Главное меню

  • К списку уроков
Физика 10 класс. Тема: Достижения человечества. История развития радио.
23.09.2014 2844 0


Развитие Радио

Радио- величайший триумф науки и техники. И радио- важнейшее средство научно-технического прогресса.

Но многие люди в начале века скептически относились к радио. В 1920 году эксперты дали следующее заключение о предложении вложить капитал в развитие американского радиовещания: «Эта говорящая коробочка без проводов не имеет никакой коммерческой ценности. Кто будет платить за сообщение, никому конкретно не предназначенное?»

Самое интересное то, что скачок в развитии этого вида техники был настолько значительным, что уже именно в этом 1920 году началось систематическое радиовещание. Даже сам Генрих Герц, автор знаменитых опытов по электронным волнам, чьи исследования привели А. С. Попова к изобретению радио, уверял, что это всего лишь чистая наука и для практики она никакого значения иметь не может.

Основы радио заложены величайшими открытиями науки 19 века. Первые из этих открытий сделал Фарадей. Он положил начало представлению об электрическом и магнитном полях. Фарадей пришел к выводу, что электрическое  и магнитное поля возникают в пространстве и распространяются на бесконечные расстояния с громадной скоростью. Соотечественник Фарадея- Джеймс Максвелл развил его учение и создал теорию электромагнитного поля. Максвелл доказал, что любое изменение электрического поля влечет за собой изменение магнитного поля. Если по проводнику течет переменный электрический ток, вокруг него возникает электромагнитное поле и распространяется в пространстве со скоростью

света. Максвелл первым предложил, что и свет - электромагнитное излучение.

В 1896-1989 годах немецкий физик Генрих Герц открыл способ получать и обнаруживать электромагнитные волны. Генрих Герц «гипотетические» электромагнитные волны превратил в объект лабораторных исследований. Русский физик Александр Попов ввел их в практику без проволочной связи.

Александр Степанович Попов родился в Пермской губернии в семье священника поселка Туринские рудники в 1859 году. Чтобы детям священно-служителей получить высшее образование, надо было пройти обязательный курс в духовных учебных заведениях. Попов закончил сначала духовное училище, потом духовную семинарию. Но никто из близких юношей не сомневался, что духовный сан не для него. Уж очень рано и ярко проявилось его увлечение техникой. И Попов решил поступать на физико-математический факультет Петербургского университета.31 августа 1877 года он был зачислен студентом первого курса Петербургского университета. С первых же дней студент Попов с увлечением отдается занятиям. А, учась на старших курсах, он стал еще работать в товариществе «Электротехник».29 ноября 1882 года А. Попову была присуждена степень кандидата. Тогда же ему предложили остаться для подготовки к профессорскому званию, но без стипендии. А к этому времени в Минном офицерском классе в Крондштате освободилась должность преподавателя, и Попов занял ее.

Опыты Герца заинтересовали Попова и вскоре в физическом кабинете Минного класса появились такие же приборы, как и приборы Герца. А к весне 1890 года ученый подготовил более совершенные приборы и дающие большую наглядность опытов.

В марте этого же года в лаборатории Минного класса началась непрерывная работа над усовершенствованием приборов для работы с электромагнитными волнами. Если резонатор Герца и все приборы, построенные вслед за прибором немецкого ученого, только демонстрировали появление электромагнитных волн, то новый прибор Попова принимал сигналы.

Новая схема уже в 1894 году дала значительные результаты: удавалось улавливать волны на расстоянии нескольких метров от передатчика. Окрыленный успехом он, со своим ассистентом П. Н. Рыбкиным решает разделить обязанности. Один из участников эксперимента должен посылать сигналы, потом прерывать передачу. Второй- следить за тем, как когерер принимает сигналы. Иными словами, волны передавались с одного места на другое- от излучателя к приемнику. И пусть пока расстояние этих передач было небольшим, важно было другое- сигналы преодолевали расстояние в несколько метров.

Но Попов не остановился на достигнутом. Появляется приемная антенна- обязательная часть всех существующих и существовавших радиоприемников. Это нововведение настолько повысило чувствительность приема, что Попов решает сделать следующий шаг. Поскольку дальность передач превысила 60 метров, опыты переносят из лаборатории в сад Минного класса.

Свой прибор русский физик назвал «прибор для обнаружения и регистрации электрических колебаний». Этот прибор со временем станет известен,как первая в мире приемная радиостанция Попова.

7 мая 1895 года состоялось заседание физического отделения Русского физико-химического общества. На этом заседании он ознакомил своих коллег со своей работой. Благодаря докладу Попова, это заседание стало историческим событием.

В этом же году, совершенствуя свой прибор, Попов с удивлением заметил, что его приемник отзывался на сигналы и тогда, когда вибратор не работал. Вскоре объяснение было найдено. Во время опытов небо со стороны Петербурга стало покрываться тучами, и через некоторое время Попов и Рыбкин, его верный помощник услышали раскаты далекой грозы. Станция предупреждала о ней.

