Приручение волны. История радиосвязи (лекция 5)

1.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Введение в современные
проблемы физики
С.Е.Муравьев, А.С.Ольчак
кафедра теоретической ядерной физики
кафедра общей физики
1

2.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Лекция 5. «Приручение волны»
История радиосвязи
2

3.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Лекция 5. Приручение волны. История радиосвязи
Поле Фарадея. Уравнения Максвелла. Электромагнитные волны.
Скорость света. Электричество и оптика.
Гельмгольц и Герц. Опыты Герца. Катушка Румкорфа. Студент Герца.
Начало использования волн. Эдуард Бранли. Когерер. Александр Попов.
Гуильельмо Маркони. «Свой изобретатель радио»: Никола Тесла, Эрнст
Резерфорд, Чандра Боше, Ландель де Муру, Яков Наркевич-Йодко, Дэвид
Хьюз, Томас Эдисон, Оливер Лодж, Карл Браун, Аугусто Риги и многиемногие другие
Империя Маркони. Суд Маркони и Теслы.
Сотовые телефоны.
3
Что дальше?

4.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
В этой лекции речь пойдет об удивительном приборе, без
которого мы сейчас не мыслим нашей жизни. О телефоне.
Или, если посмотреть подальше в историю, об
использовании электромагнитных волн для связи. О радио.
О передаче информации. О телефонах и гаджетах.
…. Обо всем, что связано с…
использованием
электромагнитных волн
4

5.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Первые упоминания электрических явлений:
янтарь, потертый шерстью, притягивает мелкие
предметы (Фалес Милетский, 600 г. до н.э.). Янтарь
– электрон (греч.)
Китай:
Компас (3 век до н.э.)
Средние века:
Уильям Гильберт (1600 г.) «О магните, магнитных
телах и большом магните Земля» Полное описание
всех известных электрических и магнитных
явлений
5

6.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Отто фон Герике (1663):
Янтарь, сера, стекло. Электростатический
генератор (вращающийся серный или
стеклянный шар натирался рукой)
Стивен Грей (1729):
Электризация человеческого тела, проводники
и изоляторы. Передача электричества по
влажной льняной нити на 250 м
Шарль Дюфе (1733):
Два вида электричества – «стеклянное» и
«смоляное»
6

7.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
П. Мушенбрук (1746):
Лейденская банка. Конденсатор (до 100 В)
Б. Франклин (1749):
Положительные и отрицательные заряды.
Громоотвод
М.В.Ломоносов и Г. Рихман (1750-е):
Атмосферное электричество

8.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Мушенбрук: «Хочу сообщить вам новый, но
ужасный опыт, который не советую повторять. Я
подвесил на шелковых нитях железный стержень,
получавший электричество от стеклянного шара,
который быстро вращался и натирался руками. На
другом конце висела медная проволока, конец
которой был погружен в стеклянный круглый сосуд,
заполненный водой, который я держал в правой
руке; левой рукой я пытался извлекать из
электрического стержня искру. Вдруг моя правая
рука была поражена ударом с такой силой, что все
тело содрогнулось как от удара молнии. Я думал,
что все кончено…»

9.

Опыт Мушенбрука произвел фурор во всей
Франции.
Придворный «электрик» Людовика XV
Нолле
описал
опыт,
поставленный
королем
(!)
со
180
мушкетерами.
Мушкетеры взялись за руки, «первый
держал в свободной руке банку. А
последний
извлекал
искру;
удар
почувствовался всеми в один момент.
Было очень курьезно видеть разнообразие
жестов и слышать мгновенный вскрик,
исторгаемый неожиданностью у большей
части, получающих удар».
9

10.

700 монахов, взявшись
действие электричества…
за
руки
проверили
Сохранилась фамилия человека (француза),
который согласился быть убитым электричеством
при условии, что это будет описано в научной
печати.
А потом Франклин доказал, что молния и искра,
извлекаемая из лейденской банки – одно и то же.
И стало понятно, что «курьезные опыты» с
электричеством могут принести реальную пользу.
10

11.

Об этих работах стало известно в
России. Ломоносов:
«Никто бы не чаял, чтобы из
Америки надлежало ожидать новых
наставлений об
электрической
силе, а однако, учинены там
наиважнейшие
изобретения.
В
Филадельфии,
в
Северной
Америке,
господин
Вениамин
Франклин столь далеко отважился,
чтобы вытягивать из атмосферы
тот страшный огонь, который часто
целые земли погубляет».
11

12.

