Изобретение первого в мире радиоприемника

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И  СПОРТА УКРАИНЫ

ХАРЬКОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени В.Н.КАРАЗИНА

СОЦИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

                                                                                               

                                                                         

Реферат

по курсу  «История науки и техники»

на тему:

«Изобретение первого в мире радиоприемника» 

Подготовила:

студентка дневной формы обучения ,

группа  СЦ-21

Спасских  Ирина Валентиновна

Научный руководитель:

доктор  философских наук ,

профессор кафедры 

теории  культуры и философии науки

Пугач Борис Яковлевич

                                                          ХАРЬКОВ

2011 
 

Содержание

Введение 

1.Основные моменты в истории радио и как их трактовали зарубежные и отечественные ученые и «историки радио». 

2. Создание первого в мире радиоприемника. Первая радиограмма  

3. «Голландская победа» А. С. Попова 

4. Мировое признание успехов радиосвязи 

Заключение 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

Изобретение радиосвязи – одно из самых выдающихся достижений человеческой мысли и  научно-технического прогресса. Потребность  в совершенствовании средств связи, в частности установлении связи без проводов, особенно остро проявилась в конце XIX в., когда началось широкое внедрение электрической энергии в промышленность, сельское хозяйство, связь, на транспорте (в первую очередь морском) и т. д.

История науки и техники подтверждает, что все выдающиеся открытия и  изобретения были, во-первых, исторически  обусловленными, во-вторых, результатом  творческих усилий ученых и инженеров  разных стран. Но лишь немногим из них  удалось сделать эти открытия и изобретения достоянием практики и поставить их на службу человечеству. К ним относятся талантливый  ученый и экспериментатор, профессор  Александр Степанович Попов, создавший  первый в мире практически пригодный  радиоприемник, и итальянский изобретатель Гульельмо Маркони, сумевший при поддержке крупнейших британских промышленников и видных специалистов осуществить радиосвязь через океан на расстояние 3500 км.

 Термин "радио" постепенно утвердился  в науке, технике и в быту  лишь после 1903 г, после Международной  конференции по беспроволочному  телеграфированию, которая рекомендовала  термин "радиотелеграфия" взамен  бытовавших тогда терминов "беспроводная  связь" и "сигнализация без  проводов" [3, c.90]. Прежде всего и постараемся уточнить, что такое "радио" в научном или профессиональном /не бытовом/ смысле.

Как и  следовало ожидать, в словаре  русского языка В.И.Даля (вышедшем в  свет в 1882 г), слова "радио" .В энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона (1889 г) - есть "радиометр" и "радиофон", но "радио" - нет.  

   В энциклопедическом словаре института "Гранат" (1930 г) - тоже нет слова "радио", но уже появилось слово "радиотехника" - "техника токов высокой частоты, основанная на способности электромагнитных волн распространяться без участия проводов ...", а далее этот словарь мог бы позабавить или огорчить любого сведущего человека "новостями" о том, что "А.С.Попов первый реализовал в 1895 году практически беспроволочную связь телеграфными знаками Морзе на расстояние 4 км. ...". В последующих изданиях различного назначения литературы [7], слово "радио" трактуется в основном одинаково при наличии многих вариантов, различающихся второстепенными признаками. Все эти варианты сводятся к одному: радио - это способ передачи и приема информации (сигналов) на расстояние без проводов посредством распространяющихся в пространстве электромагнитных волн (радиоволн).

Радио, как один из способов беспроводной связи, реализуется на практике разнесенными в пространстве на какое-либо расстояние радиотехническими средствами передачи и приема радиоволн, использующими  определенные свойства одновременно и  геометрически разделяющей, и физически  связывающей их части окружающей среды (пространства), то есть точно  так же, как, например, и в простейшем и древнейшем виде беспроводной связи - голосовой, - голос и ухо человека используют такое физическое свойство среды (части пространства, заполненного воздухом), как способность атмосферы (газов и их смесей) передавать звуковые волны.  
 
 
 
 

1.Основные  моменты в истории  радио и как  их трактовали  зарубежные и отечественные  ученые и «историки радио». 

Обратимся к основным моментам в истории радио и проанализируем, как их трактовали (опровергали, защищали и декларировали) зарубежные и отечественные ученые и "историки радио".

