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引发通讯革命的无线电发明

科普小知识2021-12-26 15:14:26
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收音机的发明者马可尼年轻时经常和他的母亲去伦敦拜访亲戚和朋友,参观外国的名胜。在穿越海洋的漫长旅途中,马可尼想和他的亲戚朋友们交流,并及时告诉他们绮梅的异国风光,从而分享快乐。"能不能发明一种不用电线的通讯工具,让两个遥远的地方能快速交换信息?"这个问题经常困扰着马可尼。早在1888年,德国物理学家赫兹就发明了电动振动器。赫兹在实验中发现,电振动器可以引起振荡火花放电。事实上,实验证实了电磁波的存在。然而,赫兹本人和那些热衷于实验的教授们都认为电火花是通过一种叫做“以太”的假想物质传播的。这种空间传播实际上是电磁波,只是一种有趣的物理现象,没有实用价值,更不可能通过电磁波实现无线电通信。

1894年的一天,勤奋好学的马可尼偶尔看到赫兹写的一篇关于电磁波实验的文章。他的视野突然开阔了,困扰他多年的科学谜团也逐渐解开了。他想:如果电火花可以通过以太网从房间里的一个仪器传输到另一个仪器,为什么由更大的电火花产生的波不能传输更远的距离来产生另一个电火花呢?莫尔斯电码能用来通过长短电火花发送信号吗?

科学想象是否正确必须通过实验来证明。经过几天的思考,马可尼立即在院子里竖起了一根竹竿,并拔掉了天线。发射信号的天线连接到感应线圈的一个极,另一个极接地。接收信号的天线与“面包屑投掷器”相连。正是用这个简陋的装置,他进行了几个月的测试,并成功地接收到了140米以外的无线电信号。实验的成功进一步激励他继续他的研究。一次又一次测试,无线电接收距离不断延长。1895年,他的第一次一英里长的无线电传输实验获得了成功。1897年,无线电可以通过水路传播12英里。1898年,无线电应用于商业,并开始进入实用阶段。马可尼多次改进了这个装置,无线电信号成功地穿越了45公里宽的英吉利海峡。

短程无线电传输的成功不是马可尼的最终目标。他的愿望在很小的时候就设定好了——将电信信号发送到大西洋彼岸,让信号“传遍世界”!这个想法在科学界引起了很多讨论。有人怀疑,有人反对。一位著名的大学物理教授以权威的口吻断言。“向地球上遥远的地方发射电磁波是完全不可能的,”原因是:地球是球形的,电磁波以直线传播,最多只能到达与地面相切的范围,地球另一边的人无法接收到。不到30岁的马可尼不知道为什么无线电波能被大气层的电离层折射并返回地面,但他坚信科学实验能探索真相并解决难题。

1901年冬天,马可尼去了美国,和他的助手在英国进行了一次跨大西洋无线电实验。12月12日,马可尼坐在纽芬兰圣约翰港海岸的钟楼上。他竖起一只400米长的风筝作为天线,手里拿着接收器,期待着来自大西洋彼岸的无线电信号。时钟的指针越来越接近所需的通信时间。马可尼把听筒紧紧地贴在耳朵上,紧张地听着。12点30分,三个微小而清晰的“答案”在马可尼的耳边响起。这是真的!这正是他们事先同意的信号。它相当于莫尔斯信号的三个“点码”,即“S”字母。马可尼非常兴奋,他不停地喊着“是的!完成了!”是的。来自英国的“S”信号直接到达电离层,向下折射,穿过大约3700公里宽的大西洋,被马可尼接收。这个惊人的消息传到了伦敦和五大洲,世界各地的报纸都在头版头条刊登了这条消息。1903年春天,英国报纸《泰晤士报》正式使用无线电向该报传送来自美国的新闻。当天的最新消息可以在同一天发表。科学界那些顽固的反对者不得不面对事实承认失败。不久,马可尼被授予发明无线电的权力。1909年11月,35岁的马可尼因发明无线电报和对无线电通信发展的贡献获得了诺贝尔物理学奖,成为一名享有世界声誉的伟大发明家。