Георг Вильгельм Рихман: «В нынешнее время
физикам
представляется
возможность
проявить отвагу и смелость в рискованном
деле. Вот почему, поскольку моя обязанность
в меру сил заниматься физическими
исследованиями, ничто меня не отвращало от
наблюдений подобного рода. Я пользовался
всяким случаем, чтобы не только наблюдать,
но и … определять явления природного
электричества».
12

13.

Погиб во время грозы около
измерителя
атмосферного
электричества
Ломоносов писал: «…умер
господин Рихман прекрасною
смертию, исполняя по своей
профессии должность. Память
о нем никогда не умолкнет...
Между тем, чтобы сей случай
не был протолкован противу
приращения наук, всепокорнейше прошу миловать науки".
13

14.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Ш.Кулон (1746):
Закон взаимодействия зарядов
А. Вольта (1800):
Первый гальванический элемент
(вольтов столб, до 50-70 В)
14

15.

Г.-Х.Эрстед (1820):
Действие тока на магнитную стрелку
А.-М.Ампер (1820):
Законы взаимодействия токов
Г.Ом (1827):
Закон Ома
15

16.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
М.Фарадей(1791-1867).
Автор
открытия
электромагнитной индукции, законов электролиза,
явления вращения плоскости поляризации света в
магнитном поле. В 1821 г. впервые осуществил
вращение проводника с током вокруг магнита, (модель
электродвигателя). В 1831 года открыл явление
электромагнитной индукции — основу электротехники.
Главной заслугой Фарадея является разработка
концепции электромагнитного поля. Фарадей развивал
идею
о
том,
что
существует
переносчик
взаимодействия. Не любил формулы – физику он
понимал «на пальцах», видя за проводимыми им
экспериментами взаимосвязи причин и явлений.
16

17.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Первоначально поле у Фарадея
магнитной индукции около магнита –
который Фарадей придумал для себя,
«почувствовать» силы. Но потом он
понимает, что эти силы «живут» сами.
линии
язык,
чтобы
вдруг
У Максвелла поле появилось тоже не сразу.
Сначала использует термин «поле» для
обозначения места, где действуют магнитные
силы (около магнита). И только в работе, в
которой вводятся уравнения Максвелла и
обнаруживаются волны, поле становится
физической реальностью

18.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Г.Герц. «Фарадею говорили, что при электризации тела в него что-то
вносят, но он видел, что возникающие изменения обнаруживаются лишь
вне тела, а отнюдь не внутри. Фарадея учили, что силы просто
перескакивают через пространство, но он видел, какое большое влияние
оказывает на эти силы то вещество, которым заполнено это якобы
перескакиваемое пространство. … И тогда все перевернулось в его
представлении. … Силовые линии, как он называл силы, мыслимые
самостоятельно, стояли перед его умственным взором в пространстве,
как состояния последнего, как напряжения, как вихри, как течения, как
многое другое, что и сам он не мог определить, но они стояли там,
действуя друг на друга, сдвигая и толкая тела туда и сюда,
распространяясь и сообщая друг через друга возбуждение от точки к
точке»

19.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Как почувствовать поле? И есть ли какие-то проявления этого
«посредника» между зарядами самого по себе (без зарядов).
Есть!
Быстро уберем правый заряд. В течение небольшого
времени на левый продолжает действовать такая же сила.
Кто действует? Правого заряда уже нет. Пространство,
измененное правым зарядом. Электрическое поле!

20.

c
От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Но Фарадей говорил не только о поле…
В 1938 году в архивах Королевского общества
был найден конверт, запечатанный Фарадеем в
1848 году. На конверте была надпись (рукой
Фарадея), что он содержит предсказания
ученого…
Одна страничка текста. Предсказания таких
полей – электрического и магнитного, - которые
«живут», поддерживая друг друга отдельно от
зарядов…
Он видел очень далеко!

