Фрэнсис Ролт-Уилер - Как мальчик Хюг сам построил радиостанцию
Первый радиопередатчик Маркони.
Маркони исходил из системы Герца, единственные изменения, внесенные им, было увеличение размера пластинок конденсатора и удлинение стержней (которые он заменил проволокой), соединяющих шарики. Следуя идее Попова, он поместил одну из пластинок на мачту, а другую на землю. Таким образом шарики оказались расположенными вертикально.
Все остальное в этом посылающем аппарате то же, что у Герца, Маркони только употребил более мощную индукционную катушку, дающую искру в шесть дюймов длины. Вместо Герцовых медных шишечек, Маркони, следуя идее своего учителя Риги, изобретателя трехискрового разрядника, устроил медные шары в четыре дюйма в диаметре, на расстоянии один от другого всего на 1/25 дюйма.
Первый радиоприемник Попова.
На приемнике Маркони доказал свое умение использовать достижения, сделанные в работе с радио в восьмилетний период, прошедший со времени первого изобретения Герца. Молодой исследователь совершенно оставил проволочный круг, известный под именем резонатора, так как этот прибор был непригоден для больших расстояний, а кроме того, что еще важнее, не имел самостоятельного источника тока, а следовательно, и средств к усилению его. Вместо этого, он взял идею телеграфного аппарата, где слабый электрический ток, передаваемый проводниками на далекое расстояние усиливается местной батареей.
Маркони для приемника устроил мачту как для передающего аппарата, и, как и там, укрепил одну пластинку конденсатора на мачте, другую же поместил на земле. (Во втором аппарате Маркони верхняя пластинка была заменена четырехугольным проволочным щитом, а в третьем — вертикальным проводником. В обоих приборах нижняя пластинка отсутствует, т. к. Маркони нашел, что земля сама может служить пластинкой конденсатора). Для детектора, — он понимал, что это самое главное из всей задачи, — он использовал все усовершенствования, сделанные Барлеем, Гитаром, Онести, Бранли. Лоджем, Минчином и Поповым.
В 1850 г. Француз Гитар (Guitard) открыл, что когда воздух, содержащий в себе пыль, электризуют посредством какого-нибудь источника электричества, пыль собирается в нити. Это как будто бы незначительное обстоятельство имело громадное значение для радио.
Англичанин Варлей в 1860 г. развил эту мысль. Он производил опыты с металлической пылью, и устроил кохерер из пыли, который применил в своем громоотводе для телеграфного аппарата. Пыль была помещена в стеклянную трубку, закрытую с обоих концов пробками. Через каждую пробку проходила проволока, концы которой входили в металлическую пыль, но не касались друг друга. Под током небольшой частоты эта пыль была плохим проводником; когда же через нее пропускали ток большой частоты, пыль собиралась л нити и становилась хорошим проводником.
Прибор Попова.
Таким образом кохерер был не чувствителен к току телеграфа, но молния с своим большим количеством перемен неизменно делала его своим проводником, так что можно было с его помощью отвести молнию в землю без вреда для телеграфных приспособлений и без всякого риска для телеграфиста.
В 1885 г. Онести (Италия) продолжил опыты в этой области, работая над теорией сцепления, как результата электрического влияния. Он нашел, что железные опилки в сильной степени обладают свойством изменять свою электропроводность. От прикосновения искр (электромагнитных волн) от индукционной катушки сопротивление железных опилок падало (или их электропроводность поднималась) до такой степени, что они становились не худшим проводником, чем медная проволока. Это было за два года до опытов Герца, так что открытие Онести не оказало прямого влияния на решение задачи радио.
Способ уловить волны Герца был открыт французом Бранли. Он взял трубку Варлэя и опыт Онести с опилками и усовершенствовал их. Он смешал серебряную пыль с железными опилками, и свободно поместил эти металлические частицы между двумя серебряными пробками. Проволоки были проведены только в серебро. Этот кохерер был соединен с батареей; в цепь был включен телеграфный звонок. Сопротивление опилок в состоянии покоя было так велико (в омах), что ток из батареи не мог проходить. Под влиянием же герцовых волн большой частоты, опилки моментально становились проводником и пропускали ток, который приводил в действие звонок Таким образом звонок воспринимал волны Герца, являясь в лабораторном смысле слова радиоприемником. Бранли пошел еще дальше и включил в одну цепь с усовершенствованным кохерером самопишущий аппарат Морзе так, чтобы волны Герца могли быть превращены посредством детектора в печатные сигналы. Оливер Лодж (Англия), рассматривая вопрос исключительно с точки зрения теоретической физики, использовал действие кохерера Бранли, как верный способ доказательства существования электромагнитных волн, открытых Кларком Максвелем, и показал его крайнюю чувствительность к слабым токам. Хотя Лодж устроил радиоаппарат, который в состоянии был принимать сигналы на расстоянии в 150 ярдов, ему и в голову не приходило, что этот аппарат может быть использован для беспроволочного телеграфирования на большие расстояния.
