Покоренная плазма

Изобретатель радио Попов

Имя Александра Степановича Попова — замечательного русского ученого и изобретателя знает весь мир. Человечество благодарно ему за то, что он изобрел радио — незаменимое средство для передачи на далекие расстояния радиосигналов и человеческой речи, музыки и изображений.

Вам, наверное, известна биография этого ученого. Родился он в поселке Турьинские Рудники на Северном Урале (сейчас это город Краснотурьинск). Несмотря на то что отец-священник хотел сделать его духовным лицом, Попов по окончании общеобразовательных классов Пермской семинарии уехал в Петербург и поступил на физико-математический факультет университета. Профессора университета сразу обратили внимание на блестящие способности молодого студента и нередко позволяли ему исполнять обязанности ассистента на своих лекциях.

Окончив Петербургский университет, А. С. Попов становится преподавателем физики в Кронштадтском минном офицерском классе и в минной школе. Здесь был один из лучших в Европе физический кабинет. Все новое, чего достигла в то время физика, демонстрировалось там с помощью всевозможных приборов.

Попов имел блестящую теоретическую подготовку и вместе с тем был непревзойденным экспериментатором. Своими руками он сделал десятки физических приборов, продуманных до мельчайших деталей.

Уже на следующий год после опытов Герца он демонстрировал их у себя в Кронштадте. Но, в отличие от Герца, Попов во всяком физическом явлении старался найти какое-либо практическое приложение. Демонстрируя электромагнитные волны, он высказал пророческою мысль, что их можно использовать для беспроволочной связи.

Шесть лет шел ученый к намеченной цели. Наконец 7 мая 1895 года русский ученый отдал на службу людям свое детище — радио. В этот день он выступил перед крупнейшими учеными Петербурга с докладом, в котором сообщил о созданном им первом в мире радиоприемнике.

День 7 мая 1895 года стал днем рождения радио и сейчас отмечается как праздник не только у нас, но и за рубежом.

Первым «корреспондентом» Александра Степановича была плазма. Да, плазма, создаваемая природой во время гроз и названная людьми молнией.

Мы уже знаем, что искровой разряд рождает электромагнитные волны, а так как к моменту изобретения радио мощных генераторов радиоволн не было, Попов использовал природный «генератор» — грозовые разряды. Поэтому и свой прибор он назвал грозоотметчиком.

Я не буду подробно останавливаться на схеме радиоприемника Попова, она проста и многим известна. Приемник состоял всего из четырех «узлов»: электрического звонка, реле, антенны и когерера. Три первых предмета хорошо известны каждому из нас. Нужно только заметить, что изобретение антенны принадлежит Попову и в этом одна из главных его заслуг, без антенны невозможно ни передавать, ни принимать радиосигналы.

Незнакомым для вас устройством является лишь когерер. Что это такое?

Если насыпать в стеклянную трубочку мелких железных опилок, вывести с двух сторон провода, — получим когерер. Попов присоединил к когереру длинный провод — антенну. Грозовой разряд возбуждал в антенне переменные токи, между крупинками железа в когерере проскакивали микроскопические искорки (снова плазма) и спекали их. В результате сопротивление столбика железных опилок резко падало и реле включало звонок. Трель звонка предупреждала о приближении грозы, «отмечала грозу».

По тем временам грозоотметчик Попова был совершенным прибором. В течение многих лет он добросовестно работал на метеорологической обсерватории Лесного института.

Александр Степанович Попов был дальнозорким ученым. Изобретение грозоотметчика для него являлось лишь ступенью в достижении главной цели — создании аппарата для обмена телеграфными сигналами с помощью радиоволн.

Понимая, что для его приемника безразлично, какие принимать радиоволны — рожденные ли молнией или полученные искусственно, — Попов решил в радиопередатчике применить электрическую искру.

Посмотрите на схему искрового передатчика, сконструированного ученым в 1895 году. Если вы не забыли об опыте Фарадея, то легко поймете, как работает этот радиопередатчик.

При нажатии ключа «К» во вторичной обмотке возникает напряжение. Эта вторичная обмотка имеет очень много витков по сравнению с первичной, поэтому и напряжение, возникшее на ней, будет очень высоким. Между шарами разрядника проскакивает искра. А так как к одному из шаров подключена антенна, она немедленно пошлет «порцию» радиоволн.

Благодаря антенне «дальнобойность» генератора радиоволн увеличивается в сотни и тысячи раз. Герц, как мы знаем, не мог обнаружить радиоволны дальше трех метров от своего вибратора; Попов же первую в мире радиосвязь — это было 24 марта 1896 года — установил на расстоянии 250 метров. В том же году им был преодолен пятикилометровый рубеж, а в 1899 году радиоволны успешно «освоили» дистанцию лыжного марафона — пятьдесят километров. Кстати, эта дистанция была первой в мире практической линией радиосвязи. Она была установлена между островом Гогланд и Коткой в Балтийском море. Там благодаря помощи радио был спасен броненосец «Генерал-адмирал Апраксин», севший у острова Гогланд на камни.

Попов был энтузиастом своего дела. Работа, проделанная им, огромна. Он разработал радиотелеграфную аппаратуру для морского флота, создал первые полевые радиостанции для пехотных частей, предложил использовать радиоволны для целей радиолокации и передачи «живой» человеческой речи.

И во всех радиоустройствах Попова неутомимо работала искра — плазма, прирученная ученым. Она работала еще долго и после смерти ученого, пока не была заменена радиоламповой аппаратурой.

Но, может быть, теперь значение плазмы в радиосвязи сошло на нет?

Ничего подобного! Плазма по-прежнему помогает людям вести разговор по радио.

Знаете, как осуществляется радиосвязь на коротких волнах, например, между Москвой и Владивостоком?

Вдоль Земли короткие волны распространяются недалеко, и это люди знают. Поэтому для связи используется так называемый отраженный луч.

Радиоволны, вырвавшись из антенны, под углом устремляются в небо, но очень далеко не уходят. На своем пути они встречают ионосферу, которая есть не что иное, как плазма. Ионосфера, как зеркало, отражает волны, посылает их снова на Землю. Радиоволны снова встречаются с Землей уже на расстоянии тысяч километров от того места, где стоит передатчик. Антенна приемника «ловит» отраженный радиолуч, который несет с собой сигналы азбуки Морзе, музыку, человеческую речь.

Недавно использован для радиосвязи еще один вид плазмы.

Видели вы, как ночью «падают» звезды? Теперь всякий знает, что это не звезды, а метеоры — твердые космические тела, врывающиеся в атмосферу Земли. Ежедневно тысячи таких метеоров «бомбят» атмосферу и сгорают в ней. Сгоревший метеор — это облачко плазмы.

Радиопередатчики небольшой мощности, спаренные с приемниками, нацеливаются на определенный участок неба и, когда там появляется и сгорает метеор, производят быстрый радиообмен. Исчезнет одно облачко плазмы — ждут, когда появится новое. Аппаратура работает автоматически, без вмешательства человека.

Эти примеры говорят о том, что эстафету использования плазмы для нужд радио, которую первым поднял Александр Степанович Попов, современная наука успешно продолжает нести.