Телеграф - предшественник радио

Телеграф - предшественник радио

До открытия электричества кроме традиционной почты люди использовали для передачи информации звуковые и световые сигналы. Но эти способы были не очень надёжными и довольно медленными. Всё изменилось, когда были изобретён электрический телеграф, ставший предшественником совершенно новой беспроводной связи – радио.

Оптический телеграф

Телеграф - предшественник радио

Оптический телеграф Шаппа

Хотя слово «телеграф» происходит от греческих корней tele (далеко) и grapho (пишу), что в современном понимании означает передачу символов на расстоянии, примитивным телеграфом можно считать даже огонь костров, барабанный стук, звук охотничьего рога, отражённый от зеркала световой сигнал, словом, любой способ передачи информации на расстояние с помощью звука и света.

Конечно, с развитием науки и техники все эти способы были усовершенствованы. Первым беспроводным телеграфом считается оптический телеграф, передававший информацию на большие расстояния с помощью световых сигналов. Предполагают, что и знаменитая вавилонская башня служила именно для этих целей. Яркие огни зажигались на башнях вдоль всей китайской стены также для этого. Парижская и Гринвичская обсерватории тоже общались с помощью оптического телеграфа, установленного в 1778 г.

В военном деле использовались приборы, называемые гелиографами. В них применялись зеркала, с помощью которых световой сигнал направлялся в нужное место, где были установлены такие же зеркала. Позднее на военных судах стали использовать прожекторы – сложные устройства, в которых электрический свет направлялся параллельным пучком.

В 1792 г. французский изобретатель Клод Шапп придумал способ передачи сообщений с помощью системы башен, на которых устанавливались подвижные шесты, управляемые с помощью специальных тросов внутри башни. Каждой букве алфавита соответствовало определённое положение поперечных брусьев относительно шеста. Эта система была названа семафором. Первая линия связи, использовавшая семафор, появилась в 1794 г. Её протяжённость составляла 22,5 км. Она включала в себя 22 башни и обеспечивала связь между городами Париж и Лилль.

Телеграф - предшественник радио

Клод Шапп

Электрический телеграф

Телеграф - предшественник радио

 Электрический телеграф Земмеринга

Оптический телеграф мог работать только в условиях хорошей видимости. А если погода портилась, сеансы связи приходилось переносить. Понятно, что учёные работали над тем, как сделать связь более надёжной. И хотя оптический телеграф использовали почти до половины XIX века, уже в XVIII веке появились первые электрические телеграфы.

Первый работающий электростатический телеграф создал в 1774 г. физик из Женевы Георг Лесаж. В его установке 24 изолированных провода соединяли 2 станции. С одной станции на другую по проводам передавались заряды электричества. Каждый из проводов соответствовал определённой букве алфавита. Расположенные на концах проводов бузиновые шарики электризовались и притягивали соответствующую букву. Вскоре эта конструкция была усовершенствована, и в телеграфе стал использоваться всего 1 провод вместо 24.

В 1809 г. был создан и испытан электрохимический телеграф. Его автором был немецкий учёный Самуил Томас Земмеринг.

Телеграф - предшественник радио

Самуил Томас Земмеринг

В устройстве Земмеринга использовались 35 проводов, каждый из которых соответствовал определённой букве или цифре. На одной станции концы проводов поочерёдно соединялись с гальванической батареей, а на другой были опущены в сосуд со слабым раствором серной кислоты. Когда по проводу пропускали электрический ток, на одном из проводов выделялись пузырьки водорода, а на другом кислорода. И хотя в 1812 г. «пузырьковый телеграф» Земмеринга мог передавать информацию уже на расстоянии 3 км, вряд ли такой способ можно было успешно применить на практике.

Электромагнитный телеграф

Телеграф - предшественник радио

 

Электромагнитный телеграф Шиллинга

И электростатический, и электрохимический телеграфы использовать для широкого применения не представлялось возможным, так как устройства передачи и приёма сигналов в них были довольно громоздкими и ненадёжными.

Но в 1820 г. произошло событие, совершившее переворот в науке. Датский физик Ханс Кристиан Эрстед открыл магнитное действие электрического тока. Это означало, что электрический ток способен оказывать силовое воздействие.

