РАДИО - 110 ЛЕТ
Кандидат технических наук Д. МЕРКУЛОВ.
Ежедневно миллионы людей на земле слушают радио. Пространство насыщено радиоволнами - выбирай что хочешь. Но можно себе представить время, когда лучшие умы человечества не знали того, что знает теперь каждый школьник. Гордитесь, люди, отдайте дань уважения первопроходцам в познании мира сего! Ломоносов, Рихман, Франклин ловили молнию, изучали ее, но о том, что этот мощный электрический разряд порождает электромагнитные волны, не знали.
Первым на долгой дороге, которая привела к изобретению радио, был датчанин Г. Эрстед. Он показал, что вокруг проводника с электрическим током возникает электрическое поле (1820). Англичанин М. Фарадей доказал: магнитное поле рождает электрический ток (1831), а Д. Максвелл в "Трактате по электричеству и магнетизму" (1873) изложил свою электродинамическую теорию: изменяющиеся электрические и магнитные поля, взаимно порождая друг друга, образуют единое переменное электромагнитное поле - электромагнитную волну (ЭМВ). Невидимые волны, возникающие вокруг провода, по которому течет переменный электрический ток, распространяются со скоростью света 300 000 км/с, и они одной природы с волнами света, отличаясь только длиной. Видимый свет - это ЭМВ очень короткой длины.
Получить свет легко, стоит только зажечь спичку. Длинные волны впервые сумел получить немецкий физик Г. Герц (1888). Исследования его были фундаментальны, но широкого практического применения своего открытия он не разглядел.
Прибор для обнаружения и регистрирования электрических колебаний (радиоволн, иначе говоря) - первый в мире радиоприемник - придумал и собрал преподаватель минного офицерского класса в Кронштадте, выпускник Петербургского университета А. С. Попов (1895). В качестве источника электромагнитных колебаний был использован вибратор Г. Герца. Демонстрация приборов радиосвязи в действии состоялась 25 апреля (7 мая) 1895 года на заседании Русского физико-химического общества в Петербурге. Впервые для увеличения дальности приема ЭМВ в приемнике использовалась антенна в виде куска металлического провода.
В дальнейшем А. С. Попов использовал приемопередающую аппаратуру для оперативной связи с военными кораблями в Балтийском море и Финском заливе, для получения экстренных сообщений от судов, терпящих бедствие. Морское ведомство, в котором он работал, сразу засекретило проводимые работы.
Патента на конструкцию приемника А. С. Попов не имел, но исследования историков науки, в том числе и иностранцев, подтверждают за А. С. Поповым первенство в работах по изобретению радио. С некоторыми из них можно познакомиться в Интернете (см., например, http://www.britannica.com/).
В 1897 году англичанин О. Д. Лодж получил патент на изобретение колебательного контура, состоящего из индуктивности и емкости и предназначенного для селективного выбора ЭМВ, поступающих на вход приемника * . Патент на изобретение перестраиваемого индуктивно-емкостного контура в 1900 году оформил также и Г. Маркони. Приемник собран по схеме, аналогичной схеме А. С. Попова, но в передатчике Маркони применил антенну, настраивающуюся в резонанс с приемной антенной. В этом состояла практическая изюминка схемы Маркони.
Американский инженер Р. А. Фессенден в 1900 году предложил принцип наложения звуковых колебаний на ЭМВ, впоследствии получивший наименование амплитудной модуляции. Он же осуществил первые пробные беспроводные передачи человеческого голоса по радио. Позднее, в 1902 году, он изложил принцип построения супергетеродинного радиоприемника с помощью промежуточной частоты. Впоследствии несколькими европейскими и американскими учеными этот принцип был доведен до практического исполнения. Однако, благодаря объему выполненных работ и их популяризации, авторство супергетеродинного принципа приема радиосигналов закрепилось за американцем Э. Армстронгом.
Считается, что 24 декабря 1906 года Фессенден осуществил первую уверенную публичную и дальнюю передачу по радио музыкальной и речевой программы из порта Брант Рок (США, штат Массачусетс). Для морских судов, находящихся в Атлантическом океане на расстоянии до 180 км, на длинной волне 3750 м (80 кГц) он передавал в собственном исполнении на скрипке мелодию "О Holy Night" и читал Библию. В Германии первые пробные передачи по радио речевых сообщений (дальностью 40 км) осуществлены Г. Арко также в 1906 году.
Для дальнейшего развития радиовещания были необходимы более мощные передатчики и чувствительные радиоприемники. Разработанная к началу 1900-х годов элементная база этим требованиям удовлетворять не могла. Поэтому велись научные исследования с целью создать активные составляющие радиоконструкций. Первую вакуумную лампу с металлическим электродом, запаянным внутрь стеклянной колбы осветительной лампы, изготовил еще Т. Эдисон в 1883 году. С ее помощью были открыты явления произвольного исхода электронов от нагретой спирали и протекания тока к электроду (в последующем названному анодом) в условиях вакуума. В 1904 году американец Дж. Флеминг обнаружил, что течение тока к электроду прекращается, если на него подать отрицательное напряжение. Стало возможным использовать диодную лампу для детектирования (выпрямления) переменных электрических напряжений. Благодаря значимости выполненных работ именно за Дж. Флемингом закрепилось авторство в создании электровакуумного диода, а 1904 год стал считаться переломным - началом эры радиоэлектроники. За диодом в 1906-м последовала разработка американцем Л. Форестом лампового триода, усиливающего колебания, поступающие на его вход.
