Александр Попов

Glazynov Maxim V. написал(а) к All в Mar 20 11:40:58 по местному времени:

Автор Людмила Круглова, серия Биографии и Мемуары, Великие умы России - 4.

Аннотация

Всякое новое изобретение появляется только тогда, когда назрела в нем необходимость и когда наука и техника подготовили почву для его осуществления. Так было и с возникновением радио. Александр Степанович Попов завершил многовековую историю исканий наиболее совершенного средства связи.
Драматизма судьбе ученого в мировой истории добавляет долгий бесплодный спор о первенстве открытия радио - Попов или Маркони. Сам русский физик не считал себя "отцом радио", отдавая авторство Тесла, себе в заслугу он ставил лишь усовершенствование радиоаппаратуры и "обращение её к нуждам флота". Но, несмотря на скромное отношение к своим заслугам, недоверие и порой непонимание, отсутствие достойной поддержки на родине, Попов буквально бился во всемирных научных кругах не за свое авторство - а за место рождения радио. Ему было важно, чтобы мир признал, что новое революционное средство связи было открыто именно в России.
Жизнь великого ученого, как жизнь одинокого русского изобретателя 90-х годов XIX столетия, чрезвычайно поучительна. Она была подчинена игре внешних нелепых случайностей, то грубо мешавших, то вдруг на миг необычайно благоприятствовавших его работе. Этому и посвящена данная книга.
---

Так это скучное описание, а книга-то, выпущенная из-вом ``Молодая гвардия'' - отличная!
Книжка легко доступна как в бумажном, так и электронном виде. Написано и хорошо, и живо, и содержит всякие новые факты о нашем соотечественнике и великом изобретателе. А изобретателем он был действительно великим - это наш Эдисон.

Граждане-товарищи-господа фидошники. Подключаясь сюда, я узнал из Интернета, что вы все с компьютером на 'ты' и все сплошь люди технические. Поэтому приведу из этой книги цитату, посвященную изобретению радио. Думаю, вам это будет интересно. А книгу всячески рекомендую. А. Попов был великий человек - и прожил интересную жизнь.

---
Рыбкин. Радиометр. "Колумб радиотехники"

