Меню Закрыть

Радиоприемник а с попов

Содержание

«Физика — 11 класс»

Изобретение радио А. С. Поповым

Впервые радиосвязь была установлена в России А. С. Поповым, создавшим аппаратуру, принимающую и передающую сигналы.

Опыты Герца, описание которых появилось в 1888 г., побудили искать пути усовершенствования излучателя и приемника электромагнитных волн.

В России одним из первых изучением электромагнитных волн занялся преподаватель офицерских курсов в Кронштадте А. С. Попов.

В качестве детали, непосредственно «чувствующей» электромагнитные волны, А. С. Попов применил когерер.
Этот прибор представляет собой стеклянную трубку с двумя электродами.
В трубке помещены мелкие металлические опилки.
Принцип действия прибора основан на влиянии электрических разрядов на металлические порошки.
В обычных условиях когерер обладает большим сопротивлением, так как опилки имеют плохой контакт друг с другом.
Последовательно с когерером включаются электромагнитное реле и источник постоянного напряжения.
Пришедшая электромагнитная волна создает в когерере переменный ток высокой частоты.
Между опилками проскакивают мельчайшие искорки, в результате сопротивление когерера резко падает.

Сила тока в катушке электромагнитного реле возрастает, и оно включает звонок.
Молоточек звонка, ударяя по когереру, встряхивает его и возвращает в исходное состояние.
С последним встряхиванием когерера аппарат готов к приему новой волны.

Чтобы повысить чувствительность аппарата, А. С. Попов один из выводов когерера заземлил, а другой присоединил к высоко поднятому куску проволоки, создав тем самым первую в мире приемную антенну для беспроволочной связи.
Заземление превращает проводящую поверхность земли в часть открытого колебательного контура, что увеличивает дальность приема.

Основные принципы действия современных радиоприеников те же, что и в приборе Попова.
Современный приемник также имеет антенну, в которой приходящая волна вызывает очень слабые электромагнитные колебания.
Как и в приемнике А. С. Попова, энергия этих колебаний не используется непосредственно для приема.
Слабые сигналы лишь управляют источниками энергии, питающими последующие цепи.
Сейчас такое управление осуществляется с помощью полупроводниковых приборов.

7 мая 1895 г. на заседании Русского физико-химического общества в Петербурге А. С. Попов продемонстрировал действие своего прибора, явившегося, по сути дела, первым в мире радиоприемником.
День 7 мая стал днем рождения радио.

А. С. Попов продолжал настойчиво совершенствовать приемную и передающую аппаратуру.
Он ставил своей непосредственной задачей создать прибор для передачи сигналов на большие расстояния.

Вначале радиосвязь была установлена на расстоянии 250 м, но вскоре Попов добился дальности связи более 600 м.
Затем на маневрах Черноморского флота в 1899 г. ученый установил радиосвязь на расстоянии свыше 20 км, а в 1901 г. дальность радиосвязи была уже 150 км.
В новой конструкции передатчика искровой промежуток был размещен в колебательном контуре, индуктивно связанном с передающей антенной и настроенном с ней в резонанс.
Изменились и способы регистрации сигнала: параллельно звонку был подключен телеграфный аппарат, позволивший вести автоматическую запись сигналов.
В 1899 г. была обнаружена возможность приема сигналов с помощью телефона.
В начале 1900 г. радиосвязь успешно использовали в ходе спасательных работ в Финском заливе.
При участии А. С. Попова радиосвязь начали применять на флоте и в армии России.

За границей усовершенствование подобных приборов проводилось фирмой, организованной итальянским инженером Г. Маркони.
Опыты, поставленные в широком масштабе, позволили осуществить радиотелеграфную передачу через Атлантический океан.

Принципы радиосвязи

Переменный электрический ток высокой частоты, созданный в передающей антенне, вызывает в окружающем пространстве быстроменяющееся электромагнитное поле, которое распространяется в виде электромагнитной волны.
Достигая приемной антенны, электромагнитная волна вызывает в ней переменный ток той же частоты, на которой работает передатчик.