Новые радиопередатчики, созданные на основе электровакуумных активных элементов, могли транслировать радиосигналы на огромные расстояния. Установленная в Париже на вершине Эйфелевой башни армейская радиостанция в 1910 году передавала, например, служебную информацию на расстояние до 4000 км.
Один из первопроходцев радиолюбительства и радиовещания американец Ч. Херолд с помощью самодеятельно изготовленного передатчика в 1912 году начал вести регулярные музыкальные и художественно-словесные передачи, рассчитанные на слушателей г. Сан-Хосе (США, штат Калифорния) и прилегающих окрестностей.
К началу 1920-х годов во многих развитых странах были созданы необходимые технические предпосылки для регулярных передач радиовещания. 20 мая 1920 года в Монреале (Канада) пошли в эфир первые регулярные передачи радиостанции "CFCF". 2 ноября того же года на средней волне 360 м (833 кГц) заработала программа регулярных передач радиостанции "KDKA" в Питтсбурге (США, штат Пенсильвания). В том же году 22 ноября вступила в строй самая мощная в Европе радиостанция в Кенигс-Вустерхаузене (Германия). В 1923 году радиовещание пришло в Берлин, Гамбург, Лейпциг, Мюнхен. В конце 1922 года начала регулярные передачи радиостанция ВВС (Би-би-си) в Лондоне.
В России первые концерты по радио транслировались из знаменитой Нижегородской радиолаборатории 27 и 29 мая 1922 года. Слышимость их простиралась на расстояние до 3000 км. В Москве 17 сентября 1922 года Московская радиотелефонная станция передала музыкальный концерт по радио. Первый "живой" оперативный радиорепортаж с Красной площади осуществлен 4 октября 1924 года во время похорон М. В. Фрунзе. В том же году 12 октября в Москве на длинной волне 1010 м (297 кГц) началось регулярное радиовещание Сокольнической радиостанции, построенной под руководством будущего академика А. Л. Минца. 23 ноября приступила к регулярным передачам радиостанция им. Коминтерна, строительством которой руководил М. Бонч-Бруевич. Конец 1924 года в России считается началом регулярного радиовещания.
Отметим еще несколько дат. 16 февраля 1925 года из Колонного зала Дома союзов впервые по радио транслировалась опера П. И. Чайковского "Евгений Онегин". С 20 февраля 1926 года в качестве звуковой заставки к началу многих радиопередач стали передавать бой часов Спасской башни Кремля.
Весной 1945 года, когда еще не была окончена война, гремели залпы последних сражений, нашлись духовные силы и материальные средства для проведения 7 мая в Большом театре, в Москве, торжественной церемонии и концерта, посвященных важнейшему научно-техническому событию, происшедшему в России 50 лет назад. Совет народных комиссаров СССР объявил 7 мая ежегодным праздником, именуемым День радио.
В нынешнее время популярности у радио не убавилось, а количество слушателей многократно возросло.
Десять лет назад, в феврале 1995 года, американец Норман Хаггар (Norman Xajjar) осуществил первую радиопередачу по линиям Интернета из лаборатории HAJJAR/KAUFMAN (НК) NEW MEDIA Labs, находящейся в городке Марина дел Рэй вблизи Лос-Анджелеса (США, штат Калифорния). С августа того же года начались регулярные передачи НК Web-радио. Сейчас во Всемирной сети работают более 10 000 радиостанций.
Интересно отметить, что О. Д. Лодж увлекался спиритизмом и в возрасте восьмидесяти лет обещал после смерти передать обращение с того света. До ухода из жизни он написал текст сообщения и оставил его на сохранение с тем, чтобы послание можно было сравнить с полученной радиограммой. Передать привет с того света никому еще не удалось. О. Д. Лодж пока тоже хранит молчание.
Иллюстрация "Схема радиоприемника А. С. Попова".
Схема радиоприемника А. С. Попова, сделанная им самим: N - контакт звонка; А, В - выводы когерера; С - контакт реле; Р, Q - выводы батареи; М - контакт антенны. Искровой разрядник (передатчик) возбуждал электромагнитные колебания в антенне под действием радиоволн, принятых антенной; металлические опилки в когерере сцеплялись, и он начинал пропускать электрический ток от батарей. Срабатывало реле, включался звонок, а когерер получал встряску от молоточка звонка; сцепление между опилками ослабевало, и когерер был готов принять следующий сигнал.
Иллюстрация "Экспонаты Центрального музея связи им. А. С. Попова в Санкт-Петербурге".
Первый радиоприемник А. С. Попова (а) и грозоотметчик (б). Грозоотметчик демонстрировался на выставке в Нижнем Новгороде в 1896 году, а в дальнейшем работал по назначению в Лесном институте до 1927 года.
Читайте в любое время