Итогом этого наблюдения стал грозоотметчик Попова. Грозоотметчик вскоре нашел практическое применение: работа в метереологическом кабинете Петербургского лесного института у профессора Д. Н. Лагинова. Попов решает внести изменение в первую конструкцию приемной станции. И к концу сентября 1885 года приемник Попова уже записывает полученные сигналы на телеграфную ленту с помощью аппарата Морзе.

Попов обращается в Военно-Морское ведомство с ходатайством. И получает яхту «Рыбка» для проведения опытов.

1899 год принес весть о том, что телеграфировать без проводов можно на расстоянии до тридцати километров. О новых результатах заговорил весь мир.

А летом 1901 года во время следования кораблей Черноморской эскадры из Севастополя в Новороссийск А. С. Попова удалось еще раз подтвердить надежность радиосвязи и увеличить дальность передач до 112 километров.

Вскоре после этого ученому была присуждена награда на четвертой Всемирной электротехнической выставке, его избрали почетным членом многих научных обществ, ему присвоили звание почетного инженера- электрика. А с 1945 года 7 мая мы отмечаем День Радио.

Для распространения радиотелеграфии на западе много сделал итальянский ученый Г. Маркони. Он так же, как и многие заинтересовался опытами Г. Герца с электромагнитными волнами и занялся экспериментами в этой области.

Переехав из Италии в Англию Маркони успешно продолжал работать, настолько успешно, что в 1896 году предложил английскому правительству разработанную им схему беспроволочной связи.

Построив свою первую приемо-передающую конструкцию, итальянский ученый совершенствовал ее, используя все новшества, которые давала наука. Исходя из этого, как считают специалисты в области радиотехники, Маркони можно считать участником и крупным деятелем прогресса радиотехники, но не изобретателем радио.

Радио- великий труженик. В наше время жизнь невозможна без радио. Человечество лишилось бы управления производством, обмена срочной и неотложной информации, если бы радио было отключено.

Для радиовещания отведены участки.

Длинные волны

2000-750 м

Средние волны

600-180 м

Короткие волны

80-10 м

Ультракороткие волны

10-5 м

 

Это так называемые диапазоны. Другие участки радио спектра предназначены для радиотелефонной связи, для радиосвязи с самолетами, радиомаячной, морской и других специальных радио-служб.

На волне 600 м передается сигнал бедствия «SOS». На этой волне работают только аварийные передатчики. Короткие  волны служат для дальних связей. На метровых волнах ведут телевизионные передачи, дециметровые и сантиметровые волны используют радиолокация и радионавигация. Миллиметровые волны все шире применяются в радиолокации. Используются они и в специальных физических исследованиях.

В 1913 году создаются первые ламповые передатчики. Первые ламповые передатчики имели небольшую мощность. Однако усовершенствование радиоаппаратуры происходит быстрыми темпами. В 1922 году в Советском союзе была введена в эксплуатацию радиостанция имени Коминтерна, ее мощность составляла 12 кВт.

Бурно развивается радиоэлектроника, широким фронтом проникая буквально во все области  науки, техники и производства.

Неоценимый вклад в ее развитие внесли советские ученые и инженеры. Многие из разработанных ими теорий и кострукций получили мировое признание.

В июне 1941 года мирный труд советского народа был прерван нападением гитлеровской Германии. И по радио сразу же зазвучали пламенные призывы встать всем на защиту Отчизны. Радиотехника тоже шла в бой на врага. Так, в историческом сражении на Волге наши войска использовали около 9000 различных радиостанций, а в операциях по освобождению Белоруссии в 1944 году одновременно принимало участие свыше 27000 радиостанций. С помощью радио в тылу врага приводили в действие на больших расстояниях от фронта взрывные устройства- радиомины.

За проявленный героизм в период ВОВ 82 радиста были удостоены звания «Герой Советского Союза», тысячи награждены орденами и медалями.

С 1918 по 1921 года было принято пять важнейших декретов советом народных комиссаров и советом труда и обороны по вопросу развития радио.

В. К. Лебединский (1868-1937) и М. А. Бонч-бруевич (1888-1940) внесли огромный вклад в развитие радио.

В 1919 году Бонч-бруевичем была выпущена первая усилительная лампа и ламповый радиотелефонный передатчик.

Первый международный радиотелефонный разговор был осуществлен осенью 1920 года между Москвой и Берлином, во время которого был установлен мировой рекорд по дальности радиотелефонной передачи. Передача показала, что отечественная радиотехника не уступает иностранной.

Сегодня от радиоэлектроники, электронной техники и кибернетики зависит технический прогресс.

Радиоэлектроника применяется в народном хозяйстве для управления станками, в науке для вывода исскуственных спутников Земли и комических кораблей на орбиту, в медицине для лечения током высокой частоты.

Область применения радио давно вышла за рамки связи. Можно без преувеличения сказать, что развитие всей современной науки, техники и хозяйства в значительной своей части связано с радиоэлектроникой. Созданы новые отрасли наук и новые применения радиотехники: радионавигация, радиометериология, радиоастрономия и другие.