Lee de Forest i prvi koraci elektronike

Koji narod ne bi želio jednog svog sina nazvati izumiteljem radija i rangirati prioritet velikog otkrića iza njihove domovine? Zbog toga sporovi među povjesničarima znanosti ne prestaju već stoljeće.

Izneseni su najuvjerljiviji argumenti i mišljenja u kojima nema toliko mnogo imena: Maxwell (Engleska), Hertz (Njemačka), Branly (Francuska), Popov (Rusija), Marconi (Italija).

Među ovom galaksijom velikih umova, od kojih svaki zaslužuje čast biti uključen u „biografiju“ novog sredstva komunikacije, možete susresti i druge znanstvenike, „nižeg ranga“. Ali čak i među njima, američki inženjer Lee de Forest Čini se da lik, na prvi pogled, nije baš prikladan za ulogu osnivača radija. Napokon je započeo istraživanje u području radiotelegrafije, već nakon što su prvi signali poslani preko Atlantika, a varljivi telegraf, kako se radio tada zvao, široko se koristio u praksi. Ali zašto se u domovini znanstvenog inženjera, u SAD-u, njegovo ime izgovara u kombinaciji s riječima "otac radija", pa čak i "djed televizije"? Doista, za to mora postojati dobar razlog. I jesu.

Radiotelefon je relevantan

Kraj devetnaestog stoljeća. bio je obilježen događajem koji je u početku imao malo važnosti. Pomoćnici A. S. Popov - P. N. Rybkin i D. S. Troitsky otkrili su s trenutnog gledišta stvar „samorazumljivog“.

Pokušavajući pronaći kvar u radiju "zvonjenjem" električnih krugova uz pomoć obične telefonske slušalice, jasno su se čuli radio signali Morseovog koda najbliže radio stanice.

Prvo, to je značilo da pomoću radio valova možete prenijeti zvučne signale. Drugo, postalo je moguće uho primiti signal male snage, na što relej prijamnika nije reagirao - neizostavni element prvih dizajna.

26. srpnja 1899. A. S. Popov dobio je rusku privilegiju i patente u Engleskoj i Francuskoj za „telefonski prijemnik slanja poslanih elektromagnetskim valovima putem Morseovog sustava“ [2]. Ispitivanja novog komunikacijskog sustava odlučeno je da se provode na postojećoj eskadrili Crnomorske flote. Tijekom ljetne kampanje 1901. u regiji Novorossiysk, domet prijenosa ponekad je dostizao 80 milja (oko 150 km). Iako je područje pokrivanja bilo nešto manje, zaključak da se radio valovi percipiraju izvan horizonta bio je nedvosmislen [3].

Početna verzija detektora plina. Prikladno je dati klasičan primjer „gluposti“ kada birokratija stoji na putu razvoja napretka. "Zapovjedništvo Crnomorske flote", rekao je Rybkin, "zabranio je uporabu radiotelefona u floti, pozivajući se na činjenicu da je telegrafska traka dokument, dok je povjerenje radio-operateru koji je primio riječ morao potvrditi službenim pečatom. I vrijeme je prolazilo, naprijed su bile tragedije Tsushime i Titanica, ali nije bilo poticaja za provođenje istraživanja u području emitiranja ljudskog govora na radiju.

U SAD-u je u to vrijeme takav posao već započeo. Njihovi rezultati pokazali su da odašiljači iskre nisu prikladni za tu svrhu i frekvencija nosačkog vala trebala bi biti najmanje 10 tisuća razdoblja u sekundi.

Inženjer R. Fesenden, koji je stvorio visokofrekventne generatore električnih strojeva (alternatore), bavio se pitanjima radiotelefonije. Od 1906. godine, uz njihovu pomoć, održani su prvi radiotelefonski pregovori na atlantskoj obali. Usput, njihova tema bili su troškovi ribe na bostonskom tržištu.

Navigatori u Sjedinjenim Državama odbili su proučavati pravila rada telegrafskim ključem, pa je odlučeno da radio operatori imaju samo na putničkim brodovima (ostali su brodovi opremljeni samo radiotelefonom).

"Audio" - takozvani izum

Lee de Forest pojavljuje se u areni svjećinskog telegrafskog rada 1900. Zamijenivši nekoliko laboratorija pionira nove vrste komunikacije, 1902. organizira svoj vlastiti American Wireless Telegraph Company.

Iz elektrotehnike je znao da kad zrak zrači plamenom svijeće, to postaje provodno. Ista stvar se dogodila pri zagrijavanju bilo razrijeđenog plina. Uvjeren da se prije ili kasnije među plinovima koji užarevaju pod utjecajem električne struje može naći dobar detektor za Hertzove valove, Lee de Forest započinje eksperimente.

