История философия. Текст реферата по Истории философии и науки. 1. Истоки создания теории военной связи флота 4 1 Развитие сигнальной связи 4

• Название: 1. Истоки создания теории военной связи флота 4 1 Развитие сигнальной связи 4
• Анкор: История философия
• Дата: 06.01.2021
• Размер: 237 Kb.
• Имя файла: Текст реферата по Истории философии и науки.doc
• Тип: Реферат; #166014
• страница: 3 из 5

2. История изобретения радио

Радио (лат. Radio - излучаю, испускаю лучи radius- луч) – род беспроводной связи, при которой сообщения передаются с помощью радиоволн.

Изобретению радио предшествовала кропотливая и многолетняя работа ряда ученых из разных стран мира. Научное сообщество считает отправной точкой в длинной цепочке открытия радио деятельность английского ученого Майкла Фарадея. Фарадей открыл электромагнитную индукцию, лежащую в основе современного промышленного производства электричества и многих его применений. Создал первую модель электродвигателя. Среди других его открытий - первый трансформатор, химическое действие тока, законы электролиза, действие магнитного поля на свет, диамагнетизм. Первым предсказал электромагнитные волны. Фарадей - основоположник учения об электромагнитном поле, которое затем математически оформил и развил Максвелл.

Джеймс Клерк Максвелл заложил основы современной классической электродинамики (уравнения Максвелла), ввёл в физику понятия тока смещения и электромагнитного поля, получил ряд следствий из своей теории (предсказание электромагнитных волн, электромагнитная природа света, давление света и другие). Под влиянием идей Фарадея Максвелл пришёл к выводу, что магнетизм имеет вихревую природу, а электрический ток - поступательную. Для наглядного описания электромагнитных эффектов он создал новую, чисто механическую модель, согласно которой вращающиеся «молекулярные вихри» производят магнитное поле, тогда как мельчайшие передаточные «холостые колёса» обеспечивают вращение вихрей в одну сторону. Поступательное движение этих передаточных колёс («частичек электричества», по терминологии Максвелла) обеспечивает формирование электрического тока. При этом магнитное поле, направленное вдоль оси вращения вихрей, оказывается перпендикулярным направлению тока, что нашло выражение в обоснованном Максвеллом «правиле буравчика». В рамках данной механической модели удалось не только дать адекватную наглядную иллюстрацию явления электромагнитной индукции и вихревого характера поля, порождаемого током, но и ввести эффект, симметричный фарадеевскому: изменения электрического поля (так называемый ток смещения, создаваемый сдвигом передаточных колёс, или связанных молекулярных зарядов, под действием поля) должны приводить к возникновению магнитного поля. Ток смещения непосредственно привёл к уравнению непрерывности для электрического заряда, то есть к представлению о незамкнутых токах (ранее все токи считались замкнутыми). Максвелл, перейдя к рассмотрению распространения возмущений в своей модели, подметил сходство свойств своей вихревой среды и светоносного эфира Френеля. Это нашло выражение в практическом совпадении скорости распространения возмущений (отношения электромагнитной и электростатической единиц электричества, определённой Вебером и Рудольфом Кольраушем) и скорости света, измеренной Ипполитом Физо. Таким образом, Максвелл сделал решительный шаг к построению электромагнитной теории света: «Мы едва ли можем отказаться от вывода, что свет состоит из поперечных колебаний той же самой среды, которая является причиной электрических и магнитных явлений».

В 1864 году вышла статья Максвелла «Динамическая теория электромагнитного поля» (в которой была дана более развёрнутая формулировка его теории (здесь впервые появился сам термин «электромагнитное поле»). При этом он отбросил грубую механическую модель (подобные представления, по признанию учёного, вводились исключительно «как иллюстративные, а не как объясняющие», оставив чисто математическую формулировку уравнений поля (уравнения Максвелла), которое впервые трактовалось как физически реальная система с определённой энергией. По-видимому, это связано с первым осознанием реальности запаздывающего взаимодействия зарядов (и запаздывающего взаимодействия вообще), обсуждаемого Максвеллом. В этой же работе он фактически предсказал существование электромагнитных волн, хотя, следуя Фарадею, писал лишь о магнитных волнах (электромагнитные волны в полном смысле этого слова появились в статье 1868 года). Скорость этих поперечных волн оказалась равна скорости света, и таким образом окончательно оформилось представление об электромагнитной природе света. Более того, в этой же работе Максвелл применил свою теорию к проблеме распространения света в кристаллах, диэлектрическая или магнитная проницаемости которых зависят от направления, и в металлах, получив волновое уравнение с учётом проводимости материала.

Следующей вехой в предыстории создания радио стали работы немецкого ученого Генриха Герца, который углубился в электродинамические исследования.

