«История изобретения радио»



страница1/25
Дата21.08.2017
Размер5,74 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   25


Министерство общего и профессионального образования

Свердловской области

Секция

«История изобретения радио»

Исполнитель: ученик 8 класса

--------------------------------------------------

Екатеринбург,2014



СОДЕРЖАНИЕ

Введение 5



  1. Как все начиналось 7

    1. Стеклянная трубка, металлические опилки и модель нерва 9

    2. Когерер “syntonik” и спиритизм 9

  2. Радиосвязь как таковая 13

    1. Человек системы или систематичный человек 16

  3. Слагаемые прогресса 23

    1. «Поющая дуга» и «датский Эдисон»………..…………………………29

  4. На пути к голосу……………………………………………………………..33

    1. И все-таки радиоволны…………………………………………………39

    2. Первая ласточка………………...………………………………………..39

    3. От дуги к генератору или скромный американский швед…………..45

5 От радиотелефона к радиовещанию………………………………………..49

5.1 Предпосылки…………………………………………………………….49

5.2 Реализация…………………………………………………………..50

5.3 Дуговой телефон, аудион и опера……………………………………54

5.4 Первый диск-жокей…………………………………………………….60

5.5 «Радио-музыкальная шкатулка», «KDKA» и гостиничные шторы…64

6 На пути к современному радио…………………………………………........69

6.1Мне отдать деньги вам или вашей вдове?............................................69

6.2 Транзистор, «дрессированные» муравьи и показатель интеллекта…78

6.3 Июльская жара, «тирания соединений» и интегральная схема……84

7 Что же дальше?................................................................................................90

Заключение 75

Список использованных источников 78

Приложение 1 Заголовок (после номера точка не ставится) 80

Приложение 2 Заголовок 81

Приложение 3 Заголовок (перенос заголовка Приложения оформляется аналогично) 83

Введение

Уже минул век, с тех пор как было изобретено радио. Свыше ста лет ведутся споры по установлению авторства этого изобретения. У нас бытует мнение, что радио изобрел известный российский ученый Попов, на Западе – что это был итальянец Маркони. Мы не будем пытаться установить историческую истину, тем более что так ли это теперь важно. Важно то, что мир получил уникальнейшее средство коммуникации.

Во многом именно благодаря изобретению и развитию радио произошел технический прорыв во многих областях науки и техники, связанных с обменом и обработкой информации. Радио послужило мощнейшим стимулом в исследовании и развитии электричества, стало основой электроники. Электроника, в свою очередь, позволила создать устройства неотъемлемо связанные с приемом и передачей информации, с управлением технологическими процессами, с измерениями и контролем. Именно в процессе развития радио были заложены основные принципы электронной обработки сигналов и вычислительной техники. Компьютеры и калькуляторы, локаторы и радиотелескопы, бытовые микроволновые печи и магнитофоны, роботы и космические станции, электронные часы и сердечные стимуляторы… и еще множество других электронных приборов и устройств могут считаться потомками первой системы «регистрации грозовых разрядов» Попова и радиоприемника Маркони.

Только перечисление всех областей, где используется радио, заняло бы, пожалуй, не одну сотню страниц. Сегодня уже ни кого не удивляет возможность обмена информацией с любой точкой нашей планеты посредством радиоволн, а радиоприемники, телевизоры и портативные радиостанции стали настолько же привычны, как кино, автомобили и самолеты.



Цель исследования :

- познакомиться с историей открытия радио русским ученым Поповым А.С.

Для реализации этих целей необходимо было выполнить следующие задачи:

Задачи исследования:

- изучить литературу по теме

- выделить исторические предпосылки развития радио

- проследить за развитием технической системы радио

- определить перспективы практико-ориентированного продолжения тематики данной работы.

Актуальность : убедиться в том, что радио, это то, без которого мы сейчас себя уже и не мыслим!

Объект исследования: Бытовые домашние предметы

Предмет исследования: радио

Гипотеза моей работы исторические события влияют на создание новых бытовых предметов, радио в свою очередь может изменить человека.

Технический прогресс не перестает поражать темпами развития. Лишь вчера, не сходившие с газетных передовиц и сенсационных обзоров изобретения и открытия, сегодня уже перешли в разряд обыденных. Цифровые радиорелейные линии, беспроводные и сотовые телефоны, системы спутникового радио- и телевизионного вещания, дистанционное управление межпланетными космическими станциями, радиоастрономия, спутниковая навигация GPS…



…Промозглый декабрь 1821 года. Туманный Альбион. Лаборатория в мерцающем свете свечей. В своем дневнике пятидесятилетний Майкл записывает задачу: «превратить магнетизм в электричество». За 10 лет напряженного труда он осуществил «превращение». Скрипит перо, выводя строки очередной победы человеческого разума над тайнами Природы. 24 декабря 1831 была поставлена последняя точка в первой серии знаменитой книги «Экспериментальные исследования по электричеству».

