Lee de Forest un elektronikas pirmie soļi

Kāda tauta nevēlētos saukt vienu no saviem dēliem par radio izgudrotāju un ierindot lielā dzimšanas atklājuma prioritāti aiz dzimtenes? Tāpēc zinātnes vēsturnieku strīdi nebeidzas gadsimtu.

Tiek uzrādīti pārliecinošākie argumenti un viedokļi, kuros nav tik daudz vārdu: Maksvels (Anglija), Hercs (Vācija), Branlijs (Francija), Popovs (Krievija), Markoni (Itālija).

Starp šo lielo prātu galaktiku, no kurām katra ir pelnījusi pagodinājumu tikt iekļautai jauna saziņas līdzekļa "biogrāfijā", jūs varat satikt citus zinātniekus, "zemāka ranga". Bet pat starp viņiem - amerikāņu inženieris Lī de Mežs Liekas, ka skaitlis, no pirmā acu uzmetiena, nav gluži piemērots radio dibinātāja lomai. Galu galā viņš sāka pētījumus radiotelegrāfijas jomā pēc tam, kad pirmie signāli tika pārraidīti pāri Atlantijas okeānam, un dzirksteles telegrāfs, kā toreiz sauca radio, tika plaši izmantots praksē. Bet kāpēc zinātnieka inženiera dzimtenē, ASV, viņa vārds tiek izrunāts kombinācijā ar vārdiem “radio tēvs” un pat “televīzijas vectēvs”? Patiešām, tam ir jābūt pamatotam iemeslam. Un viņi ir.

Radiotelefons ir būtisks

Deviņpadsmitā gadsimta beigas. iezīmēja notikums, kam sākotnēji tika piešķirta maza nozīme. Palīgi A. S. Popovs - P. N. Rybkins un D. S. Troitskis no pašreizējā viedokļa atklāja “pašsaprotamu” lietu.

Mēģinot atrast traucējumus radio, “zvana” elektriskajām ķēdēm, izmantojot parastu telefona klausuli, viņi skaidri dzirdēja radio signālus no tuvākās radiostacijas Morzes koda.

Pirmkārt, tas nozīmēja, ka, izmantojot radioviļņus, jūs varat pārraidīt skaņas signālus. Otrkārt, kļuva iespējams saņemt signālu ar mazu jaudu caur ausi, uz kuru uztvērēja relejs nereaģēja - tas ir neaizstājams pirmo dizainu elements.

1899. gada 26. jūlijā A. S. Popovs Anglijā un Francijā saņēma Krievijas privilēģijas un patentus “Telefona uztvērējam sūtījumiem, kas nosūtīti, izmantojot elektromagnētiskos viļņus, izmantojot Morzes sistēmu” [2]. Jaunās sakaru sistēmas testi tika nolemts veikt uz Melnās jūras flotes esošās eskadras. 1901. gada vasaras kampaņas laikā Novorosijskas apgabalā transmisijas diapazons dažkārt sasniedza 80 jūdzes (apmēram 150 km). Lai arī pārklājuma laukums bija nedaudz mazāks, secinājums, ka radioviļņi tiek uztverti ārpus horizonta, bija nepārprotams [3].

Sākotnējā gāzes detektora versija Ir lietderīgi sniegt klasisku “stulbuma” piemēru, kad birokrātija kavē progresu. “Melnās jūras flotes pavēle,” sacīja Rybkins, “aizliedza radiotelefonu izmantošanu flotē, atsaucoties uz faktu, ka telegrāfa lente ir dokuments, savukārt uzticēšanās radio operatoram, kurš šo vārdu saņēma, bija jāapstiprina ar oficiālo zīmogu. Laiks pagāja, priekšā bija Tsushima un Titānika traģēdijas, bet nebija stimulu veikt pētījumus cilvēku runas pārraidīšanai pa radio.

Tajā laikā Amerikas Savienotajās Valstīs šāds darbs jau ir sācies. Viņu rezultāti parādīja, ka dzirksteļu raidītāji nav piemēroti šim mērķim un nesējviļņu frekvencei jābūt vismaz 10 tūkstošiem periodu sekundē.

Inženieris R. Fesendens, kurš izveidoja augstas frekvences elektrisko mašīnu ģeneratorus (ģeneratorus), ķērās pie radiotelefonijas jautājumiem. Kopš 1906. gada ar viņu palīdzību notika pirmās radiotelefona sarunas Atlantijas okeāna piekrastē. Starp citu, viņu tēma bija zivju izmaksas Bostonas tirgū.

