Текст книги "История выдающихся открытий и изобретений"
Автор книги: Ян Шнейберг
сообщить о нарушении
Текущая страница: 7 (всего у книги 8 страниц)
ГЛАВА 8 Человеческий гений создает электрический свет, «подобный солнечному»
Создание П.Н. Яблочковым «электрической свечи»
Создание источников электрического освещения является одним из основополагающих открытий в истории человечества. Первым, кто произнес удивительную фразу о возможности «освещения темного покоя» был выдающийся русский физик В.В. Петров (см. гл. 3). Это он в мае 1802 г. публично продемонстрировал электрическую дугу, полученную от «огромной наипаче» батареи, яркий свет или «пламя» которой «было подобно солнечному». Электрическая дуга получила широчайшее распространение и не только для освещения, например, в прожекторах, но и в электрометаллургии, рудоплавильных печах, пламенно-дуговой резке металлов.
Своим открытием В.В. Петров намного опередил свое время (как это часто бывало в истории науки и техники). Как писал один из биографов, «свет дуги вспыхнул преждевременно», для ее практического применения нужны были более мощные источники электрической энергии, ее не к чему было приспособить. Отпугивало открытое пламя (и отсюда – пожарная опасность), огромная сила света и необходимость регулирования дугового промежутка по мере сгорания углей.
Одним из первых небольшую дуговую лампу с ручным регулированием углей применил в 1844 г. для подсветки предметного стекла в микроскопе известный французский физик Ж. Б. Фуко. Можно себе представить восторг (а возможно, испуг) зрителей зала в Парижском оперном театре в 1847 г., когда в опере Мейербера «Пророк» восход солнца имитировался с помощью дуговой лампы. Практическое применение дуговых ламп стало возможно только после создания механических или электромагнитных регуляторов для регулирования расстояния между сгорающими электродами. Эти регуляторы были первыми электроавтоматическими устройствами в 50– 70 гг. XIX в., и стоимость лампы определялась конструкцией регулятора.
Рис. 8.1. Дуговая лампа с электромагнитным регулятором:
1 – электроды; 2 – электромагнит; 3 – сердечник электромагнита
Одной из первых по времени (1846 г.) конструкцией лампы с электромагнитным регулятором была лампа французского изобретателя Аршро (рис. 8.1). Как видно из рисунка, при сгорании электродов расстояние между ними увеличивалось, ток в цепи уменьшался, и груз вытягивал вверх из катушки нижний электрод. Эту лампу пытались применить для освещения площади перед зданием Адмиралтейства в Петербурге, но она работала ненадежно, и опыты были прекращены. Более удачной была конструкция преподавателя физики Павловского кадетского корпуса талантливого изобретателя А.И. Шпаков– ского (1853). В лампе Шпаковского действовали два регулятора – электромагнитный, поднимавший нижний электрод вверх, и механический, обеспечивавший опускание верхнего электрода. Поэтому, в отличие от лампы Аршро, лампа горела достаточно надежно и ее световой центр не изменялся. Убедительный демонстрацией преимуществ лампы Шпаковского было ее успешное использование известным создателем автоматических устройств генералом К.И. Константиновым во время ответственнейшей церемонии – коронационных торжеств в Москве в 1856 г. по случаю восхождения на престол императора Александра И. На крыше Екатерининского дворца в Лефортово были установлены десять «электрических солнц» Шпаковского (так их называли очевидцы ламп), и огромная площадь темной ночью была ярко освещена. Об этом невиданном зрелище с восторгом писали российские и зарубежные газеты. Наиболее совершенный, но достаточно дорогой, регулятор был создан одним из пионеров электротехники В.Н. Чико– левым (1869-1879 гг.), применившим для этих целей электрический двигатель («электромашинный» регулятор Чиколева).
Поистине революционным событием в создании надежных дуговых ламп была лампа без регулятора – «электрическая свеча» П.Н. Яблочкова.