В России Попов еще ближе подошел к решению задачи. Он взял кохерер Бранли с аппаратом Морзе, но вместо железных опилок с серебром употребил стальные опилки. Приспособленный к громоотводу, прибор этот воспринимал молнию такую отдаленную и слабую, что глаз человеческий ее не видел. Он изобрел звонок с молоточком, который, после прохождения герцовых волн, постукивая по кохереру, автоматически возвращал опилки в их нормальное состояние неэлектропроводности. Но, как и Лодж, Попов не использовал громадных возможностей, бывших в его руках.
Маркони для своего детектора взял кохерер Бранли (в третьем приборе он прибавил к серебру никелевые опилки и запаял трубку). Затем он взял также звонок Попова с небольшими изменениями, и для приема сигналов аппарат Морзе.
Итак, в кратких словах, аппарат Маркони состоял из двух мачт, поддерживающих пластинку с вертикальным проводом, ведущим вниз к медному шару; провод второго медного шара проходил к пластинке в земле. В передающем аппарате нижняя проволока проходила через вторичную обмотку индукционной катушки в землю, в одну цепь с первичной катушкой был включен вибратор с ключом; источником тока служила батарея из восьми элементов. Искровой промежуток был на верхнем проводнике. В приемнике в цепь с нижним проводом был включен кохерер Бранли в качестве детектора, аппарат Морзе для приема сигналов и маленькая батарея, которая, когда электромагнитные волны действовали на кохерер и делали возможным прохождение тока, приводила в действие аппарат Морзе.
Уже первые шаги Маркони были успешны. Маркони знал чего хотел; у него было уменье применять на практике теоретические открытия, проницательность и вера в свои силы. Как сказал Риги: «Маркони воплотил то, что неясно витало в умах других или было лишь скромным экспериментом».
Маркони видел, что то, что тридцать лет назад открыл Максвель и на опыте доказал Герц, могло усовершенствовать великое изобретение беспроволочного телеграфа, что было в меньшей степени сделано Троубриджем с его принципом электропроводности, и Ирисом, который посредством индукции сделал его практически полезным. Теперь был применен новый принцип — принцип передачи и приема электромагнитных волн, или «радио».
Сейчас же после своих первых опытов, произведенных в Италии, Маркони поехал в Англию для совещания с Оливером Лоджем. Он сговорился с Ирисом, бывшим тогда главным инспектором телеграфа, и из одной из комнат главного телеграфа в Лондоне посылал по беспроволочному телеграфу через несколько стенок телеграммы на крышу, удаленную более чем на сто ярд. Ирис пришел в восторг и помогал молодому исследователю советами.
Следующее важное усовершенствование было сделано Маркони в приемнике. Он выключил кохерер из прямой цепи антенны и поместил там первичную обмотку трансформатора, который индуктивно действовал на вторичную обмотку, замыкавшуюся кохерером и самопишущим аппаратом. Так, прикосновение герцовых волн к антенне, вызывавшее электрические колебания, индуктивно передавалось цепи кохерера, и давало лучшие результаты.
Этот аппарат выдержал в 1896 году ряд сложных испытаний перед английскими военными и морскими экспертами. Маркони встретился с большими затруднениями в получении одной непрерывной волны, так как электромагнитные волны, возбужденные индукционной катушкой, сопровождались вторичными колебаниями неодинаковой с главными волнами частоты. Это вносило хаос и служило причиной потери энергии.
В 1897 году молодому изобретателю удалось с помощью катушки, дающей искру в двадцать дюймов, при вертикальной антенне на высоте 150 ф., передать телеграмму на расстояние в девять миль.
