Николай Глухов - Беседы о физике и технике

Для получения электромагнитных волн нужно было создать источник их излучения такой мощности, чтобы полученные волны можно было обнаружить.

Такой источник впервые был создан немецким физиком Генрихом Герцем в 1887 г. и получил название вибратор Герца . С помощью этого вибратора было доказано существование электромагнитных волн, а также изучены некоторые их свойства. В частности, было доказано, что они обладают теми же свойствами, что и световые волны. Скорость электромагнитных волн оказалась равной скорости света. Этим самым Герц подтвердил и другой вывод Максвелла об электромагнитной природе света.

ВАЖНЫМ ОТКРЫТИЕМ СТАЛО ИЗОБРЕТЕНИЕ РАДИО.

Еще при жизни Герца к нему обратился один немецкий инженер с вопросом: не считает ли он возможным использовать открытие электромагнитных волн для связи (для беспроволочного телеграфа)? В своем ответе Герц высказал сомнение по поводу этой возможности. Однако идея о применении электромагнитных волн для связи вскоре (1895 г.) была осуществлена на практике русским ученым А. С. Поповым.

Приемник первоначально регистрировал радиосигналы, источником которых было атмосферное электричество. Затем Попов сконструировал первый в мире передатчик радиосигналов и в 1896 г. произвел первую в мире демонстрацию передачи радиограммы.

Передатчик и приемник находились на расстоянии 250 м. Первая радиотелеграмма состояла из двух слов: «Генрих Герц».

Излучать, т. е. посылать сигналы без проводов, — вот каков смысл латинского слова «радио», обозначившего наступление новой эры в развитии техники вообще, в развитии техники связи в первую очередь.

КАКОВЫ БЫЛИ ПЕРВЫЕ ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЯ НОВОГО ВИДА СВЯЗИ?

Не каждый обладает способностью оценить значение новых открытий. Когда Попов обратился в Морское ведомство с просьбой выделить для продолжения опытов 1000 руб., морской министр ответил: «На такую химеру отпускать деньги не разрешаю».

Тем не менее с помощью этой «химеры» Попов два года спустя обеспечил связь между двумя кораблями на расстоянии 40 км, а в 1900 г. передавал по радио указания из Кронштадта на остров Гогланд, где велись работы по спасению броненосца, севшего на мель.

Создание первой линии радиотелеграфной связи случайно совпало с каким-то торжественным юбилеем царской семьи. Местные власти решили, что первая радиограмма будет прекрасным подарком царской фамилии, и заготовили поздравительный текст. Но вместо этого Попов, на свой страх и риск, передал сообщение о том, что шторм унес в море льдину, на которой остались 27 рыбаков. Вышедший навстречу корабль вовремя подошел им на помощь. Беспроволочная связь помогла спасти людям жизнь.

Так радио стало получать признание.

КАК РАЗВИВАЛОСЬ РАДИО ПОСЛЕ ЭТОГО?

Существовавшие в это время приборы и оборудование позволяли передавать радиосигналы на относительно небольшие расстояния. Необходимо было создать усилитель для электрических сигналов любой частоты.

Еще в 1833 г. Т.Эдисон, занимаясь усовершенствованием электрических осветительных ламп, обнаружил явление термоэлектронной эмиссии. Дальнейшее изучение физиками этого явления привело к изобретению двухэлектродной лампы — диода. В 1909 г. английский физик Ф. Флеминг предложил использовать диод в качестве детектора в радиоприемных устройствах.

В 1907 г. американский ученый Ли де Форест разработал трехэлектродную лампу, что дало возможность, используя ее в качестве усилителя, осуществлять передачу электромагнитных сигналов на большие расстояния и принимать слабые.

Классическая схема лампового генератора была предложена в 1913 г. австрийским радиотехником Мейснером. Важные усовершенствования в генераторную лампу были внесены нашими соотечественниками Н. Д. Папалекси и М. А. Бонч-Бруевичем.

СЛЕДУЮЩИЙ ШАГ-ИЗОБРЕТЕНИЕ ТЕЛЕВИДЕНИЯ.

К 20-м годам XX столетия оказались налицо все необходимые предпосылки для осуществления многочастотной передачи неподвижных и движущихся изображений как по проводам, так и по радио. Радио, сделав возможной беспроволочную связь на практически любых расстояниях, породило совершенно новые виды передачи информации — радиовещание, а затем и телевидение .

Изобретение же полупроводниковых электронных приборов принесло новые успехи и позволило осуществлять передачу сигналов уже не только в земных, но и в космических масштабах.

Добавление изображения к радиопрограммам является одним из чудес современной науки и техники. Важнейшей проблемой, перед которой стоят сегодня инженеры, является передача телевизионных волн на дальние расстояния. Частоты, применяемые в телевидении, настолько высоки, что ионосферные слои, отражающие сравнительно длинные радиоволны, по отношению к коротким телевизионным волнам являются форменным «решетом». Телевизионные волны просто уходят сквозь эти слои в мировое пространство и уже не возвращаются на Землю.

Поэтому телевизионные сигналы невозможно передавать дальше, чем на расстояние «прямого видения», а это расстояние из-за кривизны земной поверхности обычно не очень велико. Кроме того, очень короткие радиоволны сильно ослабляются вследствие поглощения их в земной атмосфере.

Проблема дальних телевизионных передач решается путем создания ретрансляционных станций или спутников связи.

РАССКАЖИТЕ О РАДИОЛОКАЦИИ.

Свойство радиоволн отражаться от предметов было использовано в радиолокации . Точность определения направления движения объекта, его размеров, скорости перемещения повышается, когда антенна станции излучает волны узким лучом. А создать такой луч можно только в том случае, если размеры антенны значительно больше, чем длина излучаемых волн.

Первые радиолокационные станции — радары (это было в начале 40-х годов) собирали в луч метровые волны с помощью огромных антенн. Луч нащупывал в небе противника и указывал, куда направить снаряд зенитного орудия. Долго мириться с таким положением летчики не могли. Необходимо было как можно скорее снабдить локаторами и самолеты. Только как это сделать? Ведь антенну размером с двухэтажный дом не взгромоздить на самолет! Эту задачу можно было решить от противного: вместо того, чтобы увеличивать размеры антенны, уменьшили длину волн.

Когда длину волн укоротили до сантиметров, а затем и до миллиметров, появилась возможность создания компактных и эффективных самолетных антенн. Нормальное воздушное сообщение при достигнутых в настоящее время высоких скоростях полета и больших плотностях потоков самолетов оказывается возможным только благодаря оснащению современной службы управления воздушным движением радиолокационными станциями, под бдительным надзором которых самолеты находятся во всей зоне аэродрома.