Dodaj do listy

Jak powstało radio?

Fale radiowe należą do rodziny fal elektromagnetycznych. Można je opisać za pomocą zmieniających się w czasie pól elektrycznych i magnetycznych , które rozchodzą się w przestrzeni ruchem falowym. Wielkości takie jak długość fali elektromagnetycznej i jej częstotliwość są ze sobą ściśle związane. I tak im większa jest długość danej fali tym mniejsza częstotliwość jej odpowiada. Istnienie fal elektromagnetycznych przed ich odkryciem przewidział Maxwell, a z jego równań dotyczących elektromagnetyzmu można wyprowadzić wzór na prędkość rozchodzenia się tych fal. Prędkość fali elektromagnetycznej uzależniona jest od ośrodka w którym dana fala się rozchodzi. To były tylko rozważania teoretyczne . Pierwszym potwierdzeniem słuszności założeń Maxwella były badania i obserwacje, które przeprowadził Henryk Henryk Pieśń o Rolandzie, bohater epizodyczny; bratanek Ryszarda Starego, jeden z doradców Karola
Czytaj dalej Słownik bohaterów literackich - liceum
Hertz.

Uczony ten po raz pierwszy przeprowadził udany przekaz fal elektromagnetycznych od nadajnika do odbiornika. Fale radiowe były emitowane przez dwie płyty pod wpływem szybkozmiennego prądu elektrycznego. Detektor natomiast stanowiła otwarta pętla wykonana z drutu. W momencie gdy urządzenie nadawcze rozpoczynało emisję fal radiowych można było zaobserwować przeskok iskry z jednego końca pętli na drugi. Prąd płynący w pętli powodowany był przez odbierane fale radiowe. W eksperymencie tym odbiornik umieszczony był w odległości 3 metrów od nadajnika.

Wyniki eksperymentu Hertza wzbudziły duże zainteresowanie w świecie zarówno nauki jak i techniki. Wielu postanowiło kontynuować prace Hertza jednak tylko nieliczni osiągnęli zadowalające rezultaty. Do grupy szczęśliwców można zaliczyć Włocha Guglielmo Marconiego. Zjawiskiem elektryczności Marconi interesował się od wczesnych lat szkolnych. Pierwsze laboratorium badawcze założył w domu swoich rodziców. Wynalezienie nadajnika fal radiowych otworzyło przed Marconim nowe możliwości badawcze i wyznaczyło nowe cele. W pierwszych pracach doświadczalnych polegających na nadawaniu i odbieraniu fal radiowych towarzyszył mu brat a wszystko odbywało się najpierw na terenie domu a potem w przydomowym ogrodzie.

W swoim urządzeniu Marconi wykorzystał nadajnik wynaleziony przez Hertza, natomiast odbiornik został wyposażony w specjalny detektor, którego konstruktorem był Edouard Branley. Była to szklana rura, która została wypełniona opiłkami metalu. Wartość oporu elektrycznego pomiędzy końcami tej rury byłą na tyle wysoka , że umożliwiała płynięcie tylko niewielkiego prądu. Natomiast w momencie gdy do detektora docierały fale radiowe dochodziło do spadku oporu elektrycznego i dzięki temu w obwodzie mógł płynąć prąd o dużej wartości. Dzięki temu dochodziło do uruchamiania dzwonka lub słuchawki telegrafu. Tak więc dzięki detektorowi możliwe było przekształcenie fali radiowej w prąd elektryczny.

Do prezentacji tego urządzenia doszło w roku 1896. Od tamtej pory Marconi rozpoczął prace prowadzące do zwiększenia zasięgu przesyłu fal radiowych.

Marconi stopniowo zwiększał odległość między nadajnikiem i odbiornikiem aż wreszcie w roku 1896 przeprowadził udaną próbę przesyłu fal radiowych na odległość trzech kilometrów.

Dostrzegając możliwości wykorzystania swojego urządzenia w telegrafii zaczął szukać wsparcia finansowego w rządzie włoskim. Jednak jego wynalazek nie spotkał się z zainteresowaniem jakiego wcześniej oczekiwał.

Na skutek braku środków na dalsze finansowanie badań Marconi musiał przenieść się do Londynu. Tutaj jego urządzenie wzbudziło duże zainteresowanie i Ministerstwo Poczty wsparło Marconiego finansowo.

Dzięki temu już w roku 1896 w Londynie kilka budynków udało się objąć pierwszą siecią radiową. Już wkrótce udało się rozbudować sieć do łącznej długości trzynastu kilometrów. Niedługo potem połączenia wyszły poza Londyn.

W roku 1897 inny uczony, Olivier Lodge udoskonalił nadajnik fal elektromagnetycznych. Mianowicie został on wzbogacony w system zwany syntonią czyli systemem strojenia. Dzięki kondensatorowi i cewce indukcyjnej można było regulować częstotliwość drgań elektromagnetycznych w urządzeniu nadawczym. Było to jednoznaczne z wpływem na częstotliwość emitowanych fal elektromagnetycznych.

W podobny system został zaopatrzony odbiornik, który w ten sposób mógł odbierać fale tylko o danej konkretnej częstotliwości.

Dzięki temu systemowi możliwa stała się równoległa transmisja kilku sygnałów , które miały różne częstotliwości. I nie dochodziło między nimi do zakłóceń. Wynalazek ten wkrótce wykorzystał Marconi w swoim urządzeniu.

