Телеграф - попередник радіо
До відкриття електрики крім традиційної пошти люди використовували для передачі інформації звукові і світлові сигнали. Але ці способи були не дуже надійними і досить повільними. Все змінилося, коли були винайдений електричний телеграф, який став попередником абсолютно нової бездротового зв'язку - радіо.
оптичний телеграф
Оптичний телеграф Шаппа
Хоча слово «телеграф» походить від грецького коріння tele (далеко) і grapho (пишу), що в сучасному розумінні означає передачу символів на відстані, примітивним телеграфом можна вважати навіть вогонь багать, барабанний стукіт, звук мисливського рогу, відбитий від дзеркала світловий сигнал, словом, будь-який спосіб передачі інформації на відстань за допомогою звуку і світла.
Звичайно, з розвитком науки і техніки всі ці способи були вдосконалені. Першим бездротовим телеграфом вважається оптичний телеграф, що передавав інформацію на великі відстані за допомогою світлових сигналів. Припускають, що і знаменита вавилонська вежа служила саме для цих цілей. Яскраві вогні запалювалися на вежах уздовж всієї китайської стіни також для цього. Паризька і Грінвічська обсерваторії теж спілкувалися за допомогою оптичного телеграфу, встановленого в 1778 р
У військовій справі використовувалися прилади, які називаються геліографами. У них застосовувалися дзеркала, за допомогою яких світловий сигнал прямував в потрібне місце, де були встановлені такі ж дзеркала. Пізніше на військових судах стали використовувати прожектори - складні пристрої, в яких електричне світло прямував паралельним пучком.
У 1792 р французький винахідник Клод Шаппа придумав спосіб передачі повідомлень за допомогою системи веж, на яких встановлювалися рухливі жердини, керовані за допомогою спеціальних тросів усередині вежі. Кожній букві алфавіту відповідало певне положення поперечних брусів щодо жердини. Ця система була названа семафором. Перша лінія зв'язку, що використала семафор, з'явилася в 1794 р Її протяжність становила 22,5 км. Вона включала в себе 22 вежі і забезпечувала зв'язок між містами Париж і Лілль.
електричний телеграф
Електричний телеграф Земмерінг
Оптичний телеграф міг працювати тільки в умовах гарної видимості. А якщо погода псувалася, сеанси зв'язку доводилося переносити. Зрозуміло, що вчені працювали над тим, як зробити зв'язок більш надійною. І хоча оптичний телеграф використовували майже до половини XIX століття, вже в XVIII столітті з'явилися перші електричні телеграф.
Перший працює електростатичний телеграф створив в 1774 р фізик з Женеви Георг Лесаж. У його установці 24 ізольованих дроти з'єднували 2 станції. З однієї станції на іншу по дротах передавалися заряди електрики. Кожен з проводів відповідав певній букві алфавіту. Розташовані на кінцях проводів бузинові кульки електризувалося і притягували відповідну букву. Незабаром ця конструкція була вдосконалена, і в телеграфі став використовуватися всього 1 провід замість 24.
Самуїл Томас Земмеринг
У пристрої Земмерінг використовувалися 35 проводів, кожен з яких відповідав певній букві або цифрі. На одній станції кінці проводів по черзі з'єднувалися з гальванічною батареєю, а на іншій були опущені в судину із слабким розчином сірчаної кислоти. Коли по дроту пропускали електричний струм, на одному з проводів виділялися бульбашки водню, а на іншому кисню. І хоча в 1812 р «бульбашковий телеграф» Земмерінг міг передавати інформацію вже на відстані 3 км, навряд чи такий спосіб можна було успішно застосувати на практиці.
електромагнітний телеграф
Електромагнітний телеграф Шилінга
І електростатичний, і електрохімічний телеграф використовувати для широкого застосування не представлялося можливим, так як пристрої передачі і прийому сигналів в них були досить громіздкими і ненадійними.
Але в 1820 р відбулася подія, яка вчинила переворот в науці. Датський фізик Ханс Крістіан Ерстед відкрив магнітне дію електричного струму. Це означало, що електричний струм здатний чинити силовий вплив.
Здатність магнітної стрілки відхилятися під впливом електричного струму використовував російський вчений німецького походження барон Павло Львович Шилінг.
Павло Львович Шилінг
У 1832 р Шилінг створив електромагнітний телеграф. У його Користувач пристрою за допомогою комутаційних клавіш замикалися певні лінії, за якими йшов електричний струм. На приймальному пристрої до провідників зі струмом були підключені магнітні стрілки, які поверталися під дією струму в тому чи іншому напрямку і таким чином кодували певний символ. Цей телеграф провели між Зимовим палацом і міністерством шляхів сполучення.
Майже одночасно з шилінгів електромагнітний телеграф був створений в Геттінгені відомими німецькими вченими Карлом Фрідріхом Гауссом і Едуардом Вільгельмом Вебером. Як і телеграф Шилінга, він був стрілочним.
Наука не стояла на місці. Незабаром стрілочний телеграф поступився місцем телеграфному приладу з покажчиками, де основною частиною був електромагніт. При пропущенні через нього струму він притягував до себе залізну пластинку (якір) і таким чином переміщував покажчик з одного знака на інший.
Незабаром і ці апарати були витіснені пишуть телеграф, в яких умовні руху якоря записувалися прикріпленим до нього олівцем на рухомій порцелянової дошці. Одним з перших такий прилад створив німецький і російський фізик-винахідник Борис Семенович Якобі.
Борис Семенович Якобі
Але найпоширенішим став телеграф Морзе. Його творець американець Семюел Фінлі Бриз Морзе був не тільки відомим винахідником, а й художником.