Павел Николаевич Яблочков родился 2 сентября 1847 г. в имении обедневших мелкопоместных дворян Сердобского уезда Саратовской губернии. Еще обучаясь в Саратовской гимназии, Яблочков начал проявлять склонность к изобретательству, ставшим позднее делом всей его жизни. В 1863 г. он был зачислен в известное в Петербурге Николаевское военноинженерное училище. Через три года, получив звание подпоручика Саперного батальона инженерной команды Киевской крепости, Яблочков начал инженерную деятельность, но, не получив ожидаемого удовлетворения, в 1867 г. увольняется в отставку и поступает в Техническое гальваническое заведение, чтобы получить электротехническое образование – его все больше начинают интересовать успехи электротехники. С 1872 г. П.Н. Яблочков назначается помощником начальника телеграфной службы Московско-Курской железной дороги. В Москве он знакомится с известными электротехниками, участвует в работе Постоянной комиссии отдела прикладной физики Политехнического музея. Он, проявив незаурядное мастерство, изготавливает черно-пишущий телеграфный аппарат для открывающейся в Москве Политехнической выставки.
Судьбе было угодно заинтересовать Яблочкова проблемой создания надежных дуговых ламп. Осенью 1874 г. по Московско-Курской железной дороге должен был проезжать на отдых в Крым император Александр И. Администрация дороги задумала в целях безопасности движения осветить поезду императора железнодорожный путь в ночное время. Яблочкову, как инженеру, проявлявшему интерес к электрическому освещению, было предложено осуществить это ответственнейшее мероприятие, тем более, что у полиции имелись сведения о готовившемся покушении на царя. На специальной площадке паровоза Яблочков стоял в дубленом полушубке, держа в руках регулятор дуговой лампы Фуко, и с помощью пружин поддерживал надежную дугу, освещавшую железнодорожный путь. Большая батарея гальванических элементов размещалась в соседнем багажном вагоне. Как говорят, Яблочков «продрог до костей», стоя на холодном ветру, непрерывно подкручивал регулятор и следил за исправностью электропроводки. Эксперимент закончился удачно. Это был первый в мире опыт установки прожектора на паровозе; подобный случай был описан во французской печати только спустя восемь лет (в 1882 г.).
Надо думать, что Яблочков еще раз убедился в неэффективности регуляторов дуговых ламп, и вскоре ему удалось найти поистине гениальное решение: создать знаменитую «электрическую свечу» – дуговую лампу без регулятора.
Это изобретение было сделано в 1876 г. при необычных обстоятельствах. Служба на железной дороге все больше тяготила Яблочкова, особенно после того, как он стал ощущать потребность в самостоятельных экспериментах в области электротехники.
Вместе со своим другом, талантливым изобретателем Н.Г. Глуховым, он создает мастерскую по ремонту электротехнических приборов и устройств – электрических машин, регуляторов дуговых ламп, аккумуляторов, аппаратов, используемых при электролизе в гальванопластике, электротерапии. Подобной мастерской в Москве не было, и Яблочков надеялся, что выполняя заказы различных клиентов, он одновременно сможет заниматься любимым делом – изобретательством и реализацией многих идей, возникших у него при эксплуатации разнообразных электротехнических устройств. Он также надеялся улучшить свое весьма скромное финансовое положение.
По отзыву одного из современников, мастерская Яблочкова была центром «смелых и остроумных электротехнических предприятий, блиставших новизной и опередивших на 20 лет течение времени». Нередко, увлекшись экспериментами при выполнении заказов, Яблочков и Глухов вовремя не выполняя взятые заказы, оказывались в долгу у кредиторов, и им могла угрожать «долговая тюрьма».