Изобретению "радио", традиционно связанному в СССР с демонстрацией 7 мая 1895 г  преподавателем Минных офицерских классов (МОК) Александром Степановичем Поповым [1859-1906] "Прибора для обнаружения  и регистрирования электрических  колебаний", предшествовали фундаментальные  исследования и инженерные изыскания  крупнейших физиков, математиков и  экспериментаторов. Не умаляя заслуг Фалеса из Милета /Милетского/ и других древних и не очень древних ученых, упомянем лишь тех, кто непосредственно заложил теоретические и практические основы радиотехники, радио.

Андрэ Мари Ампер [1775-1836] создал первую теорию магнетизма, в которой свел явления магнетизма к электричеству [6. с.222].

Майкл Фарадей [1791-1867], развивая идеи Ампера, открыл в 1831 г электромагнитную индукцию, доказал тождественность различных  видов электричества, ввел понятие  электрического и магнитного поля, высказал идею существования электромагнитных волн [7. с.1264] и исследовал роль среды  в электромагнитных взаимодействиях [1. с.133].

Джеймс  Клерк Максвелл [1831-1879], продолжая  работы Фарадея, создал теорию электромагнитного  поля, обобщив свои труды в "Трактате по электричеству и магнетизму", опубликованном в 1873 г. Однако теория Д.Максвелла  в ученом мире того времени вызвала  недоверие и сомнения.  
 

    Например, Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц [1821-1894], автор фундаментальных трудов по физике, биофизике, физиологии, психологии, летом 1879 г писал: "... область электродинамики превратилась в то время в бездорожную пустыню. Факты, основанные на наблюдениях и следствиях из весьма сомнительных теорий, - все это было вперемежку соединено между собой" [1. с.183]. Одним из камней преткновения в теории Максвелла являлось утверждение, что переменное электрическое поле создает и соответствующее магнитное поле. За экспериментальное доказательство этого утверждения Берлинская Академия наук в 1879 г в год смерти Д.Максвелла установила премию [8. с.112].

Именно  Г.Гельмгольц и "поручил" своему бывшему  ученику, в то время - уже профессору Высшей технической школы в Карлсруэ, Генриху Рудольфу Герцу [1857-1894] проверить  экспериментально теоретические положения  Д.Максвелла. Оценив известный путь решения поставленной задачи, Герц убедился в его неэффективности  и отказался от предложенной работы. Но не забыл о ней, он искал другой способ решения задачи. И нашел. Для  своих экспериментов Герц решил  использовать токи очень большой  частоты, которые можно было получить при искровом разряде с помощью  уже хорошо известной тогда индукционной катушки, созданной Генри Румкорфом в 1848 г и удостоенной Парижской академией наук большой денежной премии имени Вольта [3. с.67]. Так, в статье "О весьма быстрых электрических колебаниях", опубликованной в 1887 г Герц писал: "На основании некоторых явлений я пришел к предположению, что колебания последнего рода действительно могут возникнуть при известных условиях, причем интенсивность колебаний настолько значительна, что действие их доступно наблюдению на расстоянии" [8. с.131]. В этой же статье Герц привел и описание своей опытной установки и первые результаты опытов 1886 г.

Опытная установка Герца состояла из генератора передатчика и приемника электрических колебаний, разнесенных друг от друга на некоторое расстояние, которое в ходе экспериментов можно было изменять.

Искровой  разрядник генератора индукционной катушки был соединен с двумя проводниками - "вибраторами" диполь - одна из разновидностей антенн. Приемник являл собой прямоугольный разомкнутый контур - "резонатор" - с искровым промежутком зазором в одной из коротких сторон контура-рамки. Есть сведения, что Герц пользовался и круглым кольцевым резонатором-обручем, более удобным для математического расчета [3. с.63]. Факт приема сигнала генератора индицировался искрением в зазоре резонатора-приемника. Примечание: Впрочем, в лекции профессора Э.Томсона "Передача энергии без проводов" [8. с.373] упоминается подобная установка с приемником Эдисона, которая применялась Томсоном совместно с профессором Хаустоном еще в 1875 г в Центральной Высшей школе в Филадельфии.

Первые  опыты Герц проводил при малых  расстояниях между вибраторами  и резонатором, установленным им для удобства на переносном штативе. В первых же опытах Герц опробовал  и приемник-диполь. Второй этап своих  опытов Герц проводил уже в просторном помещении при расстояниях между  вибратором и резонатором (по различным  данным) до 12-16 м., что описал в своей  работе "О действии тока".

