Радио на службе у человека

Малов Н. Н.

Телефон был изобретён лет 70 назад и широко распространился в последующие годы. Число телефонов, действующих на земном шаре в настоящее время, достигает десятков миллионов.

2. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ВЛИЯНИЕ

Магнитные действия тока были открыты в 1820 r. Через несколько лет великий английский физик Михаил Фарадей задался целью выяснить такой вопрос: при помощи электрического тока, т. е. движущихся электронов, можно создать магнитные силы; а нельзя ли получить обратное, т. е. при помощи магнита или электромагнита создать электрические силы и заставить двигаться атомы электричества — электроны?

После долгих и трудных поисков Фарадей достиг успеха в 1831 г. Он заметил, что если

перемещать около проволочной катушки магнит или электромагнит, в ней возникает ток. При этом, чем быстрее Фарадей двигал магнит, т. е. чем быстрее изменялись в катушке магнитные силы, тем большей силы получался ток.

Так как ток в проволоке всегда возникает под действием электрических сил, то, следовательно, изменения магнитных сил вызывают в катушке возникновение электрических сил. Это явление называют электромагнитной индукцией («индукция» значит — «влияние»); оно используется почти во всех электрических машинах.

Весьма важно то обстоятельство, что даже если убрать проводник, то электрические силы всё же будут существовать в пространстве, где меняются магнитные силы. Их можно и в этом случае обнаружить, но это не так легко сделать. Таким образом, всегда и везде вся — кое изменение магнитных сил обязательно вызывает появление электрических сил.

С другой стороны, если где-нибудь изменяются электрические силы, то при этом обязательно появляются магнитные силы. Мы имели случай в этом убедиться, когда заметили, что катушка с меняющимся током в различной степени притягивает стальную пластинку.

Действительно, раз при изменении тока пластинка притягивается с неодинаковой силой, значит, магнитные силы, действующие на неё со стороны катушки, меняются. Но ведь ток в катушке создаётся электрическими силами, и если он меняется, то это происходит благодаря изменению электрических сил. Следовательно, изменение электрических сил вызывает изменение магнитных сил.

3. ОТКРЫТИЕ МАКСВЕЛЛА

После смерти Фарадея учёный Максвелл, изучая электрические и магнитные явления, пришёл в 1867 r. к важному заключению. Он доказал, что если где-нибудь меняются электрические силы, то по соседству обязательно возникнут магнитные силы; изменения же магнитных сил в свою очередь создадут по соседству новые электрические силы, и так далее. Начавшись в одном месте, это явление передаётся в «окрестности», оттуда — опять в соседние места и таким образом распространяется всё дальше и дальше, подобно тому как волна, возникшая на воде, распространяется по её поверхности.

Если первоначальные изменения (колебания) электрических и магнитных сил повторялись с определённым периодом, то и изменения электрических и магнитных сил в окружающем пространстве будут происходить также с определённым периодом. В пространстве образуется «электромагнитная волна». Она распространяется, как показали расчёты Максвелла, с громадной скоростью — 300000 километров в секунду. Эта скорость равна скорости распространения света.

Такая скорость удивительно велика. От Москвы до Ленинграда волна проходит только за одну пятисотую долю секунды! Расстояние от Земли до Луны электромагнитная волна проходит в 1¹/₄, секунды, а от Земли до Солнца — около 8 минут.

Так как электрические и магнитные силы могут существовать в воздухе и даже в безвоздушном пространстве, то никаких проволок для передачи электромагнитных волн на расстояние не требуется.

В 1887 г. работавший в Германии физик Генрих Герц (потомки которого были изгнаны Гитлером из Германии за своё не чисто немецкое происхождение) научился получать электромагнитные волны и наблюдать их в окружающем пространстве на расстоянии нескольких метров от их источника — от проволоки.

Так как электромагнитные волны не действуют на наши органы чувств, то для обнаружения их приходилось пользоваться специальными приборами. Период колебаний этих волн был поразительно мал: он составлял всего лишь стомиллионные доли секунды (следовательно, длина волны измерялась десятками сантиметров).

4. ПЕРВАЯ РАДИОГРАММА

52 года назад, 7 мая 1895 г. русский учёный Александр Степанович Попов впервые показал на научном заседании в Петербурге (теперь Ленинграде) свой замечательный прибор, который отмечал на расстоянии до 40 километров электромагнитные волны, создаваемые в воздухе электрическими грозовыми разрядами — молнией. Этот прибор (рис. 6) был первым приёмником электромагнитных волн, или, как их теперь чаще называют, радиоволн. Попов назвал его грозоотметчиком.

Показывая учёным свой грозоотметчик, Попов сказал: «Если удастся изобрести достаточно мощные источники электромагнитных волн, то станет возможна связь без каких бы то ни было проводов на значительных расстояниях».

И уже меньше чем через год, 24 марта 1896 г. Попов вместе со своим помощником, ныне здравствующим П. Н. Рыбкиным, передал первую в мире радиограмму. Источник волн, т. е. передатчик, был расположен в 200 метрах от усовершенствованного грозоотметчика — приёмника. Рыбкин вёл передачу, а Галопов вместе с крупнейшими русскими учёными следил за тем, как обычный телеграфный аппарат, присоединённый к грозоотметчику, букву за буквой записывал слова первой радиограммы: «Генрих Герц».

_{Рис. 6. Грозоотметчик Попова.}

После этого Попов начал добиваться увеличения дальности действия своего «беспроволочного телеграфа», в настоящее время называемого радиотелеграфом. Спустя четыре года, в 1899 г., в военно — морском флоте России уже действовал радиотелеграф, который позволял поддерживать связь на расстояниях до 30 километров.

«Радио» означает по-русски «луч». Так как радиопередатчик «излучает» в пространство волны, то беспроволочную телеграфию и назвали «радиотелеграфией», т. е. телеграфией при помощи излучения. Постепенно это слово вошло в обиход и потеряло своё окончание, люди стали говорить просто «радио».

III. КАК ПЕРЕДАЮТСЯ И ПРИНИМАЮТСЯ РАДИОВОЛНЫ

1. ВОЗБУДИТЕЛЬ РАДИОВОЛН

Для телеграфирования без проводов нужно осуществить следующие основные операции:

1. Создать электромагнитные колебания.

2. Послать возбуждаемую этими колебаниями электромагнитную волну в пространство, т. е. послать сигнал.

3. Произвести приём сигнала.

Рассмотрим эти операции поочерёдно.

Подобно тому, как для создания звуковых волн в воз — духе применяют тела, способные совершать колебания (камертон, струна) и отдающие (излучающие) в воздух часть своей энергии в виде звуковых волн, в радиотехнике для возбуждения электромагнитных волн в пространстве применяют так называемый «электрический колебательный контур». Он состоит из проволочной катушки и конденсатора. Если по катушке пропускать электрический ток, то внутри неё создаются значительные магнитные силы. Конденсатор (рис. 7) представляет собой две металлические пластины, разделённые каким-либо непроводником, например, воздухом или слюдой. В пространстве между этими пластинами могут возникать большие электрические силы.