XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Попов Александр Степанович – русский физик и электротехник, изобретатель электрической связи без проводов (радиосвязи, радио). В 1882 году окончил физико-математический факультет Петербургского университета и был оставлен в нём для подготовки к научной деятельности. Преподаватель физики и электротехники Минного офицерского класса (1883-1901) и Технического училища Морского ведомства в Кронштадте (1890-1900); профессор физики (с 1901) и директор (с 1905) Петербургского электротехнического института. Почётный инженер-электрик (1900) и почётный член Русского технического общества (1901). [3]

Его не устраивал метод Герца, в котором индикатором колебаний была маленькая искра, рассматриваемая в лупу, он искал новый, качественный и чувствительный детектор колебаний. Так им был разработан специальный механический радиометр, воздушный термометр, но все эти индикаторы мало устраивали Попова. Несомненно, что в это время он думал о практическом приложении воли Герца, Поэтому он с особой остротой воспринимал всё новое в области детектирования электрических колебаний.

В 1890 г. появилось сообщение французского физика Эдуарда Бранли о наблюдённом им воздействии электрического разряда на проводимость металлических порошков (железа, алюминия, сурьмы, кадмия, цинка, висмута и т. д.). Бранли писал: «Если сделать контур, состоящий из элемента Даниэля, чувствительного гальванометра, металлического проводника и эбонитовой пластинки с нанесённой медью или трубочки с опилками, то большей частью проходит лишь ничтожный ток. Однако сопротивление резко уменьшается, что видно по сильному отклонению гальванометра, если вблизи контура произвести один или несколько разрядов».[4]

В 1894г. Бранли описал более подробно это явление в статье «О проводимости не сплошных проводящих веществ». Однако ни в первом, ни во втором сообщении не подчёркивается и даже не указывается роль электрических колебательных процессов в изменении проводимости, и вопрос о применении этого явления в качестве индикатора колебаний даже не ставится.

В качестве индикатора колебаний трубка с опилками была применена О. Лоджем в 1894 г. и названа им «когерером». «Этот устройство, которое я называю когерером, удивительно чувствительно как детектор герцевских волн», - писал Лодж. Сообщение Лоджа произвело на Попова огромное впечатление. Его сотрудник П. Н. Рыбкин писал об этом: Я до сих пор помню, с каким волнением показывал Александр Степанович мне номер журнала, в котором была размещена статья Лоджа, где он описывал свои знаменитые опыты по применению открытия Бранли к устройству когерера для обнаружения при помощи его электрических колебаний.

К весне 1895 г. первый в мире приёмник электрических колебаний был создан. 25 апреля (7 мая) 1895 г. на 151-м (201-м) заседании Физического отделения Русского физико-химического общества А. С. Попов сделал доклад "Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям". Доклад был, дополнен протоколами испытаний по регистрации атмосферных разрядов, произведённых Г. А. Лобачевским с прибором Попова. Предметом статьи Попова стал «Прибор для обнаружения и регистрирования электрических колебаний А, С. Попова», представленный в декабре 1895 г. в журнале Русского физико-химического общества и появившийся в первом номере этого журнала за 1896 г. Приёмник Попова описан им в этой статье следующим образом: трубка с опилками подвешена горизонтально между зажимами М и N на лёгкой часовой пружине, которая для большей эластичности согнута зигзагом со стороны одного зажима. Над трубкой расположен звонок так, чтобы при своём действии он мог давать лёгкие удары молоточком посередине трубки, защищённой резиновым кольцом от разбивания. Удобнее всего трубку и звонок укрепить на о бщей вертикальной дощечке. Реле может быть помещено как угодно. [2]

Действует прибор следующим образом. Ток батареи 4-5 в постоянно циркулирует от зажима Р к платиновой пластинке А, далее через порошок, содержащийся в трубке, к другой пластинке В и по обмотке электромагнита реле обратно к батарее. Сила этого тока недостаточна для притягивания якоря реле, но если трубка AВ подвергается действию электрического колебания, то сопротивление мгновенно уменьшится и ток увеличится настолько, что якорь реле притянется. В этот момент цепь, идущая от батареи к звонку, прерванная в точке С, замкнётся и звонок начнёт действовать, но тотчас же сотрясённая трубка опять уменьшит её проводимость, и реле разомкнёт цепь звонка.

Из опытов, проведённых Поповым для испытания чувствительности приёмника, особенно важны два первых:

1) Прибор отвечает на разряды электрофора через большую аудиторию, если параллельно направлению разряда провести от точки А или В проволоку длиной около 1 метра, для увеличения энергии, достигающей опилок.