В результате опытов Герц установил, что в его  опытах на расстояниях до 3-х м  передача сигналов от вибратора к  резонатору осуществлялась на принципе электромагнитной индукции, а на расстояниях  более 3-х м - посредством предсказанных  Фарадеем и Максвеллом электромагнитных волн. Экспериментируя далее с  электромагнитными волнами, Герц убедился, что они, как и свет, подчиняются  всем законам геометрической оптики. Попутно Герц определил диаграмму  направленности излучения (приема) диполя, заложив основы теории излучения  антенн.

   Все эти работы (их результаты) были опубликованы в 1888 г. А в 1891 г, подводя итоги проделанных исследований, он подтвердил: "Целью этих работ была проверка основных гипотез теории Фарадея-Максвелла, а результат опытов есть подтверждение основных гипотез этой теории".

   Опытное подтверждение "сомнительной" теории Максвелла и простота опытной установки Герца немедленно подтолкнули ученых многих стран к повторению опытов и к совершенствованию передающих и приемных устройств. Опять, краткости ради, остановимся лишь на нескольких моментах.

  Если, например, профессор физики Болонского университета Августо Риги [1850-1920] усовершенствовал "осциллятор" Герца, поместив искровой разрядник в масло (разрядник индукционной катушки), то для экспериментов с открытыми Фарадеем-Максвеллом-Герцем "волн Герца" Эдвард Бранли [1846-1940] создал простенький прибор, названный им "радиокондуктором" (радиоуправляемый проводник, действующий по принципу двухвходового триггера), подробное описание которого было опубликовано в 1890 г.

   Оливер Лодж [1851-1940] на основе радиокондуктора трубка Бранли построил тоже переносный [3. с.75] "Прибор для регистрации приема электромагнитных волн", который содержал еще источник тока, реле, гальванометр, а для встряхивания радиокондуктора с целью периодического восстановления его чувствительности к "волнам Герца" - электрический звонок или механизм с молоточком-зацепом. В своем докладе "Творение Герца", прочитанном 1 июня 1894 г в Лондонском Королевском обществе "для громадной аудитории" [8. с.422], докладчик демонстрировал опыты, а радиокондуктор Бранли назвал "когерером", исходя из физического принципа его действия. В "Приборе ..." Лоджа когерер под действием волн генератора "открывался", замыкая цепь постоянного тока, на расстоянии около 40 м.

Александр Степанович Попов [1859-1906], преподаватель  Минных офицерских классов в Кронштадте тоже построил лабораторную установку  для демонстрации опытов Герца своим  слушателям в учебном процессе.

   Опытами с "волнами Герца" А.С.Попов сопровождал и цикл своих лекций под названием "Новейшие исследования о соотношении между световыми и электрическими явлениями", которые он прочитал в 1889 г в собрании минных офицеров.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.Создание  первого в мире  радиоприемника. Первая  радиограмма 

         До Попова никому не удалось  автоматически восстановить чувствительность  когерера. Но как автоматизировать  работу когерера, чтобы приходящая  электромагнитная волна сама же восстанавливала его чувствительность? Эта мысль не давала покоя Попову, и в начале 1895 г. ему удалось блестяще осуществить свою мечту. Он изготовил достаточно чувствительный и надежный когерер — стеклянную трубочку с платиновыми электродами, заполненную железными опилками. Затем сконструировал переносной прибор «для обнаружения и регистрирования электрических колебаний», явившийся первым практически пригодным радиоприемником. Трубка с опилками подвешена между зажимами М и N. Над трубкой расположен электрический звонок, так чтобы его молоточек мог ударять по трубке. Ток от батареи (4–5 В) постоянно циркулирует от зажима Р к платиновой пластинке А и далее через порошок, содержащийся в трубке, к другой пластинке В, и по обмотке нижнего электромагнитного обратно к батарее. Сила этого тока недостаточна для притяжения якоря реле, но если на трубку воздействует электромагнитная волна, то ее сопротивление уменьшится в несколько тысяч раз, и ямкнется в точке С и включит через цепь СД звонковое реле. Якорь звонка притягивается, и молоточек ударяет по звонку. Но тогда размыкается электрическая цепь звонка (вот где проявился изобретательский талант А.С. Попова), молоточек опускается вниз, восстанавливая чувствительность когерера, и прибор снова готов к приему новой электромагнитной волны. Провода, идущие к когереру, свернуты в спираль, чтобы их индуктивность ослабляла влияние на когерер посторонних искровых разрядов.