Всякое новое изобретение появляется только тогда, когда назрела в нем необходимость и когда наука и техника подготовили почву для его осуществления.
Так было и с изобретением радио. Александр Степанович Попов завершил многовековую историю исканий наиболее совершенного средства связи. Десятки ученых, создавших науку об электричестве, и множество изобретателей средств связи подготовила фундамент для открытия Попова.
В начале прошлого столетия возникла мысль об осуществлении дальней связи при помощи электрической энергии. Изобретатель известного электромагнитного телеграфа Морзе в 1842 году сконструировал приборы для телеграфирования без проводов и произвел с ними опыты на Морском канале вблизи Вашингтона (США). Прибор Морзе не разрешал, однако, проблемы беспроводной связи. Проводником между станциями была соленая морская вода. Опыты по беспроволочному телеграфированию, пользуясь проводимостью воды, продолжали и другие ученые. Практического применения эти изобретения не нашли, и о них забыли.
В мае 1894 года в Минный класс прибыл молодой физик, незадолго до того окончивший университет, - Петр Николаевич Рыбкин. Он стал ассистентом Попова вместо Н. Г. Георгиевского, который получил "занятие в Медико-хирургической академии". Петр Николаевич оставался ближайшим помощником изобретателя радио в течение всех лет пребывания последнего в Кронштадте. Он был питомцем того же университета и того же отделения, что и Попов. Еще в университете П. Н. Рыбкин заинтересовался электромагнитными волнами. Этой теме была посвящена его диссертация на ученую степень кандидата наук "Явление Штокса с точки зрения электромагнитной теории света", получившая блестящую оценку ученых.
Петр Николаевич Рыбкин занимался тем же вопросами, что и руководитель, оказывая ему постоянную помощь, которая была особенно полезна, когда начались работы по устройству радиоустановок на кораблях Балтийского и Черного морей. Попов всегда называл имя Рыбкина, когда касался истории своего изобретения.
Общность интересов быстро сблизила Попова и Рыбкина. Они отдавали научным исследованиям все свободное время и часто проводили в физическом кабинете целые ночи. В лице П. Н. Рыбкина Попов нашел хорошего помощника. Молодые ученые уже в первые месяцы своих исследований настолько усовершенствовали вибратор, что он стал работать с идеальным постоянством.
И они все свое внимание направили на конструирование и изучение всевозможных резонаторов - приемников электромагнитных волн.
В один из осенних дней 1894 года Рыбкин убедился, какими золотыми руками обладал блистательный русский изобретатель. В этот день Попов показал ему небольшой приборчик, о назначении которого Петр Николаевич никак не мог догадаться. Это был изящный стеклянный баллон высотою около 15 сантиметров и диаметром около 3 сантиметров. Баллон был укреплен в красивой подставке, выточенной из красного дерева. Внутри баллона на особом подвесе, впаянном в его верхнюю часть, была укреплена вращающаяся легкая крестовина, а к ее концам подвешены четыре длинных платиновых листочка.
- Где вы приобрели эту вещь? - спросил Петр Николаевич, любуясь тщательностью отделки каждой детали странного прибора.
- Вот где! - показал Попов на свои руки.
Пытливый ученый не только придумал, но и сам сделал этот сложный прибор. Он сам выдул стеклянный баллон, выточил для него подставку, соорудил легчайшую карусель, заключенную внутри баллона, из которого выкачал воздух.
- Но что же это такое? - заинтересовался Рыбкин.
- А вот сейчас увидите, - улыбнулся Попов. - Будьте добры, включите вибратор.
Рыбкин подошел к столу, стоявшему в дальнем конце комнаты, на котором был расположен вибратор, и включил ток.
Едва появились искры между шариками вибратора, как легкие платиновые пластинки странного прибора стали вращаться. Они вращались в течение всего времени работы вибратора. Выключили вибратор - замерла и каруселька листочков; начинал работать вибратор - снова кружились легкие листочки.
Это был новый резонатор - обнаружитель электромагнитных волн, не похожий ни на один из существовавших многочисленных резонаторов. Это свое изобретение Попов назвал электрическим радиометром.
20 ноября 1894 года Попов демонстрировал свой радиометр на заседании Русского физико-химического общества в Петербурге. Ученые пришли к выводу, что более оригинального и наглядного способа обнаружения электромагнитных волн им еще не приходилось встречать.
Однажды вскоре после изобретения радиометра Попов и Рыбкин поздней ночью возвращались домой из Минного класса. Этот день порадовал исследователей новыми успехами; им удалось расширить дальность действия своих приборов еще на 2-3 метра.
Петр Николаевич был в прекрасном настроении и без умолку говорил об этом достижении.
И, забыв об усталости, Попов стал рисовать картины недалекого будущего, когда невидимые электромагнитные волны станут достоянием не только ученых, но всего человечества.
Попов говорил с таким увлечением и с такой убежденностью в правоте своих слов, что его идея не казалась только сумасшедшей мечтой. В ней была твердая уверенность ученого в конечной победе того дела, которому посвятил он всю свою жизнь.

Волшебные опилки. Бранли и Лодж

Французский ученый Эдуард Бранли занимался исследованием сопротивления всевозможных электрических цепей. С этой целью он провел целую серию опытов по определению сопротивления металлических опилок. Для того чтобы было удобнее производить свои эксперименты, он заключал опилки в стеклянную трубку, закрытую с обеих сторон металлическими пробками, соединенными проводником с цепью, состоявшей из гальванической батареи и точного измерительного прибора.
Этот прибор впоследствии назвали когерером (от слова "когезия" - сцепление).
История изобретения когерера сходна с судьбой многих научных открытий. Бранли изобрел уже изобретенное, о чем, правда, не знал. Под разными названиями и для разных целей когерер был изобретен несколько раз. В 1870 году свойства когерера открыли совершенно независимо друг от друга физики Варлей и Юз. Еще раньше, в 1838 году, это явление наблюдал М. Розенстольд. Когерер того же вида, что и у Бранли, изобрел в 1884 году итальянец Онести.



