Lee de Forest és az elektronika első lépései

Melyik nemzet nem szeretné, hogy egyik fiát a rádió feltalálójának nevezze, és hazatartásának nagy felfedezésének prioritását sorolja? Ez az oka annak, hogy a tudománytörténészek közötti viták nem szűntek meg egy évszázadon keresztül.

A legmeggyőzőbb érveket és véleményeket ismertetik, amelyekben nem sok a név: Maxwell (Anglia), Hertz (Németország), Branly (Franciaország), Popov (Oroszország), Marconi (Olaszország).

A nagy gondolkodású galaxis között, amelyek mindegyike megérdemli a megtiszteltetést, hogy belekerül az új kommunikációs eszköz "életrajzába", találkozhat más, "alacsonyabb rangú" tudósokkal. De még köztük egy amerikai mérnök Lee de Forest Úgy tűnik, hogy ez a szám első pillantásra nem igazán alkalmas a rádió alapítójának szerepére. Végül is kutatást kezdett a rádiótelegráfia területén, miután az első jeleket az Atlanti-óceánon át továbbították, és a szikra-távírót, ahogyan a rádiót akkor hívták, széles körben használták a gyakorlatban. De miért szokták a nevét egy tudományos mérnök szülőföldjén, az Egyesült Államokban az „rádió apja” és még a „televízió nagyapja” szavakkal kombinálni? Sőt, ennek indoklással kell rendelkeznie. És vannak.

A rádiótelefon releváns

A tizenkilencedik század vége. egy olyan esemény jellemezte, amelyre eredetileg kevésbé került sor. Asszisztensek A. S. Popov - P. N. Rybkin és D. S. Troitsky a jelen szempontból "egyértelmű" dolgot fedeztek fel.

Megkísérelve hibát találni a rádióban az elektromos áramkörök „csengetésével” egy közönséges telefonos kézibeszélő segítségével, megkülönböztetve hallották a legközelebbi rádióállomás Morse kódjának rádiójeleit.

Először is, ez azt jelentette, hogy a rádióhullámok segítségével hangjeleket továbbíthat. Másodszor, lehetővé vált egy kis fogyasztású jel fülön keresztüli fogadása, amelyre a vevőrelé nem válaszolt - ez az első tervek nélkülözhetetlen eleme.

1899. július 26-án A. S. Popov megkapta az orosz kiváltságokat és szabadalmakat Angliában és Franciaországban a „Morse-rendszeren keresztül elektromágneses hullámok útján küldött küldemények telefonfogadójának” [2]. Az új kommunikációs rendszer tesztelésekor úgy döntöttek, hogy a Fekete-tengeri Flotta jelenlegi századán haladnak. Az 1901-es nyári kampány során a Novorosszijszki régióban az átviteli távolság időnként elérte a 80 mérföldet (kb. 150 km). Noha a lefedettségi terület kissé kisebb volt, a következtetés, hogy a rádióhullámokat a horizonton túl érzékelik, egyértelmű volt [3].

A gázdetektor kezdeti verziója: Helyénvaló a klasszikus példát mutatni a „hülyeségre”, ha a bürokrácia akadályozza a fejlődés fejlődését. "A fekete-tengeri flotta parancsnoka" - mondta Rybkin - betiltotta a rádiótelefonok használatát a flottában, hivatkozva arra a tényre, hogy a távíró szalag egy dokumentum, miközben a szót kapott rádiószolgáltatónak bízva kellett, hogy erősítse meg a hivatalos pecséttel. És eltelt az idő, a Tsushima és a Titanic tragédiái előtt álltak, de nem volt ösztönzés kutatások folytatására az emberi beszéd rádióban történő közvetítése területén.

Az Egyesült Államokban akkoriban már megkezdődött ez a munka. Eredményeik azt mutatták, hogy a szikra-adók nem alkalmasak erre a célra, és a vivőhullám frekvenciájának másodpercenként legalább 10 ezer periódusnak kell lennie.

