляют источниками энергии, питающими последующие цепи. Сейчас такое управление осуществляется с помощью полупроводниковых приборов.

Труд Попова

А.С. Попов продолжал настойчиво совершенствовать приемную аппаратуру. Он ставил своей непосредственной задачей построить прибор для передачи сигналов на большие расстояния.

Вначале радиосвязь была установлена на расстоянии 250 м. Неустанно работая над своим изобретением, Попов вскоре добился дальности связи более 600 м. Затем на маневрах Черноморского флота в 1899г. ученый установил радиосвязь на расстоянии свыше 20 км, а в 1901 г. дальность радиосвязи была уже 150км. Важную роль в этом сыграла новая конструкция передатчика. Искровой промежуток был размещен в колебательном контуре, индуктивно связанном с передающей антенной и настроенном с ней в резонанс. Существенно изменились и способы регистрации сигнала. Параллельно звонку был включен телеграфный аппарат, позволивший вести автоматическую запись сигналов. В 1899 г. была обнаружена возможность приема сигналов с помощью телефона. В начале 1900 г. радиосвязь была успешно использована во время спасательных работ в Финляндском заливе. При участии А. С. Попова началось внедрение радиосвязи на флоте и в армии России.

Продолжая опыты и совершенствуя приборы, А.С. Попов медленно, но уверенно увеличивал дальность действия радиосвязи. Через 5 лет после постройки первого приемника начала действовать регулярная линия беспроволочной связи на расстоянии 40 км. благодаря радиограмме, переданной по этой линии зимой 1900г. , ледокол “Ермак” снял со льдины рыбаков, которых шторм унес в море. Радио, начавшее свою практическую историю спасением людей, стало новым прогрессивным видом связи XX в.

За границей усовершенствование подобных приборов проводилось фирмой, организованной итальянским инженером Г. Маркони. Опыты, поставленные в широком масштабе, позволили осуществить радиотелеграфную передачу через Атлантический океан.

Кандидат технических наук Д. МЕРКУЛОВ.

После публикации в журнале статьи, посвященной 110-летию изобретения радио (см. "Наука и жизнь" № ), в редакцию пришло письмо читателя, в котором он высказал упрек в том, что среди ученых и инженеров, внесших основной вклад в появление и развитие радиосвязи, не упомянут выдающийся электротехник Н. Тесла.

Н. Тесла около созданной им спиральной катушки "резонанс-трансформатора".

Наука и жизнь // Иллюстрации

"Резонанс-трансформатор" Теслы не сохранился, но по схеме (а) и описанию прибора удалось с помощью компьютера воссоздать его внешний вид (б) с размерами в сантиметрах.

Титульный лист заявки Г. Маркони 1896 года. В начале упоминается о передаче электромагнитных колебаний по воздуху, воде, земле. В исправленной заявке 1897 года указывается только одна среда распространения радиоволн - эфир.

СОПЕРНИК ЭДИСОНА

Американский инженер сербского происхождения Никола Тесла (1856-1943) по числу изобретений мирового значения мог бы конкурировать с Т. А. Эдисоном. Кстати, одно время они работали вместе, но затем разошлись - Эдисона привлекали только те области техники, где можно было извлечь материальную выгоду, а Теслу в первую очередь интересовали проблемы, которые трудно решить. Еще в 1891 году он разработал электрическую схему и сконструировал устройство, названное им "резонанс-трансформатором" и предназначенное для передачи на расстояние электрической энергии без помощи проводов. По сути - это высокочастотный автогенератор, вырабатывающий электрическое напряжение амплитудой до нескольких миллионов вольт. Тесла предложил несколько вариантов генератора, отличающихся рабочими частотами и величиной полезного сигнала. Общим же во всех конструкциях было наличие выходного трансформатора, состоящего из двух катушек с индуктивной связью без сердечника. Первичная обмотка трансформатора была намотана из нескольких витков толстого провода, и, чтобы во вторичной обмотке получить высокое напряжение, она содержала тысячи витков. Первичная обмотка через разрядник подключалась к конденсатору, заряжаемому от катушки Румкорфа, а позже - от сетевого трансформатора до нескольких тысяч вольт. При разряде конденсатора через искровой промежуток возникал мощный электромагнитный импульс, который можно было принять на довольно большом удалении от генератора. Частота генератора зависела в основном от параметров (R, L, C) входной цепи трансформатора, а в качестве нагрузки выступали антенна и заземление.