21.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
И еще Фарадей открыл эффект
поворота плоскости поляризации
света в магнитном поле (эффект
Фарадея). Отсюда следовало,
что свет – электромагнитное
явление.
И хотя правильное объяснение
этого эффекта можно провести
только на основе квантовой
механики,
в
целом
это
утверждение верное…
21

22.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Но язык поля трудно входил в умы
физиков.
Карл Вебер на основе теории дальнодействия (мгновенного распространения
взаимодействия) построил теорию, в
которой закон Кулона и закон Ампера
были частными случаями некоторого
общего взаимодействия, зависящего от
скорости. Затем Г.Гельмгольц попытался
построить теорию, в которой идеи Вебера
сочетались с близкодействием Фарадея

23.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
В теории Вебера возникла забавная ситуация. Вебер
определял единицу тока двумя способами – через
закон Кулона и закон Ампера. И получил две
единицы токов, и их отношение (оно было размерно)
И у него ничего не шевельнулось! Я глубоко уважаю
Вильгельма Вебера, в его честь названа единица
магнитного потока в СИ. Но это все-таки не
Максвелл!
23

24.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Джеймс Кларк Максвелл (1831-1879). Полностью
принял идеи Фарадея о взаимодействии через
поле, поскольку считал, что «заряд не может
действовать там, где его нет». Теоретически ввел
эффект,
обратный
фарадеевской
индукции:
изменения электрического поля порождают поле
магнитное, и первым понял, что два поля –
электрическое и магнитное – представляют собой
две стороны одного явления. Обобщив результаты
Кулона, Ампера и Фарадея и введя в них ток
смещения, Максвелл сформулировал уравнения,
описывающие электромагнитное поле (уравнения
Максвелла).
Сделал первое в мире цветное фото.

25.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Джеймс Кларк Максвелл:
1. Обобщил все эксперименты по
электричеству и магнетизму.
2. написал уравнения для полей
(напряженности электрического и
индукции магнитного поля).
3. Уравнения для электрического и
магнитного поля связаны
4. Заряды и токи входили в
уравнения как «источники» полей.

26.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
div E 4
div H 0
1 H
rot E
c t
4
1 E
rot H
j
c
c t
Людвиг Больцман в примечаниях к
работе Максвелла написал:
«Я мог бы сказать, что
последователи Максвелла в этих
уравнениях ничего кроме букв не
переменили… Результаты
переведенного здесь цикла работ,
следовательно, должны быть
причислены к важнейшим
достижениям физической теории»

27.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Альберт
Эйнштейн
(1879–1955)
охарактеризовал
создание
теории
электромагнитного
поля
как
величайший, со времен Ньютона,
переворот в наших взглядах на
структуру физической реальности.
Благодаря этому перевороту, в физику
наряду
с
представлениями
о
взаимодействии материальных точек
вошли представления о полях, как ни к
чему другому не сводимых объектах.

28.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
1.
Неинвариантны
относительно
преобразований Галилея (но Лоренца – да!)
2. Линейные – принцип суперпозиции
электрического и магнитного полей.
3. Уравнения содержат: закон Кулона, закон
Био-Савара-Лапласа,
уравнение
непрерывности,
закон
электромагнитной
индукции Фарадея.
4. Уравнения несимметричны относительно
векторов E и H (это связано с отсутствием
магнитных зарядов).
5. Нулевое решение в отсутствии зарядов и
токов
28

29.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
НО ЕСТЬ И НЕНУЛЕВОЕ! Изменения полей поддерживают друг друга.
И распространяются в пространстве. Чтобы такие поля возникли нужны
заряды, движущиеся с ускорением. А затем поля будут «жить» сами.
Максвелл назвал эти решения электромагнитными волнами

30.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
1 E
E 2 2
c t
2
1 H
H 2 2
c t
2
Уравнения
Максвелла
в пустом
пространстве
Решения уравнений зависят от координат
и времени по закону r ct . Поле
распространяется со скоростью c

31.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Но давайте оставим Максвелла и вспомним,
что мы знали о свете
1. Процесс, в котором распространяется
энергия
2. Механические аналогии
3. Спор Ньютона и Гука, во время которого
Ньютон сказал свое знаменитое – «если я
и видел дальше, то только потому, что
стоял на плечах гигантов», издеваясь над
маленьким, кривым и горбатым Гуком.

