Лее де Форест и први кораци електронике

Који народ не би волео да једног од својих синова назива изумитељем радија и рангира приоритет великог открића иза њихове домовине? Због тога спорови међу историчарима науке не престају вековима.

Изнесени су најубедљивији аргументи и мишљења у којима нема толико имена: Маквелл (Енглеска), Хертз (Немачка), Бранли (Француска), Попов (Русија), Марцони (Италија).

Међу овом галаксијом великих умова, од којих сваки заслужује част да буде укључен у „биографију“ новог средства комуникације, можете срести и друге научнике, „нижег ранга“. Али чак и међу њима, амерички инжењер Лее де Форест Чини се да лик, на први поглед, није баш погодан за улогу оснивача радија. Напокон, започео је истраживање у области радиотелеграфије, након што су први сигнали пренети преко Атлантика, а варнични телеграф, како се радио тада звао, широко се користио у пракси. Али зашто се у домовини научног инжењера, у САД-у, његово име изговара у комбинацији са речима "отац радија", па чак и "деда телевизије"? Заиста, за то мора постојати добар разлог. И јесу.

Радиотелефон је релевантан

Крај КСИКС века. био је обележен догађајем који је у почетку имао мало важности. Помоћници А. С. Попов - П. Н. Рибкин и Д. С. Троитски открили су са тренутног становишта ствар „саморазумљивог“.

Покушавајући да пронађу квар у радију „звоњењем“ електричних кола помоћу обичне телефонске слушалице, они су јасно чули радио сигнале из Морсеовог кода најближе радио станице.

Прво, то је значило да помоћу радио таласа можете пренијети звучне сигнале. Друго, постало је могуће примање сигнала мале снаге ухо, на што релеј пријемника није реаговао - неизоставни елемент првих дизајна.

26. јула 1899. А. С. Попов је примио руску привилегију и патенте у Енглеској и Француској за „телефонски пријемник поштанских пошиљки послатих коришћењем електромагнетних таласа путем система Морсе“ [2]. Испитивања новог система комуникације одлучено је да се спроведу на постојећој ескадрили Црноморске флоте. Током летње кампање 1901. у новоросијском региону, домет преноса понекад је достизао 80 миља (око 150 км). Иако је подручје покривања било нешто мање, закључак да се радио таласи перципирају изван хоризонта био је недвосмислен [3].

Почетна верзија детектора гаса. Прикладно је дати класичан пример „глупости“ када бирократија стоји на путу развоја напретка. „Команда Црноморске флоте“, рекао је Рибкин, „забранила је употребу радиотелефона у флоти, позивајући се на чињеницу да је телеграфска трака документ, док је веровање радио-оператеру који је примио реч требало да потврди службеним печатом. И време је пролазило, пред њима су биле трагедије Тсусхиме и Титаница, али није било подстицаја за спровођење истраживања у области емитовања људског говора на радију.

У Сједињеним Државама је у то време такав посао већ почео. Њихови резултати показали су да преносници искре нису погодни за ову сврху и фреквенција носачког таласа треба да буде најмање 10 хиљада периода у секунди.

Инжењер Р. Фесенден, који је створио високофреквентне генераторе електричних машина (алтернатори), бавио се питањима радиотелефоније. Од 1906. године, уз њихову помоћ, одржани су први радиотелефонски преговори на атлантској обали. Успут, њихова тема су били трошкови рибе на бостонском тржишту.

Навигатори у Сједињеним Државама одбили су проучавати правила рада телеграфским кључем, па је одлучено да радио оператори буду доступни само на путничким бродовима (остали бродови били су опремљени само радиотелефоном).

"Аудио" - такозвани изум

Лее де Форест појављује се у арени искричавог телеграфског рада 1900. Након што је заменио неколико лабораторија пионира нове врсте комуникације, 1902. организовао је своју америчку компанију Вирелесс Телеграпх.

Из електротехнике је знао да када се зрак зрачи пламеном запаљене свеће, он постаје проводљив. Иста ствар се догодила при загревању било разблаженог гаса. Уверен да ће се пре или касније међу гасовима који сијају под утицајем електричне струје наћи добар детектор за Хертз таласе, Лее де Форест започиње експерименте.