Важнейшим этапом в развитии радиосвязи было создание в 1913 г. генератора незатухающих электромагнитных колебаний.
Кроме передачи телеграфных сигналов, состоящих из коротких и более продолжительных импульсов («точки» и «тире») электромагнитных волн, стала возможной надежная и высококачественная радиотелефонная связь — передача речи и музыки с помощью электромагнитных волн.

Радиотелефонная связь

При радиотелефонной связи колебания давления воздуха в звуковой волне превращаются с помощью микрофона в электрические колебания той же формы.
Казалось бы, если эти колебания усилить и подать в антенну, то можно будет передавать на расстояние речь и музыку с помощью электромагнитных волн.

Однако в действительности такой способ передачи неосуществим.
Дело в том, что частота звуковых колебаний мала, а электромагнитные волны низкой (звуковой) частоты имеют малую интенсивность.

Модуляция

Для осуществления радиотелефонной связи необходимо использовать высокочастотные колебания, интенсивно излучаемые антенной.
Незатухающие гармонические колебания высокой частоты вырабатывает генератор, например генератор на транзисторе.

Для передачи звука эти высокочастотные колебания изменяют, или, как говорят, модулируют, с помощью электрических колебаний низкой (звуковой) частоты.
Можно, например, изменять со звуковой частотой амплитуду высокочастотных колебаний.
Этот способ называют амплитудной модуляцией.

На рисунке приведены три графика:
а) график колебаний высокой частоты, которую называют несущей частотой;
б) график колебаний звуковой частоты, т. е. модулирующих колебаний;
в) график модулированных по амплитуде колебаний.

Без модуляции мы в лучшем случае можем контролировать лишь, работает станция или молчит.
Без модуляции нет ни телефонной, ни телевизионной передачи.

Модуляция — медленный процесс.
Это такие изменения в высокочастотной колебательной системе, при которых она успевает совершить очень много высокочастотных колебаний, прежде чем их амплитуда изменится заметным образом.

Детектирование

Основные принципы радиосвязи представлены в виде блок-схемы:

В приемнике из модулированных колебаний высокой частоты выделяются низкочастотные колебания.
Такой процесс преобразования сигнала называют детектированием.

Полученный в результате детектирования сигнал соответствует тому звуковому сигналу, который действовал на микрофон передатчика.
После усиления колебания низкой частоты могут быть превращены в звук.

Читайте также:  Mafia 3 ps4 pro

Источник: «Физика — 11 класс», учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин

Электромагнитные волны. Физика, учебник для 11 класса — Класс!ная физика

Александр Попов родился 16 (4 по ст.ст.) марта 1859 года в поселке Туринские рудники Богословского горного округа Верхотурского уезда пермской губернии (ныне – город Краснотурьинск) в семье священника. Фамилия говорила сама за себя — знаменитый изобретатель происходил из старинного рода священнослужителей Поповых. Отец Александра Степановича, Степан Петрович Попов, служил настоятелем храма во имя Иоанна Богослова в Богословском заводе, а предки несли служение в приходах Кунгурского уезда Пермской епархии.

Детство и юношество

Все в семье Поповых были священнослужителями и все сохранили «говорящую» фамилию. Особый уклад жизни деревенского священника не мог не сказаться на воспитании юного Александра. Это и приобщение к храмовой жизни, и пение в церковном хоре, и исполнение обрядов — все то, что составляло основу духовной жизни русского человека.

В Верхотурьинске сохранилась церковь Святого Максимилиана, где служил отец Стефан, родитель Александра. Детство Саша провел в заводском поселке, а это значит — не только в храме и в благостном родительском доме, но и среди работающих механизмов, среди паровых машин, слесарных и токарных станков.