32.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
1. Гук и Гюйгенс: свет волна в
эфире. Частоту не заметили!
2. Ньютон: лучи, отличающиеся по
степени преломления. Белый свет.
Аккуратное
предположение
о
корпускулярном характере света
3. Юнг
и
Френель
–
доказательство волновой природы
света. Но что это за волна было
неясно
32

33.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Измерение скорости света
1. Галилей – опыт с зеркалами
2. Олаф Рёмер, 1676 г. Оценка по
затмениям спутников Юпитера. 214 000
км/с (точность - 30 %).
3. Джеймс Брэдли, 1728 г. Аберрация
звезд. 301000 км/с.
4. В земных условиях – Арман Физо, 1849 г.
Опыт с отражением порций света. 315000
км/с.
5. Леон Фуко, 1849 г. Опыт с зеркалами.
298000 км/с.
33

34.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Опыт Физо, 1849
с = 3,15х108 м/с
34

35.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
В эти волны никто кроме Максвелла не верил. Да и сам он
вряд ли сразу понял, что это такое. И вдруг…
Скорость волн, которую он вычислил, с
высокой точностью совпала со
скоростью света, измеренной Физо!
Отсюда следовало, что свет –
электромагнитная волна

36.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Потрясенный Максвелл пишет: «Скорость
поперечных волновых колебаний … столь точно
совпадает со скоростью света, измеренной в
опытах Физо, что мы едва ли можем отказаться
от вывода, что свет состоит из поперечных
колебаний той же самой среды, которая
является причиной электрических и магнитных
явлений».
А.Эйнштейн писал, что немногим физикам
довелось испытать радость такого открытия,
когда совпали разные, как казалось, величины,
что и говорило об их одинаковой природе.
Максвеллу – довелось.

37.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Но в 1867 году (год выхода работы
Максвелла, в которой предсказаны волны) в
них никто не верил…
И знаменитый немецкий физик и физиолог
Герман Гельмгольц
предложил своему
аспиранту Генриху Герцу доказать, что
Максвелл не прав. И защитить на этом
диссертацию…
В начале 80-х годов Герц начал изучать
труды Максвелла.
И чем больше он изучал, тем больше верил в
теорию Максвелла. И он решил найти волны!
37

38.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Герц понимал, что для излучения
волны ему нужно заставить заряды
совершать колебания (это получалось
из решений уравнений Максвелла). И
он использовал в качестве излучателя
индукционную катушку Румкорфа, в
которой электромагнит то замыкал, то
размыкал электрическую цепь, давая
импульсное
напряжение,
которое
многократно усиливалось. В разрядном
промежутке возникала искра
38

39.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
А рядом был еще один контур с
искровым промежутком (который Герц не трогал). И в тот
момент, когда в промежутке
индукционной катушки проскакивала искра, в разрядном
промежутке второго контура –
тоже!
И Герц понял, что это и есть
загадочная электромагнитная
волна.
Он нашел ее!
39

40.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Герц подробно исследовал
свойства волн: по интенсивности искры во втором контуре
он исследовал образование
стоячей волны, отражение от
металлических экранов, преломление при прохождении диэлектрических тел. Все свойства
волн
выполнялись
для
электромагнитной волны.
40

41.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Герц показал этот опыт студентам. И на лекции один студент
сказал: «Господин Герц, вы же
сделали великое открытие. Искрите в одном из контуров в ритме
азбуки Морзе; во втором будет
такая же азбука Морзе. Передача
информации без проводов!»
41

42.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Но Герц не считал свои открытия практическими:
«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 студент. Герц пожал
плечами. Это был скромный человек: «Я
полагаю — ничего». Но даже на теоретическом
уровне открытия Герца были сразу отмечены
учёными как начало новой «эры связи».
42

43.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
В 1887 году вышла статья Герца «О
быстрых электрических колебаниях»,
в 1888 году — работа «Об электродинамических волнах и их отражении». Герц так подытожил результаты своих экспериментов: «Описанные эксперименты устраняют сомнения в тождественности света, теплового излучения и электродинамического волнового движения». И
ни слова о практическом использовании радиоволн!
43

44.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Но он посеял семя!
Нужны были инженеры, которые могли бы придумать эффективные
способы передачи и регистрации волн. И работы начались. Вообще с
радио сложилась удивительная ситуация: в каждой стране мира есть свой
инженер, которого почитают как «изобретателя радио».
Германия: Генрих Герц и Карл Браун
Англия: Оливер Лодж и Эрнст Резерфорд
Франция: Эдуард Бранли
Россия: Александр Попов, Яков Наркевич-Йодко
Италия: Гуильельмо Маркони
Индия: Чандра Боше (Бозе)
США: Никола Тесла, Девид Хьюз, Томас Эдисон
Бразилия: Ландель де Муру
44