2) В соединении с вертикальной проволокой длиной в 2,5 метра прибор отвечал на открытом воздухе колебаниям, произведённым большим герцевым вибратором (квадратные листы 40 сантиметров в стороне) с искрой в масле, на расстоянии 30 сажен. [1]

Прибор принимал радиоволны на расстоянии 60 метров на приёмную антенну своего приемника. Попов характеризует область применения его прибора, как прибор, который обладает такой чувствительностью, может служить для различных лекционных опытов с электрическими колебаниями и, будучи закрыт металлическим футляром, с удобством может быть приспособлен к опытам с электрическими лучами...

Еще одним применением прибора, который может дать более интересные результаты, станет его способность отмечать электрические колебания, возникающие в проводнике, связанном с точкой А или в (на схеме), в том случае, когда этот проводник подвергается воздействию электромагнитных возмущений, возникающих в атмосфере. Для этого достаточно подключить защищенное от любых других действий устройство воздушным проводом, проложенным вдали от телеграфов и телефонов, или стержнем громоотвода. У нас есть четкое изображение экранированного приемника, который регистрирует электромагнитные сигналы, поступающие в принимающую антенну. И вполне закономерен окончательный вывод автора: «В заключение могу выразить надежду, что мой прибор, при дальнейшем усовершенствовании его, может быть применён к передаче сигналов на расстояния при помощи быстрых электрических колебаний, как только будет найден источник таких колебаний, обладающий достаточной энергией». [5]

12 (24) марта 1896 г. А. С. Попов продемонстрировал первую в мире радиопередачу, а так же приём осмысленного текста из одного здания в другое на расстояние около 250 м. Из химической аудитории Петербургского университета в физическую, где происходило заседание Физического отделения физико-химического общества.

На расстоянии 250 метров в новом здании химической лаборатории университета находилась отправительная станция, питавшаяся катушкой Румкорфа. Около нее дежурил помощник А. С. Попова - П. Н. Рыбкин.

Среди присутствующих на заседании были представители Морского ведомства и виднейшие русские физики-электрики того времени: О. Д. Хвольсон, И. И. Боргман, А. И. Садовский, В. К. Лебединский, М. А. Шателен, А. Л. Гершун, Г. А. Любославский, Ы. Н. Георгиевский, Н. А. Смирнов, В. В. Скобельцын, Н. А. Булгаков, Н. Г. Егоров и Ф. Ф. Петрушевский. Перед заседанием все собравшиеся ознакомились с устройством радиоприёмной станции, а затем, усевшись на студенческих скамьях, с волнением приготовились к опыту передачи телеграммы без проводов.

Заседание открыл старейший физик Ф. Ф. Петрушевский, предоставив слово А. С. Попову. После 30-40-минутного доклада изобретатель послал кого-то из присутствовавшей молодёжи на отправительную станцию к П. Н. Рыбкину с указанием начать радиопередачу.

Атмосфера в физической лаборатории стала напряжённой. Все участники осознавали, что присутствуют при демонстрации изобретения, будущее которого уже тогда представлялось величайшим. Все присутствующие наблюдали за медленно появляющимися на ленте приёмника Морзе буквами, которые Петрушевский повторял мелом на большой аудиторной доске.

Процесс передачи подробно описывает О. Д. Хвольсон: «Передача происходила таким образом, что буквы передавались азбукой Морзе и более того, знаки были отчетливо слышны. У доски стоял председатель Физического общества проф. Ф. Ф. Петрушевский, имея в руках бумагу с ключом к азбуке Морзе и кусок мела. После каждого передаваемого знака он смотрел в бумагу, а затем записывал на доске соответствующую букву. Постепенно на доске получились слова Heinrich Hertz и притом латинскими буквами. Трудно описать восторг многочисленных присутствующих и овации А. С. Попову, когда были написаны эти два слова. Так начало свою жизнь одно из величайших изобретений человеческого гения. Великий изобретатель увековечил в первой радиограмме того, кто первым в мире наблюдал электромагнитные волны. А. С. Попов был первым человеком, заставившим эти волны служить человеку». [1]

Попов находился на службе Морского военного ведомства и имел инструкции не разглашать своего открытия. Поэтому запись об историческом дне согласно его указанию была сделана в протоколах общества в такой форме: «А. С. Попов показывает приборы для лекционного демонстрирования опытов Герца. Описание их помещено уже в ЖРФХО». [2]

Литература.

RA4A - HAM RADIO [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ra4a.narod.ru/magazin/popov.htm

Radioo.pdf [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.nsmu.ru

Мир Знаний [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://mirznanii.com/a/321054/ustroystvo-i-printsip-raboty-radiopriyemnika-popova

Михаил Шателен. Русские электротехники: Технические науки. – Ленинград, Москва: Госэнергоиздат, 1949-с.291.

Центральный музей связи им.А.С.Попова [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.rustelecom-museum.ru/

Оглоблин Г.В., Опыты со звуковыми и электромагнитными волнами:Учебное пособие.-Комсомольск-на-Амуре: Изд-во Комсом. н/А гос.пед.ун-та, 2001.-92 с.

Код для цитирования: Скопировать