§8. Радио и телефонная связь в России

У истоков радиовещания стоял Александр Степанович Попов (1859 – 1906гг.) - русский физик и электротехник, профессор, изобретатель радио.

25 апреля (7 мая) 1895 года на историческом заседании физического отделения Русского физико-химического общества (РФХО) в Санкт-петербургском университете А.С. Попов продемонстрировал созданную им первую в мире искровую беспроводную приемо-передающую радиосистему, пригодную для надежного обмена информационными сигналами. В России этот факт был принят за точку отсчета начала радиосвязи.

Когда в 1887 году своими экспериментами немецкий физик Герц (1857-1894гг.) доказал справедливость гипотезы Максвелла (1831-1879) о существовании электромагнитных волн, распространяющихся со скоростью света (называемых теперь радиоволнами), многие изобретатели в разных странах занялись вопросом использования этих волн для беспроволочной передачи сигналов.

После опубликования (1888г.) работ Герца по электродинамике А.С. Попов стал изучать электромагнитные явления и прочитал серию публичных лекций на тему «Новейшие исследования о соотношении между световыми и электрическими явлениями». Пытаясь найти способ эффективной демонстрации опытов Герца перед большой аудиторией, Попов занялся конструированием более наглядного индикатора электромагнитных волн (ЭВ), излучаемых вибратором Герца. Хорошо понимая потребность флота в средствах беспроводной сигнализации (радиосвязи), он в начале 1890-х годов поставил перед собой также задачу использовать ЭВ для сигнализации. Поиски решения этих задач проходили в два этапа: поиск достаточно чувствительного индикатора ЭВ и разработка прибора, способного надежно регистрировать ЭВ, излучаемые вибратором Герца. В качестве индикатора Попов выбрал радиокондуктор, предложенный французским физиком Бранли и названный позже когерером. Когерер - основная деталь приемника А.С. Попова, предназначенная для «улавливания» электромагнитных волн. Когерер представлял собой заполненную металлическими опилками небольшую стеклянную трубку с двумя электродами на концах. Под действием ЭВ электрическое сопротивление опилок резко уменьшалось, и когерер терял чувствительность, но при легком встряхивании она снова восстанавливалась. В результате кропотливых экспериментов с когерером Попов сделал его достаточно чувствительным и удобным индикатором ЭВ.

Второй этап завершился в начале 1895 года созданием «прибора для обнаружения и регистрирования электрических колебаний» – радиоприемника. Он состоял из соединенных последовательно когерера, поляризованного реле, замыкающего цепь электрического звонка и источника постоянного тока – электрической батареи. При уменьшении сопротивления когерера (под действием ЭВ) реле срабатывало и включало электрический звонок. Его молоточек сначала ударял по колокольчику, а затем по когереру, встряхивая его и тем самым возвращая в чувствительное состояние. Таким образом, после приема одной посылки ЭВ когерер был готов к приему следующей.

К весне 1895 года А.С. Попов построил чувствительный и надежно работавший приемник, пригодный для беспроводной сигнализации (радиосвязи). В качестве передатчика А.С. Попов применил видоизмененный вибратор Герца, возбуждаемый катушкой Румкорфа. К концам стержней вибратора А.С. Попов прикрепил квадратные металлические листы размером 40 на 40 сантиметров. Сигнализация производилась замыкателем (ключом) в цепи питания катушки Румкорфа. В первых опытах по радиосвязи, проведенных в физическом кабинете, а затем в саду Минного офицерского класса, приемник обнаруживал излучение радиосигналов, посылаемых передатчиком на расстоянии до 60 метров. При проведении опытов А.С. Попов заметил, что подсоединение к когереру вертикального металлического провода (антенны) приводило к увеличению расстояния уверенного приема.

25 апреля (7 мая) 1895 года на заседании физического отделения Русского физико-химического общества (РФХО) А.С. Попов сделал научный доклад об изобретении им системы связи без проводов и продемонстрировал ее работу.

Подробное описание приборов и принцип действия системы связи без проводов были опубликованы в январском номере журнала Русского физико-химического общества за 1896 год, распространявшегося и за рубежом. Вскоре Александр Степанович получил целый ряд хвалебных откликов ученых из разных стран. После успешной демонстрации приемника он приступил к его усовершенствованию, поставив задачу увеличить дальность связи.

Весной 1897 года в опытах в Кронштадтской гавани А.С. Попов достиг дальности радиосвязи 600 метров, а летом 1897 года при испытании на кораблях – 5 километров.

12 (24) марта 1896 года А.С. Попов, включив в цепь реле приемника аппарат Морзе, передал первую в мире радиограмму с записью на телеграфную ленту. Это произошло на заседании Физического отделения Русского физико-химического общества. Приемная установка размещалась в физическом кабинете Петербургского университета, а отправительная станция – в здании химической лаборатории на расстоянии 250 метров. Знаки азбуки Морзе, передаваемые помощником А.С. Попова Рыбкиным, «были ясно слышны», а председатель РФХО профессор Петрушевский записывал их мелом на доске. Вскоре все присутствовавшие увидели два слова – Heinrich Herz, а Александру Степановичу была устроена овация.

В дальнейших своих исследованиях, проводившихся совместно с П.Н. Рыбкиным, А.С. Попов сумел осуществить прием сигналов на слух. Оказалось, что при сигналах, слишком слабых для срабатывания когерера, плохие контакты между опилками в когерере действуют как детектор и в телефонной трубке, присоединенной к когереру, каждый сигнал отмечается звуком. Это открытие позволило еще более увеличить дальность радиосвязи.

