"Радиолюбитель", №6, май, 1925 год, стр. 129-133
Проф. В К. Лебединский
Максвелл, через 10 лет после работы кабельной комиссии, пришел к поразительному выводу, сначала встретившему среди ученых того времени большое недоверие: электрические волны могут распространяться свободно, сами по себе, не будучи направляемы никаким проводом. Максвелл (1831-1879) пришел математическими выкладками к вышеуказанной мысли. Он ее, можно сказать, прочел в своих формулах; они заговорили с ним и сказали ему, что существуют свободные электрические волны. Математические формулы сказали Максвеллу еще большее — что эти волны летят через пространство со скоростью света. Наконец, формулы сказали еще, что электрические волны пропускаются телами прозрачными для света, а поглощаются и хорошо отражаются телами непрозрачными и телами, служащими зеркалами.
Этого было достаточно для Максвелла, чтобы высказать идею, что свет есть электрические волны. Максвелл создал новое понимание природы света. Понимание света, как электрического явления, представляет собою самый смелый шаг, когда-либо сделанный в физической науке: этим началась новая эпоха в физике.
Свет — есть свободные волны, не требующие никакого провода и вообще никакой материи, несущиеся через пространство лучами во все стороны от своего источника. Световые сигналы, идущие от далеких звезд, прочитываются нашими астрономами через тысячи и миллионы лет, после их отправления от излучающего источника. В течение невообразимого времени световые волны свободно пребывают в пространстве, побеждая неописуемые расстояния.
Максвелл учит, что эти волны суть электрические волны, потому что его формулы сказали ему, что свободные электрические волны существуют. Он настолько уверен был в правильности своего математического анализа, что, не дожидаясь доказательства их существования в действительности, поставил их в основание своего учения о свете. Такое доказательство было дано уже после смерти Максвелла Генрихом Гертцем (1857—1894) в конце восьмидесятых годов прошлого века.
Нам проще всего подойти к опытам Гертца, продолжая то описание электрических волн, которое мы начали применительно к кабелю. Мы видели, что образование волн совершенно не зависит от того, замкнут ли дальний конец жилы через приемный прибор (гальванометр) на землю; если такой прибор существует, он примет на себя подходящие к нему волны. Но если его нет, если линия разомкнута на своем дальнем конце, если провод изолирован от земли по всей своей длине, что тогда происходит с волнами, подходящими к его концу?
На рис. 10 изображено некоторое изменение того, что изображено на рис. 5. Мы уже не будем думать о кабеле. Вместо жилы кабеля имеется провод АН, может быть, высоко поднятый над землей; он не должен быть длиною в сотни и тысячи километров; Гертц имел в своих опытах волны длиною в несколько метров, употребляя, например, частоту в сто миллионов в секунду; несколько таких волн укладывается и на не длинном проводе. В означает то приспособление, вибратор, которое с указанною частотою заряжает конец А провода то положительно, то отрицательно. Для такой частоты, конечно, непригодно механическое замыкание и размыкание батарей.
Когда одна половина волны, с силовыми линиями, направленными, например, кверху (электроны на проводе), подойдет к концу Н, силовые линии будут продолжать по инерции свое движение, прикрепившись лишь концами своими к проводу. Но когда теперь вторая половина волны, с силовыми линиями, направленными уже книзу (электроны в земле), подойдет к тому же концу, то две эти группы линий могут замкнуться одна на другую; в момент, изображенный на рис. 10, линия б является продолжением а — они обе смыкаются в одну.
Такие сомкнувшиеся силовые линии продолжают свое движение все вперед, но не только в плоскости чертежа, а во все стороны. Так образуется волна (рис. 11), освободившаяся от провода, но еще привязанная к земле.
Рис. 12 об'ясняет, каким образом происходят совершенно свободные волны. В этом случае вибратор В действует не на провод и землю, а на два провода АН и А1Н1, давая им в каждый момент заряды противоположных знаков.
Приблизительно так и были поставлены опыты Гертца: только в самых решительных его опытах АН и А1Н1 составляли продолжение один другого (рис. 13), а не шли параллельно друг другу. Из рис. 13 ясно, что от этого дело существенно не меняется.