Способность магнитной стрелки отклоняться под воздействием электрического тока использовал русский учёный немецкого происхождения барон Павел Львович Шиллинг.

Телеграф - предшественник радио

Павел Львович Шиллинг

В 1832 г. Шиллинг создал электромагнитный телеграф. В его передающем устройстве с помощью коммутационных клавиш замыкались определённые линии, по которым шёл электрический ток. На принимающем устройстве к проводникам с током были подключены магнитные стрелки, которые поворачивались под действием тока в том или ином направлении и таким образом кодировали определённый символ. Этот телеграф провели между Зимним дворцом и министерством путей сообщения.

Почти одновременно с Шиллингом электромагнитный телеграф был создан в Гёттингене известными немецкими учёными Карлом Фридрихом Гауссом и Эдуардом Вильгельмом Вебером. Как и телеграф Шиллинга, он был стрелочным.

Наука не стояла на месте. Вскоре стрелочный телеграф уступил место телеграфному прибору с указателями, где основной частью был электромагнит. При пропускании через него тока он притягивал к себе железную пластинку (якорь) и таким образом перемещал указатель с одного знака на другой.

Вскоре и эти аппараты были вытеснены пишущими телеграфами, в которых условные движения якоря записывались прикреплённым к нему карандашом на движущейся фарфоровой доске. Одним из первых такой прибор создал немецкий и русский физик-изобретатель Борис Семёнович Яко́би.

Телеграф - предшественник радио

Борис Семёнович Якоби

Но самым распространённым стал телеграф Морзе. Его создатель американец Сэ́мюэл Фи́нли Бриз Мо́рзе был не только известным изобретателем, но и художником.

Телеграф - предшественник радио

Сэ́мюэл Фи́нли Бриз Мо́рзе

Аппарат Морзе был изобретён в 1837 г. В этом же году была создана система передачи букв с помощью точек и тире, получившая название Код Морзе. На передающем устройстве с помощью ключа замыкалась или прерывалась электрическая цепь. На приёмном устройстве электромагнит притягивал к себе железный стержень, находившийся на конце рычага. В зависимости от продолжительности тока остриё рычага оставляло на движущейся ленте следы в виде точек или коротких линий. Это и были «точки» и «тире» азбуки Морзе. Впоследствии вместо острого штифта стали использовать колёсико, нижняя часть которого помещалась в ёмкость с чернилами.

Телеграф - предшественник радио

Телеграфный аппарат Морзе

Первая телеграфная линия для передачи сигналов с помощью азбуки Морзе протяжённостью 40 км была построена в 1844 г. И 24 мая 1844 г. из Вашингтона в Балтимор была послана первая депеша. Её текст гласил: «Дивны дела Твои, Господи».

С этого момента началось стремительное развитие телеграфа. Его сети раскинулись по всему миру. Сначала с помощью телеграфа посылали короткие сообщения, а потом даже целые газетные статьи.

Радиотелеграф

Телеграф - предшественник радио

Аппарат Попова

В электрических телеграфах вся информация передавалась с помощью кабелей. Они располагались в воздухе, под землёй и под водой. Даже Америку с Европой связывал кабель, проложенный через Атлантический океан. Его длина составляла примерно 530 тысяч километров, а весил он 3 тысячи тонн. Надо ли говорить, насколько сложной была работа по укладке таких коммуникаций.

Но без телеграфа человечество уже не мыслило своего существования. И вот в 1865 г. шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл открыл электромагнитное поле. Согласно его теории, электромагнитное поле является источником электромагнитных волн, различающихся частотой и длиной волны.

Оказалось, что электромагнитные волны определённого диапазона можно использовать для передачи информации. Такие волны назвали радиоволнами.