В 10-летнем возрасте Александр Попов был отправлен в Далматовское духовное училище, в котором его старший брат Рафаил преподавал латинский язык, где учился с 1869 по 1871 годы. В 1871 году Александр Попов перевёлся в третий класс Екатеринбургского духовного училища. В то время в Екатеринбурге жила со своей семьей его старшая сестра Мария Степановна. Её муж, священник Игнатий Александрович Левицкий, был весьма обеспеченным человеком (имел в городе три дома) и занимал ответственный пост в епархиальном училищном правлении. В 1873 году А.С. Попов окончил полный курс Екатеринбургского духовного училища по наивысшему 1-му разряду.

Удивительно, но к своим девяти годам смышленый мальчик не знал грамоты. Может, инстинктивно не верил, что буквами можно передать смыслы? Малорослый и слабый на вид, в бурсе Александр Попов предпочтение отдавал математике.

Среднее образование Попов получил в Пермской Духовной семинарии, где учился с 1873 по 1877 гг. Александр неохотно участвовал в затеях и играх, но зато с большим увлечением и интересом занимался математикой и физикой.

Приехав в 1877 году в Петербург, А.С. Попов подал ректору Петербургского университета прощение о допущении к «проверочному испытанию» и, успешно сдав его, был принят на Физико-математический факультет. Юношеские годы будущего изобретателя радио протекали в эпоху великих открытий в области физики, внедрения электричества в промышленность и жизнь, в период зарождения новой прикладной науки – электротехники.

Изобретательство Попова

А.С. Попова интересовали научные открытия во всех областях применения электричества. Он, например, занимался исследованиями только что открытых рентгеновских лучей. Им был изготовлен один из первых в России рентгеновских аппаратов, получены снимки различных предметов, в том числе снимок руки человека. При его поддержке в Кронштадтском военно-морском госпитале в 1897 году был оборудован рентгеновский кабинет, впоследствии некоторые боевые корабли были оснащены рентгеновскими аппаратами. Известно, что после сражения в Цусимском проливе на крейсере «Аврора», имевшем такую установку, была оказана помощь 40 раненым морякам.

Памятник А.С. Попову в Краснотурьинске. Автор фотографии — Kostya Wiki

Перечень изобретений Александра Степановича Попова включает не только систему телеграфии без проводов и систему радиосвязи, но и первый прибор для регистрации электромагнитных излучений атмосферного происхождения — грозоотметчик (июль 1895 года); первый детекторный радиоприемник с приемом телеграфных сигналов на слух (сентябрь 1899 года); первый кристаллический точечный диод (июнь 1900 года); первая радиотелефонная система (декабрь 1903 года).

Отец радио

25 апреля (7 мая по новому стилю) 1895 г. Александр Степанович Попов впервые представил своё изобретение на заседании Русского физико-химического общества, где выступил с докладом и демонстрацией созданного им первого в мире радиоприемника. Свое сообщение Попов закончил следующими словами:

«В заключение могу выразить надежду, что мой прибор при дальнейшем усовершенствовании его может быть применен к передаче сигналов на расстояние при помощи быстрых электрических колебаний, как только будет найден источник таких колебаний, обладающих достаточной энергией».

Первый радиоприемник А.С. Попова.

Этот день вошел в историю мировой науки и техники как день рождения радио.

Информация о докладе Попова была напечатана в газете «Кронштадтский вестник» 12 мая 1895 года с указанием конечной цели работы:

«Уважаемый преподаватель А.С. Попов… комбинировал особый переносной прибор, отвечающий на электрические колебания обыкновенным электрическим звонком и чувствительный к герцевским волнам на открытом воздухе на расстояниях до 30 сажен… Поводом ко всем этим опытам служит теоретическая возможность сигнализации на расстоянии без проводников, наподобие оптического телеграфа, но при помощи электрических лучей».

А.С. Попов демонстрирует прием первой в мире радиограммы “Генрих Герц” 12 (24) марта 1896 г. (Из книги Коваленко, Стрелова “У истоков радиосвязи”. С.-Пб., 1997)

Через 10 месяцев 24 марта 1896 г. А.С. Попов на заседании того же русского физико-химического общества передал первую в мире радиограмму на расстояние в 250 м. Летом следующего года дальность беспроволочной связи была увеличена до 5 км.