45.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Изучая хронологию радио, можно заметить, что очень многие люди –
ученые, инженеры и просто энтузиасты – внесли вклад в становление
этой области науки и техники. Поэтому слова «изобретатель радио»
БЕССМЫСЛЕННЫ! (даже более бессмысленны, чем изобретатель
велосипеда). Множество инженеров создали радио. И работали вместе!
Да, конкурируя… Да, ругаясь… Но и помогая друг другу! Идеи всех
использовали все! И дали нам – человечеству – эту великую силу –
радиосвязь!
Но все-таки…
Кто же первый?...
45

46.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
1884 год. Итальянский физик Фемистокл
Кальцекки-Онести исследует электрическое
сопротивление
металлических
опилок
в
эбонитовой
и
стеклянной
трубке.
Под
действием электрических процессов при
размыкании цепи, содержавшей индуктивность
и трубку с опилками, сопротивление опилок
значительно уменьшалось.
Это был способ зарегистрировать волну.
46

47.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
1890 г. Эдуард Бранли использует
когерер для регистрации электромагнитных волн (называет его «радиокондуктор»). Для получения электрических разрядов использовалась электрофорная машина или катушка Румкорфа. Передал волну на 20 метров.
Результаты опытов Бранли были
опубликованы в Бюллетене Международного общества электриков и в
отчётах Французской Академии Наук.
Он же придумал термин – «радио»
47

48.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Но когерер работал плохо. После каждого срабатывания его нужно было
встряхивать. Да и чувствительность нужно было повышать. И многие
инженеры начали экспериментировать с когерером.
когерер Маркони
48

49.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
До 1870 года (еще до опытов Герца):
Американский физик Джозеф Генри (в честь
него названа единица индуктивности) заметил,
что искровой разряд намагничивает железную
иголку, которая находится внутри соленоида, в
котором разряда не было. Пытался создать
беспроводной телеграф (1842 год).
49

50.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
1866 г. Американский дантист Маллон Лумис.
Проводил
эксперименты
с
атмосферным
электричеством. Первый в мире патент на
беспроводной телеграф.
Два воздушных змея поднимали два провода. На
один подавалось напряжение по отношению к
земле. При замыкании на землю во втором
возникал импульс тока.
Можно было зарегистрировать.
Утверждал, что
передавал сигналы на 15 миль.
Думал, что это волна распространяющаяся по
земле.
50

51.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
1876 год. Молодой Томас Алва Эдисон
сконструировал приёмник электромагнитных
колебаний для демонстрации возможности
передачи электрической энергии без проводов.
Аналог опытов Герца. Передавал искру,
полученную с помощью индукционной катушки
– как у Герца - на 30 метров. Ничего не
опубликовал, поскольку не понимал, как
передается искра.
51

52.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
1878 год. Дэвид Хьюз (в США) изобрел угольный
микрофон и телефон. Заметил, что любой
разряд индукционной катушки вызывает щелчок
в телефоне. 1880 показал этот эксперимент
Лондонскому королевскому обществу. Щелчки
передавались на 40 метров. Академики убедили
его, что это электромагнитна индукция, а не
волны… Согласился… Тем не менее в США
считается одним из изобретателей радио.
52

53.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
1890 г. Российско-белорусский ученый, инженер и
изобретатель Яков Оттонович Наркевич-Йодко
применил для регистрации грозовых разрядов
прибор,
имеющий
антенну,
заземление
и
телефонную трубку – очень похожий прибор в
дальнейшем использовал А.С.Попов. Прибор
позволял регистрировать электрические разряды в
атмосфере на расстоянии до 100 км.
53

54.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
1891 г. — Никола Тесла получил патент США на
устройство для получения волн. Источник катушка Румкорфа.
В 1893 г. Тесла читает лекции «О свете и других
высокочастотных
явлениях»
слушателям
Института Франклина в Филадельфии. Он
демонстрирует изобретённую им в 1891 году
техническую систему. Считается, что это первая
публичная
демонстрация
возможностей
радиосвязи. В будущем, опираясь именно на
нее,
американский
суд
признает
Теслу
изобретателем радио.
54

55.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
1892 г. англичанин Уильям Крукс впервые системно
описал принципы передачи информации с помощью
электромагнитных волн. Впервые использует термины:
генерирование, диапазон, чувствительность и проч.
«Лучи света не могут проникать ни через стену, ни
через лондонский туман. Но электрические колебания
легко проникнут через такие среды. Здесь открывается
поразительная возможность телеграфирования без
проводов, телеграфных столбов, кабелей и др. Это не
просто грёзы. Всё, что нужно для реализации этого
находится в пределах возможностей открытия и всё
это будет найдено в ходе тех исследований, которые
ведутся сейчас в каждой европейской столице.
55