Гертц доказал на опыте, что свободные электрические волны существуют, что скорость их распространения равна световой; что они проходят через тела прозрачные для света — изоляторы, и что они поглощаются и хорошо отражаются металлами, т.-е. проводниками.
Пусть не подумает читатель, что работа Гертца — простая штука. Наше об'яснение вышло простым. Но ведь оно написано через 37 лет после Гертца, после многих тысяч работ последователей Гертца, выяснивших излучение электрической энергии с различных сторон. А перед Гертцем была только мысль Максвелла, и не существовало никакого намека на то, как она проявляется в действительности. Только двухлетняя напряженная работа молодого, высоко одаренного ученого привела к блестящему открытию свободных электрических волн. Гертцу пришлось ощупью искать условия излучения, достаточно мощного, чтобы действовать хотя бы на длину той комнаты, в которой он производил опыты, и в то же время он должен был изобретать метод, годный для приема этих слабых волн. Сначала обратимся к вибратору.
В. Томпсон впервые показал в 1853 г. как устроить приспособление (В на рис. 10—13), дающее чрезвычайно быстрые переменные заряды: то (+), то (—); этот томпсоновский вибратор Гертц и применил к проводам, которые должны были у него излучать электрические волны. Томпсон сам не испробовал действия такого вибратора, он только доказал его возможность в своем математическом анализе. И в этом случае, как и относительно работы Максвелла, только через десять лет, другими было (за 20 лет до Гертца) доказано на опыте, что формулы Томпсона говорили правильно.
Представим себе, что от какого-либо генератора Г мы протянули два провода а и б (рис. 14) к пластинкам С; цепь вышла разомкнутой, электроны собираются, положим, на верхней пластинке, а нижняя заряжается (+). Если бы больше ничего в цепи не было, то дело ограничилось бы этим зарядом. Но имеется еще провод u (изображенный точечной линией) с перерывом по середине.
Генератор должен зарядить С, а вместе с этим и шарики перерыва, и так сильно, чтобы в u проскочила искра. Для этого генератор должен обладать достаточной ЭДС. То место, где проскакивает искра, можно считать не обыкновенным воздухом между шариками, не изолятором, но — проводником. Поэтому, как только появилась искра, пластинки С тотчас же будут разряжаться через нее.
Изобразим цепь Сu отдельно (рис. 15); все дело теперь только в ней. С разряжается, это значит, что силовые линии выходят теперь одна за другую из пространства C1С2, опираясь своими концами в провода. Как это они делают, показывает ход одной из них; из положения (1) она переходит последовательно положения 2...8; когда оба ее конца встретятся в какой-то точке k, электроны верхнего конца силовой линии могли бы пополнить недостаток электронов в ее нижнем конце, и тогда эта силовая линия исчезла бы; если она слаба, если в проводнике большое сопротивление, отнявшее у электронов много энергии — тогда так и будет. Но, вообще говоря, силовая линия по своей инерции будет энергично двигаться вперед и займет последовательно (рис. 16) положения 9...16. Мы видим, что она снова попала в пространство между C1 и C2, но только в перевернутом положении. Когда это случится со всеми силовыми линиями, C1 окажется заряженным положительно (+), а C2 — заряженным отрицательно (—). Инерция силовых линий иссякла. Теперь C1C2 опять будут разряжаться; все повторится, и C1C2 окажутся снова заряженными так, как на рис. 15.
Это будет повторяться много раз, пока вся энергия электронов не поглотится в сопротивлении проводов.
Если теперь к пластинкам C1 и C2 присоединить провода АН и А1Н1 (рис. 17), то Сu и будет служить вибратором (обозначенным В на рис. 10—13 так как вместе с пластинками C1 и C2 наши провода будут получать заряды противоположных знаков, меняющихся с (+) на (—) и обратно.
Гертц, размышляя иначе, чем мы это теперь делаем, и поступил несколько иначе (рис. 16); он просто развернул вибратор Томпсона; 1, 2, 3 показывают для этого случая, как движутся силовые линии.
Заметим, что около положения (3) на рис. 16 силовая линия также может замкнуться на себя, как и около 8—9 на рис. 15—16 и произвести излучение.