Приемник и передатчик А.С. Попова. Источник фотографии: Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) (СПбГЭТУ)

А.С. Попову принадлежит еще одно открытие, значение которого трудно переоценить. Во время опытов по радиосвязи на военных кораблях Балтийского флота летом 1897 г. было установлено, что электромагнитные волны отражаются от кораблей. А.С. Попов сделал вывод о возможности практического использования этого явления и задолго до возникновения радиолокации и радионавигации сформулировал отправные идеи для создания и развития этих направлений техники.

Читайте также:  Nokia rm 1077 модель

В 1899 г. он сконструировал приемник для приема сигналов на слух при помощи телефонной трубки. Это дало возможность упростить схему приема и увеличить дальность радиосвязи.

В 1900 г. А.С. Попов осуществил связь в Балтийском море на расстоянии свыше 45 км между островами Гогланд и Кутсало, недалеко от города Котка. Эта первая в мире практическая линия беспроволочной связи обслуживала спасательную экспедицию по снятию с камней броненосца «Генерал-адмирал Апраксин», севшего на камни у южного берега Гогланда.

Первая радиограмма, переданная А.С. Поповым на остров Гогланд 6 февраля 1900 г., содержала приказание ледоколу «Ермак» выйти на помощь рыбакам, унесенным на льдине в море. Ледокол выполнил приказ и 27 рыбаков были спасены. Первая в мире практическая линия, начавшая свою работу спасением людей, унесенных в море, последующей своей регулярной работой наглядно доказала преимущества данного вида связи.

Успешное применение этой линии послужило толчком к «введению беспроволочного телеграфа на боевых судах, как основного средства связи» — так гласил соответствующий приказ по Морскому министерству. Работы по внедрению радиосвязи в русском военно-морском флоте производились при участии самого изобретателя радио и его соратника и ассистента П. Н. Рыбкина.

Работа в Морском ведомстве накладывала определенные ограничения на публикацию результатов исследований — речь шла о военной тайне, поэтому, соблюдая данное клятвенное обещание о неразглашении сведений, составляющих секретную информацию, Попов не опубликовывал результаты своих работ.

Первое в мире применение радиосвязи для спасения людей ледоколом «Ермак» в 1900 году.

Рассказывать историю о споре за право первенства открытия радиоволн между итальянцем Маркони и русским Поповым нет смысла. Потому что спора никакого и не было. Вкратце: Попов сделал свой доклад в мае 1895 года, Маркони подал заявку в июне 1896 года.

Первые публикации в прессе появились в России. Однако итальянцу Гильермо Маркони удалось вскоре получить патент в Великобритании. Английское ведомство отличалось особым иезуитством: можно было признать техническую новизну изобретения, если об этом не было известно на территории королевства. На территории Соединенного Королевства еще не было ничего известно о радиоволнах, хотя во всей Европе говорили об открытии А.С. Попова.

Находчивый итальянец, используя знание определенных юридических уловок, которыми должны уметь пользоваться все патентоведы, сумел сделать бизнес из идеи передачи сигналов. Популяризации радио мы обязаны именно Гильермо Маркони. Но изобретатель — Александр Попов.

Справедливости ради стоит отметить, что патенты на свои открытия Попов получил в России — в 1899 году, во Франции (№ 296354 от 22 января 1900 года). В Англии ему выдали патент на конструкцию усовершенствованного когерера (№ 2797 от 12 февраля 1900 года). Этот приемник открыл новую эпоху в радиосвязи — прием на слух.

И во многих странах изобретателем радио зачастую считается итальянец Маркони, на флоте в разных странах нередко радистов называют «маркони». Иногда называют и других изобретателей: в Германии — Герца, в США и некоторых балканских странах создателем радио считается Никола Тесла.

Но Попов продемонстрировал изобретённый им радиоприёмник на заседании физического отделения Русского физико-химического общества 25 апреля (7 мая) 1895 г., тогда как Маркони подал заявку на изобретение лишь 2 июня 1896 г.

В нашей стране приоритет А.С. Попова всегда считался бесспорным. А с 1945 г. 7 мая в СССР было объявлено Днём Радио.