Navigatori Amerikas Savienotajās Valstīs atteicās izpētīt noteikumus, kā strādāt ar telegrāfa atslēgu, tāpēc tika nolemts radio operatorus izmantot tikai uz pasažieru kuģiem (citi kuģi bija aprīkoti tikai ar radiotelefonu).

"Audio" - tā sauktais izgudrojums

Lī de Mežs parādās dzirksteles telegrāfa darba arēnā 1900. gadā. Nomainījis vairākas jauna veida sakaru pionieru laboratorijas, 1902. gadā viņš noorganizēja savu Amerikas bezvadu telegrāfa uzņēmumu.

No elektrotehnikas viņš zināja, ka, kad gaiss tiek apstarots ar degošas sveces liesmu, tas kļūst vadošs. Tas pats notika, sildot jebkuru sabiezinātu gāzi. Pārliecināts, ka agrāk vai vēlāk starp gāzēm, kas kvēlo elektriskās strāvas ietekmē, var atrast labu Hercu viļņu detektoru, Lī de Mežs sāk eksperimentus.

Jau 1903. gadā viņš guva ļoti veiksmīgu un daudzsološu pieredzi. Divas gaisa kondensatora platīna plāksnes “laizīja” degļa liesmu, un elektromagnētiskās spoles lauks, kas savienots starp antenu un zemi, iedarbojās uz plazmu tās iekšpusē (1. att.).

Att. 1.

Ar šo detektoru Lī de Mežs saņēma signālus no kuģa Ņujorkas ostā. Pirmie panākumi iedvesmoja izgudrotāju. Bet šādas ierīces ieviešana praksē nebija iespējama. "Bija acīmredzams, ka ierīce ar gāzes liesmu nav pieņemama kuģu radiostacijai," rakstīja izgudrotājs, "tāpēc es sāku meklēt veidu, kā sildīt gāzi tieši ar elektrisko strāvu."

Vienkāršākais veids, kā to izdarīt, bija izmantot parasto Edisona spuldzi, ievietojot tur elektrodu platīna plāksnes un iesaiņojot luktura stikla spuldzi ar daļu no uztveres spoles. Pēc tam tika noņemts viens no platīna elektrodiem, un tā vietā tika izmantots karsts lampas pavediens (2. att.). Radio ar šādu detektoru darbojās ne sliktāk kā citas līdzīgas ierīces, bet arī ne labāk.

Att. 2.

Veicot daudzus eksperimentus, Lī de Mežs vienreiz ietina luktura stikla cilindru ar metāla foliju, kas savienota ar antenu. Uztvērējs ir kļuvis jutīgāks. "Tajā brīdī," atceras zinātnieks, "es sapratu, ka luktura efektivitāti var palielināt, ja trešais elektrods ir ievietots iekšpusē." Ko eksperimentētājs pasteidzās darīt. Ir uzlabojusies uzņemšanas kvalitāte.

Turpmākie eksperimenti vedina izgudrotāju domāt, ka tas ir efektīvs, ja tas ir novietots starp kvēldiegu un strāvas kolektora plāksni. "Acīmredzami," saka Lī de Mežs, "ka trešajam elektrodam nevajadzētu būt cietai plāksnei."

Tika sākta elektrodu materiālu, formu un izmēru, kā arī tā atrašanās vietas meklēšana starp diviem spuldzes spailēm.

Veiksmīgākais dizains bija tāds, kurā viena elektrodu lomu spēlēja sarkani karsts spuldzes pavediens, kas citā elektrodā ir ievietots cilindra formā. Starp tiem atradās trešais elektrods, kas izgatavots stieples spirāles formā (3. att.).

Att. 3.

Izgudrotājs savu prāta bērnu sauca par "dzirdi" (no latīņu valodas "audio" - dzirdēt un grieķu "jonu" - notiek). Ierīces kvalitāti noteica saņemtā signāla skaņas stiprums pa ausi, un tā pārsniedza visas iepriekš izmantotās ierīces. Vēlāk, ar vieglu angļu elektrotehniķa Viljama Eklsa roku, lampas ar trim elektrodiem sauca par triodēm.

Att. 4.