С этим-то гертцовым вибратором и были доказаны на опыте все положения теории Максвелла относительно электрических волн. Наблюдая поведение своего вибратора, Гертц впервые увидел, как в природе осуществляется мысль Максвелла об электрическом излучении. Человечество поднялось на вторую из тех ступеней, о которых мы говорили в самом начале этого очерка.
Гертц "принимал" электрические волны приборами, представляющими собою тот же вибратор (рис. 15—17); это был четырехугольный (или круглый) проводник (рис. 19) с перерывом С между шариками. Когда к нему подходили электрические волны, то их силовые линии заряжали шарики то (+), то (—); если "частота" этого вибратора была та же, что и того, который испускал волны, то он приходил в достаточно сильное возбуждение, раскачивался, и между шариками проскакивали искры.
С таким резонатором Гертца улавливались волны на расстоянии в один или несколько метров при лабораторных опытах самого Гертца и его ближайших последователей.
В 1890 году Бранли заметил, что металлический порошок, представляющий собой плохой проводник электрического тока, становится хорошо проводящим после того, как на него подействуют электрические волны. Мы увидим, что приборчик, основанный на этом явлении, который Бранли называл электрическим глазом, сыграл через 4 года очень большую роль.
Мы приближаемся к моменту изобретения беспроволочного телеграфа. Выше описаны работы нескольких ученых, но все это были пока лишь люди, искавшие научную истину; возможность жизненного приложения электрических волн не появлялась в их работах.
И вот, в 1892 г. В. Крукс, знаменитый физик и химик, обозревая все известное к тому времени об электрических волнах, пишет: "Лучи света не проникают через стену и даже через туман. Но электрические волны длиною в ярд и более легко пройдут через подобную среду, которая для них будет прозрачна. Здесь поэтому открывается поразительная возможность телеграфирования без проволок, столбов и кабелей".
Этому предчувствию суждено было скоро оправдаться.
В 1894 году А. С. Попов (1859—1905) стал заниматься воспроизведением опытов Гертца. Этим он примкнул к бесчисленным в то время последователям германского ученого. А. С. был физиком по своему специальному образованию; и состоял преподавателем физики и электротехники в Минном Классе в Кронштадте.
Самое воспроизведение опытов Гертца А. С. начал по методу Оливера Лоджа.
Лодж разработал приемник гертцовских волн, применив метод Бранли. Стеклянная трубка Р (рис. 20), наполненная металлическими опилками, которую Лодж назвал когерер, замыкала собою цепь местной батареи Б1. В эту цепь включался измеритель тока (гальванометр) А. Пока электрические волны не подействовали на когерер, его сопротивление очень велико и А показывает весьма слабый ток. Но лишь только пройдут через когерер электрические волны, А дает сильный отброс своего указателя.
Так как когерер весьма чувствителен, то этот сигнал происходит даже при самых слабых волнах. Разумеется, его производит работа батареи Б1; когерер действует, как релэ.
Когерер имеет два неприятных свойства: отозвавшись на проходившие волны, он не чувствителен к новому проходу волны, так как его сопротивление, раз уменьшившись, таковым и остается (когеризация). Но оказывается, что достаточно его встряхнуть, хотя бы коротким ударом по трубке, как большое сопротивление снова восстанавливается, происходит декогерирование.
Лодж устроил в своем приемнике автоматическое встряхивание помощью особого электромагнитного приспособления, которое приходило в действие каждый раз после того, как когерер подействовал. Действие этого ударника производилось работою батареи Б1.
Второе неприятное свойство когерера заключается в его капризности. Иногда он вдруг становится мало чувствительным. Удачным встряхиванием можно сейчас же поднять его чувствительность — иногда до необычайной высоты, поручиться за его надежное действие никогда нельзя.
А. С., занявшись приемником Лоджа, значительно усовершенствовал ударное приспособление и много времени употребил на подыскивание условий, которые сделали бы когерер более надежным прибором; он перепробовал различные металлические порошки, бусы, стальные шарики; придавал различные формы проводникам, электродам, подводящим в трубке ток к порошку.
В этой кропотливой работе сказался техник. Для лабораторного наблюдателя не так уж важно, если прибор не всегда действует одинаково хоршо; он терпеливо дождется момента удачного действия и использует его для решения своих вопросов. Но для изобретателя, желающего передать прибор в техническое пользование, чрезвычайно важно, чтобы этот прибор был всегда готов к исправному действию. Жизнь не ждет. И если когерер должен служить к приему депеш, он должен всегда одинаково хорошо принимать волны.