56.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
1893 г.
Аугусто Риги, профессор Болонского
университета, подтверждает выводы Герца
относительно
волн.
Он
усовершенствовал
установку Герца с целью защиты элементов от
обугливания при искрообразовании.
В 1894 г. новый сферический генератор, с
помощью которого получил волны длиной 20 и
7,5 см, исследовал их отражение, преломление,
поглощение, интерференцию и дифракцию.
Показал, что радиоволны отличаются от световых только длиной волны. Для широкой публики
известен как один из учителей Маркони.
56

57.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
1 июня 1894 г. Оливер Лодж в Англии читает
лекцию памяти Герца, умершего 1 января.
Демонстрирует возможности «трубки Бранли»,
которую Лодж назвал когерер. Публикация в
«Nature». После этого все стали работать с
когерером и звонком.
14 августа 1894 г. Лодж в Оксфордском
университете передал сигнал
на 40 м. Для
встряхивания когерера использовал заводной
пружинный механизм с молоточком.
57

58.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
К концу года передавал сигналы
на
расстояние 135 метров. Показал, что
регулировка длин волн выполняется с
помощью изменения индуктивности и емкости
в антенном контуре.
Вместе с Герцем сыграл ключевую роль в
создании
радио.
Профессор
Бландель:
«Именно Лоджу принадлежит первая идея
телеграфии без проводов».
1898 г. Лодж получил патент на принципы
настройки на нужную станцию. В 1912 г.
продал этот патент Маркони.
58

59.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
1894 — Джагадиш Чандра Боше (Бозе), индийский
учёный и инженер, основываясь на опубликованных
работах Лоджа, использует электромагнитные волны
для воспламенения пороха и включения звонка на
расстоянии
и
публично
демонстрирует
свои
эксперименты в Калькутте. Кроме того, чуть позднее
(1895) Боше изобрёл ртутный когерер, не требующий
встряхивания.
59

60.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
25 апреля (7 мая) 1895 года российский
изобретатель Александр Степанович Попов на
заседании
Русского
физико-химического
общества (РФХО) воспроизводит опыты Лоджа
по регистрации волн. Попов вносит усовершенствование – молоточек работал не от
часового механизма, а от принятого сигнала.
Для
получения
электрических
разрядов
использовалась электрофорная машина.
Согласно протоколу заседания РФХО прибор
Попова был предназначен «для показывания
быстрых
колебаний
в
атмосферном
электричестве».
60

61.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
В 1896 г. А. С. Попов публикует описание своего
прибора. Передал электромагнитные колебания от
«большого» вибратора Герца
на 60 метров. В
заключение автор выражает надежду, что «прибор,
при дальнейшем усовершенствовании может быть
применен к передаче сигналов на расстояния при
помощи быстрых электрических колебаний, как
только будет найден источник таких колебаний,
обладающий достаточной энергией».
В апреле 1896 г. Владимир Владимирович
Скобельцын делает доклад в РФХО о приборе
А. С. Попова. Передал сигнал на 40 метров.
Источник волн – катушка с вибратором Герца.

62.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
2 июня 1896 г. Итальянец Гуильельмо
Маркони
подаёт
заявку
на
патент:
«Усовершенствования в передаче волн Герца».
2 сентября 1896 г. Маркони демонстрирует
свою аппаратуру в Англии при большой
аудитории с участием представителей флота.
Передал сигналы на 2,5 км.
Июль 1897 года.
Маркони на итальянской военной базе
передаёт фразу - «Viva l’Italia» - на 18 км.
62

63.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Май 1897 г. Уильям Прис, главный инженер
британского почтового ведомства, проводит
испытания аппаратуры Маркони и собственной, основанной на индукционной передаче
сигналов. Испытания проводились при трансляции сигналов через Бристольский канал в
Англии. Рекорд дальности связи - 14 км.
Конец 1897 г. Карл Браун совершенствует
схему передатчика. Новый рекорд дальности
связи.
С помощью передатчика Брауна Маркони в
1901 г. передает сигнал в Америку.
63