Patiesības un atklājumu meklēšana

Jūras spēku radiosakaru operatori (proti, flote izmantoja jaunus saziņas līdzekļus), cenšoties palielināt skaņu jutīgumu, sildīja kvēldiegu līdz nepieņemamām robežām un viņi izdegās. Jūras kara flotes speciālisti, nesaprotot problēmu, deva rīkojumu "nevis iegūt dzirdes, bet izmantot vecos detektorus".

Lī de Meža noformējumā zinātnieki neatrada neko jaunu. Lūk, ko rakstīja diodes izgudrotājs Flemings: “1906. gada oktobrī doktors Mežs aprakstīja ierīci, kuru viņš sauca par dzirdi, kas ir vienkārša manas atkārtošana, aprakstīta astoņpadsmit mēnešus iepriekš. Ieviestās izmaiņas nedod būtiskas atšķirības ierīces kā detektora darbībā ”[6]. Tas tika uzrakstīts 1907. gadā, bet pat 1908. gadā francūzis C. Tissots apstiprina Fleminga prioritāti.

Interesants fakts ir tas, ka abi oriģinālo elektronisko ierīču izgudrotāji, kas pieņēma elektronu kā realitāti, prioritātes noteikšanai tuvojās no dažādiem aspektiem. Flemings ierīces uzskatīja par elektroniskām, bet Lī de Mežs - par jonām. Tomēr šajā nav nekā pārsteidzoša.

Radiouztvērēja ar gāzes detektoru elektriskā ķēde Tajā laikā esošie vakuuma sūkņi, kas bija paredzēti elektrisko spuldžu ražošanai, bija tik nepilnīgi, ka ļāva dzirdes procesus interpretēt divējādi. Lī de Mežs uzskatīja, ka viņa ierīce darbojas pēc dziļi sarecētas gāzes jonizācijas principa. Tikai difūzijas vakuumsūkņu izgudrojums un daudzu gadu pētījumi ļāva mums pamatīgi izpētīt radiocaurules iespējas ar papildu elektrodu un pārbaudīt tās iekšējo procesu elektronisko raksturu.

Patiesi revolucionāra bija dzirdes spēja pastiprināt signālu, kas ieradās pie viņa. Radio uztvērēji tagad varēja uztvert signālus no attālām vai ļoti vājām radio stacijām. Raidītāja jaudas varēja samazināt, kas veicināja radiotelefona plašāku izplatīšanu.

Cilvēka runas pārraides sistēmu attīstība tomēr neuzlika sev uzdevumu ieviest apraidi, informāciju vai mūzikas periku, bet bija nepieciešama radiotelefonija biznesam un izdevīga divpusēja komunikācija, taču notika negaidīta lieta ...

Visiem ir apnicis kaitinošās radio un televīzijas reklāmas. Bet vēsturiskā taisnīguma labad mums jāatzīst, ka radio reklāma parādījās pirms apraides. Un vistiešākajā veidā ar to ir saistīts neviens cits kā dzirdes izgudrotājs.

Lūk, ko rakstīja pats Lī de Mežs: “1909. gadā es izgatavoju bezvadu telefonus Amerikas Savienotajām Valstīm. Katru komplektu pārbaudīja, izmantojot fonogrāfu piezīmes. Man par pārsteigumu, daudzām šķiņķiem un profesionāliem operatoriem patika šīs kontroles programmas. Protams, ideja par apraidi radās man. Varētu pārraidīt pievilcīgu mūziku un interesantas programmas, radot pieprasījumu pēc bezvadu aprīkojuma. ”

Reklāmas nolūkos tika organizētas pirmās tiešraides no Ņujorkas Metropolitēna operas, un 1916. gada novembrī tika realizēta ideja par skaitīšanas procedūras nodošanu prezidenta vēlēšanu laikā. Tieši viņa strauji palielināja interesi par radiopārraidēm.

Pirmoreiz pasaulē regulārā apraide tika sākta ASV no Pitsburgas pilsētas kopš 1921. gada. Pirmā radio reklāma, kurā aprakstītas dzīvokļu priekšrocības un zemās izmaksas Longailendas debesskrāpjos, tika translēta 1922. gadā no Ņujorkas. Tomēr Lee de Forest nebija nekāda sakara ar viņu.

Att. 5.