Программа лекций А. С. Попова с повторением опытов Герца


Долго бился Бранли над разрешением этих вопросов, но так и не находил на них ответа. Тогда он обратился к заведующему физическими кабинетами Парижской академии наук, в которых производил свои опыты. Рассказал ему о странном поведении гальванометра и показал свой журнал. Заведующий сличил его записи с дневником работ других кабинетов.
И Бранли испытывает. Едва он включает прерыватель тока катушки, едва начинают проскакивать искры между шариками ее разрядника, как гальванометр, стоящий на другом столе, дает знать, что ток преодолел сопротивление опилок.
Закончив свои исследования над сопротивлением электрической цепи, над созданием своего "радиокондуктора", Бранли в 1891 году опубликовал их результаты в журнале Французской академии наук. В своей статье он описал и свою трубку для изучения сопротивления таких несовершенных проводников, как металлические опилки. Будучи добросовестным ученым, в конце статьи он предупредил своих коллег, которые надумают заняться исследованием сопротивления металлических опилок, о помехах, встреченных им во время своих опытов. Он писал: "На сопротивление металлических опилок влияют электрические разряды, производимые на некотором расстоянии от них. Под действием этих разрядов опилки резко меняют свое сопротивление и проводят ток".
Эти строчки, совершенно неожиданно для самого Бранли, увековечили его имя на страницах истории техники. Английский физик Оливер Лодж долго занимался изучением природы электрических колебаний. Как и Попов, он неоднократно воспроизводил опыты Герца, совершенствуя его приборы и добиваясь увеличения дальности приема электромагнитных волн.
Лодж построил оригинальный "сферический вибратор" для излучения электромагнитных волн. В этом вибраторе было два искровых промежутка - между маленькими латунными шариками и большим полым медным шаром. Свой вибратор Лодж заключил в металлический ящик с круглым отверстием. Одновременно он придумал целый ряд резонаторов. Особенно чувствительный оказался резонатор, состоявший из железной спирали, касавшейся свободным концом алюминиевой пластинки. Этот резонатор, однако, быстро расстраивался, и Лодж заменил его другим, более грубым, но зато отличавшимся точной настройкой. Этот резонатор состоял из согнутой алюминиевой проволоки, заключенной в костяную трубку, которая имела два продольных разреза: настройки производились микрометрическим винтом.
Приборы Лоджа были незаменимы для лабораторных исследований явлений, вызываемых электромагнитными волнами, но не годились для демонстрирования на лекциях.
Однажды, просматривая журнал Французской академии наук, Лодж находит сообщение об опытах Бранли. Он внимательно вчитывался в описание когерера, изготавливает этот прибор и включает его в схему резонатора.
Действия когерера превосходят все ожидания. Если раньше опыты Герца едва удавались при установке вибратора и резонатора на одном и том же столе, то теперь резонатор отзывается на волны вибратора уже на расстоянии нескольких метров.
Лодж, как и Герц, и Бранли, вовсе не думал о применении своего прибора для телеграфирования без проводов. Лодж не пошел дальше использования своего прибора на лекционных опытах. Являясь кабинетным ученым, Лодж не смог применить достижения науки на практике.
Попов изобрел новую схему автоматического восстановления чувствительности когерера. В цепь с когерером было включено реле, обеспечивавшее подключение исполнительного устройства - электрического звонка, молоточек которого бил по трубочке, встряхивая опилки и восстанавливая сопротивление когерера после приема каждой посылки затухающих электромагнитных колебаний. В зависимости от замыкания телеграфного ключа прерывателя посылка могла быть короткой или продолжительной. Задача обеспечения беспроводной связи была принципиально решена.

Волшебные опилки у Попова. Принимаем грозу!