Однажды при проведении опыта по электролизу поваренной соли два угольных электрода, расположенных параллельно, при «излишнем сближении» (как позднее вспоминал Яблочков) коснулись друг друга, и внезапно вспыхнула яркая дуга! Яблочков и Глухов, завороженные необычайно красивым зрелищем, наблюдали как дуга горела внутри жидкости, «предоставив углям гореть до конца, а стеклянному сосуду треснуть». Возможно, обычный мастер по ремонту приборов ограничился бы удивительным наблюдением, но Яблочков, постоянно думавший о совершенствовании регуляторов в дуговых лампах, увидев между концами параллельно расположенных угольных электродов яркую дугу, воскликнул: «Смотри, ведь и регулятора никакого не нужно!» Так произошло замечательное открытие. Все изобретатели регуляторов располагали угли друг против друга (вертикально или горизонтально); и при горении дуги расстояние между электродами увеличивалось, и дуга гасла. А Яблочков расположил электроды дуговой лампы вертикально и параллельно друг другу (рис. 8.2), и по мере сгорания электродов расстояние между ними не изменялось, угли таяли подобно свече, и не случайно лампа Яблочкова получила название «электрическая свеча». Как говорят, «Все гениальное – просто!» Напомним, что Яблочкову было всего 28 лет!
Рис. 8.2. «Электрическая свеча» Яблочкова:
1 – электроды; 2 – каолиновая прокладка; 3 – зажимы для подключения к батареи
Нужно было всего несколько дней, чтобы новое изобретение претворить в жизнь, но, кредиторы, потеряв надежду получить причитающиеся им долги, возбудили судебное дело, Яблочков оказался банкротом, и ему угрожала долговая тюрьма. Но тогда его идея создать новую лампу может погибнуть. И он принимает невыносимо трудное, но смелое решение: уехать за границу и спасти свое изобретение.
Прибыв в Париж, Яблочков встретился с французским академиком и изобретателем Бреге, владевшим заводом по производству точных приборов. Бреге сразу оценил перспективность изобретения Яблочкова и выгоду, которую оно может принести. И уже в марте 1876 г. Павел Николаевич получил несколько патентов, в том числе на «электрическую свечу». В апреле 1876 г. «электрическая свеча» была впервые продемонстрирована на Выставке физических приборов, и привела в восторг многочисленных зрителей, став сенсацией выставки. Она привлекла не только ученых и изобретателей, но и владельцев крупных промышленных предприятий и коммерсантов. Перед ярким светом «свечи» желтоватый свет керосиновых ламп и голубенький огонек газовых рожков казались слабыми и ничтожными. Но главное было в том, что «свеча» была дешевой и простой по конструкции, и электрический свет стал доступным для всеобщего пользования.
Для зажигания «свечи» на выступающие верхние концы угольных электродов накладывалась тонкая угольная пластинка, загоравшаяся при первом пропускании тока. Вскоре Яблочков создает специальные фонари для нескольких свечей с ручным и автоматическим регулированием. В Париже возникают компании и специальная фабрика по производству свечей, которых изготовлялось до 8000 штук в день при быстром снижении цен. Эксплуатация свечи сулила большие прибыли, и в разных странах Европы и в Америке образуются компании по устройству освещения по системе Яблочкова.
В Парижском универсальном магазине «Лувр» 80 «свечей» заменили 2000 газовых рожков, «свечи» освещали огромное помещение ипподрома, порты и корабли. Впервые электрическая передача от генератора до приемника достигла 1 км. Как писал Яблочков, «…Из Парижа электрическое освещение распространилось по всему миру, дойдя до дворцов шаха Персидского и короля Камбоджи».
Но Яблочков, продолжая совершенствовать свою систему освещения, сделал еще ряд изобретений, сыгравших поистине революционную роль в развитии электротехники.
Прежде всего он доказал, что при питании переменным током оба электрода будут одинаковыми по размерам, и эксплуатация свечи упростится. Это вызвало интенсивное производство генераторов переменного тока, ранее не находивших применения.