Већ 1903. године стекао је врло успешно и перспективно искуство. Две платинасте плоче кондензатора "лизале су" пламен горионика, а поље електромагнетног завојнице повезаног између антене и земље дјеловало је на плазму унутар ње (сл. 1).

Сл. 1.

Помоћу овог детектора, Лее де Форест примио је сигнале са брода у луци Нев Иорк. Први успех инспирисао је проналазача. Али да се такав уређај примени у пракси није било могуће. „Било је очигледно да уређај са плинским пламеном није прихватљив за бродску радио станицу“, написао је изумитељ, „па сам почео да тражим начин да директно загревам гас електричном струјом.“

Најлакши начин за то било је коришћење обичне сијалице Едисон, уметање платинастих плоча електрода и умотавање стаклене сијалице лампе са делом завојнице. Након тога уклоњена је једна од платинастих електрода и уместо ње је кориштен врући навој лампе (Сл. 2). Радио са таквим детектором радио је ништа лошије од других сличних уређаја, али ни боље.

Сл. 2.

Изводећи бројне експерименте, Лее де Форест једном је замотао стаклени цилиндар лампе металном фолијом спојеном на антену. Пријемник је постао осетљивији. "У том тренутку", подсећа научник, "схватио сам да се ефикасност лампе може повећати ако се трећа електрода постави унутра." Шта је експериментиста пожурио да уради. Квалитет пријема је повећан.

Даљњи експерименти воде проналазача до идеје да је ефикасан ако се постави између филамента и плоче сакупљача струје. „Очигледно је,“ каже Лее де Форест, „да трећа електрода не сме бити чврста плоча.“

Почела је потрага за материјалима, облицима и величинама електроде, као и њеном локацијом између два терминала сијалице.

Најуспешнији дизајн био је у коме је улогу једне електроде играла жаруља са жарном силом, смештена у другој електроди у облику цилиндра. Између њих је била смјештена трећа електрода израђена у облику жичане спирале (Сл. 3).

Сл. 3.

Изумитељ је своје дете назвао „аудиција“ (од латинског „звук“ - чути, а грчки „ион“ - иде). Квалитет уређаја одређиван је јачином звука примљеног сигнала ухо, а он је премашио све раније коришћене уређаје. Касније, лаком руком енглеског инжењера електротехнике Вилијама Еклеса, лампе са три електроде назване су триоде.

Сл. 4.

Тражи истину и откриће

Поморски радио-оператори (наиме, флота је користила ново средство комуникације), покушавајући да повећају осетљивост аудиција, загрејали су ватру до неприхватљивих граница и они су изгорели. Специјалци морнарице, не разумејући проблем, дали су наредбу "да се не набављају аудиције, већ се користе стари детектори".

Научници нису пронашли ништа ново у дизајну Лее де Форест. Ево што је Флеминг, проналазач диоде, написао: „У октобру 1906. др Форест је описао уређај који је назвао аудијем, што је моје једноставно понављање, описано осамнаест месеци раније. Уведена промена не даје значајну разлику у деловању уређаја као детектора “[6]. Написана је 1907, али чак и 1908. Француз Ц. Тиссот потврђује Флемингов приоритет.

Занимљива је чињеница да су оба проналазача оригиналних електронских уређаја, који су електрон прихватили као стварност, приступили одређивању приоритета из различитих перспектива. Флеминг је уређаје сматрао електронским, а Лее де Форест јонским. Међутим, у томе нема ништа изненађујуће.

Електрични круг радио пријемника са детектором гаса Вакуумске пумпе које су постојале у то време, намењене производњи електричних сијалица, биле су толико несавршене да су омогућиле интерпретацију процеса који се догађају у аудицији на два начина. Лее де Форест веровао је да његов уређај делује на принципу јонизације дубоко разблаженог гаса. Само изум дифузијских вакуумских пумпи и дугогодишња истраживања омогућили су нам да темељито проучимо могућности радио цеви са додатном електродом и да проверимо електронску природу њених унутрашњих процеса.