Была ранняя весна 1895 года. В Минном классе шли обычные занятия. Кроме преподавательской работы, Попов продолжал свои опыты. Он тщательно следил за развитием науки в других странах. В одном из номеров английского журнала "Электришен" он прочитал статью Оливера Лоджа о трубке Бранли.
- Что ж, займемся токарным ремеслом! - предложил Рыбкин и уже направился к небольшому токарному станку, стоявшему в другой комнате.
- Постойте, Петр Николаевич, - остановил его Попов. Александру Степановичу хотелось поскорее испытать когерер, и он решил на первый раз для быстроты заменить пробки чем-нибудь таким, что было под рукой.
- Дайте-ка разновесы, - попросил он у Рыбкина. Не прошло и минуты, как когерер был готов. Двадцатиграммовые гирьки оказались прекрасными пробками для трубки с опилками. Приемный прибор Лоджа был очень простым. Он состоял из когерера, пары гальванических элементов и небольшого гальванометра. Все это было последовательно соединено проводником.
Николай Петрович Рыбкин писал в своей статье "Воспоминания об изобретателе беспроволочного телеграфа Александре Степановиче Попове": "Я до сих пор помню, с каким волнением показывал мне Александр Степанович номер журнала The Electrician, в котором была помещена статья Лоджа, где он описывал свои знаменитые опыты по применению открытия Бранли к устройству когерера для обнаружения при помощи его электрических колебаний. В этой области, в которой работал А. С. десять лет, сделано было ценное достижение. А. С. сейчас же принимается воспроизводить, и в процессе этой работы создает свою знаменитую схему первой приемной станции, положившей начало беспроволочному телеграфу".
Пока Попов соединял все части прибора в общую цепь, Рыбкин установил на одном из многочисленных столиков физического кабинета вибратор.
И вот начались опыты. Петр Николаевич включил вибратор. Стрелка гальванометра приемного аппарата резко отклонилась и застыла. Александр Степанович, находясь у приемника, слегка щелкнул по когереру пальцем. Стрелка рванулась к нулю, но потом снова метнулась в сторону и оставалась неподвижной до тех пор, пока Попов не встряхивал стеклянной трубкой.
Именно так обстояло дело во время опытов Бранли. Такой же примитивный способ изменения сопротивления опилок описал и Лодж.
Попову не нравилось щелкать пальцами по когереру после приема каждого сигнала. Лодж писал, что когерер можно приводить в равновесие также и механически - при помощи особого устройства, приводимого в действие часовым механизмом. Но и это не удовлетворяло Попова.
- Нет, нет, надо не только автоматизировать удары, но и сделать так, чтобы приемник приходил в равновесие вполне самостоятельно.
Попов задумался и стал ходить по комнатам физического кабинета, скользя взором по многочисленным приборам, которые были расставлены в больших стеклянных шкафах.
Вдруг он резко остановился и принялся рассматривать один из приборов с таким неподдельным интересом, будто видел его впервые, тогда как это был давно знакомый сильно потрепанный на лекциях обыкновенный гальванометр д'Арсонваля.
- Вот то, что нам нужно! - указал Попов на гальванометр.
Гальванометр д'Арсонваля отличается от других приборов такого рода тем, что вместо вертикальной имеет горизонтальную стрелку, которая укреплена на особой, горизонтальной же подвижной рамке.
Попов высыпал опилки из стеклянной трубки когерера на небольшой листок слюды, который положил на рамку гальванометра. Затем короткими отрезками мягкого звонкового проводника он включил эту щепотку опилок в цепь приемного устройства, по прежнему состоявшую из последовательно соединенных гальванометра, опилок и гальванической батареи.
- Опыты продолжаются, - спокойно, как на лекции, произнес Попов.
Рыбкин сразу же включил вибратор.
- Нет, Петр Николаевич, останьтесь у вибратора, - торопливо сказал Александр Степанович, едва Рыбкин сделал шаг в его сторону, чтобы взглянуть на работу нового приемника.
Попов волновался. Дрожащими руками он то снимал со слюдяного листка немного опилок, то снова подсыпал их.
Рыбкин включил вибратор.
- Выключайте!
Золотистая искра между шариками вибратора исчезла.
- Включайте!.. Выключайте!.. Включайте!..
Больше ничего не было слышно. Только эти два слова. Они следовали друг за другом то с такой быстротой, что Рыбкин едва успевал выполнять приказания, то между ними наступала длинная пауза.



Схема "прибора для обнаружения и регистрирования электрических колебаний", продемонстрированного А. С. Поповым в действии на заседании Физического отделения РФХО 25 апреля (7 мая) 1895 г.


Все это время Попов не спускал глаз с подвижной рамки гальванометра. Она металась из стороны в сторону. Но в этих на первый взгляд беспорядочных движениях чувствовалась определенная закономерность. Казалось, что гальванометр был живым существом и чутко прислушивался к приказаниям склонившегося над ним ученого. Качаясь, рамка еле слышно пощелкивала, и эти звуки были необычайно похожи на постукивание телеграфного аппарата, чертящего на узкой ленте точки и тире азбуки Морзе.
Александр Степанович перенес приемник с одного места на другое. Попов определил, что сконструированный им прибор с автоматическим встряхиванием опилок безотказно принимает электромагнитные волны на расстоянии до 12 метров.
Уже одно это было большим достижением: приемник, построенный по схеме Лоджа, прекратил прием в 8 метрах от передатчика. В первый же день опытов с когерером Попову удалось не только обнаружить слабое место схемы Лоджа - необходимость самому встряхивать опилки, но и добиться полной автоматической работы приемника.
Наспех собранный прибор не удовлетворял еще Попова в полной мере, но принцип, положенный в его основу, казался ученому правильным. Поэтому он решил довольствоваться этим приемником, переключив все свое внимание на изучение и улучшение его основной части - когерера.
В декабре 1895 года Попов написал статью "Прибор для обнаружения и регистрации электрических колебаний", в которой подробно описал свои опыты с прибором Лоджа.
Во всех опытах как на величину, так и на постоянство чувствительности влияют размеры зерен металлического порошка в вещество его..."