Уже в 1866 г. американец Малон Лумис, бывший, кстати, вовсе не физиком, а дантистом, провёл первый опыт по установлению беспроволочной связи. Можно сказать, что электричество было увлечением Лумиса. В его эксперименте два электрических провода поднимались в воздух с помощью двух воздушных змеев. Когда передающий провод соединяли с землёй, стрелка гальванометра, подключённого к другому проводу, отклонялась. Это означало, что ток в нём менялся. В письме, написанном в Конгресс, Лумис отмечал, что «колебания от источника возмущения распространяются вдоль поверхности Земли, как волны в озере, и вызывают колебания в другом проводнике». И эти колебания могут быть обнаружены. Лумис уверял, что в будущем станет возможно использовать атмосферное электричество в качестве источника сигналов и посылать сигналы без проводов даже между материками.

Через 2 года его эксперимент был повторен перед представителями Конгресса США. Змеи понимались на высоту 190 м. И расстояние между ними было немаленьким – 22 км. В 1872 г. Лумис получил патент на беспроводную связь.

Телеграф - предшественник радио

Малон Лумис

Поразительно, но Лумис говорил о распространении радиоволн, существование которых экспериментально подтвердил в 1888 г. немецкий физик Генрих Рудольф Герц, которому удалось передать на расстояние без проводов электромагнитные сигналы. Устройство, с помощью которого он это сделал, позже назвали вибратором Герца. Принимал сигналы резонатор, прибор, также придуманный Герцем. Но расстояние, на которое передавались электромагнитные волны в опытах Герца, составляло всего лишь несколько метров.

7 мая 1895 г. русский физик и электротехник Александр Степанович Попов в Санкт-Петербурге на заседании Русского физико-химического общества представил описание прибора, который он планировал использовать для приёма сигналов на расстоянии с помощью быстрых электрических колебаний.

Телеграф - предшественник радио

Александр Степанович Попов

Первые регистрации электрических атмосферных разрядов были получены русским физиком Дмитрием Александровичем Лачиновым, установившим прибор Попова на своей метеостанции. И хотя Лачинов назвал его «грозоотметчиком», по сути это был тот самый прибор, улавливающий электромагнитные волны и впоследствии использованный для беспроводной передачи радиосигналов.

2 июня 1896 г. итальянец Гульельмо Маркони подал заявку на патент «аппарата беспроводной телеграфии». И хотя это случилось на год позже после публикации Поповым описания своего радиоприёмника, споры о том, кто же раньше открыл радио, Попов или Маркони, не утихали долгое время.  И только спустя 100 лет, в 1995 г. приоритет Попова был признан.

Телеграф - предшественник радио

Гульельмо Маркони

В России изобретателем радио считают Попова. Первый сеанс радиосвязи состоялся 24 апреля 1897 г., когда им была отправлена радиограмма, текст которой состоял всего из двух слов: «Генрих Герц». Радиосигнал преодолел расстояние в 250 м. Вскоре дальность связи была увеличена до 600 м.

Нужно сказать, что в те времена Попов читал лекции на минных офицерских классах в Санкт-Петербурге, где готовили офицеров, занимавшихся электротехникой на военных кораблях. И в 1899 г. изобретение Попова было применено на практике. Один из кораблей сел на мель. Чтобы поддерживать с ним связь во время проведения спасательных работ, на берегу установили передатчики, мачты с антеннами, а на самом корабле приёмники.

В 1901 г. Попов создал новую конструкцию передатчика радиосигналов. Благодаря ей дальность связи увеличилась до 150 км.

С 1900 г. российский флот начали оснащать установками Попова для беспроводной связи. А в Кронштадте начали подготовку радиоспециалистов.

В США изобретателем радио считается Ни́кола Те́сла, который получил патент на радиопередатчик в 1893 г., а во Франции - физик и инженер Эдуа́рд Бранли́. В Великобритании передачу и приём радиосигнала на расстояние 40 м осуществил в 1894 г. физик и изобретатель сэр Оливер Джозеф Лодж.

Беспроводную связь, носителем сигнала в которой являются радиоволны, стали называть радио, от латинского radius, что означает «луч».

Кстати, радио спасло от сноса знаменитую Эйфелеву башню. Оказывается, при постройке ей была отведена роль входной арки на Всемирной выставке в 1889 г. Предполагалось, что после того как башня прослужит 15-20 лет, её снесут. Но поскольку в начале ХХ века началось бурное развитие радио, башня оказалась прекрасным местом для размещения радиоантенн.

Телеграф - предшественник радио