64.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Огромное влияние на развитие радио оказала
ошибка Маркони, считавшего, что волны могут
без потерь проходить через грунт и воду. Это
позволило ему убеждать всех, что возможна
радиосвязь с Америкой несмотря на кривизну
Земли. В действительности потери огромны, но
радиоволны могут отражаться от ионосферы и
огибать земной шар. Эта ошибочная гипотеза
позволила Маркони в 1901 года организовать
связь через Атлантический океан (передал букву
S азбуки Морзе). А в конце следующего года
была налажена регулярная радиосвязь.
64

65.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
19 октября 1897 г. А. С. Попов выступает с докладом
«О телеграфировании без проводов». В конце признаёт:
«Здесь собран прибор для телеграфирования. Связной
телеграммы мы не сумели послать, потому что у нас не
было практики, все детали приборов ещё нужно
разработать».
Декабрь 1897 газета «Петербургский листок» сообщает
о беспроводной передаче телеграфного сигнала
А. С. Поповым. Попов и его ассистент П.Н.Рыбкин с
помощью азбуки Морзе передали слово «Герц».
Попов ничего не запатентовал и это стало … причиной
его известности
65

66.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Ноябрь 1898 г. Эжен Дюкрете, французский предприниматель и инженер, по опубликованным описанию и
схеме (статья А. С. Попова в «Журнале РФХО» № 1
за 1896 год) изготовил когерерный приёмник Попова и
передатчик, основанный на известном вибраторе Г.
Герца. Дюкрете демонстрировал работу этих
устройств во время докладов на заседаниях
Французского физического общества 19 ноября 1897
и 21 января 1898 (со ссылками на Попова).
Создал фирму для производства радиопередатчиков
и приемников. «Попов-Дюкрете». Первые партии этих
приборов попали на российский и французский флот.
66

67.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Поступившие в Россию приборы имели лейбл
«Попов-Дюкрете». Дюкрете наладил серийное
производство и снабжал ими французский и
российский флоты. Попов совершил несколько
поездок во Францию для налаживания работ
фирмы. Позднее компания Дюкрете прекратила
выпуск
радиооборудования,
не
выдержав
конкуренции со стороны Маркони. А интерес
Дюкрете к системе Попова был связан с
отсутствием у последнего патента.
Все, что было у Маркони жестко охранялось
английскими патентами.
67

68.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Маркони в 1897 г. создал акционерное
общество «Маркони К°». Пригласил многих
учёных и инженеров. В 1897 г. осуществил
передачу радиосигналов на 14 км через
Бристольский залив, затем на 21 км. В ноябре
1897 г. построил стационарную радиостанцию
на острове Уайт в Ла-Манше, обеспечившую
связь с материком (23 км). В мае 1898 года
применил систему настройки (на принципах,
открытых Лоджем). В 1900 г. открыл «завод
беспроволочного телеграфа», на котором
работали 50 чел.
68

69.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
И Маркони, и Попов понимали важность пиаровской составляющей своего
изобретения. И часто за свои деньги делали это.
В 1900 г. Приборы Попова обеспечивали связь в операции по спасению
корабля «Адмирал Апраксин», севшего на мель у острова Гогланд.
Приборы, использовавшиеся в спасательной операции, были изготовлены
фирмой Дюкрете. В результате обмена радиограммами с ледоколом
«Ермак» были также спасены финские рыбаки с оторванной льдины в
Финском заливе.
Эта информация широко обсуждались общественностью. Она давила на
руководство российской армии,…
А вот первая реакция руководства флота была резко отрицательной –
«на химеру денег выделять не дозволю»
69

70.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
А потом произошло событие, сыгравшее
огромную роль в распространении
радиосвязи.
Катастрофа «Титаника», на котором
стояли передатчики Маркони. И нашлись корабли в Атлантике (пароход
«Карпатия»),
на
которых
были
приемники, и которые услышали «SOS»
«Титаника». 712 человек из 2208
пассажиров и членов экипажа были
спасены.
70

71.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
В ходе расследования катастрофы в США был инициирован законопроект,
а в 1912 году был принят федеральный закон, предписывающий всем
радиостанциям осуществлять постоянный мониторинг частот бедствия.
Чуть позже аналогичные законы приняты во многих странах, в том числе и
в России.
В 1913 году - Международная конференция по охране человеческой жизни
на море. Конвенция, подписанная всеми странами мира и требующая
круглосуточной работы судовых радиостанций.
71