Вместо указателя тока А (рис. 20), Попов включил электромагнитное релэ Р1 (рис. 21), которое после того, как когерер Р замыкал цепь батареи Б1, замыкало вторую цепь более сильного тока от батареи Б2 1). Ток этой цепи приводил в действие ударник (не изображенный на рис.); это представляло большое усовершенствование по сравнению со схемой Лоджа: в ту же цепь включался сначала электрический звонок, который и давал сигнал о подходящих волнах, а впоследствии — аппарат Морзе.
Лодж представлял себе радиотелеграфную передачу такой слабою, как по какому-либо очень длинному кабелю, для которой годятся лишь прием на гальванометр. А. С., применив с самого начала двойное усиление (цепи Б1 и Б2 на рис. 21), стал совсем на другую точку зрения и видел перед собою прием на телеграфную ленту. Продолжительное действие вибратора отправительной станции (длительное когерирование опилок) — черта на ленте приемного аппарата; кратковременное излучение — точка; прибор Попова был готов для выполнения телеграфной связи.
Но самое существенное, что сделал А. С. в самых первых своих опытах 1895 г., это было присоединение к приемнику провода А (рис. 21), изолированного на своем верхнем конце; обыкновенно этот провод присоединялся к одному из концов когерера Р. А. С. убедился, что такой провод облегчает прием, с ним можно принимать на более далекое расстояние. Чем длиннее этот провод, тем значительнее его действие.
При всех своих дальнейших исследованиях А. С. не покидал уже этого нового приспособления, изучая его, изменяя его форму и увеличивая его размеры.
В настоящее время, после 30-летнего своего прогресса, радиотехника совершенно не пользуется когерером; от схемы Попова осталась идея многократного усиления, позволяющего включать любой приемный аппарат, в некоторых случаях — даже быстродействующий; бодрый взгляд А. С на будущее радиопередачи вполне оправдался. А тот его провод, который он присоединил к приемнику, достигающий теперь иногда гигантских размеров, эта приемная антенна в том или ином своем виде остается неот‘емлемой частью каждой приемной станции. Антенны сооружаются на радиостанциях мирового значения, дающих уверенную, постоянную связь между материками, об антенне же думает прежде всего и радиолюбитель, пользуясь для нее иногда, и проводами проходящей около него осветительной или телефонной сети, иногда и железной крышей, а иногда и первыми попавшимися металлическими предметами.
В скором времени А. С. стал присоединять к другому концу когерера второй провод П (рис. 21), идущий в землю. Вся современная радиотехника применяет и этот метод заземления.
Для каждого крупного деятеля в прогрессе человечества можно найти предшественников. То же самое относится и к антенне Попова. Лодж тоже присоединял иногда свой приемник к трубам газопроводной или водопроводной сети и находил улучшение его действия от этого заземления; Бранли присоединял к трубке с порошком провод и заметил, что при удлинении такого провода порошок лучше когерируется. Но только А. С. понял значение антенны, как основного стержня радиопередачи, и сразу же направился в сторону технической рационализации этого приспособления.
По всем этим соображениям, А. С. Попова по справедливости должно считать изобретателем беспроволочного телеграфа, этого первого приложения свободных электрических волн к технике.
А. С. обладал радиоприемником; не беда, что радиоприемник требовал, по мнению своего автора, "дальнейших усовершенствований"; и современные радиоприемники, с которыми слушают антиподов, все время совершенствуются. Особенность положения Попова по сравнению с современным радиолюбителем, только что сконструировавшим новый приемник, заключалась в том, что А. С. Попову некого было принимать; он был в то время единственным радиолюбителем на земном шаре и не придумал еще для себя достаточно мощного отправителя.
Он заметил, что его приемник отвечает на что-то происходящее в атмосфере. Это были блуждающие, мятущиеся силовые линии между заряженными облаками и землею, иногда сгущающиеся до такой степени, что проскакивают громадные искры, которые мы называем молинею.
