100 знаменитых изобретений

Уже давно физики заметили, что при электрическом искрении мельчайшие частицы вещества приобретали удивительную способность сцепления. В 1850 г. Гитар наблюдал, например, соединение частичек пыли в группы во время работы электростатической машины. Подобное же явление с угольным и графитным порошком пришлось наблюдать в 1866 г. английскому электротехнику Варлею. Серию опытов провел для выяснения этого явления в 1884 г. итальянский физик Кальцески-Онести, наполнявший стеклянную трубку металлическими опилками и наблюдавший их сцепление и увеличение проводимости в момент электростатического разряда или замыкания в электрической цепи. Однако впервые высказал идею использования металлических опилок для обнаружения электромагнитных волн французский ученый Эдуард Бранли. Готовясь к защите диссертации о проводимости металлических опилок, он для удобства измерений помещал опилки в стеклянную трубочку с выведенными по концам металлическими контактами. Во время опытов Бранли обнаружил, что опилки не всегда оказывают одинаковое сопротивление прохождению постоянного тока. При возникновении вблизи трубочки с опилками электромагнитных волн, например от искры, получаемой посредством катушки Румкорфа, сопротивление опилок быстро падало и восстанавливалось лишь после их легкого сотрясения. Он назвал свой прибор «радиокондуктором» и указал на возможность его применения для обнаружения лучей Герца. Вскоре прибором заинтересовался английский физик Оливер Лодж, включивший его в качестве индикатора электромагнитных волн в электрическую цепь, составленную из батареи и чувствительного гальванометра. В момент прохождения электромагнитных волн, создававшихся вибратором Герца, сопротивление радиокондуктора резко падало, и стрелка гальванометра отклонялась. В 1894 г. Лодж усовершенствовал свой прибор внесением в него механического молоточка-встряхивателя, возвращавшего опилки в нормальное непроводящее состояние. С помощью такого усовершенствованного радиокондуктора, названного Лоджем «когерером», электромагнитное излучение обнаруживалось на расстоянии до 40 ярдов (около 37 м) от вибратора. Таким образом, Лодж фактически имел под руками все приборы, необходимые для передачи сигналов без проводов и весьма близко подошел к практическому осуществлению радиотелеграфа.

Первым, кто высказал и претворил в жизнь идею телеграфирования без проводов, был преподаватель офицерского минного класса в Кронштадте Александр Степанович Попов.

В 1886 г. Попов решил подвергнуть тщательному исследованию явления короткого замыкания в проводах корабельного освещения и углубился в теорию искры. Узнав в 1888 г. об опытах Герца, Попов понял, какие большие практические возможности таит в себе это научное достижение. Он совершенствует применяемые Герцем приборы и продолжает исследования электромагнитных волн. Собственные представления в этой области Попов излагает в лекциях на тему «Новейшие исследования о соотношении между световыми и электрическими явлениями», сопровождая их экспериментами. Передающее устройство – вибратор Герца – было в тот момент уже достаточно разработано, поэтому Попов обратил особое внимание на усовершенствование приемной части. Ведь Лоджу и всем другим физикам, изучавшим распространение электромагнитных волн, приходилось каждый раз после приема очередного импульса электромагнитных колебаний встряхивать когерер для восстановления сопротивления опилок. Попов решил устранить этот существенный недостаток, сделав встряхивание когерера автоматическим. Он включил в цепь когерера и батареи телеграфное реле, которое при замыкании когерера срабатывало и, в свою очередь, включало цепь, состоящую из обычного электрического звонка. Молоточек звонка при движении ударял о когерер и встряхивал его. Свой приемник электромагнитных волн Попов сначала решил применить в метеорологии для изучения электрических разрядов в атмосфере и определения приближения грозы. Для регистрации отдельных разрядов изобретатель присоединил к приемнику пишущий прибор.

Чувствительность прибора повысилась после применения Поповым весной 1895 г. антенны из отрезка проволоки длиной 2,5 м.

Присоединением антенны Попов завершил создание классической принципиальной схемы приемного устройства, которая практически без изменений сохранилась до наших дней. Современные радиоприемные установки имеют и антенну, и волноуказатель (детектор), и регистрирующий прибор на выходе. Позднее к этим основным частям добавились лишь усилительные средства. Электромагнитное устройство, служившее у Попова для встряхивания заключенного в когерере металлического порошка, на современном языке может быть названо системой обратной связи, так как это устройство, воздействовавшее на входную цепь приемника, срабатывало от эффекта, который создавался на выходе (замыкание реле, соединенного с пишущим прибором). Именно использование принципа обратной связи позволило Попову создать качественно отличный от предыдущих прибор – первый практически действующий радиоприемник.