В 1995 году ЮНЕСКО провело в этот день торжественное заседание, посвящённое столетию изобретения радио. Совет директоров Института инженеров электротехники и электроники отметил демонстрацию А.С. Попова как веху в электротехнике и радиоэлектронике. Статья в разделе «История» на официальном сайте IEEE утверждает, что А.С. Попов действительно был первым, но был вынужден подписать соглашение о неразглашении, связанное с преподаванием в Морской инженерной школе.

На мемориальной доске «Milestone» отлита надпись, гласящая:

«Вклад А.С. Попова в развитие электросвязи, 1895. 7 мая 1895 года А.С. Попов продемонстрировал возможность передачи и приема коротких и продолжительных сигналов на расстояние до 64 метров посредством электромагнитных волн с помощью специального переносного устройства, которое реагировало на электрические колебания, что стало определяющим вкладом в развитие беспроволочной связи».

Аналогичная мемориальная доска установлена в Швейцарии. Она свидетельствует о том, что Маркони начал свои опыты по беспроволочной телеграфии 25 сентября 1895 г.

Почтовая марка России — А.С. Попов, 100-летие изобретения радио.

Приоритет Попова также обосновывается тем фактом, что он 25 марта 1896 г. (то есть за два месяца до заявки Маркони) провёл опыты с радиотелеграфией, соединив свой аппарат с телеграфом и послав на расстояние 250 м радиограмму из двух слов: «Генрих Герц».

При этом ссылаются на воспоминания близких Попова, а также на доклад профессора В. В. Скобельцына в электротехническом институте от 14 апреля 1896 года «Прибор А.С. Попова для регистрации электрических колебаний». В докладе (появившемся до первого патента Маркони) прямо говорится:

«В заключение докладчик произвёл опыт с вибратором Герца, который был поставлен в соседнем флигеле на противоположной стороне двора. Несмотря на значительное расстояние и каменные стены, расположенные на пути распространения электрических лучей, при всяком сигнале, по которому приводился в действие вибратор, звонок прибора громко звучал».

Читайте также:  Glasses 3d smarterra ur3

Запись относится к заседанию русского физико-химического общества 24 марта 1896 года; в записи чётко оговорено, что Поповым на значительное расстояние передавались именно сигналы, то есть, по сути дела, это было то самое устройство, которое через несколько месяцев будет запатентовано Маркони.

Попов первый продемонстрировал практичный радиоприёмник (7 мая 1895). Попов первый продемонстрировал опыт радиотелеграфии, послав радиограмму (24 марта 1896). И то и другое произошло до патентной заявки Маркони. Радиопередатчики Попова широко применялись на морских судах.

Поэтому День Радио праздновали, празднуем и будем праздновать 7 мая!

Радио — одно из самых значимых достижений человеческого разума конца 19 века. А начало развития радиотехники неразрывно связано с именем Александра Степановича Попова, которого в России считают изобретателем радио. Сегодня со дня его рождения исполняется 150 лет.

Русский ученый Александр Попов родился в поселке Турьинские рудники, сейчас — город Краснотурьинск Свердловской области в семье священника Степана Петрова Попова и его жены Анны Степановны.

Учился в Далматовском, а затем Екатеринбургском духовных училищах. В 1877 году с отличием окончил общеобразовательные классы в Пермской духовной семинарии. После этого поступил на физико-математический факультет Петербургского университета. Учась в университете, был ассистентом на лекциях по физике, работал экскурсоводом в Первой электротехнической выставки в Санкт- Петербурге, в 1881-1883 годах работал монтером электростанции в товариществе "Электротехник".

В 1882 году защитил диссертацию "О принципах магнито- и динамо-электрических машин постоянного тока" и получил ученую степень кандидата наук. На следующий год ученый совет университета решил оставить его при университете для подготовки к профессорскому званию.

Александр Степанович занимался и преподавательской деятельностью, в частности читал лекции и вел практические занятия в Кронштадте в Минном офицерском классе (МОК) Морского ведомства.