Фарадей на лекции в Лондонском Королевском институте. Рождество 1855–1856.



Майкл Фарадей своим открытием явления электромагнитной индукции (порождение электрического поля переменным магнитным полем) заложил фундамент современной электротехники.

Шли годы. Были открыты законы взаимодействия неподвижных электрических зарядов (закон Кулона) и токов (закон Ампера). Установлено, что магнитные влияния есть взаимодействия движущихся электрических зарядов. Уже прозвучал термин «мировой эфир» – гипотетическая среда, через которую протянуты невидимые «упругие линии» магнитного и электрического взаимодействия. И вот новое событие!



В 1864 профессор экспериментальной физики в Кембридже Джеймс Клерк Максвелл математически доказал, что любое электрическое волнение может производить эффект на значительном расстоянии от точки где оно произошло и предсказал, что электромагнитная энергия может передаваться в направлении от источника в виде волн, перемещающихся со скоростью света (300 000 км/сек). К 1869 все основные закономерности поведения электромагнитного поля были установлены и сформулированы в виде системы четырех уравнений, получивших название «уравнения Максвелла».

О роли Максвелла в развитии науки превосходно сказал американский физик Р.Фейнман: «В истории человечества (если посмотреть на нее, скажем, через десять тысяч лет) самым значительным событием XIX столетия, несомненно, будет открытие Максвеллом законов электродинамики. На фоне этого важного научного открытия гражданская война в Америке в том же десятилетии будет выглядеть провинциальным происшествием».

Увы, но во времена Максвелла, еще не существовало средств порождения или обнаружения электромагнитных волн. Предсказания Максвелла о существовании электромагнитного поля показались современникам бесполезными. И только после того, как Генрих Герц в 1886–89 экспериментально доказал существование электромагнитных волн, почти через десять лет после смерти Максвелла, человечество задумалось о возможности их применения

Для проведения опытов с радиоволнами немецкий физик Генрих Рудольф Герц использовал разрядник (два электрода, разделенные воздушным зазором), установленный в центре параболического металлического отражателя. Металлическое кольцо с намотанной на нем катушкой подключалось к другому разряднику, идентичному первому. Искра, возникающая в первом разряднике, вызывала возникновение меньшей искры в зазоре второго. Таким образом, Герц доказал, что предсказания Максвелла были верны, по крайней мере, на коротких расстояниях. Было установлено, что электромагнитные волны распространялись прямолинейно и могли отражаться от металлических листов так же, как световые волны отражаются зеркалом.

Были открыты и экспериментально доказаны основные принципы, лежащие в основе передачи электромагнитной энергии на расстоянии. Осталось совсем немного – создать устройство способное к этому.

Идея по созданию радиоприемника материализовалась 7 мая, 1895 на заседании Русского физико-химического общества в Санкт-Петербургском университете. Современники Александра Степановича Попова могли прочитать в «Кронштадтском вестнике» от 30 апреля (12 мая) 1895: «Прошло 10 минут полных напряженного ожидания. Все затихли. В течение одной минуты раздались четыре условленных сигнальных звонка. Аппарат был приведен в действие. И на бумажной ленте обычной телеграфной азбукой обозначилось: ‘Герц’».

Нет полной уверенности в исторической достоверности этого и некоторых других фактов из истории изобретения радио и о роли в этом Попова. В энциклопедии «Британика» («Britannica.com Inc.») сказано: «…Александр Степанович Попов, физик и инженер-электрик, считающийся в России изобретателем радио. Очевидно, что он создал первый примитивный радиоприемник – датчик молний (1895), независимо и без знания о современных работах итальянского изобретателя Гульельмо Маркони. Подлинность и значение успешных экспериментов Попова не подвергаются сомнению, но обычно признается приоритет Маркони».

…Телеграфия без проводов? Кому это нужно? Итальянское Министерство Почты и Телеграфа отклонило патент на изобретение, представленный в 1886, ввиду его непрактичности. Воистину нет пророков в своем отечестве – раздосадованный Гульельмо отправился в Великобританию, где к изобретениям относились более заинтересовано.

Сэр Вильям Прис, тогдашний директор Почтового ведомства, стал восторженным сторонником нового изобретения, что в большой степени предопределило дальнейшую судьбу Маркони.