Vēl viens atklājums

Veiksmīgi ieviešot savu audio radio, Lī de Muds nespēja pārņemt ideju to izmantot radioraidītājā. Fakts ir tāds, ka radioviļņu ģenerēšana ir saistīta ar ierīcēm, kas veic svārstīgus procesus. Dabā ir daudz šādu vibrāciju izstarotāju. Tas ir skanīgs zvans un balss auklas, un zem griestiem šūpojas lustra, un sienas pulksteņa svārsts.

Elektroenerģijā jūs varat izveidot svārstību avotu, apvienojot uzlādētu kondensatoru un induktivitāti ķēdē, veidojot tā saukto oscilatīvo ķēdi. Visas dabiskās vibrācijas sistēmas rada slāpētas vibrācijas. Stīgu pēc kāda laika pārstāj skanēt, jūras viļņi nomierinās. Arī shēmu svārstības izbalē.

Augstas kvalitātes raidījumiem nepieciešami nedalīti svārstības. Un to nav viegli izdarīt. Gara viļņu garuma diapazonā varat izveidot mašīnu ģeneratoru ar augstfrekvences svārstībām. Bet kā atrisināt problēmu ar svārstīgo ķēdi, nodrošinot gandrīz jebkuras frekvences svārstības?

Piemēram, sienas pulkstenī, lai vairāku dienu garumā radītu nesvītrotus svārsta svārstības, tika iebūvēti speciāli mehānismi, kas svārsta darbību stingri noteiktā brīdī regulāri pārvieto tā kustības fāzē. Enerģija tam tiek ņemta no paceltajiem svariem vai brūces atsperes. Ierīci sauc par enkura mehānismu.

Bet kā ar svārstību ķēdi? Lī de Mežs sava skaņas režģa ķēdē iekļauj svārstīgu ķēdi, un caur elektriskajām ķēdēm pastiprinātais signāls no svārstību ķēdes atkal nokrīt uz tā paša ķēdes, “nospiežot” svārstības pareizajā brīdī tā, ka amplitūda un atvere elektrotehnikā tiek saukta par pozitīvu atgriezenisko saiti un tagad tiek izmantota tūkstošiem dažādu ierīču.

Lī de Muds par šo sistēmu saņēma patentu 1915. gadā. Tagad nebija grūti iegūt nepieciešamo frekvenču elektriskās svārstības. Tiesa, pirmie cauruļu ģeneratori sākumā nevarēja nodrošināt raidītājiem nepieciešamo jaudu. Sāksies sīva konkurence starp ģeneratoriem un cauruļu ģeneratoriem. Galu galā maiņstrāvas ģeneratori vairs netiks izmantoti, un elektroniskā lampa ieņems pareizo vietu.

Bet dzirdes izgudrotājs nebūtu amerikānis, ja nebūtu atradis praktisku pielietojumu savai ierīcei, ne tikai radio. Viņš rada pirmo elektronisko mūzikas instrumentu.

Izbūvējis skaņu frekvenču elektrisko ģeneratoru pie dzirdes, vienu triodi uz oktāvu un pastiprinot signālus, viņš tos ievada skaļruņos, kas atrodas ap telpas perimetru. Līdz ar to telpiskās skaņas problēmas ir atrisinātas. Bet, pats galvenais, mainot svārstīgo shēmu iestatījumu, Lī de Mežs spēja iegūt burvīgas skaņas, kas cilvēka ausij bija neparastas.

Lī de Mežs savu instrumentu sauca par “audio klavierēm”. Tajā pašā laikā tika izteikti pravietiski vārdi: "Es ceru, ka ar šīs mazās elektroniskās lampas palīdzību es varu padarīt instrumentu pietiekami perfektu, lai mūziķi varētu realizēt savas bagātākās mūzikas fantāzijas."

Uzstājās "Lielais mēms"

Kino parādījās gandrīz vienlaikus ar pirmo radio uztvērēju. Brāļi Luiss un Auguste Lumiere 1895. gada martā veica pirmo dokumentēto kadru izmēģinājuma demonstrāciju. Līdz tā gada beigām Parīzē tika uzcelts pirmais komerciālais kinoteātris. Sākumā filmas pat nevarēja uzskatīt par tādām, tomēr kinoteātri ar nosaukumu “dzīvā fotogrāfija” tika dēvēti par “tehniskām atrakcijām”.