R. Fesenden mérnök, aki nagyfrekvenciás elektromos gépek generátorokat (generátorokat) készített, felvette a rádiótelefon kérdéseket. 1906 óta, segítségükkel az első rádiótelefon-tárgyalásokat tartották az Atlanti-óceán partján. Mellesleg a témájuk a hal költsége volt a bostoni piacon.

Az Egyesült Államok navigátora megtagadta a távíró kulcs használatának szabályainak tanulmányozását, ezért úgy döntöttek, hogy a rádiókezelőket csak személyszállító hajókra bocsátják (más hajók csak rádiótelefonnal vannak felszerelve).

"Audio" - az úgynevezett találmány

Lee de Forest 1900-ban jelenik meg a szikra-távíró munkájában. Miután számos új kommunikációs úttörő laboratóriumot kicserélt, 1902-ben megszervezte saját American Wireless Telegraph Company-ját.

Az elektrotechnikából tudta, hogy amikor a levegőt égő gyertya lángjával besugározzák, akkor az vezetőképes lesz. Ugyanez történt a ritkított gázok fűtésekor. Annak biztosaként, hogy előbb vagy utóbb az elektromos áram hatására izzó gázok között jó detektor található a Hertz hullámokra, Lee de Forest elkezdi kísérletezni.

Már 1903-ban nagyon sikeres és ígéretes tapasztalatokat szerzett. A légkondenzátor két platinalemeze „nyalogatta” az égő lángját, és az antenna és a talaj között csatlakoztatott elektromágneses tekercs tere a belsejében lévő plazmára hatott (1. ábra).

Ábra. 1.

Ezzel az érzékelővel Lee de Forest jeleket kapott egy hajótól a New York-i kikötőben. Az első siker ihlette a feltalálót. De egy ilyen eszköz gyakorlati megvalósítása nem volt lehetséges. "Nyilvánvaló volt, hogy a hajó rádióállomásánál a gázlánggal rendelkező eszköz elfogadhatatlan" - írta a feltaláló, "ezért elkezdtem keresni a gáz közvetlen elektromos árammal történő felmelegítésének módját."

Ennek legegyszerűbb módja egy közönséges Edison izzó használata, az elektródák platinalemezeinek behelyezése és a lámpa üvegcsöve becsomagolása a fogadó tekercs egy részével. Ezt követően az egyik platinaelektródát eltávolítottuk, és helyett forró lámpamenetet használtunk (2. ábra). Az ilyen érzékelővel ellátott rádió nem rosszabbat működött, mint más hasonló eszközök, de nem is jobb.

Ábra. 2.

Számos kísérletet végezve Lee de Forest egyszer becsomagolta egy lámpa üveghengerét fémfóliával az antennához. A vevő érzékenyebbé vált. "Abban a pillanatban - emlékszik vissza a tudós - rájöttem, hogy a lámpa hatékonysága növekszik, ha a harmadik elektródot behelyezzük." Amit a kísérlet késztett. A fogadás minősége javult.

További kísérletek arra a gondolatra vezetik a feltalálót, hogy hatékony, ha az izzószál és az áramgyűjtő lemez közé helyezik. "Nyilvánvaló - mondja Lee de Forest -, hogy a harmadik elektróda ne legyen szilárd lemez."

A kutatás megkezdte az elektróda anyagainak, alakjának és méretének, valamint az izzó két csatlakozójának elhelyezkedését.

A legsikeresebb kialakítás az volt, amelyben az egyik elektróda szerepét egy izzó vörös izzószála játszotta, amelyet egy másik elektródaba henger formájában helyeztek el. Közöttük volt a harmadik elektróda, amely huzal-spirál formájában készült (3. ábra).

Ábra. 3.

A feltaláló agy gyermekeit „audion” -nak (a latinul „audio” - hallani, és a görög „ion” -on - mineknek) nevezte. Az eszköz minőségét a vett fül fülére eső hang erőssége határozta meg, és meghaladta az összes korábban használt eszközt. Később, az angol villamosmérnök, William Eccles könnyű kezével, három elektródával rendelkező lámpákat triodoknak nevezték.