Сам Н. Тесла не предполагал использовать "резонанс-трансформаторы" для беспроводной связи. Он собирался с их помощью передавать на большие расстояния электроэнергию, используя электромагнитные волны частотой в сотни килогерц. несколько позже он даже признавался финансировавшему некоторые его работы банкиру Дж. Моргану, что его больше интересует беспроводная передача энергии на большие расстояния и меньше - решение вопросов связи, хотя идею "телеграфа без проводов" он не отвергал и понимал, что ее можно реализовать путем переноса электромагнитных колебаний. В сентябре 1897 года Н. Тесла начал оформление патента (№ 645576, США) на приемопередающее устройство, дистанционно управляющее атакующим плавающим аппаратом (например, торпедой). Несколько позже он демонстрировал его в действии на выставках.

Определенно можно утверждать, что радиотехника как наука появилась с первыми работами Н. Теслы. Для огромного парка радиоаппаратуры до сих пор в соответствии с его идеями разрабатывают высокочастотные генераторы и волновые радиопередатчики.

АУ, ИНОПЛАНЕТЯНЕ!

Несомненно очень талантливый инженер, Н. Тесла в то же время часто впадал в мистику. Так, одно время ему казалось, что он общается с представителями инопланетного разума. Однажды, в начале ХХ века, ему якобы удалось принять сигналы с планеты, вращающейся вокруг далекой звезды.

Интересно, что позже вполне рационально мыслящие люди потратили массу усилий и средств, пытаясь принять сигналы из космических глубин. Им казалось, что в нашей и иных галактиках обитают бесчисленные цивилизации. Однако успехов в установлении контактов пока что не больше, чем в попытках связи с потусторонним миром.

По-видимому, данный род деятельности все же не имеет перспектив. Даже если на Земле примут некий упорядоченный сигнал, то, во-первых, вряд ли удастся его расшифровать, а во-вторых, расстояния до областей вселенной, где могла бы существовать разумная жизнь, исчисляются сотнями и тысячами световых лет, следовательно, никакой обмен информацией со столь далекими мирами практически невозможен.

ОТ ГРОЗОУКАЗАТЕЛЯ К ПРИЕМУ ТЕКСТА

После лабораторных опытов Г. Герца в начале 1880-х годов с электромагнитными волнами идея беспроводного телеграфа стала реальной перспективой, хотя многие не видели в ней большой надобности: в Европе и Америке проводной связью были охвачены целые страны, и работала она вполне надежно. Однако кабели нельзя было протянуть к морским судам и в труднодоступные места. Дорого стоила и их прокладка, например через водные преграды.

К началу 1890-х годов уже был известен прибор, способный реагировать на электромагнитное излучение радиодиапазона. С ним много экспериментировал известный французский физик Э. Бранли. Детектором в приемнике служил когерер, еще в середине XIX века применявшийся в различных конструкциях грозоуказателей. Когерер представлял собой трубку, заполненную металлическими опилками, с выведенными наружу контактами. Когерер довольно плохо проводил электрический ток, но под действием сильного электромагнитного поля электрическое сопротивление резко падало. Чтобы вернуть когерер в исходное состояние, его нужно было встряхнуть.

Преподаватель Морского инженерного училища Александр Степанович Попов усовершенствовал когерер: он включил в его цепь электромагнитный звонок и укрепил его так, чтобы молоточек звонка при работе постукивал по трубке когерера. Получился приемник электромагнитных колебаний, способный улавливать не только импульсы, но и непрерывный сигнал. На заседании Русского физико-химического общества (РФХО), проходившем в Санкт-Петербурге 7 мая (25 апреля) 1895 года, Попов продемонстриро вал свое изобретение, выступив с докладом "Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям". Для повышения чувствительности приемника к нему присоединили антенну длиной около 2,5 метра. В качестве источника электромагнитных колебаний был использован вибратор Герца.

Менее чем через год, 24 (12) марта 1896 года, то есть 110 лет назад, на очередной сессии РФХО с помощью аппаратуры Попова была передана первая текстовая радиограмма. На заседании, которое проходило в физическом кабинете Санкт-Петербургского университета, присутствовали известные ученые-физики, преподаватели университета, руководители военно-морского ведомства. П. Н. Рыбкин, ассистент А. С. Попова, находился на расстоянии 250 метров в здании химического факультета и передавал кодированные сигналы. В качестве источника электромагнитных колебаний использовался вибратор Герца с катушкой Румкорфа. Текст передаваемой радиограммы присутствующим был неизвестен. Кстати, к выходу разработанного Поповым приемника можно было подключать регистрирующие устройства, например самопишущий прибор братьев Ришар или телеграфный аппарат Морзе. Появлявшиеся на ленте аппарата знаки расшифровывал учитель А. С. Попова Ф. Ф. Петрушевский и записывал их мелом на доске. По окончании передачи на доске появилась запись, состоящая из двух слов: "HEINRICH HERTZ". Таким образом русский изобретатель отдал должное великому ученому-физику, впервые исследовавшему электромагнитные волны.