Семюел Фінлі Бриз Морзе
Апарат Морзе був винайдений в 1837 р У цьому ж році була створена система передачі букв за допомогою точок і тире, що отримала назву Код Морзе. На Користувач пристрою за допомогою ключа замикалася або переривалася електричний ланцюг. На приймальному пристрої електромагніт притягував до себе залізний стрижень, який перебував на кінці важеля. Залежно від тривалості струму вістря важеля залишало на рухомій стрічці сліди у вигляді крапок або коротких ліній. Це і були «точки» і «тире» азбуки Морзе. Згодом замість гострого штифта стали використовувати коліщатко, нижня частина якого містилася в ємність з чорнилом.
Телеграфний апарат Морзе
Перша телеграфна лінія для передачі сигналів за допомогою азбуки Морзе протяжністю 40 км була побудована в 1844 р і 24 травня 1844 р з Вашингтона в Балтімор була послана перша депеша. Її текст був такий: «Дивні діла Твої, Господи».
З цього моменту почався стрімкий розвиток телеграфу. Його мережі розкинулися по всьому світу. Спочатку за допомогою телеграфу посилали короткі повідомлення, а потім навіть цілі газетні статті.
радіотелеграф
В електричних телеграфу вся інформація передавалася за допомогою кабелів. Вони розташовувалися в повітрі, під землею і під водою. Навіть Америку з Європою пов'язував кабель, прокладений через Атлантичний океан. Його довжина становила приблизно 530 тисяч кілометрів, а важив він 3 тисячі тонн. Чи треба говорити, наскільки складною була робота з укладання таких комунікацій.
Але без телеграфу людство вже не мислило свого існування. І ось в 1865 р шотландський фізик Джеймс Клерк Максвелл відкрив електромагнітне поле. Згідно з його теорією, електромагнітне поле є джерелом електромагнітних хвиль, що розрізняються частотою і довжиною хвилі.
Виявилося, що електромагнітні хвилі певного діапазону можна використовувати для передачі інформації. Такі хвилі назвали радіохвилями.
Уже в 1866 р американець Малон Лумис, колишній, до речі, зовсім не фізиком, а дантистом, провів перший досвід по встановленню бездротового зв'язку. Можна сказати, що електрика була захопленням Луміса. У його експерименті два електричних дроти піднімалися в повітря за допомогою двох повітряних зміїв. Коли передає провід з'єднували з землею, стрілка гальванометра, підключеного до іншого проводу, відхилялася. Це означало, що струм в ньому змінювався. У листі, написаному в Конгрес, Лумис відзначав, що «коливання від джерела обурення поширюються уздовж поверхні Землі, як хвилі в озері, і викликають коливання в іншому провіднику». І ці коливання можуть бути виявлені. Лумис запевняв, що в майбутньому стане можливо використовувати атмосферну електрику як джерело сигналів і посилати сигнали без проводів навіть між материками.
Через 2 роки його експеримент був повторений перед представниками Конгресу США. Змії розумілися на висоту 190 м. І відстань між ними було немаленьким - 22 км. У 1872 р Лумис отримав патент на бездротовий зв'язок.
Вражаюче, але Лумис говорив про поширення радіохвиль, існування яких експериментально підтвердив в 1888 р німецький фізик Генріх Рудольф Герц, якому вдалося передати на відстань без проводів електромагнітні сигнали. Пристрій, за допомогою якого він це зробив, пізніше назвали вібратором Герца. Брав сигнали резонатор, прилад, також придуманий Герцем. Але відстань, на яке передавалися електромагнітні хвилі в дослідах Герца, якихось лише кілька метрів.
7 травня 1895 р російський фізик і електротехнік Олександр Степанович Попов в Санкт-Петербурзі на засіданні Російського фізико-хімічного товариства представив опис приладу, який він планував використовувати для прийому сигналів на відстані за допомогою швидких електричних коливань.
Олександр Степанович Попов
Перші реєстрації електричних атмосферних розрядів були отримані російським фізиком Дмитром Олександровичем Лачіновим, що встановив прилад Попова на своїй метеостанції. І хоча Лачинов назвав його «грозоотметчиком», по суті це був той самий прилад, який ловитиме електромагнітні хвилі і згодом використаний для бездротової передачі радіосигналів.
Потрібно сказати, що в ті часи Попов читав лекції на мінних офіцерських класах в Санкт-Петербурзі, де готували офіцерів, що займалися електротехнікою на військових кораблях. І в 1899 р винахід Попова було застосовано на практиці. Один з кораблів сів на мілину. Щоб підтримувати з ним зв'язок під час проведення рятувальних робіт, на березі встановили передавачі, щогли з антенами, а на самому кораблі приймачі.
У 1901 р Попов створив нову конструкцію передавача радіосигналів. Завдяки їй дальність зв'язку збільшилася до 150 км.
З 1900 р російський флот почали оснащувати установками Попова для бездротового зв'язку. А в Кронштадті почали підготовку радиоспециалистов.
У США винахідником радіо вважається Нікола Тесла, який отримав патент на радіопередавач в 1893 р а у Франції - фізик і інженер Едуард Бранлі. У Великобританії передачу і прийом радіосигналу на відстань 40 м здійснив в 1894 р фізик і винахідник сер Олівер Джозеф Лодж.
Бездротовий зв'язок, носієм сигналу в якій є радіохвилі, стали називати радіо, від латинського radius, що означає «промінь».
До речі, радіо врятувало від знесення знамениту Ейфелеву вежу. Виявляється, при будівництві їй була відведена роль вхідної арки на Всесвітній виставці в 1889 р Передбачалося, що після того як вежа прослужить 15-20 років, її знесуть. Але оскільки на початку ХХ століття почався бурхливий розвиток радіо, вежа виявилася прекрасним місцем для розміщення радіоантен.