Bet ļoti drīz šīs atrakcijas kļuva par nopietniem konkurentiem parastajam teātrim. Parādās jauna mākslas forma, lētāka un mobilāka. Drīz visu ASV teritoriju pārklāja kinoteātru tīkls, kuru dienā apmeklēja līdz 5 miljoniem skatītāju. Kļuva skaidrs, ka tas ir arī liels bizness [7].

Bet cik ilgi cilvēkus var ieinteresēt, kaut arī mākslinieciski, bet gan sejas izteiksmes un īsi subtitri? Parādīšanās uz ievērojamu aktieru ekrāniem paaugstināja jaunās mākslas prestižu līdz nosaukumam “liels mēms”, bet, kā saka angļi, “brīnums ir tikai deviņas dienas ilgs brīnums”. Kinoteātru apmeklētāju skaits ir sācis samazināties.

Lai uzlabotu situāciju, viņi sāka nolīgt īpašus mūziķus, tapperus, kuri pavadīja filmu seansu ar mūziku. Lielais A. Edisons šim mērķim pielāgoja savu fonogrāfu.

Noteikts izgudrotājs Homons piedāvāja godājamajai sabiedrībai “hronofonu”. Skaļš vārds paslēpa parastu fonogrāfu ierakstu, pagrieztu sinhroni ar filmas motoru, kur aktieru lūpas vairāk vai mazāk sakrita ar skaņu. Bet gramofons stāvēja netālu no filmas ekrāna, un projektors atradās zāles otrajā galā. Pārvaldīt šādu sistēmu bija grūti. Par skaņas kvalitāti izrādījās, kā saka, bez darba.

Elektrības uzņēmumi apvienojās konglomerātos. Milzu kompānijas viņam nebija vajadzīgas, un lepnums neļāva viņam apmierināties ar parastā inženiera amatu ar ikmēneša algu. Un Mežs nolēma pievērsties filmu vērtēšanas problēmām.

Viņa ideja bija, ka “gaišais zaķis” uz gaismas jutīgas filmas ierakstīja skaņas celiņa skaņas variācijas paralēli attēlam. Sinhronitāte bija nevainojama. Izmantojot revīzijas, jūs varētu sasniegt jebkuru apjomu.

Lai reklamētu savu jauno izgudrojumu no 1923. līdz 1927. gadam, Lī de Mežs kopā ar daudziem slaveniem aktieriem nošāva vairāk nekā 100 skaņu šortu, paredzot modernu video klipu parādīšanos.

Izgudrotājs, kas reklamēja savu “fonofilmu”, pārsteidza tautiešus, filmas ekrānā reproducējot 30. ASV prezidenta Hididža runu uz zāliena Baltā nama priekšā. Pirmo reizi amerikāņu līderis runāja no ekrāna. Skatītājiem šis jaunums iepriecināja. Drudzis sākās no jauna. Dzimis

Holivudas zelta laikmets.

Bet izgudrotājam nebija jāizmanto šie panākumi. "Western Electric and Telephone Company juristi," rakstīja Meža biogrāfs M. Vilsons, "veiksmīgi aplika ar pirkstu un bez maksas izmantoja savu izgudrojumu."

Lielu un auglīgu dzīvi pavadīja amerikāņu inženieris Lī de Mežs. Cilvēce viņam ir daudz parādā. Viens no pirmajiem, kurš ticēja elektronu pastāvēšanai, kopā ar Flemingu lika pamatus radioelektronikai.

Viņa pētījumu rezultāti ir atraduši pielietojumu daudzās pazīstamās lietās: sākot ar īpaši modernu mobilo tālruni un beidzot ar preču svītrkodu. Tomēr, neskatoties uz daudzajiem lūgumrakstiem, viņš nekad netika apbalvots ar Nobela prēmiju.

1956. gada 5. oktobrī, 50 gadus pēc radiostacijas (dzirdes) izgudrošanas, Francijas valdība piešķīra Lī de Meram Goda leģiona ordeni. Apbalvojuma pasniegšanas laikā tika sacīti vārdi, ka "Lī de Meža atklājums ir viens no lielākajiem zinātnes un tehnikas vēsturē, un visu zinātnes jomu ekspertiem jāizsaka cieņa, atzinība un apbrīna." Šos vārdus teica Nobela prēmijas laureāts fiziķis Luiss de Brogijs, viens no kvantu fizikas dibinātājiem. Un viņš zināja, ko runā.