Подробное описание всего происходившего на этой сессии РФХО содержится в многочисленных свидетельствах и опубликованных мемуарах участников события, в том числе П. Н. Рыбкина. Кроме того, есть документы с описанием его экспериментов.

А. С. Попов сразу понял, какое практическое значение имеет его изобретение, и предложил использовать беспроводную связь для оперативной связи с кораблями в Балтийском море и Финском заливе, для получения сообщений от судов, терпящих бедствие.

Правоту Попова подтвердили события, произошедшие несколько лет спустя. В ноябре 1899 года сел на мель броненосец "Генерал-адмирал Апраксин". Команда крейсера "Адмирал Нахимов" заметила терпящий бедствие корабль и по радио сообщила о происшествии в Санкт-Петербург. На помощь броненосцу вышли корабли, и "Генерал-адмирал Апраксин" был спасен. В начале 1900 года на Балтике в открытое море унесло льдину с пятьюдесятью рыбаками. Благодаря принятому сигналу бедствия их удалось вызволить из беды. В суровых зимних условиях радиоаппаратура Попова проработала почти три месяца. Всего принято и отправлено 440 радиограмм. За методическое и административное руководство работами А. С. Попова наградили премией в 33 тысячи рублей (примерно миллион долларов по нынешнему курсу).

По существу, разработанные Поповым и его сотрудниками аппаратура беспроводной связи и методика ее применения стали началом коренного переворота в жизни нашей цивилизации. Приоритет А. С. Попова в изобретении радио окончательно признали век спустя, и в ознаменование 100-летия этого события ЮНЕСКО объявило 1995 год Всемирным годом радио.

СКОЛЬКО ВЕРЕВОЧКЕ НИ ВИТЬСЯ…

Но вернемся в 1895 год. Летом сообщение о работах А. С. Попова поступило в Италию в Университет города Болонья (эти документы до сих пор хранятся там в библиотеке), и с ними познакомился профессор А. Риги. В конце 1895 - начале 1896 года лекции А. Риги по физике и приему электромагнитных возмущений посещал вольнослушатель Г. Маркони.

К слову, родившийся в 1874 году Г. Маркони был довольно молод и как специалист по радиотехнике совсем неизвестен. Не существует ни одного документа, подтверждающего его причастность к работам по физике и электротехнике. Однако 2 июня 1896 года Г. Маркони подал в Англии предварительную заявку № 12039 на патент "Усовершенствования в передаче электрических импульсов и сигналов и в аппаратуре для этого". В самом начале заявки указано, что "сопровождающие данное изобретение электрические проявления и действия передаются по воздуху, земле или воде путем электрических колебаний высокой частоты".

Уже одна эта фраза демонстрирует слабое знание Маркони предмета. Ведь даже школьникам известно, что вода и почва сильно препятствуют распространению радиоволн. И 2 марта 1897 года последовали дополнения к поданному ранее документу. Процитированный выше фрагмент выглядел по-другому: "Мое изобретение связано с передачей сигналов значениями электрических колебаний высокой частоты, распространяющихся в эфире". Но предлагаемая итальянцем схема повторяла приемник А. С. Попова. Тем не менее 2 июля 1897 года заявку утвердили и выдали патент.

Впоследствии Г. Маркони показал себя талантливым предпринимателем, заметной фигурой в развитии радио. Создав коммерческое предприятие, он первым осуществил трансатлантическую передачу, которую многие ученые считали невозможной из-за кривизны земной поверхности.

Заимствование чужих идей не всегда приносило успех Маркони. Так, 1 июня 1898 года он подал в английское патентное ведомство заявку на изобретение радиоприемника, названного им джиггером (от англ. jigger - сортировщик) и имевшего в качестве основного элемента "резонанс-трансформатор" Н. Теслы. Изобретение позволяло перейти к селекционному (избирательному) приему электромагнитных колебаний. До этого приемник срабатывал на сигнал любой длины волны, если только он был достаточной мощности. Иначе говоря, если работали два передатчика, то различить их не представлялось возможным. Теперь появление колебательного контура позволяло настраиваться на определенную волну. Маркони получил в Англии патент и распространил его действие на другие технически развитые страны. Однако в США в 1943 году после многолетней судебной тяжбы ему отказали в выдаче патента. Верховный суд страны не усмотрел в изобретении Г. Маркони принципиальных отличий в использовании "резонанс-трансформатора", предложенного Н. Теслой и воплощенного в его изобретениях. Так подчас причудливо скрещиваются судьбы авторов и их творений.