Već 1903. godine napravio je vrlo uspješno i obećavajuće iskustvo. Dvije platinske ploče kondenzatora "lizale su" plamen plamenika, a polje elektromagnetske zavojnice povezano između antene i zemlje djelovalo je na plazmu unutar nje (sl. 1).

Sl. 1.

S tim je detektorom Lee de Forest primio signale s broda u luci New York. Prvi uspjeh nadahnuo je izumitelja. Ali primijeniti takav uređaj u praksi nije bilo moguće. "Bilo je očito da uređaj s plinskim plamenom nije prihvatljiv za brodsku radio stanicu," napisao je izumitelj, "pa sam počeo tražiti način zagrijavanja plina izravno strujom."

Najlakši način za to bilo je korištenje obične Edisonove žarulje, umetanje platinastih ploča elektroda i umotavanje staklene žarulje sa dijelom zavojnice. Nakon toga uklonjena je jedna od platinastih elektroda i umjesto nje je upotrijebljen vrući navoj lampe (Sl. 2). Radio s takvim detektorom djelovao je lošije od ostalih sličnih uređaja, ali ne i bolje.

Sl. 2.

Izvodeći brojne eksperimente, Lee de Forest jednom je zamotao stakleni cilindar svjetiljke metalnom folijom spojenom na antenu. Prijemnik je postao osjetljiviji. "U tom trenutku", sjeća se znanstvenik, "shvatio sam da se učinkovitost lampe može povećati ako se treća elektroda postavi unutra." Što je eksperimentator požurio učiniti. Kvaliteta prijema se povećala.

Daljnji eksperimenti vode izumitelja na ideju da je učinkovit ako se postavi između žarulje i ploče sakupljača struje. "Očito je," kaže Lee de Forest, "da treća elektroda ne bi trebala biti čvrsta ploča."

Počela je potraga za materijalima, oblicima i veličinama elektrode, kao i njenim smještajem između dva terminala žarulje.

Najuspješniji dizajn bio je u tome što je ulogu jedne elektrode igrala žarulja žarulje žarulje postavljena u drugu elektrodu u obliku cilindra. Između njih bila je smještena treća elektroda izrađena u obliku žičane spirale (Sl. 3).

Sl. 3.

Izumitelj je svoje dijete nazvao "audijem" (od latinskog "audio" - čuti, a grčki "ion" - ide). Kvaliteta uređaja određena je jačinom zvuka primljenog signala uho, a premašila je sve ranije korištene uređaje. Kasnije, laganom rukom engleskog inženjera elektrotehnike Williama Ecclesa, svjetiljke s tri elektrode nazvane su triode.

Sl. 4.

Traži istinu i otkriće

Pomorski radio operatori (naime, flota je koristila novo sredstvo komunikacije), pokušavajući povećati osjetljivost audicija, zagrijali su žarulju do neprihvatljivih granica i oni su izgorjeli. Specijalci mornarice, bez razumijevanja problema, dali su naredbu "da se ne nabavljaju audicije, već da se koriste stari detektori".

Znanstvenici nisu otkrili ništa novo u dizajnu Lee de Forest. Evo što je izumitelj Fleming diode napisao: „U listopadu 1906. dr. Forest opisao je uređaj koji je nazvao audijem, što je moje jednostavno ponavljanje, opisano osamnaest mjeseci ranije. Uvedena promjena ne daje značajnu razliku u djelovanju uređaja kao detektora “[6]. Napisana je 1907., Ali čak 1908. Francuz C. Tissot potvrđuje Flemingov prioritet.

Zanimljiva je činjenica da su oba izumitelja originalnih elektroničkih uređaja, koji su elektron prihvatili kao stvarnost, pristupili određivanju prioriteta iz različitih perspektiva. Fleming je uređaje smatrao elektroničkim, a Lee de Forest ionskim. Međutim, u tome nema ništa iznenađujuće.

Električni krug radio prijemnika s detektorom plina Vakuumske pumpe koje su tada postojale, namijenjene za proizvodnju električnih žarulja, bile su toliko nesavršene da su omogućile interpretaciju procesa koji se događaju u audiciji na dva načina. Lee de Forest vjerovao je da njegov uređaj djeluje na principu ionizacije duboko razrijeđenog plina. Samo izum difuzijskih vakuumskih pumpi i dugogodišnja istraživanja omogućili su nam da temeljito proučimo mogućnosti radio cijevi s dodatnom elektrodom i da provjerimo elektronsku prirodu njenih unutarnjih procesa.