W wynalazku Marconiego marynarka wojenna upatrywała polepszenia kontaktu z obiektami na morzu. W efekcie w Lavernack Point w roku 1897 zainstalowano pierwszą stację telegrafu. Rok później Marconiemu udało się powiększyć zasięg do 40 kilometrów.

Marconi był nie tylko pasjonatem nauki. Interesował się również sportem, a w szczególności żeglarstwem. I okazało się , że wynalazek Marconiego bardzo może przysłużyć się ludziom , którzy podzielają jego sportową pasję. Mianowicie w roku 1898 na prośbę gazety irlandzkiej Marconi został sprawozdawcą regat płynąc na holowniku tuż za zawodnikami i zdając relację z przebiegu zawodów.. Relacja z tych regat była historycznym wydarzeniem, po raz pierwszy bowiem nadano sprawozdanie Sprawozdanie ustne albo pisemne przedstawienie przebiegu wydarzeń. W sprawozdaniu uważny obserwator rejestruje przebieg zdarzeń i komentuje je (ocenia). Składa się ono z następujących części:
a) informacyjnej...
Czytaj dalej Słownik terminów literackich
sportowe przez radio.

Tymczasem urządzenia do nadawania i odbioru fal radiowych stawały się coraz bardziej powszechne na obiektach pływających i to nie tylko okrętach marynarki wojennej, ale także na statkach pasażerskich.

Wreszcie w roku 1899 Marconi odniósł kolejny sukces, mianowicie udało mu się zwiększyć przesył do 50 kilometrów. Dało to możliwość nadawania i odbierania sygnałów radiowych przez kanał La Manche.

Jednak prawdziwym sukcesem Marconiego było uzyskanie łączności radiowej między miastem St. Johns w Nowej Funlandii a miastem Poldhu w Kornwalii. Tak więc fale radiowe po raz pierwszy pokonały ocean Atlantycki. Przebyły odległość ponad 3000 kilometrów. Miało to miejsce w roku 1901. Od tego czasu łączność radiowa stawała się coraz bardziej popularna.

W roku 1909 Marconi został uhonorowany Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki. Wynalazca zmarł 20 lipca 1937 roku.

Tymczasem jeszcze w roku 1900 badaniami nad przesyłaniem sygnałów zajął się kolejny uczony, Reginald Fessenden. Pracował on nad urządzeniem, dzięki któremu możliwy byłby przesył dźwięku a nie tylko sygnału.

Aby to było możliwe konieczny był mikrofon czyli urządzenie do modulacji fal. Po raz pierwszy w słuchawce radiotelegraficznej zamiast trzasków można było usłyszeć muzykę w grudniu 1906 roku. Był to pierwszy na świecie udany przekaz dźwięku.

Do czasów Fessendena w urządzeniach nadawczych stosowano nadajniki iskrowe. Miały one jednak poważna wadę, mianowicie generowany przez nie sygnał charakteryzował się wysokim poziomem szumów. Dlatego uczony zaproponował inny generator prądu zmiennego a mianowicie alternator. Równocześnie zaczęto konstruować lampy elektronowe. Lampy takie zaczęto wykorzystywać w modyfikacji generowania i detekcji fal radiowych i nie tylko. Taki był początek dziedziny zwanej elektroniką.

Dzięki triodom czyli lampom trójelektrodowym możliwe stało się wytwarzanie sygnałów , które przy wysokiej częstotliwości charakteryzowały się dużą czystością. Możliwa stała się również modulacja tych sygnałów oraz wzmocnienie. W odbiornikach dzięki lampom możliwe było wzmocnienie sygnału, który był odbierany przez antenę a także separacja sygnału modulującego i fali nośnej. Możliwe stało się również wzmocnienie sygnałów modulujących zanim trafiły one do głośników czy słuchawek.

Jednak początkowo lampy elektronowe ze względu na wysoką cenę nie były powszechnie stosowane. Jak wiadomo pierwsze audycje radiowe były nadawane w latach dwudziestych ubiegłego wieku. Aby jednak ich słuchać konieczne było posiadanie słuchawek, które były połączone z odbiornikiem kryształkowym. W słuchawkach znajdowały się elektromagnesy, które na skutek energii fali radiowej wprawiał w drgania płytkę czyli diafragmę. Drgania te były źródłem dźwięków.

Dzięki odbiornikom kryształkowym zapewniona była dosyć dobra jakość odbioru. Miały one także taką zaletę, że nie było konieczne źródło zasilania sieciowego ani nawet baterii. Energię do generacji dźwięku dostarczały same fale radiowe zbierane przez antenę. Wadą takich odbiorników był jednak mały zasięg. Aby sygnał nadawany przez stosunkowo oddaloną stację mógł być słyszalny antena musiała mieć duże rozmiary co z kolei było bardzo nieporęczne.

Poza tym odbiorniki kryształkowe charakteryzowały się słabą rozdzielczością. Elementy systemu strojonego były tak wyregulowane, że dostrajały się do częstotliwości danej stacji radiowej.

Problem pojawiał się gdy do odbiornika trafiały sygnały, które miały zbliżone częstotliwości. Prace pozwalające na polepszenie rozdzielczości powodowały, że znacznie spadała czułość odbiornika, a co za tym idzie sygnał był o wiele cichszy. Sytuacja zmieniła się po zastosowaniu lamp elektronowych do wzmacniania sygnałów. Dalsze zmiany konstrukcyjne polegały na wyposażeniu radioodbiornika w głośniki dzięki temu wyeliminowano konieczność posiadania słuchawek.

Od tego czasu dążono do zminimalizowania rozmiarów radioodbiorników przy jednoczesnym wzroście jakości odbieranych audycji.