Заиста револуционарна била је способност аудије да појача сигнал који је стигао до њега. Радио пријемници сада могу да виде сигнале са удаљених радио станица или веома слабе. Моћ одашиљача би се могла смањити, што је допринело широј дистрибуцији радиотелефона.

Међутим, развој система преноса људског говора није себи поставио задатак увођења емитовања, информација или музичке перике, већ им је била потребна радиотелефонија за пословну и корисну двосмерну комуникацију, али десила се неочекивана ствар ...

Сви су уморни од досадних радио и телевизијских реклама. Али ради историјске правде морамо признати да се радио-оглашавање појавило пре емитовања. И најнепосреднија везана уз њега није ништа друго до изумитеља аудиције.

Ево шта је сам Лее де Форест написао: „Године 1909. произвео сам бежичне телефоне за Сједињене Државе. Сваки комплет је тестиран користећи фонографске белешке. На моје изненађење, многи шунке и професионални оператери уживали су у овим програмима контроле. Природно ми је дошла идеја о емитовању. Могла би се емитовати атрактивна музика и занимљиви програми, стварајући потражњу за бежичном опремом. "

У рекламне сврхе, организоване су прве емисије Метрополитанске опере у Њујорку, а у новембру 1916. године реализована је идеја преношења поступка пребројавања током председничких избора. Она је нагло повећала интересовање за емитовање радио емисија.

Први пут у свету почело је редовно емитовање у САД-у од града Питтсбургха, још од 1921. године. Прво радио оглашавање, у коме су описане предности и ниске цене станова у небодерима Лонг Исланда, емитовано је 1922. године из Њујорка. Међутим, Лее де Форест није имао никакве везе с њом.

Сл. 5.

Још једно откриће

Успешно имплементирајући свој звук у радио, Лее де Форест није могао да прође кроз идеју да га користи у радио предајнику. Чињеница је да је стварање радио таласа повезано са уређајима који врше осцилаторне процесе. У природи постоји много таквих одашиљача вибрација. Ово је звучно звоно и гласнице, лустер који се љуља испод плафона и клатно зидног сата.

У електрицитету можете створити извор осцилација комбинујући набијени кондензатор и индуктивност у кругу, формирајући такозвани осцилаторни круг. Сви природни вибрациони системи производе пригушене вибрације. Гудач престаје да звучи након неког времена, морски таласи се смирују. Флуктуације у круговима такође бледе.

За висококвалитетне емисије потребне су несметане осцилације. А то није лако учинити. За дуг опсег таласних дужина можете да направите машински генератор високофреквентних осцилација. Али како решити проблем са осцилаторним кругом, пружајући осцилације готово било које фреквенције?

На пример, у зидном сату како би се створиле несметане осцилације клатна неколико дана уграђени су посебни механизми који редовно гурају клатно у тачно одређеном тренутку у фази његовог кретања. Енергија за то узима се од подигнутих утега или опружне опруге. Уређај се назива сидрени механизам.

Али шта је са осцилаторним кругом? Лее де Форест укључује осцилаторни круг у круг мреже своје аудиције, а преко електричних кругова појачани сигнал из осцилаторног круга поново пада на исти круг, "гурајући" осцилације у правом тренутку, тако да се амплитуда и отварање у електротехници називају позитивном повратном везом и сада се користе у хиљаде различитих уређаја.

Лее де Форест добио је патент за овај систем 1915. Сада, није било тешко добити електричне осцилације потребних фреквенција. Тачно, први цевни генератори испрва нису могли да дају снагу потребну за предајнике. Започеће жестока конкуренција између алтернатора и генератора цеви. На крају, алтернатори ће нестати из употребе, а електронска лампа ће заузети своје место.

Али изумитељ аудиције не би био Американац да није нашао практичну примену за свој уређај, не само на радију. Ствара први електронски музички инструмент.

Изградивши електрични генератор звучних фреквенција на аудицијама, један триод по октави и појачавајући сигнале, он их пушта у звучнике који се налазе по ободу просторије. На тај начин су проблеми око сурроунд звука решени. Али, што је најважније, променом подешавања осцилационих кругова, Лее де Форест је успео да добије очаравајуће звуке, необичне за људско ухо.