Основное достижение Герца - экспериментальное подтверждение электромагнитной теории света  Джеймса Максвелла. Герц доказал существование электромагнитных волн. Результаты, полученные Герцем, легли в основу развития радио. Именем Герца с 1933 года называется единица измерения частоты Герц, которая входит в международную метрическую систему единиц СИ.

Благодаря своим опытам Герц пришёл к следующим выводам:

1. Волны Максвелла «синхронны» (справедливость теории Максвелла, что скорость распространения радиоволн равна скорости света);

2. Можно передавать энергию электрического и магнитного поля без проводов.

Большой толчок для изобретения радио дал и французский ученый Эдуард Бранли. Одним из изобретений Бранли явилось создание радиокондуктора - прибора для регистрации электромагнитных волн. Позднее этот прибор получил название когерер (1890 г.). Радиокондуктор, или «трубка Бранли», представлял собой стеклянную трубку, наполненную металлическими опилками которые могли резко и намного, в несколько сот раз, менять свою проводимость (сопротивление) под воздействием радиосигнала. Для приведения «трубки Бранли» в первоначальное состояние для детектирования новой волны её нужно было встряхнуть, чтобы нарушить контакт между опилками. Недостатком прибора Бранли являлась потеря чувствительности после одноразового облучения и неустойчивость обратных переходов под воздействием случайных факторов. Этот прибор был использован для радиоприёмника Лоджем, за ним - Поповым и Маркони. Бранли же первым ввёл термин «радио».

Продолжателем дела Бранли стал английский ученый Сэр Оливер Джозеф Лодж. 14 августа 1894 г. на заседании Британской ассоциации содействия развитию науки в Оксофрдском университете Лодж и Александр Мирхед произвели первую успешную демонстрацию радиотелеграфии. В ходе демонстрации радиосигнал азбуки Морзе был отправлен из лаборатории в соседнем Кларендоновском корпусе и принят аппаратом на расстоянии 40 м - в театре Музея естественной истории, где проходила лекция. Изобретённый Лоджем радиоприёмник - «Прибор для регистрации приёма электромагнитных волн» - содержал кондуктор - (когерер), источник тока, реле и гальванометр. Когерер представлял собой стеклянную трубку, набитую металлическими опилками («трубка Бранли»), которые для восстановления чувствительности к «волнам Герца» следовало периодически встряхивать; для этой цели использовался электрический звонок или механизм с молоточком-зацепом (собственно, этой комбинации трубки с «прерывателем» - трамблёром Лодж и дал название «когерер»). Однако дальнейших исследований в области практического применения своих наработок Лодж не повёл, и в результате уступил честь изобретения радио А.С.Попову, который усовершенствовали его прибор. По мнению профессора Блонделя (1898), «факты выявляют капитальную роль, которую сыграли в разработке телеграфии без проводов Лодж и Герц… Лодж имел мысль соединить их «трубки Бранли» с резонатором Герца для записи сигналов на малых расстояниях с помощью реле и регистратора. Это ему в действительности принадлежит первая идея телеграфии без проводов». 6 августа 1898 г.  Лодж получил патент № 609154 на «использование настраиваемой индукционной катушки или антенного контура в беспроводных передатчиках или приёмниках, или в обоих устройствах». Таким образом, были созданы принципы настройки на нужную станцию. 19 марта 1912 Лодж продал этот патент компании Маркони. Лодж также изобрёл динамический громкоговоритель современного типа (1898 г.) и электрическую свечу зажигания.

Говоря об изобретении радио невозможно обойти такую неординарную личность в ученых кругах, как Никола Тесла, который широко известен благодаря своему вкладу в создание устройств, работающих на переменном токе, многофазных систем и электродвигателя, позволивших совершить так называемый второй этап промышленной революции.

Современники-биографы считали Тесла «человеком, который изобрёл XX век»  и «святым заступником» современного электричества. После демонстрации радио и победы в «Войне токов» Тесла получил повсеместное признание как выдающийся инженер-электротехник и изобретатель. Ранние работы Тесла проложили путь современной электротехнике, его открытия раннего периода имели инновационное значение. Тесла одним из первых запатентовал способ надёжного получения токов, которые могут быть использованы в радиосвязи. Патент U.S. Patent 447 920, выданный в США 10 марта 1891 г., описывал «Метод управления дуговыми лампами» («Method of Operating Arc-Lamps»), в котором генератор переменного тока производил высокочастотные (по меркам того времени) колебания тока порядка 10000 Гц. Запатентованной инновацией стал метод подавления звука, производимого дуговой лампой под воздействием переменного или пульсирующего тока, для чего Тесла придумал использовать частоты, находящиеся за рамками восприятия человеческого слуха. По современной классификации генератор переменного тока работал в интервале очень низких радиочастот. В 1891 году на публичной лекции Тесла описал и продемонстрировал принципы радиосвязи. В 1893 году вплотную занялся вопросами беспроволочной связи и изобрёл мачтовую антенну.