Изготовленный А. С. Поповым "цепочечный детектор" для лекционных и учебных занятий


Далее подробно описываются свойства ряда металлов, влияющие на изменение сопротивления в когерере. Подводя итоги своих опытов, Попов пишет: "Ограничиваясь описанием этих опытов, я опускаю различные мои попытки устроить прибор с достаточным постоянством чувствительности при малом числе контактов (цепочки, комбинации, аналогичные микрофонам, и т. п.); в подобных формах приборы могут достигать чувствительности, значительно превосходящей трубки с опилками, но постоянства чувствительности я пока не мог добиться..."



Сад Минного офицерского класса, в котором А. С. Попов весной 1895 г. провел первые опыты со своими радиоприборами


Попов упорно работал над усовершенствованием когерера - этой основы его приемника. Однажды во время опытов он случайно увидел лабораторные весы, чашки которых были подвешены на тонких медных цепочках. В памяти встали картины далекого детства. Попов вспомнил о своем первом изобретении - электрическом будильнике - и о странном его поведении во время грозы. Теперь ему стало ясно, что будильник принимал электромагнитные волны, а цепочка ходиков была когерером. Попов снял одну цепочку с весов и включил ее в цепь приемника вместо когерера.
Приемник стал более чувствительным, чем с опилками, но, как пишет Попов в своей статье, ему не удалось добиться постоянства чувствительности цепочки.
После недель напряженной работы Попову удалось построить совершенно новый тип когерера. Приемник даже отдаленно не напоминал ни приборов Лоджа, ни тем более резонатора Герца. Это был совершенно новый, оригинальный приемный аппарат, тот аппарат, которому суждено было стать прообразом всех современных радиостанций. "Добившись удовлетворительного постоянства чувствительности при употреблении трубки с платиновыми листочками и железным порошком, я поставил себе еще другую задачу: добиться такой комбинации, чтобы связь между опилками, вызванная электрическим колебанием, разрушалась немедленно автоматически".
Получаемый сигналы приемника отмечал звоном электрического звонка. Своим громким звоном он привлекал в физический кабинет целую толпу вахтеров, дежуривших в разных помещениях Минного класса. Отставные матросы с удивлением смотрели на двух преподавателей, которые бегали по комнатам и кричали:
- Работает!
- И здесь работает!
На следующий день Попов и Рыбкин принесли целую гроздь детских воздушных шариков. С приемником они вышли в садик Минного класса.
- Устинов, принесите-ка, дружок, лестницу, - попросил Попов одного из вахтеров.
По этой стремянке Попов и Рыбкин забрались на крышу беседки, стоявшей в саду, и, привязав к воздушным шарам тончайшую проволоку, отпустили их.
Шары поднимались все выше и выше, а за ними тянулась золотистая нить проволоки, присоединенной к приемнику. Еще во время испытаний, проведенных накануне, когда оказалось, что новому приемнику тесно в здании и опыты пришлось перенести на улицу, Попов присоединил к когереру тонкий двухметровый медный стержень. Этот стержень был антенной.
Теперь свою антенну Попов решил поднять как можно выше и использовал для этого игрушечные воздушные шары.



Грозоотметчик А. С. Попова. 1895 г.


Попов знал, что есть еще одна "радиостанция", более мощная, чем его передатчик. Это были атмосферные разряды.
Неделю продолжались опыты за которыми следили любопытные кронштадтцы. Вдруг звонок залился звонкой трелью. До этого он издавал только слабые отрывистые звуки. Попов записал: "От 1 до 2 часов дня - сплошные звонки..."
Рыбкин получил из физической обсерватории, с которой он продолжал поддерживать связь, бюллетень погоды. Просмотрев его, выяснилось: в тот день, когда звонко заливался звонок, "...в атмосфере происходили грозовые разряды".
- Мы принимаем грозу! - сказал Рыбкин.
- В таком случае, Петр Николаевич, давайте переделывать прибор.
Изобретатели присоединили к приемнику регистрирующий аппарат. Перо заскользило по барабану, отмечая грозу, разразившуюся где-то невдалеке от Кронштадта.
Так получились первые радиотелеграфные записи. Так был изобретен "грозоотметчик" - приемник, принимавший единственную в то время в мире передающую радиостанцию - грозовые разряды атмосферы. Атмосферные разряды, которые теперь так мешают радистам, сослужили немалую службу в деле изобретения радио.
... В начале было слово. В конце будет ориджин.(С)
--- Glazynov Maxim V.