Лее де Форест назвао је свој инструмент "аудио клавиром". У исто време, изражене су пророчке речи: „Надам се да ћу помоћу ове мале електронске лампе инструмент учинити довољно савршеним да музичари могу остварити своје најбогатије музичке фантазије.“

"Велики Муте" је проговорио

Биоскоп се појавио скоро истовремено са првим радио пријемником. Браћа Лоуис и Аугусте Лумиере у марту 1895. извели су пилот демонстрацију првих документованих снимака. Крајем те године у Паризу је саграђено прво комерцијално кино. У почетку се филмови нису могли ни сматрати таквима, међутим, биоскопи су називани „техничким атракцијама“ под именом „жива фотографија“.

Али врло брзо ове су атракције постале озбиљни конкуренти обичном позоришту. Нова уметничка форма је у настајању, јефтинија и мобилнија. Убрзо је цела територија Сједињених Држава била покривена мрежом биоскопа, које је дневно посећивало до 5 милиона гледалаца. Постало је јасно да је ово такође велики посао [7].

Али колико дуго људи могу да буду заинтересовани за, макар уметничку, али израз лица и кратке титлове? Појава на екранима истакнутих глумаца подигла је престиж нове уметности наслову "велика глупача", али, како Енглези кажу, "чудо је само девет дана чудо". Број посетилаца биоскопа почео је да опада.

Да би побољшали ситуацију, почели су да ангажују специјалне музичаре, тапире, који су музичку емисију пратили у филмској емисији. Велики А. Едисон је за ову сврху прилагодио свој фонограф.

Извесни изумитељ Хомон понудио је часној јавности „хронофон“. Гласно име сакрило је обичну фонографску плочу, ротирајући синхроно са филмским мотором, где су се усне глумаца мање-више подударале са звуком. Али грамофон је стајао близу филмског платна, а пројектор је био на другом крају ходника. Тешко је управљати таквим системом. Што се тиче квалитета звука, испоставило се да нема посла.

Електричне компаније су се спојиле у конгломерате. Великанске компаније нису му требале, а понос му није дозвољавао да се задовољи положајем обичног инжењера са месечном платом. И Форест је одлучио да се ухвати у коштац са проблемима преснимавања филмова.

Његова идеја била је да „лагани зеко“ на фотосензитивном филму забележи варијације звука на звучној траци паралелне са сликом. Синхроност је била савршена. Уз помоћ аудиција било је могуће постићи било који волумен.

Да би рекламирао свој нови изум од 1923. до 1927. године, Лее де Форест снимио је више од 100 звучних кратких игра са многим познатим глумцима, очекујући појаву модерних видео клипова.

Изумитељ за рекламирање свог „фонофилма“ изненадио је сународнике репродуцирајући на филмском платну говор 30. америчког председника Цоолидгеа на травњаку испред Беле куће. Први пут је с екрана проговорио амерички водитељ. Публика је ову новину одушевила. Поново је почела грозница. Рођен је

Златно доба Холивуда.

Али изумитељ није морао да искористи овај успех. "Адвокати Вестерн Елецтриц Елецтроницс Цомпани", написао је др. Биограф Форест, М. Вилсон, "успешно заокружио прст и бесплатно искористио свој проналазак."

Велики и плодан живот провео је амерички инжењер Лее де Форест. Човечанство му много дугује. Један од првих који је веровао у постојање електрона заједно са Флемингом поставио је темеље радио-електронике.

Резултати његовог истраживања пронашли су примену у многим познатим стварима: од ултра модерног мобилног телефона до бар-кода на роби. Међутим, и поред бројних молби, никада није добио Нобелову награду.

Дана 5. октобра 1956. године, 50 година након проналаска радио-цеви (аудиција), француска влада је додељела Лее де Форесту Орден части. На додели награде, речи су речене да је „откриће Лее де Форест једно од највећих у историји науке и технологије, а стручњаци за све научне области требало би да изразе поштовање, уважавање и дивљење“. Ове речи изговорио је физичар Нобелове награде Лоуис де Броглие, један од оснивача квантне физике. И знао је шта говори.