Zaista revolucionarna bila je sposobnost audije da pojača signal koji je dolazio do njega. Radio-prijemnici su sada mogli percipirati signale s udaljenih radio stanica ili vrlo slabe. Moć odašiljača bi se mogla smanjiti, što je pridonijelo širokoj distribuciji radiotelefona.

Međutim, razvoj sustava za prijenos ljudskog govora nije si postavio zadatak uvođenja emitiranja, emitiranja ili glazbene perike, već im je bila potrebna radiotelefonija za poslovno i korisno dvosmjerno komuniciranje, ali dogodilo se neočekivano ...

Svi su umorni od dosadnih radio i televizijskih reklama. No, radi povijesne pravde, moramo priznati da se radijsko oglašavanje pojavilo prije emitiranja. I najneposrednije je nitko drugi izumitelj audicije.

Evo što je sam Lee de Forest napisao: „Godine 1909. proizveo sam bežične telefone za Sjedinjene Države. Svaki se kit testirao koristeći fonografske bilješke. Na moje iznenađenje, mnogi šunke i profesionalni operatori uživali su u ovim programima kontrole. Prirodno mi je došla ideja emitiranja. Mogla bi se emitirati atraktivna glazba i zanimljivi programi, što bi stvorilo potražnju za bežičnom opremom. "

U reklamne svrhe organizirane su prve emisije Metropolitanske opere u New Yorku, a u studenom 1916. godine realizirana je ideja o prijenosu postupka prebrojavanja tijekom predsjedničkih izbora. Upravo je ona naglo povećala interes za emitiranje radijskih emisija.

Prvi put u svijetu počelo je redovito emitiranje u SAD-u iz grada Pittsburgha još od 1921. Prvo radio oglašavanje, u kojem su opisane prednosti i niske cijene stanova u neboderima Long Islanda, emitirano je 1922. iz New Yorka. Međutim, Lee de Forest nije imao nikakve veze s njom.

Sl. 5.

Još jedno otkriće

Nakon što je uspješno implementirao svoj zvuk u radio, Lee de Forest nije mogao proći na ideji da ga koristi u radio odašiljaču. Činjenica je da je stvaranje radio valova povezano s uređajima koji provode oscilacijske procese. U prirodi postoji mnogo takvih odašiljača vibracija. Ovo je zvučno zvono, i glasnice, i luster koji se ljulja pod stropom, i klatno zidnog sata.

U elektricitetu možete stvoriti izvor oscilacija kombiniranjem nabijenog kondenzatora i induktivnosti u krugu, tvoreći takozvani oscilatorni krug. Svi prirodni vibracijski sustavi proizvode prigušene vibracije. Gudač prestaje zvučati nakon nekog vremena, morski valovi se smiruju. Nestaju i fluktuacije u krugovima.

Za kvalitetne emisije potrebna su nesmetana oscilacija. A to nije lako učiniti. Za raspon dugih valnih duljina možete stvoriti mašinski generator visokofrekventnih oscilacija. Ali kako riješiti problem s oscilatornim krugom, pružajući oscilacije gotovo bilo koje frekvencije?

Primjerice, u zidnom satu za stvaranje nesmetanih oscilacija klatna nekoliko dana ugrađeni su posebni mehanizmi koji redovito guraju klatno u strogo određenom trenutku u fazi njegovog kretanja. Energija za to uzima se od podignutih utega ili opružne opruge. Uređaj se naziva sidreni mehanizam.

Ali što je s oscilacijskim krugom? Lee de Forest uključuje oscilatorni krug u krug mreže svoje audicije, a kroz električne krugove pojačani signal iz oscilatornog kruga ponovo pada na isti krug, "gurajući" oscilacije u pravom trenutku, tako da se amplituda i otvaranje u elektrotehnici nazivaju pozitivnom povratnom vezom i sada se koriste u tisuće različitih uređaja.

Lee de Forest dobio je patent za ovaj sustav 1915. Sada nije bilo teško dobiti električne oscilacije potrebnih frekvencija. Istina, prvi generator cijevi isprva nije mogao osigurati snagu potrebnu za odašiljače. Započet će žestoka konkurencija između alternatora i generatora cijevi. Na kraju će alternatori nestati iz upotrebe, a elektronička svjetiljka zauzeće svoje dostojno mjesto.

Ali izumitelj audicije ne bi bio Amerikanac da nije našao praktičnu primjenu za svoj uređaj, i to ne samo na radiju. Stvara prvi elektronski glazbeni instrument.

Izgradivši električni generator zvučnih frekvencija na audicijama, jedan triod po oktavi i pojačavajući signale, on ih pušta u zvučnike smještene po obodu prostorije. Na taj način se rješavaju problemi s surround zvukom. No, što je najvažnije, promijenivši ugađanje oscilacijskih krugova, Lee de Forest uspio je dobiti očaravajuće zvuke, neobične za ljudsko uho.