Ábra. 4.

Az igazság és a felfedezés keresése

A haditengerészeti rádiószolgáltatók (nevezetesen a flotta új kommunikációs eszközt használtak), megpróbálva növelni a meghallgatások érzékenységét, melegítették az izzószálat elfogadhatatlan határokig, és kiégették. A haditengerészet szakemberei, nem értve a problémát, parancsot adtak arra, hogy "ne szerezzenek audiót, hanem használják régi detektorokat".

A tudósok nem találtak semmi újat a Lee de Forest kialakításában. Fleming, a dióda feltalálója írta: „1906 októberében Dr. Forest egy olyan eszközt írt le, amelyet audionnak hívott, amely egyszerűen megismétli az enyém, tizennyolc hónappal korábban. A bevezetett változás nem mutat szignifikáns különbséget az eszköz detektorként való viselkedésében ”[6]. 1907-ben írták, de még 1908-ban a francia C. Tissot is megerősíti Fleming prioritását.

Érdekes tény, hogy az eredeti elektronikus eszközök mindkét feltalálója, amely elfogadta az elektronot mint valóságot, különböző szemszögből megközelítette a prioritást. Fleming az eszközöket elektronikusan, Lee de Forest pedig az ionosnak tekintette. Ebben azonban nincs semmi meglepő.

Gázérzékelővel ellátott rádióvevő elektromos áramköre Az akkoriban létező vákuumszivattyúk, amelyek villamos izzók gyártására szolgáltak, annyira hiányosak voltak, hogy lehetővé tették az audióban zajló folyamatok kétféle értelmezését. Lee de Forest úgy vélte, hogy eszköze egy mélyen kifogott gáz ionizációjának elvén működik. Csak a diffúziós vákuumszivattyúk feltalálása és sok éves kutatás tette lehetővé egy rádiócső képességének alapos vizsgálatát egy kiegészítő elektróddal, és a belső folyamatok elektronikus jellegének ellenőrzését.

Valóban forradalmi volt az audion képessége arra, hogy erősítse a rá érkező jelet. A rádióvevők most érzékelhetik a távoli vagy nagyon gyenge rádióállomások jeleit. Az adó adóteljesítménye csökkenthető, ami hozzájárult a rádiótelefon szélesebb körű eloszlásához.

Az emberi beszédátviteli rendszerek fejlesztése azonban nem a műsorszórás, az információ vagy a zene perikájának bevezetésére irányult, hanem rádiótelefonra volt szükség az üzleti és a hasznos kétirányú kommunikációhoz, de váratlan dolog történt ...

Mindenki belefáradt a bosszantó rádió- és televíziós hirdetésekbe. De a történelmi igazságosság kedvéért be kell vallanunk, hogy a rádióhirdetések megjelentek a sugárzás előtt. És a legközelebb áll hozzá senki más, mint a meghallgatás feltalálója.

Ezt írta maga Lee de Forest: „1909-ben vezeték nélküli telefonokat gyártottam az Egyesült Államok számára. Mindegyik készletet fonográf jegyzetek felhasználásával teszteltük. Meglepetésemre, számos sonka és profi üzemeltető élvezte ezeket az ellenőrző programokat. Természetesen nekem jött a műsorsugárzás gondolata. Vonzó zenét és érdekes programokat sugározhatunk, ami igényt teremt a vezeték nélküli eszközökre. ”

Reklám céljából megszervezték a New York Metropolitan Opera első élő közvetítéseit, és 1916 novemberében megvalósult az az elnök, hogy az elnökválasztás során átadják a számlálási eljárást. Ő volt az, aki hirtelen növekedett az érdeklődés a rádióműsorok közvetítése iránt.

A világon először 1921 óta kezdődött a rendszeres műsorszórás az Egyesült Államokban, Pittsburgh városából. Az első rádióhirdetést, amely leírta a Long Island felhőkarcolójában található apartmanok előnyeit és olcsó árait, 1922-ben adták át New Yorkból. Lee de Forestnek azonban semmi köze nem volt vele.