Следующей важной заслугой Яблочкова было изобретение «системы дробления электрического света с помощью индукционных катушек», явившихся прообразом современного трансформатора (см. гл. 7): во вторичные обмотки катушек можно было включать разное количество свечей, горевших независимо друг от друга. Эта схема обладала, как уже отмечалось, всеми элементами современной энергосистемы: первичный двигатель, генератор, линия передачи, трансформатор, приемник. Применение свечи стало более эффективным и экономичным. Газеты всего мира называли систему Яблочкова «Русским светом» или «Северным светом». Заводы не успевали выполнять растущие заказы на изготовление «свечей». Полный триумф «свеча» произвела в 1878 г. в Париже на Всемирной выставке.
И, наконец, еще одно выдающееся открытие: Яблочков в 1879 г. впервые предлагает централизованное производство электроэнергии на «электрических заводах», чтобы доставлять ее потребителю подобно тому, как доставляется газ и вода! Первым таким «заводом» была электростанция Эдисона, построенная в Нью-Йорке в 1882 г.
Яблочков мечтает вернуться на Родину и наладить производство «свечей» в России. Для этого он должен был выкупить у французских компаний право эксплуатировать собственное изобретение. Уплатив огромную сумму – миллион франков, он, лишившись всех сбережений, выезжает в Петербург.
Известного изобретателя встречают с большим почетом. Ему удается создать Компанию по изготовлению «электрических свечей» и аппаратов. Но все оборудование приходилось ввозить из Франции, и Яблочкову не удалось получить ни одной заявки на изобретение, в частности, в области электрических машин. А в 1880 г. стало известно, что в Америке Эдисону удалось усовершенствовать лампу накаливания, которая была более удобной и экономичной, чем «свеча». Заслуги П.Н. Яблочкова в развитии электрического освещения получили всеобщее признание, в 1881 г. он был удостоен высочайшей награды Франции ордена Почетного легиона.
Однако возрастающие материальные затруднения и крушение надежд все больше стали сказываться на состоянии здоровья Павла Николаевича. Усадьбы, где он предполагал жить, уже не было, и он был вынужден жить в номере саратовской гостиницы. Он пытался работать дома, но болезнь сердца прогрессировала, и 31 марта 1894 г. он скончался. Талантливому изобретателю было всего 46 лет! Многие русские и иностранные газеты посвятили ему некрологи. В 1947 г. в связи со столетием со дня его рождения было принято Постановление Правительства об увековечении его памяти, а в 1952 г. на его родине на могиле в селе Сапожок был воздвигнут памятник.
Создание первой практически пригодной лампы накаливания
Наряду с разработкой электрических дуговых ламп многие изобретатели трудились над созданием ламп накаливания. В качестве тела накала применяли угли, графит, иридий и даже платину. С 1838 по 1860 г. были изготовлены лампы накаливания бельгийцем Жобаром, немецким эмигрантом в Америке Гебелем, англичанином Сваном. В них различные тела накала помещались в стеклянные трубки, из которых откачивался воздух. Но они были весьма несовершенны и могли гореть только несколько часов.
Рис. 8.3. Лампы накаливания Лодыгина:
а – с одним угольным стержнем; б – с несколькими угольными стержнями
Первую оригинальную лампу создал в 1870 г. талантливый русский изобретатель А.Н. Лодыгин (1847-1923). Он поместил в стеклянный баллон несколько угольных стерженьков, расположенных так, чтобы при сгорании одного автоматически включался следующий (рис. 8.3). Причем, последние стержни уже накаливались в атмосфере, обедненной кислородом.
Первая публичная демонстрация ламп Лодыгина состоялась в Петербурге в 1870 г., авторское свидетельство он получил в 1874 г., а также запатентовал свое изобретение в нескольких странах Западной Европы. Применив вакуумные колбы, Лодыгин увеличил срок службы лампы до нескольких сотен часов. За изобретение лампы он был удостоен Ломоносовской премии Академии наук. Но наладить эксплуатацию своего изобретения он не сумел.