Lee de Forest nazvao je svoj instrument "audio klavirom". U isto vrijeme, izražene su proročke riječi: "Nadam se da ću pomoću ove male elektroničke svjetiljke instrument učiniti dovoljno savršenim da glazbenici ostvare svoje najbogatije glazbene fantazije."

"Velika muta" progovorila

Kino se pojavio gotovo istodobno s prvim radio prijemnikom. Braća Louis i Auguste Lumiere u ožujku 1895. izveli su probnu demonstraciju prvih dokumentiranih snimaka. Krajem te godine u Parizu je sagrađeno prvo komercijalno kino. U početku se filmovi uopće nisu mogli smatrati takvima, međutim, kina su pod nazivom „živa fotografija“ nazvana „tehničkim atrakcijama“.

No vrlo brzo te su atrakcije postale ozbiljni konkurenti običnom kazalištu. Nova umjetnička forma je u nastajanju, jeftinija je i mobilnija. Ubrzo je čitav teritorij SAD-a prekrila mreža kina, koju je dnevno posjetilo do 5 milijuna gledatelja. Postalo je jasno da je i to veliki posao [7].

No koliko dugo ljudi mogu zanimati, makar umjetnički, ali izrazi lica i kratki podnaslovi? Pojava na ekranima istaknutih glumaca podigla je prestiž nove umjetnosti naslovu "velika glupača", ali, kako kažu Englezi, "čudo je samo devet dana čudo". Broj posjetitelja kina počeo je opadati.

Kako bi poboljšali situaciju, počeli su angažirati posebne glazbenike, tapisere, koji su glazbenu glazbu pratili u filmskoj emisiji. Veliki A. Edison je u tu svrhu prilagodio svoj fonograf.

Izvjesni izumitelj Homon ponudio je časnoj javnosti „kronofon“. Glasno ime skrivalo je običan snimak, rotirao sinkrono s filmskim motorom, gdje se kretanje usana glumaca manje-više podudaralo sa zvukom. Ali gramofon je stajao blizu filmskog platna, a projektor je bio na drugom kraju dvorane. Upravljanje takvim sustavom bilo je teško. O kvaliteti zvuka ispostavilo se, kako kažu, bez posla.

Električne tvrtke su se spojile u konglomerate. Velikanske tvrtke nisu mu trebale, a ponos mu nije dopuštao da se zadovoljava položajem običnog inženjera s mjesečnom plaćom. I Forest se odlučio pozabaviti problemima bodovanja filmova.

Ideja mu je bila da "lagani zeko" zabilježi na fotoosjetljivom filmu varijacije zvuka na zvučnom zapisu paralelno sa slikom. Sinhronost je bila savršena. Uz pomoć audicija bilo je moguće postići bilo koji volumen.

Kako bi reklamirao svoj novi izum od 1923. do 1927., Lee de Forest snimio je više od 100 zvučnih kratkih spotova s ​​mnogim poznatim glumcima, očekujući pojavu modernih video spotova.

Izumitelj za reklamiranje svog „fonofilma“ iznenadio je sunarodnjake reproducirajući na filmskom platnu govor 30. američkog predsjednika Coolidgea na travnjaku ispred Bijele kuće. Prvi put je s ekrana progovorio američki voditelj. Publiku je ova novina oduševila. Ponovno je počela groznica. Rođen je

Zlatno doba Hollywooda.

Ali izumitelj nije morao iskoristiti taj uspjeh. "Odvjetnici Western Electric Electronics Company", napisao je biograf de Foresta M. Wilson, "uspješno su ga obrezali i besplatno iskoristili njegov izum."

Veliki i plodan život proveo je američki inženjer Lee de Forest. Čovječanstvo mu puno duguje. Jedan od prvih koji je vjerovao u postojanje elektrona, zajedno s Flemingom postavio je temelje radio-elektronike.

Rezultati njegovog istraživanja našli su primjenu u mnogim poznatim stvarima: od ultra modernog mobilnog telefona do bar-koda na robi. Međutim, usprkos brojnim molbama, nikada nije dobio Nobelovu nagradu.

Dana 5. listopada 1956., 50 godina nakon pronalaska radijske cijevi (audicija), francuska vlada dodijelila je Lee de Forestu Orden časti. Na predstavljanju nagrade, bile su riječi da je "otkriće Lee de Forest jedno od najvećih u povijesti znanosti i tehnologije, a stručnjaci za sva područja znanosti trebali bi izraziti poštovanje, uvažavanje i divljenje". Ove riječi izgovorio je fizičar Nobelove nagrade Louis de Broglie, jedan od osnivača kvantne fizike. I znao je što govori.