Ábra. 5.

Újabb felfedezés

Miután Lee de Forest sikeresen beépítette hangját egy rádióba, nem tudta elkerülni azt a gondolatot, hogy rádióadóban használja. A helyzet az, hogy a rádióhullámok generálása az oszcillációs folyamatokat végrehajtó eszközökkel társul. A természetben sok ilyen rezgéskibocsátó létezik. Ez egy hangzó csengő és hangszálak, valamint a mennyezet alatt lengő csillár és egy falióra inga.

Az elektromosságban rezgésforrást hozhat létre egy töltött kondenzátor és az induktivitás kombinálásával egy áramkörben, és így egy úgynevezett oszcillációs áramkört képez. Minden természetes vibrációs rendszer csillapított rezgéseket eredményez. A húr egy idő után megszűnik, a tenger hullámai megnyugodnak. Az áramkörök ingadozása is elhalványul.

A kiváló minőségű adások csempészett oszcillációkat igényelnek. És ezt nem könnyű megtenni. A hosszú hullámhossz-tartományhoz létrehozhat egy nagygenerációs oszcillációk gépi generátort. De hogyan lehet megoldani a problémát az oszcillációs áramkörrel, szinte bármilyen frekvencia oszcillációjával?

Például egy olyan faliórában, amely az inga páratlan oszcillációit hozza létre néhány napig, speciális mechanizmusokat építettek be, amelyek rendszeresen tolják az ingot egy szigorúan meghatározott pillanatban a mozgásának fázisában. Ehhez az energiát a megemelt súlyokból vagy a sebrugóból veszik. Az eszközt rögzítő mechanizmusnak nevezik.

De mi van az oszcilláló áramkörrel? Lee de Forest magában foglal egy oszcillációs áramkört az akusztikus rács áramkörében, és az elektromos áramkörökön keresztül az oszcillációs áramkörből származó erősített jel ismét ugyanazon az áramkörön esik, "a megfelelő pillanatban" tolva "az oszcillációkat úgy, hogy az amplitúdót és a nyílást az elektrotechnikában pozitív visszacsatolásnak nevezzük, és ezeket most felhasználjuk több ezer különböző eszköz.

Lee de Forest 1915-ben megkapta a szabadalmat erre a rendszerre. Most nem volt nehéz elérni a szükséges frekvenciák elektromos rezgéseit. Igaz, az első csőgenerátorok először nem tudták biztosítani a távadókhoz szükséges energiát. Heves verseny indul a generátorok és a csőgenerátorok között. Végül a generátorok eltűnnek a használatból, és az elektronikus lámpa helyére kerül.

A meghallgatás feltalálója azonban nem lenne amerikai, ha nem találna volna praktikus alkalmazást készülékére, nem csak a rádión. Ő hozza létre az első elektronikus hangszert.

A hangok frekvenciáinál egy elektromos generátort épített fel a meghallgatásokon, egy trioda per oktáv és erősítette a jeleket, majd a szoba kerületén elhelyezkedő hangszórókba táplálja őket. Tehát az út mentén megoldódnak a térhangzás kérdései. De ami a legfontosabb: az oszcillációs áramkörök hangolásának megváltoztatásával Lee de Forestnek sikerült elbűvölő hangokat szereznie, amelyek az emberi fül számára szokatlanok.

Lee de Forest hangszere „audio zongora” -nak nevezte. Ugyanakkor a prófétai szavakat is kifejezték: "Remélem, hogy ennek a kicsi elektronikus lámpanak köszönhetően eléggé tökéletesíthetem a hangszert, hogy a zenészek megvalósítsák leggazdagabb zenei fantáziájukat."

"A nagy néma" beszélt

A mozi szinte egyidejűleg jelent meg az első rádióvevővel. A testvérek Louis és Auguste Lumiere 1895 márciusában az első dokumentált felvételek pilóta demonstrációját szervezték. Az év végére Párizsban épült az első kereskedelmi mozi. A filmeket kezdetben még csak ilyennek sem lehetett tekinteni, ám a mozit műszaki látnivalóknak nevezték „élő fotózás” néven.