В апреле 1887 года Попов был избран членом Русского физико-химического общества (РФХО), в 1893-м вступил в Русское техническое общество (РТО).

Он много путешествовал — не только по России. Так, в том же 1893 году был на Всемирной промышленной выставке в Чикаго (США). Посетил Берлин, Лондон и Париж, где знакомился с деятельностью научных учреждений.

Точка отсчета

Основной вехой в деятельности Попова стало создание им радиоприемника и системы радиосвязи. В 1895 году он изготовил когерентный приемник, способный принимать на расстоянии без проводов электромагнитные сигналы различной длительности. Собрал и испытал первую в мире практическую систему радиосвязи, включающую искровой передатчик Герца собственной конструкции и изобретенный им приемник. В ходе опытов также была обнаружена способность приемника регистрировать электромагнитные сигналы атмосферного происхождения.

В том же году Попов выступил на заседании РФХО с докладом "Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям", во время которого и продемонстрировал работу аппаратуры беспроводной связи. Пять дней спустя в газете "Кронштадтский вестник" было опубликовано первое сообщение об успешных опытах Попова с приборами для беспроводной связи.

В 1898 году началось промышленное производство корабельных радиостанций Попова фирмой Э. Дюкрете в Париже. Созданная по инициативе ученого кронштадтская радиомастерская — первое радиотехническое предприятие России, с 1901 года приступила к выпуску аппаратуры для Военно-Морского флота. В 1904 году петербургская фирма "Сименс и Гальске", немецкая фирма Telefunken и Попов совместно организовали "Отделение беспроволочной телеграфии по системе А. С. Попова".

В 1901 году Александр Степанович Попов стал профессором физики в Электротехническом институте императора Александра III. В 1905 году по решению Ученого совета стал первым избранным директором института.

Вообще, нужно отметить, что деятельность Попова как ученого и изобретателя была высоко оценена и в России, и за границей еще при жизни. Ему была присуждена премия РТО, Высочайше пожалована премия "за непрерывные труды по применению телеграфирования без проводов на судах флота", он был награжден Большой золотой медалью Всемирной промышленной выставки в Париже(1900), орденами Российской империи, избран почетным членом РТО, почетным инженером-электриком и президентом РФХО.

После его смерти 13 января 1906 года в России был создан фонд и учреждена премия его имени. В 1945 году был учрежден праздник — День радио, отмечаемый 7 мая, учреждены знак "Почетный радист" и Золотая медаль АН СССР имени А. С. Попова, именные премии и стипендии. Также именем Попова названы малая планета, объект лунного ландшафта обратной стороны Луны, Центральный музей связи и улица в Петербурге, НИИ радиоприема и акустики, теплоход. Ему воздвигнуты памятники в Санкт-Петербурге, Екатеринбурге, Краснотурьинске, Котке (Финляндия), Петродворце, Кронштадте, на острове Гогланд.

А в 2005 году Международный институт инженеров электротехники и электроники (IEEE) установил в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете "ЛЭТИ" мемориальную доску в память об изобретении радио Поповым. Таким образом международным общественным признанием организация подтвердила приоритет Александра Степановича Попова в изобретении радио.

Кто же автор?

Впрочем, вопрос, кто же на самом деле изобрел радио, вызывает споры до сих пор. Главный "конкурент" русского ученого — итальянский радиотехник и предприниматель Гульельмо Маркони (1874-1937), который в 1896 году получил патент на "усовершенствование в передачи электрических импульсов и сигналов и аппаратуры для этого".

Именно ему, а также немецкому инженеру Карлу Фердинанду Брауну, досталась в 1909 году, уже после смерти Попова, Нобелевская премия "за работы по созданию беспроволочного телеграфа". Еще один претендент на звание изобретателя радио — Никола Тесла, серб, переехавший на ПМЖ в США.

В зависимости о того, что именно считать "изобретением радио", его изобретателями также называют немецкого физика Генриха Герца, французского физика Эдуарда Бранли, англичанина Оливера Лоджа.

Рекомендуем к прочтению

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.