У А. С. явилась мысль регистрировать эти явления помощью своего приемника; приемною антенною служил провод громоотвода; удавалось отметить приближение грозы, разразившейся за 20—30 километров. "Передатчик" оказался достаточно мощным.
Но вот, что замечательно. Нет большего врага для всякого радиоприемного прибора, как эти атмосферные электрические разряды. Сколько умов за прошедшие 30 лет изыскивали способы избавиться от этих мешающих действий, которые мешают и сейчас, как мешали раньше. С этим-то врагом А. С. Попову и пришлось сообщаться за неимением другого корреспондента.
В настоящее время все хотят в международном масштабе с помощью одновременного наблюдения тысяч радиолюбителей собирать статистику атмосферных разрядов, узнать, откуда и когда они распространяются, где их главные центры, когда они действуют и на какой волне.
Собираются изучать врага, от которого не удалось избавиться. Можно сказать, что это изучение атмосферных разрядов помощью радио было начато Поповым.
Несмотря на то, что многое мешало А. С. отдаться целиком делу радиопередачи, уже в 1896 г. он стал применять отправителъную антенну, т.-е. провод, присоединенный к вибратору для увеличения излучаемой им мощности.
Здесь необходимо обратить внимание на следующее: приемник Гертца (рис. 19), его резонатор не заключал в себе никакого элемента, который бы мог считаться приемною антенною, хотя бы и в зачаточном виде; но вибратор Гертца (рис. 13 и 18), представляющий собой прямолинейный провод, сам уже и был отправительной антенной. А. С. так и считал, что своею отправительной антенной он подражал Гертцу; он был очень скромный человек, и нередко от него можно было услышать, что вся работа его по изобретению радиотелеграфа была уже проделана Гертцем.
Так могло казаться, когда вся радиотехника заключалась в первичных попытках одного человека. Теперь, когда существует уже громадная радиотехническая промышленность, когда мировые радиостанции Америки и Европы со своих отправительных антенн выбрасывают мощности в сотни и тысячи лошадиных сил, когда в каждой стране имеются кадры радиоинженеров, получивших специальное радиотехническое образование, — при наличности всех этих обстоятельств мы не можем не понимать, что опыты Гертца, преследовавшие цель опытного подтверждения теории Максвелла и изобретение беспроволочного телеграфа, как начальной стадии радиотехники, не одно и то же.
А. С., можно сказать, в противоположность Гертцу, отделил излучающий орган отправительного аппарата от вибратора и пошел по пути развития этой новой и важной части передающей радиостанции. Практика показала, что именно так и нужно было сделать. Вибратор имеет свои задачи и свои свойства. Сам же А. С. скоро перешел к тому типу замкнутого вибратора, который изображен на рис. 14—17.
Отправительная антенна А. С. заземлялась. Отсюда следует, как мы теперь понимаем, что Попов пользовался волнами, связанными с землей, как это об'яснено относительно рис. 10—11 (Г-образаая антенна). В громадном большинстве случаев до самого последнего времени радиотехника шла по этому же пути. Выгодно ли это? Не более ли выгодны совершенно свободные волны (рис. 12)? Необходимо признать, что на эти вопросы мы далеко еще не имеем ответов, несмотря на многочисленные попытки лучших математиков подойти к их разрешению. Новейшие методы радиотелеграфирования очень короткими волнами как будто показывают, что для таких волн более выгодны отправительные антенны, излучающие электрические волны, отделенные от земли. В этих последних своих успехах радиотелеграфия порывает и с тем единственным, что оставалось у ней общего с проволочным телеграфом — с землей.
Таким образом, мы должны признать, что 1896 г., ознаменовавшийся появлением отправительной антенны, дал начало радиотехники уже во всех ее основных элементах.
Человечество поднялось на третью ступень в своем отношении к электрическим волнам. После того, как Гертц подметил, какими способами природа выявляет мысль Максвелла, с работою Попова наступил период технического действия, применения волн к жизни, строительства по путям новых возможностей сделать эту жизнь наиболее совершенной.
В том же 1896 году А. С. начал опыты по применению беспроволочного телеграфа к нуждам флота. Не только то обстоятельство, что Попов работал в морском ведомстве, сделало радиотелеграф, прежде всего, морским телеграфом: ведь плавающее судно по существу своего состояния, не допускающего протягивания проводов к нему, является отрезанным от берега и от других судов с того момента, как отплывет на такое расстояние, когда его оптические сигналы перестают уже быть видимыми в подзорную трубу.
