Фрэнсис Ролт-Уилер - Как мальчик Хюг сам построил радиостанцию

Способ уловить волны Герца был открыт французом Бранли. Он взял трубку Варлэя и опыт Онести с опилками и усовершенствовал их. Он смешал серебряную пыль с железными опилками, и свободно поместил эти металлические частицы между двумя серебряными пробками. Проволоки были проведены только в серебро. Этот кохерер был соединен с батареей; в цепь был включен телеграфный звонок. Сопротивление опилок в состоянии покоя было так велико (в омах), что ток из батареи не мог проходить. Под влиянием же герцовых волн большой частоты, опилки моментально становились проводником и пропускали ток, который приводил в действие звонок Таким образом звонок воспринимал волны Герца, являясь в лабораторном смысле слова радиоприемником. Бранли пошел еще дальше и включил в одну цепь с усовершенствованным кохерером самопишущий аппарат Морзе так, чтобы волны Герца могли быть превращены посредством детектора в печатные сигналы. Оливер Лодж (Англия), рассматривая вопрос исключительно с точки зрения теоретической физики, использовал действие кохерера Бранли, как верный способ доказательства существования электромагнитных волн, открытых Кларком Максвелем, и показал его крайнюю чувствительность к слабым токам. Хотя Лодж устроил радиоаппарат, который в состоянии был принимать сигналы на расстоянии в 150 ярдов, ему и в голову не приходило, что этот аппарат может быть использован для беспроволочного телеграфирования на большие расстояния.

В России Попов еще ближе подошел к решению задачи. Он взял кохерер Бранли с аппаратом Морзе, но вместо железных опилок с серебром употребил стальные опилки. Приспособленный к громоотводу, прибор этот воспринимал молнию такую отдаленную и слабую, что глаз человеческий ее не видел. Он изобрел звонок с молоточком, который, после прохождения герцовых волн, постукивая по кохереру, автоматически возвращал опилки в их нормальное состояние неэлектропроводности. Но, как и Лодж, Попов не использовал громадных возможностей, бывших в его руках.

Маркони для своего детектора взял кохерер Бранли (в третьем приборе он прибавил к серебру никелевые опилки и запаял трубку). Затем он взял также звонок Попова с небольшими изменениями, и для приема сигналов аппарат Морзе.

Итак, в кратких словах, аппарат Маркони состоял из двух мачт, поддерживающих пластинку с вертикальным проводом, ведущим вниз к медному шару; провод второго медного шара проходил к пластинке в земле. В передающем аппарате нижняя проволока проходила через вторичную обмотку индукционной катушки в землю, в одну цепь с первичной катушкой был включен вибратор с ключом; источником тока служила батарея из восьми элементов. Искровой промежуток был на верхнем проводнике. В приемнике в цепь с нижним проводом был включен кохерер Бранли в качестве детектора, аппарат Морзе для приема сигналов и маленькая батарея, которая, когда электромагнитные волны действовали на кохерер и делали возможным прохождение тока, приводила в действие аппарат Морзе.

Уже первые шаги Маркони были успешны. Маркони знал чего хотел; у него было уменье применять на практике теоретические открытия, проницательность и вера в свои силы. Как сказал Риги: «Маркони воплотил то, что неясно витало в умах других или было лишь скромным экспериментом».

Маркони видел, что то, что тридцать лет назад открыл Максвель и на опыте доказал Герц, могло усовершенствовать великое изобретение беспроволочного телеграфа, что было в меньшей степени сделано Троубриджем с его принципом электропроводности, и Ирисом, который посредством индукции сделал его практически полезным. Теперь был применен новый принцип — принцип передачи и приема электромагнитных волн, или «радио».

Сейчас же после своих первых опытов, произведенных в Италии, Маркони поехал в Англию для совещания с Оливером Лоджем. Он сговорился с Ирисом, бывшим тогда главным инспектором телеграфа, и из одной из комнат главного телеграфа в Лондоне посылал по беспроволочному телеграфу через несколько стенок телеграммы на крышу, удаленную более чем на сто ярд. Ирис пришел в восторг и помогал молодому исследователю советами.

Следующее важное усовершенствование было сделано Маркони в приемнике. Он выключил кохерер из прямой цепи антенны и поместил там первичную обмотку трансформатора, который индуктивно действовал на вторичную обмотку, замыкавшуюся кохерером и самопишущим аппаратом. Так, прикосновение герцовых волн к антенне, вызывавшее электрические колебания, индуктивно передавалось цепи кохерера, и давало лучшие результаты.

Этот аппарат выдержал в 1896 году ряд сложных испытаний перед английскими военными и морскими экспертами. Маркони встретился с большими затруднениями в получении одной непрерывной волны, так как электромагнитные волны, возбужденные индукционной катушкой, сопровождались вторичными колебаниями неодинаковой с главными волнами частоты. Это вносило хаос и служило причиной потери энергии.

В 1897 году молодому изобретателю удалось с помощью катушки, дающей искру в двадцать дюймов, при вертикальной антенне на высоте 150 ф., передать телеграмму на расстояние в девять миль.

В 1898 г. он установил радиоаппарат на яхте королевы Виктории: так, впервые было установлено беспроволочное сообщение судна с берегом. Кроме того, беспроволочные аппараты были установлены на маяках. Затем Маркони применил, как в передающем аппарате, так и в принимающем, трансформаторы. Шары не входили больше в прямую воздушную сеть. В одну цепь с антенной передающего аппарата была включена вторичная обмотка трансформатора, а искровой промежуток был между индукционной катушкой и первичной обмоткой его. Результатом была большая частота волн в зависимости от устранения вторичных неправильных колебаний антенны, которой они не могли теперь достигать, так как вторичная обмотка трансформатора (а значит и антенны) могла вибрировать только в унисон с колебаниями первичной обмотки.

В 1899 г., применяя трансформатор и на передаточном, и на приемном аппарате (трансформаторы впоследствии были много раз видоизменены), Маркони посылал телеграммы на расстояние 28 миль. В том же году английский флот принял его систему; а еще до конца года была достигнута передача на 100 миль.

Два главных возражения, которые во время испытаний аппаратов Маркони выдвигал английский флот, сводились к следующему: так как электромагнитные волны распространялись по всем направлениям и могли быть приняты всяким, имеющим приемник, известия, передаваемые по радио не могли быть тайными. Второе — что на больших расстояниях волны были настолько слабы, что известными тогда способами не могли быть уловлены.

Лодж в 1897 году первый нашел, как сохранять известия в тайне. Он ввел принцип «настраивания», т. е. предложил, чтобы посылались волны определенной длины и чтобы приемник отвечал волнами той же длины. Если примером взять рябь, вызванную брошенным в воду камешком, то длина волны будет расстояние от гребня к гребню, ширина — половина расстояния между высотой гребня и углублением между волнами, скорость — быстрота движения волн, измеряемая обыкновенно в секундах, и «частота» — количество волн в секунду.