Борис Семенов - Путеводитель в мир электроники. Книга 2

В 1885 г. Генрих Герц стал профессором экспериментальной физики Высшей технической школы, через год, в 1886-м, появляются его изобретения: вибратор Герца (передатчик электромагнитных волн) и резонатор Герца (приемник электромагнитных волн). Как выглядят эти замечательные устройства? Вибратор Герца представляет собой два медных проводника длиной 2,6 м и толщиной 5 мм, расположенные на одной линии. На внешних концах проводников закреплены два больших жестяных шара, на внутренних — два небольших шарика, между которыми оставлен воздушный зазор. Щель между шариками называется искровым промежутком . К обоим проводникам подключается источник высокого напряжения — катушка индуктивности (катушка Румкорфа). Когда разность потенциалов между шариками в результате действия самоиндукции в катушке достигает напряжения пробоя, возникает электромагнитная искра. Проводники возбуждают электромагнитную волну, которая распространяется в пространстве. Основные параметры электромагнитной волны, такие, как ее длина или частота, могут быть отрегулированы величиной продольных проводников — их удлинением или укорочением. Этот принципиально важный факт также был открыт Герцем.

Мало получить электромагнитную волну — нужно ее еще и принять, преобразовать в вид, удобный для восприятия органами чувств человека. И такой приемник Герц создал! Резонатор Герца отличается предельной простотой: это металлическое круглое кольцо с разрезом и закрепленными на концах шариками, как показано на рис. 10.2.

Рис. 10.2. Внешний вид резонатора Герца

Настроив резонатор на вибратор с помощью подбора диаметра кольца, можно разглядеть появление между шариками резонатора небольшой искорки в момент срабатывания вибратора. Искорка появляется на расстоянии между шариками не более З мм, да и разглядеть ее возможно только в увеличительное стекло. Опыт Герца представлен на рис. 10.3.

Рис. 10.3. Опыт Г. Герца

По нашим меркам, исследования Герца не кажутся впечатляющими, но, когда он в декабре 1888 г. сделал доклад о результатах на заседании Берлинской академии наук, это произвело настоящую сенсацию. Еще бы — получено экспериментальное подтверждение теории электромагнитных волн Максвелла!

Сразу после этого Генриха Герца избрали почетным членом семи ведущих академий Европы. Выступая на съезде немецких естествоиспытателей, Герц сказал: «Все эти опыты просты в принципе, тем не менее они влекут за собой важнейшие следствия. Они рушат всякую теорию, которая считает, что электрические силы перепрыгивают пространство мгновенно».

Кратко итоги исследований ученого выглядят так:

• электромагнитные волны не являются теоретической ошибкой, а действительно существуют;

• скорость распространения электромагнитных волн в пространстве равна скорости света;

• для излучения и приема электромагнитных волн необходимо новое электротехническое устройство — антенна ;

• для максимально эффективного приема электромагнитных волн необходимо настраивать антенну передатчика и антенну приемника — согласовывать их;

• длина излучаемой волны, а также эффективность излучения зависят от конструкции передающей антенны.

Генрих Герц умер в самом расцвете творческих сил — в начале 1894 г., за. год до изобретения радио. Он, как никто другой, мог сделать себе имя и изобретением радиосвязи, так как продвинулся в своих опытах намного дальше Эдисона, Томсона, Тесла, Бранли, Крукса, Лоджа и других, чьи имена мы здесь не назвали. Но поразительная проницательность в одном вопросе обернулась столь же великой недальновидностью в другом! В 1889 г., на запрос мюнхенского инженера Г. Губера о возможности использования открытия для практических целей, передачи информации на расстояние — Герц ответил: «Электрические колебания в трансформаторах и телефонах слишком медленные. Если бы Вы могли построить излучатели размахом с материк, то Вы могли бы поставить намеченные опыты, но практически сделать ничего нельзя: с обычными излучателями Вы не обнаружите ни малейшего действия».

Ответ ученого требует пояснения. Дело в том, что приборы Герца излучают волны частотой в десятки мегагерц (забавно, но этот параметр переменных электрических сигналов назван именем ученого). Звуковые же колебания находятся в области сотен тысяч герц — на порядки меньше. Излучать электромагнитные волны звукового диапазона могут только очень большие вибраторы. Модуляция как способ передачи низкочастотных сигналов при помощи высокочастотных еще не была изобретена, не было также автогенераторных схем создания электромагнитных колебаний. Отсюда и проистекает пессимизм великого ученого.

Теперь, уважаемые читатели, мы подошли к знаменательной дате, отмечаемой в нашей стране как памятный праздник, — к 7 мая 1895 г. Эта дата — день рождения радио! В тот день воедино сошлись изобретения ученых, о которых мы только что рассказали. Соединить вроде бы несоединимые вещи, в результате чего появилось совершенно новое техническое направление передачи осмысленной информации без помощи проводов, удалось нашему соотечественнику профессору Александру Степановичу Попову(1859–1906) . Сын православного священника, настоятеля небольшой церкви в поселке Турьинские Рудники Пермской губернии, он в 1877 г. приехал в столицу и поступил на математическое отделение Петербургского университета — лучшего учебного заведения России. Еще в студенческие годы Попов подрабатывал в товариществе «Электротехник». Он также принимал активное участие в первой российской электротехнической выставке, прошедшей в Петербурге в 1880 г. Практический опыт, приобретенный в студенческие годы, оказался бесценным — к моменту получения диплома Попов считался инженером-электротехником с солидным стажем.

Итак, в 1882 г., после окончания университета, Попову предлагают остаться «для приготовления к профессорскому званию». Но крайне малое жалование заставляет его отказаться от предложения и поступить на службу в Морское ведомство, в Минный офицерский класс в Кронштадте. Александр Степанович согласился работать преподавателем физики.

Минный офицерский класс — одно из лучших электротехнических учебных заведений того времени. В нем не только готовили высококлассных специалистов для военно-морского флота, но и занимались научной работой. По воспоминаниям современников, Александр Степанович умел простыми словами рассказывать о сложном, но и демонстрировал множество опытов. Приборы, с помощью которых производились демонстрации, зачастую были изготовлены им собственноручно.