Эти опыты А. С. держались в строжайшей тайне, как секрет военного снаряжения.
Уже в 1896 г. в газетах появились глухие слухи о том, что в Англии Маркони ведет успешные опыты по новому способу сообщения, не требующему проводов. Таинственные заметки в печати заинтересовали и взволновали широкие круги общества во всех странах. Магические слова: "телеграфия без проводов", всего год тому назад понятные лишь небольшому кружку петербургских физиков, разнеслись по всему миру.
При встрече с Поповым я спросил его, что он думает про работу Маркони, как он расшифровывает газетные слухи; А. С. ответил, в том смысле, что это не может быть ничем иным, как повторением опытов Гертца. Ему все еще казалось, что "Гертц все сделал".
Дж. Маркони, тогда еще совсем молодой человек (род. в 1874 г.), работал в 1885—6 г.г. с электрическими волнами в Италии в Болоньи у проф. Риги, который тоже занимался, и с большим успехом, воспроизведением опытов Гертца. В 1896 г Маркони переехал в Англию, где и начал свои опыты по беспроволочному телеграфированию при участии двух английских специалистов электриков, Приса и Флеминга.
Предоставим дать характеристику первоначальной работы Маркони иностранцам, более, чем мы, осведомленным в западно-европейских делах.
1) Неспер (Германия): "Дж Маркони возымел мысль (1896 г.) помощью вибратора Риги и приемного устройства Попова установить беспроволочный телеграф, после того как он тщетно пытался достичь сколько-нибудь удовлетворительных результатов с одним вибратором Риги".
2) Леджгет (Англия): "Маркони воспользовался тою формою антенны, какую изобрел Попов, и когерером Бранли".
3) Икклз (Англия): "Маркони изменил излучатель Гертца таким же образом, как Попов изменил резонатор; он удлинил одну его половину и поставил вертикально".
4) Пьерар (Франция): "Маркони взял передатчик Морзе, катушку Румкорфа, воспользовался колебаниями Гертца, искровым вибратором Риги, трубкой Бранли, автоматическим декогерированием Лоджа, воздушным стержнем и заземлением Попова — и все это соединил".
5) Наконец, сам Флеминг, сотрудник Маркони, описав схему Попова 1895 г., говорит: "Здесь, следовательно, мы имеем не только явное зарождение идеи телеграфирования при помощи гертцевых волн, но уже и осуществление его, хотя и в зачаточной форме".
Во многих признаниях иностранных специалистов подчеркивается первенство Маркони в деле применения принципа антенны к отправительному устройству; за Поповым считается приоритет приемной антенны. Это происходит потому, что А.С. не опубликовал в 1895 г. своего передатчика, снабженного антенной.
В 1897 г. было опубликовано подробное описание результатов, достигнутых Маркони. Попов продолжал свои работы самостоятельно. К этому году, удлинив антенну до 14 метров (ок. 7 сажень), он достиг дальности передачи в 5 километров. В следующем году она увеличилась до 9,6 километров. В 1899 г., Попов пришел к заключению, побывав на первых радиостанциях в Германии и Франции: "вижу, что мы не очень отстали от других". В этом году им была достигнута дальность в 35 верст, причем отравительная антенна была поднята помощью воздушного змея. В конце этого года радиотелеграф был впервые применен к насущному делу: спасение броненосца, потерпевшего аварию в Финском заливе; дальность передачи была при этом 41 верста; высота антенны ок. 24 саж.
За тот период было сделало важное усовершенствование в приеме; два ближайших сотрудника А. С., Рыбкин П. Н. и Троицкий Д. С., заметили, что при больших дальностях, когда изменение сопротивления когерера под действием электрических волн становится столь малым, что релэ (Р1 рис. 21) уже не повинуется, прием может еще быть производим, если слушать в телефон (Т на рис. 22), включенный вместо этого второго релэ (28 мая 1899 г.). Этот прием на слух, повсеместно употребляемый теперь, давал тройную дальность передачи.
Ученики Попова, Рыбкин и Троицкий, были первыми "радиослухачами".