72.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Интересно, что была одна встреча
Маркони и Попова. Эта встреча
состоялась на итальянском корабле,
приплывшем
на
промышленную
выставку в Петербург (Маркони
входил
в
состав
итальянской
делегации). Они наметили совместные работы, но реализовать свое
намерение не успели. Попов очень
рано умер…
72

73.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
А что же было дальше?
С 1901 года Попов — профессор физики Электротехнического института (ныне ЛЭТИ). Был почётным инженером-электриком и почётным членом
Русского технического общества.
В конце 1905 года учёный совет института избрал
А. С. Попова ректором, а Русское физикохимическое общество - президентом. Эти
должности Попов должен был занять с 1 января
1906 г…
Но 31 декабря 1905 года Попов скончался от
инсульта. Похоронен на Волковском кладбище.
73

74.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
3 января 1906 г. «Петербургская газета» написала:
«В последний день старого 1905 года Россия лишилась одного из своих
выдающихся людей. Умер А. С. Попов, директор электротехнического
института, умер сравнительно молодым, на 47-м году своей жизни,
проведённой в неустанных научных трудах. Россия может гордиться им,
как изобретателем беспроволочного телеграфа, хотя увы, и на нём
исполнилась злополучная судьба русских изобретателей…
Русские люди проглядели, по обыкновению, своего соотечественника,
дождались подобного изобретения за границей… Он не последовал
примеру Яблочкова и не продал своего изобретения за границу, он
любил Россию и работал для неё…»
Поистине.. Нет пророка в своем отечестве!
74

75.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
А Маркони…
В 1909 году получил Нобелевскую премию по
физике (первый итальянец)
Был владельцем огромной радиотехнической
империи
За заслуги перед государством 30 декабря 1914
года Маркони был назначен пожизненным
сенатором Италии.
Был в 1919 г. полномочным представителем
Италии на Парижской мирной конференции. От
имени Италии подписал мирные договоры с
Австрией и Болгарией.
75

76.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Маркони поддерживал режим Муссолини, сам был членом фашистской партии.
В 1929 году получил наследственный
титул маркиза.
Был главой Королевской академии
Италии
и
владельцем
огромной
радиотехнической империи.
В момент похорон Маркони все
радиостанции мира на две минуты
прекратили вещание.
Похоронен в базилике Санта Короче
рядом с Микеланджело и Галилеем.
76

77.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Ну а потом началась посмертная жизнь Попова… Грустная, потому что из
него начали делать символ…
В Советском Союзе был снят фильм о Попове. С блестящим актерским
составом (Попов – Н.Черкасов, Маркони – Б.Фрейндлих). Но - ужасный…
Вранье!
Создатель радио – Попов и больше никто.
Чуть-чуть про Герца.
Два слова про Лоджа.
И все…
А Маркони…
Делец, вор… Да еще и дебил…
77

78.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Кадр из фильма
«Александр Попов».
78

79.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Кадр из фильма
«Александр Попов».
79

80.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Кадр из фильма
«Александр Попов».
80

81.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Интересно, что Маркони был наполовину
англичанином, и именно так – наполовину
итальянцем, наполовину англичанином –
ощущал себя сам. Его мама была урожденная
Джеймсон.
Обеспеченная
семья
производителей
виски.
До
сих
пор
производится.
Поэтому работал он в основном в Англии, был
выход на Адмиралтейство, поддержка и т.д.
81

82.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
И еще.
Даже со смертью Маркони приоритетная война не закончилась!
В 1935 году очень пожилой и полностью разорившийся Никола Тесла
подал в суд на Маркони. Требование – признать его изобретателем радио,
все отнять у Маркони и отдать Тесле…
Американский суд рассматривал дело больше 15 лет…
Все умерли…
Вердикт: изобретатель Тесла, но за давностью лет и неимением
наследников (у Теслы) все остается у наследников Маркони.
82

83.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Все довольны…
И довольно человечество, получившее радиосвязь. Сотовые
телефоны… GPS…
И еще!
Все люди, участвовавшие в изобретении «радио», сыграли в
этом важную роль.
Идеи всех использовали все! И именно это дало мощнейший
толчок развитию этих технологий. И эти технологии еще
выйдут когда-нибудь на новый этап и дадут нам то, о чем мы
еще даже не подозреваем!

84.

От Архимеда до Басова - наука, техника, технологии
Но это уже
совсем другая история…
84