Следующий крупный шаг в развитии радио, сделанный вскоре после изобретения А.С. Попова, состоял в усовершенствовании передатчика. Искровой промежуток был вынесен из антенны в специальный колебательный контур, который и служил источником колебаний. Антенна же, связанная с этим контуром, действовала теперь только в качестве излучателя волн.

Важным моментом в развитии радио было изобретение американским ученым Ли де Форестом в 1906 году электронных ламп, позволивших создать источники незатухающих электрических колебаний. Именно это дало возможность полностью разрешить вопрос о передаче по радио не только телеграфных сигналов, но и звуков – речи, музыки, т. е. осуществить радиотелефонию и радиовещание.

Работы А.С. Попова получили высокую оценку в России и за рубежом: приемник А.С. Попова был удостоен Большой золотой медали на Всемирной выставке 1900 года в Париже. Особым признанием заслуг Попова явилось постановление Совета Министров СССР, принятое в 1945 году, которым установлен День радио (7 мая) и учреждена золотая медаль имени Александра Попова, присуждаемая АН СССР (с 1995 – Российской Академией наук) за выдающиеся работы и изобретения в области радио.

Телефон - уникальное изобретение, в задачи которого входит передача звука на расстоянии. История телефона уходит в далёкое прошлое. Сохранились сведения, что в 968 году один китайский изобретатель создал аппарат под названием «thumtsein», который передавал звук через трубы. Ещё в древности использовали так называемый веревочный телефон. Между двумя диафрагмами протягивали верёвку, и можно было разговаривать на небольших расстояниях. В данном случае звук передавался с одного конца на другой за счёт вибраций верёвки. Но это были примитивные телефоны, передающие звук при помощи колебаний.

История телефона, который передаёт звук благодаря электричеству, начинается со второй половины XIX века. Первым, кто употребил слово телефон, был Шарль Бурсель, который в 1854 году опубликовал диссертацию, где описал принцип действия телефона, но до практического применения дело не дошло.

Первое устройство, которое могло передавать музыкальные тона (не голос, лишь тона) изобрёл в 1861 году немецкий физик Иоганн Филипп Рейс. Данное устройство он назвал Telephon.

Первый в мире телефон, предназначенный для передачи речи, изобрёл Александр Белл. Он участвовал в конкурсе на решение проблемы уплотнения телеграфных цепей и открыл эффект телефонирования. В 1876г. 14 февраля А.Белл подал заявку в патентное бюро на своё изобретение. В этот же день в Чикаго, только двумя часами позже, аналогичную заявку подал Э. Грей, также участвовавший в конкурсе на решение проблемы уплотнения телеграфных цепей. Но так как Александр Белл подал заявку первый, он и получил патент на своё изобретение. Поэтому первым человеком, кто изобрёл телефон, является Александр Белл.

В телефоне Александр Белла 1877 года было много недостатков. Трубка служила как для передачи, так и для приёма речи, операции осуществлялись по очереди, в телефоне не было звонка, вызов происходил через трубку при помощи свистка, дальность действия линии не превышала 500 метров. Но, несмотря на недостатки, этот телефон был революционным открытием и дал сильный толчок развитию телефонной связи.

Затем многие изобретатели совершенствовали первый телефон, мечтая сделать домашние проводные телефоны реальностью.

Большой вклад в развитие телефонной связи внёс Томас Эдисон, в (1877-1878гг.): он изобрёл угольный микрофон с угольным порошком. Его изобретение проработало вплоть до 1980 года.

В проводной телефонной связи есть свои трудности. Для того, чтобы можно было звонить в пределах города, необходима телефонная станция. Первая телефонная станция была построена в городе Нью-Хейвен (США) в 1878 году. Следующая телефонная станция появилась в Париже (1879 год), а в 1881 году в Москве, Санкт-Петербурге, Одессе, Берлине, Риге и Варшаве. Благодаря этим станциям, первые проводные телефонные аппараты смогли соединяться друг с другом и выполнять свою основную функцию - передавать человеческую речь на довольно большие расстояния.

Первые телефонные станции были ручные. Для того чтобы соединить два телефона, на станции была телефонистка, которая осуществляла соединение. Но в 1879 году трое американских изобретателей М.Д. и Т.Э. Кеннеди и Т.И. Мак-Тай изобрели автоматический коммутатор, который осуществлял соединение телефонов с помощью набора номера. С этого момента был дан толчок развитию номерных телефонов.

В этот период в Российской империи уделялось очень большое значение развитию телефонной связи. Россия была в числе первых, где появились телефонные станции, да ещё и в трёх городах сразу. Помимо этого в 1877 году в Петербурге завод немецкой фирмы «Сименс и Гальске» начал выпуск телефонов с двумя трубками, одна для приёма, а другая для передачи речи. Немаловажный вклад внесли и русские учёные. В 1878 году русский инженер-электротехник П.М. Голубицкий стал использовать в телефонах конденсатор, а также разработал первый русский телефон, в котором использовались постоянные магниты. Чуть позже, в 1885 году П.М. Голубицкий изобрел централизованную систему питания микрофонов телефонного аппарата.

В конце XIX и начале XX веков во всем мире начался телефонный бум. В мире шло обширное строительство телефонных станций и междугородних линий, самыми длинными из которых были Москва-Петербург 660 км, Париж-Лондон 498 км, Париж-Брюссель 320 км.

На начало 1910 года во всем мире было боле 10 000 телефонных станций, которые обслуживали более 10 миллионов телефонов.