Маркони, снабженный большими средствами, стал уже в 1901 году осуществлять трансатлантическую радиотелеграфную связь. Для этого потребовалось коренное изменение аппаратуры.
Старинные приборы, как "катушка Румкорфа", искровый разряд между шариками — приборы лабораторные, примененные Гертцем, стали уже неподходящими. Необходимо было перейти к более техническим сооружениям. Началась заводская радиотехническая промышленность, стали воздвигаться большие радиостанции.
В настоящее время на русском языке имеется много общедоступных руководств по радио; поэтому не останавливаемся на описании последующего развития радиотехники. Темою нашего очерка является ведь возникновение беспроволочного телеграфа.
Если мы вычислим: 1) энергию, которую отправляет мощная передающая радиостанция, при подаче какого-либо сигнала, и 2) энергию, которая при этом доходит до далекой приемной, излучающей этот сигнал, и разделим вторую на первую, то узнаем КПД радиосвязи. Этот КПД окажется чем-нибудь около одной миллиардной доли процента.
Все эти соображения относятся только к случаю корреспондирования между двумя станциями. Но передающая антенна излучает на все стороны; оттого ее КПД для одного направления так мал и так быстро уменьшается с расстоянием. Но зато она может передавать "всем, всем, всем". Тогда ее КПД повышается; при вышеприведенной величине его 2), если станцию слушает миллиард приемников (на земном шаре жителей около двух миллиардов), ее КПД будет уже 1%, т.-е. тот же, что и при проволочном телеграфе. Но, конечно, это относится только к депешам мирового значения.
Мы видели, что проволочный телеграф был первым случаем передачи электрической энергии по проводам; и притом таким случаем, при котором малый КПД, рассчитанный по переданной энергии, искупается победою расстояния.
Вполне естественно и радиотелеграф рассматривать, как первый случай передачи электрической энергии без помощи проводов, по методу электрических волн. Но при передаче энергии, конечно, главное значение имеет КПД; при малом КПД мы будем иметь не передачу, а расстрату энергии, и мы видели, что передача энергии по проводам характеризуется гораздо большим полезным действием, чем проволочный телеграф.
КПД радиотелеграфной передачи так мал, что нужны какие-то совершенно новые методы при пользовании электрическими волнами, чтобы довести его до величины, приемлемой для передачи энергии. Прежде всего необходимо устранение свободного распространения электрических лучей во все стороны, для этого служат, как на маяках, металлические зеркала, отражающие лучи в одну сторону. Гертц пользовался отражением, работая с волнами очень большой частоты, и современная радиотехника, обращающаяся снова, как мы уже упоминали, к очень коротким волнам, начинает пользоваться гертцовыми зеркалами (маркониевская прожекторная радиотелеграфия).
Зеркало позволяет использовать в желаемом направлении одну половину излучаемой мощности, испускаемую источником в сторону, обратную от освещаемой цели; в маячных прожекторах вторая половина направляется помощью собирательных чечевиц.
Возможно ли это при радиопередаче? Какие еще новые принципы могут быть использованы? Возможно ли техническое осуществление тех экспериментальных попыток передачи энергии без проводов, помощью земли, которые показывал Никола Тесла (род. в 1837 г. в Смилье, Сербия) за несколько лет до Гертца? На это ответит только будущее.
В настоящее время мы можем лишь воображать человечество, залитое лучами энергии, в течение рабочих часов, от какой-то необычайно мощной радиостанции, поставленной на полюсе с лучами, всегда направленными на ту полосу земли, где протекает рабочее время. Зеркала этой станции (или двух их на обоих полюсах) должны будут вращаться против направления вращения земли, делая за сутки полный оборот; сноп ее лучей должен быть неподвижным в пространстве, или точнее сказать: подвижным лишь постольку, поскольку требуется учесть другие движения земли, как движение вокруг солнца.
*) См. №№ 4 и 5 "Радиолюбителя".
(назад)
1) В приборе А. С. обе батареи были соединены в одну; наша схема служит для об'яснения схемы Попова.
(назад)
2) Весь расчет ведется лишь относительно КПД передачи, подобно тому, как и для случая поволоки мы рассматривали только КПД линейного генератора.
(назад)