Путеводитель в мир электроники. Книга 2 - [3]

Еще один человек, близко подошедший к открытию электромагнитных волн, — Никола Тесла (1856–1943), американский изобретатель, долгое время работавший на заводах Эдисона, а затем основавший собственную лабораторию в штате Колорадо. С 1892 г. Тесла интересовался способами передачи информации без проводов. Еще в 1893 г., выступая перед слушателями Франклиновского института в Филадельфии (США), Тесла сказал: «С каждым днем я все больше убеждаюсь в практической осуществимости идеи передачи осмысленных сигналов на любое расстояние вовсе даже без помощи проводов. И хотя я знаю, что большинство ученых не верят, что такие результаты могут быть действительно реализованы, я рассматриваю этот проект передачи энергии и сигналов без проводов уже не просто как теоретическую возможность, а как весьма серьезную проблему электротехники, которая должна быть решена со дня на день». Действительно, слова Тесла оказались пророческими — эта проблема была решена через два года, но уже не головой и руками Тесла. Хотя вклад Тесла в радиотехнику тоже значителен. Изобретенный им воздушный повышающий трансформатор использовался в первых серийных радиопередатчиках в качестве источника излучения. Тесла вошел в историю электротехники изобретением асинхронного двигателя, электромеханического генератора тока высокой частоты, идей радиолокации и радиоуправления.

И вот теперь мы поговорим о Г. Герце. Что же сделал этот ученый, благодаря чему он остался в истории радиотехники первооткрывателем электромагнитных волн? Генрих Герц впервые назвал основные устройства для организации радиоканала — вибратор и резонатор. Вибратор должен генерировать электромагнитное поле, а резонатор — его принимать. А предыстория открытия Герца такова.

В 1879 г. Берлинская академия наук объявила конкурс на разработку темы «Экспериментальное подтверждение связи между электродинамическими силами и диэлектрической поляризацией». За ее разработку и взялся Герц, тогда молодой ученый, имевший в своем активе самостоятельную научную работу. Поначалу он колебался, стоит ли тратить время на столь непонятные исследования, но под влиянием своего руководителя, считавшегося первым физиком Европы, — Германа Гельмгольца — начал эксперименты и с успехом справился с поставленной задачей. Путь к главному открытию жизни был открыт!

В 1885 г. Генрих Герц стал профессором экспериментальной физики Высшей технической школы, через год, в 1886-м, появляются его изобретения: вибратор Герца (передатчик электромагнитных волн) и резонатор Герца (приемник электромагнитных волн). Как выглядят эти замечательные устройства? Вибратор Герца представляет собой два медных проводника длиной 2,6 м и толщиной 5 мм, расположенные на одной линии. На внешних концах проводников закреплены два больших жестяных шара, на внутренних — два небольших шарика, между которыми оставлен воздушный зазор. Щель между шариками называется искровым промежутком. К обоим проводникам подключается источник высокого напряжения — катушка индуктивности (катушка Румкорфа). Когда разность потенциалов между шариками в результате действия самоиндукции в катушке достигает напряжения пробоя, возникает электромагнитная искра. Проводники возбуждают электромагнитную волну, которая распространяется в пространстве. Основные параметры электромагнитной волны, такие, как ее длина или частота, могут быть отрегулированы величиной продольных проводников — их удлинением или укорочением. Этот принципиально важный факт также был открыт Герцем.

Мало получить электромагнитную волну — нужно ее еще и принять, преобразовать в вид, удобный для восприятия органами чувств человека. И такой приемник Герц создал! Резонатор Герца отличается предельной простотой: это металлическое круглое кольцо с разрезом и закрепленными на концах шариками, как показано на рис. 10.2.

Рис. 10.2.Внешний вид резонатора Герца

Настроив резонатор на вибратор с помощью подбора диаметра кольца, можно разглядеть появление между шариками резонатора небольшой искорки в момент срабатывания вибратора. Искорка появляется на расстоянии между шариками не более З мм, да и разглядеть ее возможно только в увеличительное стекло. Опыт Герца представлен на рис. 10.3.

Рис. 10.3.Опыт Г. Герца

По нашим меркам, исследования Герца не кажутся впечатляющими, но, когда он в декабре 1888 г. сделал доклад о результатах на заседании Берлинской академии наук, это произвело настоящую сенсацию. Еще бы — получено экспериментальное подтверждение теории электромагнитных волн Максвелла!

Сразу после этого Генриха Герца избрали почетным членом семи ведущих академий Европы. Выступая на съезде немецких естествоиспытателей, Герц сказал: «Все эти опыты просты в принципе, тем не менее они влекут за собой важнейшие следствия. Они рушат всякую теорию, которая считает, что электрические силы перепрыгивают пространство мгновенно».

Кратко итоги исследований ученого выглядят так:

• электромагнитные волны не являются теоретической ошибкой, а действительно существуют;

• скорость распространения электромагнитных волн в пространстве равна скорости света;