De hamarosan ezek a látnivalók komoly versenytársakká váltak a hétköznapi színház számára. Új művészeti forma jelenik meg, olcsóbb és mozgathatóbb. Hamarosan az Egyesült Államok egész területét mozihálózat borította, amelyet napi akár 5 millió néző látogatott meg. Világossá vált, hogy ez is nagy üzlet [7].

De meddig érdekli az embereket, bár művészi, de arckifejezések és rövid feliratok? A kiemelkedő színészek képernyőjén történő megjelenése az új művészet presztízsét „nagy ostobaság” címre emelte, ám, mint azt az angolok mondják: „a csoda csak kilenc nap a csoda”. A mozi látogatói száma kezdett csökkenni.

A helyzet javítása érdekében elkezdtek speciális zenészeket, csapdákat bérelni, akik zenével kísérték a film show-t. A nagy A. Edison erre a célra adaptálta fonográfját.

Egy bizonyos feltaláló, Homon a tiszteletreméltó közönségnek kronofont ajánlott fel. A hangos név elrejtett egy rendes lemezt, amelyet a filmmotorral szinkronban forgattak, ahol a színészek ajkainak mozgása többé-kevésbé egybeesett a hanggal. De a gramofon a mozgóképernyő közelében állt, a kivetítő pedig a terem másik végén volt. Egy ilyen rendszer kezelése nehéz volt. A hangminőségről, mint mondják, nem működik.

Az elektromos társaságok konglomerátumokba egyesültek. Az óriáscégeknek nem volt szüksége rá, és a büszkeség nem tette lehetővé, hogy elégedett legyen egy havi fizetéssel rendes mérnök helyzetével. És Forest úgy döntött, hogy megoldja a filmek pontozásának problémáit.

Ötlete az volt, hogy a „könnyű nyuszi” egy fényérzékeny filmre rögzíti a kép párhuzamos hangzás variációit. A szinkronitás tökéletes volt. A meghallgatások segítségével bármilyen kötetet sikerült elérni.

1923 és 1927 közötti új találmányának reklámozására Lee de Forest több híres színésznél több mint 100 hangos rövidnadrágot készített, várva a modern videoklipek megjelenését.

A „fonofilm” reklámozásának feltalálója meglepte a honfitársait, amikor a film képernyőjén reprodukálta a harmincadik amerikai elnök Coolidge beszédét a Fehér Ház előtti gyepen. Első alkalommal egy amerikai vezető a képernyőn beszélt. A közönség ez az újdonság örült. A láz újból megindult. Született

Hollywood aranykora.

A feltalálónak azonban nem kellett kihasználnia ezt a sikert. "A Western Electric and Telephone Company ügyvédei" - írta M. Wilson Forest életrajzírója - "sikeresen körözte az ujját, és ingyenesen kihasználta a találmányát."

Lee de Forest, az amerikai mérnök nagy és gyümölcsöző életet töltött. Az emberiség sokat tartozik neki. Az egyik az első, aki hitt egy elektron létezésében, Flemingdel együtt megteremtette a rádióelektronika alapjait.

Kutatásainak eredményei számos ismerős dologban megtalálhatók: az ultramodern mobiltelefonoktól az áruk vonalkódjáig. Számos petíció ellenére soha nem kapott Nobel-díjat.

1956. október 5-én, 50 évvel a rádiócső (hallás) feltalálása után, a francia kormány odaadta Lee de Forestnek a Becsület Légió Rendjét. A díj bemutatásakor azt mondták, hogy "Lee de Forest felfedezése a tudomány és a technológia egyik legnagyobb története. A tudomány minden területének szakértőinek kifejezniük kell tiszteletet, elismerésüket és csodálatukat". Ezeket a szavakat a Nobel-díjas fizikus, Louis de Broglie, a kvantumfizika egyik alapítója mondta. És tudta, mit mond.