Следует отметить, что Лодыгин впервые применил в качестве тела накала вольфрамовую нить, и такая лампа демонстрировалась на Парижской выставке в 1900 г.
Больше всех почестей и славы в связи с созданием лампы накаливания был удостоен выдающийся американский изобретатель Т.А. Эдисон (1847-1931). Но Эдисон не был изобретателем лампы накаливания, о чем ошибочно утверждается в некоторых очерках о его жизни.
Сын грузчика зерна, удаленный из школы за бесконечные вопросы к учительнице, он с помощью своей матери получил хорошее домашнее образование и начал трудовую деятельность с продажи газет и журналов в поездах. Увлекшись телеграфией, он в 16 лет уже стал «виртуозом» телеграфного ключа, а в 20 лет получил первый патент на изобретение.
Эдисон знал о лампах Яблочкова и Лодыгина, более того, в ряде источников указывается, что он мог ознакомиться с образцами ламп Лодыгина, привезенных одним из его сотрудников во время командировки в Америку. Очевидно, Эдисон убедился (даже из публикаций в печати), что пока еще никому не удалось создать простую, надежную и экономичную лампу накаливания. И он, с присущим ему с молодых лет энтузиазмом, приступил к совершенствованию лампы накаливания, имея для этого все необходимое – и свои знания, и огромный опыт (до этого он уже был известен своими изобретениями в области телеграфии, телефонии, кинематографии), хорошие производственные мастерские и квалифицированных помощников.
Рис. 8.4. Лампа накаливания Эдисона с цоколем и патроном
В поисках наиболее долговечного материала для изготовления тела накал сотрудники Эдисона объездили весь юг США, Кубу, Китай, Бразилию, Японию (мог ли даже мечтать об этом А.Н. ЛодыинР). Наконец, после многих испытаний остановились на японском бамбуке, из волокон которого изготовлялись угольные нити подковообразной формы. Затем Эдисон изготовил насос для откачки воздуха из стеклянной колбы до разрежения в одну миллионную долю атмосферы. Вскоре лампа была включена и прогорела 45 ч, и никто из сотрудников не мог оторваться от этого зрелища. Как писал Эдисон «…Никто из нас не мог уйти спать, и… во мне укрепилось убеждение, что, наконец, родилась пригодная для практики лампа…»
В январе 1880 г. Эдисон получил патент на вакуумную лампу накаливания. Но огромной заслугой Эдисона является создание всей установочной аппаратуры, выключателей, плавких предохранителей, счетчиков энергии. Поистине гениальной изобретательской находкой явилось создание цоколя и патрона: прошло почти 130 лет, но никому не удалось «выдумать» такое, казалось бы, несложное устройство (рис. 8.4).
В новогоднюю ночь 1 января 1880 г. состоялась публичная демонстрация ламп Эдисона, на которой присутствовало около трех тысяч человек – в том числе, ученые, инженеры, предприниматели, общественные деятели. На Международной выставке в Париже в 1881 г. к лампе Эдисона выстраивались огромные очереди, каждому хотелось включить и выключить лампу. Величайшей заслугой Эдисона перед электроэнергетикой является то, что он впервые внедрил комплексное решение системы электрического освещения, построил первую электрическую станцию (1882) и обеспечил реальные условия для массового применения лампы накаливания.
ГЛАВА 9 У истоков радиоэлектроники и техники сверхвысокой частоты (СВЧ)
Открытие явления термоэлектронной эмиссии
В течение всего XX в. продолжалось триумфальное шествие электротехники и ее разнообразных практических применений в промышленности, сельском хозяйстве, транспорте, связи, медицине, быту. Оказалось, что нет такой сферы в жизни современного общества, где бы не получила применение электротехника.
Но в середине XX в. и особенно во второй его половине обнаружилась такая область, где прорыв по своим последствиям оказался равнозначным новой научно-технической революции – это электроника.
Зарождение электроники было исторически обусловлено и вызвано потребностями развивающегося производства, энергетики, новейших технологий. Электронные приборы позволяли исследовать и измерять процессы в микромире, недоступные другим средствам. Исключительная роль в развитии средств связи, радиотехники, информатики и управления принадлежит радиоэлектронике.
Первым человеком, стоявшим у колыбели радиоэлектроники, был уже известный читателю из предыдущих глав невероятно одаренный и талантливый изобретатель Т.А. Эдисон. Выдающийся талант Эдисона-изобретателя находил предмет изобретения, казалось бы, на «пустом» месте. Заурядное, известное многим явление творческим гением Эдисона приобретало совершенно новые грани. Внутренняя поверхность стеклянной колбы лампы накаливания со временем темнела, что заметно снижало интенсивность светового потока. Это знали тысячи людей, а для Эдисона это явление оказалось отправной точкой для открытия новой области техники, да еще какой – радиоэлектроники!
С 1880 г. он начал вдумчиво исследовать причины этого явления и обнаружил, что почернение колбы вызвано осаждением на ее поверхности частиц раскаленной угольной нити. Но как «поймать» эти частицы и определить, заряжены ли они, и если да, то каким зарядом – положительным или отрицательным?
Через три года экспериментов Эдисон создает опытную установку. На пути потока частиц он укрепил металлическую пластину, соединенную через гальванометр с источником питания. Оказалось, что угольные частицы отрывались от той ветви U-образной нити (рис. 9.1), которая соединялась с отрицательным полюсом батареи. Значит, эти частицы обладают отрицательным зарядом, и если внутри колбы поместить электрод, соединенный с положительным полюсом источника питания, то частицы будут притягиваться к нему. Эдисон изготовил лампу с добавочным металлическим электродом, соединенным с положительным полюсом батареи, и при включении гальванометра его стрелка отклонилась. Это убедительно доказывало, что в вакууме от нити к добавочному электроду идет электрический ток. Так было открыто явление термоэлектронной эмиссии, получившее название «эффект Эдисона». В то время научного объяснения этого необычного явления никто дать не мог, но Эдисон, не дожидаясь «научного обоснования», стремился применить открытый им эффект на практике.
Рис. 9.1. Схема опыта Эдисона:
1 – угольная нить; 2 – металлическая пластина; 3 – гальванометр
Через несколько лет, когда Дж. Дж. Томсоном был открыт электрон (1897), стало ясно, что Эдисон открыл эмиссию электронов с раскаленной нити. В 1884 г. в Американском институте инженеров-электриков был сделан доклад об «Эффекте Эдисона», который сразу же был опубликован. Это была первая в мировой технической литературе статья об электронике.
Изобретение радио
С изобретением радио и широчайшим распространением радиосвязи во всем мире связаны имена нескольких талантливых ученых и изобретателей, каждый из которых сделал свой вклад в создание одного из величайших завоеваний науки и техники. Но первым, кто должен быть назван среди них, был уже известный своими открытиями Никола Тесла.
Еще в 1893 г. он разработал основные элементы радиосистемы, в том числе передатчик и приемник, настроенные в резонанс. Как писал один из английских биографов [9.3], в его схеме «были все признаки радио». Тесла указывал, что, если высокочастотный сигнал пропустить через катушку и конденсатор, то возникнет «резонансный эффект», передающийся на большое расстояние без проводов. И хотя он запатентовал часть своей радиосистемы с описанием аппаратуры, он «…никогда не занимался ее коммерческим применением и даже не удосужился сообщить об этом в печати». Кстати, так он поступал со многими своими открытиями, оставляя другим возможность их использования. А.С. Попов, создав в 1895 г. первый практически пригодный радиоприемник, тоже не получил на него патента. Это позволило итальянскому изобретателю Г. Маркони запатентовать в 1897 г. свою схему и заявить о своем приоритете. И только в 1943 г. через полгода после смерти Н. Теслы американский суд официально подтвердил его приоритет в изобретении радио. Отметим, что после утверждений Маркони о его заслугах, Н. Тесла в частных беседах указывал, что Маркони заимствовал идеи из 17(!) его патентов. Выдающийся английский физик Э. Резерфорд (1871-1937), называя Теслу «вдохновенным пророком электричества», подчеркивал: «Изобретателем беспроводной связи считается Маркони, но на самом деле это был Тесла».
Миллионы людей, с успехом использующие в наши дни мобильные телефоны, даже не представляют, что более 100 лет назад Тесла предсказывал возможность создания «радиотелефонных приемников, дешевых и портативных – не больше наручных часов», позволяющих передавать и слушать сообщения «по всему земному шару». Как сказал Цицерон об Архимеде (287-212), «…в нем больше гения, чем может вместить человеческая природа». Этими же словами можно характеризовать Н. Теслу.
Мы еще вернемся к работам Маркони, но прежде подробней осветим вклад А. С. Попова в изобретение радио. Работая преподавателем Минного офицерского класса в Кронштадте, А.С. Попов (1859-1905) еще до начала 90-х годов высказывал мысль о «возможности использования лучей Герца (т.е. электромагнитных волн) для создания беспроводной связи», потребность в которой наиболее остро ощущалась на флоте. Об этом, в частности, он говорил в своей лекции в Кронштадтском морском собрании в 1889 г. Основное внимание Попов уделял надежному и устойчиво работающему индикатору электромагнитных волн.
Еще в 1891 г. французский физик Бранли создал индикатор электромагнитных волн – стеклянную трубку, наполненную металлическими опилками и названную им когерером. Под воздействием электромагнитной волны опилки слипались, и трубка становилась проводником электричества. Для восстановления чувствительности когерера Бранли встряхивал его руками, а известный английский физик О. Лодж придумал специальный часовой механизм, встряхивающий когерер через определенные интервалы времени. Попов произвел многочисленные эксперименты с порошками металлов и неметаллических веществ (графит), чтобы выяснить их способность изменять проводимость под воздействием электромагнитных волн. Он остановился на «мелких железных опилках», которые поместил в трубку Бранли.
Второй, более сложной, проблемой явилось восстановление чувствительности когерера. То, что делали Бранли и Лодж, Попова никак не устраивало. Один из биографов писал о том, как долго и мучительно думал А.С. Попов над тем, чтобы автоматизировать работу когерера, как «заставить» электромагнитную волну «самую себя обслуживать». Однажды, когда у входа его квартиры зазвенел электрический звонок, Попов, в который раз взглянув на его «молоточек», мгновенно представил схему «звонкового реле», которое будет и сигнализировать о наличии излучения, и при обратном ударе «молоточка» встряхивать когерер. Это было – как все гениальное – просто, но Попов был подготовлен всей предыдущей работой к тому, чтобы увидеть то, что не увидели другие.
Огромной заслугой А. С. Попова является успешное решение этой сложной для того времени задачи. В результате многочисленных экспериментов он изобрел «Прибор для обнаружения и регистрирования электрических колебаний», явившийся первым практически пригодным радиоприемником. На схеме (рис. 9.2) когерер MN горизонтально подвешен на легкой пружине, над ним помещен электрический звонок. Под воздействием электромагнитной волны срабатывал когерер и замыкал цепь нижнего электромагнитного реле. При замыкании контактов реле в цепь той же батареи посредством провода CD включалось второе верхнее «звонковое» реле. Якорь звонка притягивался, и молоточек ударял по чашечке звонка. Но при этом (вот где проявился изобретательский талант А.С. Попова!) размыкалась электрическая цепь звонка, молоточек опускался вниз, восстанавливая чувствительность когерера. Прибор снова был готов к приему новой электромагнитной волны. Для повышения устойчивости работы приемника в цепь когерера включались индуктивные катушки А, В.
Рис. 9.2. Схема радиоприемника А.С. Попова
Как позднее писал О. Лодж, «Попов первый заставил сам сигнал вызывать обратное действие, и этим нововведением мы обязаны Попову». Опыты весной 1895 г. показали, что прибор Попова реагировал и на грозовые разряды, и он соорудил еще один прибор, названный «грозоотметчиком», в котором сигналы от гроз записывались на бумажной ленте.
Вскоре А.С. Попов демонстрировал свой прибор на заседании физического отделения Русского физико-химического общества 25 апреля (7 мая) 1895 г., и его доклад вызвал большой интерес и сочувствие. Этот день в России называется «Днем радио».
Зимой 1895 – весной 1896 г. А.С. Попов занимался усовершенствованием своих приборов, в частности, он использовал более высокую антенну. Присоединив к схеме телеграфный аппарат Морзе, он ввел запись принимаемых сигналов на ленту.
Сообщения о нескольких докладах А. С. Попова были опубликованы в пяти русских печатных изданиях, и достижения ученого высоко оценили специалисты. Но патентной заявки на свое изобретение, как уже отмечалось, А. С. Попов не оформил, чем позднее воспользовались другие изобретатели.
Летом 1896 г. в зарубежной печати появились сообщения об опытах с электромагнитными волнами Г. Маркони (1874– 1937), приехавшего в Англию и сумевшего заинтересовать своими опытами английское Почтовое ведомство и Адмиралтейство. В июне 1896 г. Маркони подал заявку в британское патентное ведомство и получил в июле 1897 г. патент. После этого в докладе Королевского общества были описаны приборы и, как утверждает один из специалистов в области радиотехники [9.2], «за исключением второстепенных деталей аппаратура Маркони по схеме аналогична приборам для беспроводной связи, которые разработал А. С. Попов за 14 месяцев до этого». Кстати, достаточно взглянуть (даже не специалисту) на схему приемного устройства Маркони, чтобы убедиться в их почти полном сходстве. Об этом говорил и писал сам А. С. Попов.
В докладе «Телеграфирование без проводов», в 1899 г. на первом Всероссийском электротехническом съезде А.С. Попов утверждал: «…Моя комбинация реле, трубки и электромагнитного молоточка послужили основой первой привилегии Маркони. Во Франции мой прибор был описан в некоторых журналах, и при появлении описаний приборов Маркони указано было сходство его приемной станции с моим прибором». Еще ранее в июльском номере журнала «Электричество» за 1897 г., где было перепечатано сообщение из английского журнала о приборе Маркони, редакция сделала специальное примечание – «Реле Маркони представляет почти полную копию прибора г. Попова». Но в отличие от Попова, Маркони был опытным предпринимателем, и ему удалось с помощью видных представителей деловых кругов организовать в 1897 г. крупное акционерное общество «Маркони и К 0 », много сделавшего для развития беспроводной связи.
В конце 1901 г. большой коллектив инженеров компании «Маркони», проявив незаурядные способности в решении сложных технических проблем и использовав передатчик мощностью 25 кВт, впервые в мире осуществил радиосвязь через Атлантический океан на расстояние около 3500 км. Это событие стало важнейшей вехой в истории радиосвязи, и она вскоре обрела широчайшее применение на всех континентах. Имя Маркони стало известно всему миру, его популярность быстро росла, а в 1909 г. ему была присуждена Нобелевская премия. Щедро оплачиваемые им адвокаты с успехом защищали его патенты в судебных инстанциях, но, как уже отмечалось, американский суд «официально и окончательно» подтвердил приоритет Н. Теслы в изобретении радио. К сожалению, до этого великий ученый не дожил.