В своих экспериментах Маркони подсоединял один из электродов разрядника к вертикально подвешенному проводу (играющему роль антенны), а другой электрод к земле (заземление). На приемной стороне системы использовалось аналогичное устройство. Расстояние между передатчиком и приемником постепенно увеличивалось: сначала до 300 ярдов (275 м), затем до 2-х миль (3 км), далее через Английский Канал (пролив Ла-Манш). Наконец в 1901 году Маркони «перебросил мост» через Атлантику, «связав» континенты. Знак «S» переданный азбукой Морзе пролетел сквозь пространство между местечком Полду на полуострове Корнуолл (Великобритания) и городом Сент-Джонс на полуострове Ньюфаундленд (Канада) преодолев со скоростью света расстояние почти 2 100 миль (3 500 км).

Но обо всем по порядку…



1 Как все начиналось

Генрих Рудольф Герц (Heinrich Rudolf Hertz), 1857–1894

В период с 1886 по 1888 года Герц в углу своего физического кабинета в Политехнической школе Карлсруэ (Берлин) исследовал излучение и прием электромагнитных волн. Для этих целей он придумал и сконструировал свой знаменитый излучатель электромагнитных волн, названный впоследствии «вибратором Герца». Вибратор представлял собой два медных прутка с насаженными на концах латунными шариками и по одной большой цинковой сфере или квадратной пластине, играющей роль конденсатора. Между шариками оставался зазор – искровой промежуток. К медным стержням были прикреплены концы вторичной обмотки катушки Румкорфа – преобразователя постоянного тока низкого напряжения в переменный ток высокого напряжения. При импульсах переменного тока между шариками проскакивали искры и в окружающее пространство излучались электромагнитные волны. Перемещением сфер или пластин вдоль стержней регулировались индуктивность и емкость цепи, определяющие длину волны. Чтобы улавливать излучаемые волны, Герц придумал простейший резонатор – проволочное незамкнутое кольцо или прямоугольную незамкнутую рамку с такими же, как у «передатчика» латунными шариками на концах и регулируемым искровым промежутком.

Посредством вибратора, резонатора и отражательных металлических экранов Герц доказал существование предсказанных Максвеллом электромагнитных волн, распространяющихся в свободном пространстве. Он доказал их тождественность световым волнам (сходство явлений отражения, преломления, интерференции и поляризации) и сумел измерить их длину.



Принципиальная схема передатчика (слева) и приемника Герца



Передающий и приемный отражатели

Благодаря своим опытам Герц пришел к следующим выводам: 1 – волны Максвелла «синхронны» (справедливость теории Максвелла, что скорость распространения радиоволн равна скорости света); 2 – можно передавать энергию электрического и магнитного поля без проводов.

В 1887 по завершении опытов вышла первая статья Герца «Об очень быстрых электрических колебаниях», а в 1888 – еще более фундаментальная работа «Об электродинамических волнах в воздухе и их отражении».

Герц считал, что его открытия были не практичнее максвелловских: «Это абсолютно бесполезно. Это только эксперимент, который доказывает, что маэстро Максвелл был прав. Мы всего-навсего имеем таинственные электромагнитные волны, которые не можем видеть глазом, но они есть». «И что же дальше?» – спросил его один из студентов. Герц пожал плечами, он был скромный человек, без претензий и амбиции: «Я предполагаю – ничего».

Но даже на теоретическом уровне достижения Герца были сразу отмечены учеными как начало новой «электрической эры».

В 1891 английский математик и физик сэр Оливер Хевисайд (Oliver Heaviside) выскажет замечание по этому поводу: «Три года назад электромагнитных волн не было нигде, теперь они есть везде».

Летом 1888, четырнадцатилетнему юноше во время отдыха в Альпах попалась на глаза статья Герца. Неизвестно что он понял из серьезного научного журнала, но возникла идея: почему бы ни попытаться использовать волны образованные вибратором Герца для передачи сигналов? По дороге мальчишке не терпелось смастерить что-то необычное.

Через 13 лет детская увлеченность свяжет Америку и Европу невидимой линией беспроводного телеграфа. А имя Гульельмо Маркони станет нарицательным в разговорах о радио…

Генрих Герц умер в возрасте 37 лет в Бонне от заражения крови. После смерти Герца в 1894, сэр Оливер Лодж заметил: «Герц сделал то, что не смогли сделать именитые английские физики. Кроме того, что он подтвердил истинность теорем Максвелла, он сделал это с обескураживающей скромностью».




Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   25


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница