Lee de Forest og de første trinnene innen elektronikk

Hvilken nasjon vil ikke gjerne kalle en av sønnene sine oppfinner av radio og rangere prioriteten til den store oppdagelsen bak hjemlandet? Det er grunnen til at tvister mellom vitenskapens historikere ikke har opphørt på et århundre.

De mest overbevisende argumenter og meninger blir presentert, der det ikke er så mange navn: Maxwell (England), Hertz (Tyskland), Branly (Frankrike), Popov (Russland), Marconi (Italia).

Blant denne store galaksen med store sinn, som hver fortjener æren av å bli inkludert i "biografien" om et nytt kommunikasjonsmiddel, kan du møte andre forskere, "lavere rang". Men selv blant dem, en amerikansk ingeniør Lee de Forest Det ser ut til at figuren ved første øyekast ikke er helt egnet for rollen som grunnleggeren av radioen. Tross alt begynte han forskning innen radiotelegrafi, allerede etter at de første signalene ble overført over Atlanterhavet, og gnisttelegrafen, som radioen den gang ble kalt, ble mye brukt i praksis. Men hvorfor, i hjemlandet til en forskeringeniør, i USA, uttales navnet hans i kombinasjon med ordene "far til radio" og til og med "bestefar til TV"? Det må faktisk være god grunn til dette. Og det er de.

Radiotelefonen er relevant

Slutten av det nittende århundre. ble preget av en hendelse som i utgangspunktet ble gitt liten betydning. Assistentene A. S. Popov - P. N. Rybkin og D. S. Troitsky oppdaget fra det nåværende synspunkt en "selvinnlysende" ting.

De prøvde å finne en funksjonsfeil i radioen ved å "ringe" de elektriske kretsene ved hjelp av et vanlig telefonrør, og de hørte tydelig radiosignalene til Morse-koden til nærmeste radiostasjon.

For det første betydde dette at ved bruk av radiobølger kan du overføre lydsignaler. For det andre ble det mulig å motta et laveffekt-signal via øre, som mottakerreléet ikke reagerte på - et uunnværlig element i de første designene.

26. juli 1899 mottok A. S. Popov det russiske privilegiet og patenter i England og Frankrike for "Telefonmottaker av utsendelser sendt ved hjelp av elektromagnetiske bølger via Morse-systemet" [2]. Tester av det nye kommunikasjonssystemet, ble det besluttet å gjennomføre den eksisterende skvadronen til Svartehavsflåten. I løpet av sommerkampanjen i 1901 i Novorossiysk-regionen nådde transmisjonsområdet til tider 80 mil (ca. 150 km). Selv om dekningsområdet var litt mindre, var konklusjonen om at radiobølgene oppfattes utenfor horisonten, entydig [3].

Den første versjonen av gassdetektoren. Det er hensiktsmessig å gi et klassisk eksempel på "dumhet" når byråkratiet står i veien for utviklingen av fremskritt. "Kommandoen over Svartehavsflåten," sa Rybkin, "forbød bruk av radiotelefoner i flåten, med henvisning til det faktum at telegrafbåndet er et dokument, mens han stolte på radiooperatøren som mottok ordet, var nødvendig for å bekrefte med det offisielle seglet. Og tiden gikk, fremover var tragediene Tsushima og Titanic, men det var ingen insentiver til å drive forskning innen radiokringkasting.

I USA på den tiden har slikt arbeid allerede begynt. Resultatene deres viste at gnisttransmittere ikke er egnet for dette formålet og frekvensen av bærebølgen bør være minst 10 tusen perioder per sekund.

Ingeniør R. Fesenden, som opprettet høyfrekvente elektriske maskingeneratorer (generatorer), tok opp problemene med radiotelefoni. Siden 1906 ble de første radiotelefonforhandlingene på Atlanterhavskysten holdt med deres hjelp. For øvrig, temaet var kostnadene for fisk i Boston-markedet.

Navigatorer i USA nektet å studere reglene for å jobbe med en telegrafnøkkel, så det ble besluttet å ha radiooperatører bare på passasjerskip (andre fartøyer var bare utstyrt med en radiotelefon).

"Audio" - den såkalte oppfinnelsen

Lee de Forest dukker opp på arenaen for gnisttelegrafarbeid i 1900. Etter å ha erstattet flere laboratorier av pionerer for en ny type kommunikasjon, organiserte han i 1902 sitt eget amerikanske trådløse telegraffirma.

Fra elektroteknikk visste han at når luften ble bestrålet med flammen til et brennende stearinlys, blir det ledende. Det samme skjedde ved oppvarming av uønsket bensin. Selv om de er sikre på at før eller senere, blant gassene som gløder under påvirkning av elektrisk strøm, kan du finne en god detektor for Hertz-bølger, starter Lee de Forest eksperimenter.

Allerede i 1903 gjorde han en veldig vellykket og lovende opplevelse. To platinaplater av luftkondensatoren "slikket" flammen til brenneren, og feltet til den elektromagnetiske spolen som var koblet mellom antennen og bakken, virket på plasmaet inne i den (fig. 1).

Fig. 1.

Med denne detektoren mottok Lee de Forest signaler fra et skip i New York Harbor. Den første suksessen inspirerte oppfinneren. Men å sette en slik enhet ut i livet var ikke mulig. "Det var tydelig at en enhet med en gassflamme var uakseptabel for et skips radiostasjon," skrev oppfinneren, "så jeg begynte å se etter en måte å varme opp gassen direkte med elektrisk strøm."

Den enkleste måten å gjøre dette på var å bruke en vanlig Edison-lyspære, sette inn platinaplater med elektroder der og pakke inn en glasspære av lampen med en del av mottaksspolen. Deretter ble en av platinaelektrodene fjernet, og i stedet for den ble det brukt en varm lampetråd (fig. 2). En radio med en slik detektor fungerte ikke verre enn andre lignende enheter, men ikke bedre.

Fig. 2.

Gjennom å utføre en rekke eksperimenter pakket Lee de Forest en gang en glasssylinder av en lampe med metallfolie koblet til en antenne. Mottakeren er blitt mer følsom. "I det øyeblikket," minnes forskeren, "innså jeg at effektiviteten til lampen kan økes hvis den tredje elektroden er plassert inne." Det eksperimentøren hastet med å gjøre. Mottakskvaliteten har økt.

Ytterligere eksperimenter fører oppfinneren til ideen om at den er effektiv hvis den plasseres mellom glødetråden og den nåværende samlerplaten. "Det er klart," sier Lee de Forest, "at den tredje elektroden ikke skal være en solid plate."

Søket begynte etter materialer, former og størrelser på elektroden, så vel som dens plassering mellom de to terminalene på pæren.

Det mest vellykkede designet var der rollen som en elektrode ble spilt av en rødglødende glødetråd av en pære plassert i en annen elektrode i form av en sylinder. Mellom dem var den tredje elektroden lokalisert, laget i form av en trådspiral (fig. 3).

Fig. 3.

Oppfinneren kalte hjernebarnet sitt en "audion" (fra den latinske "lyden" - å høre og den greske "ionen"). Kvaliteten på enheten ble bestemt av styrken til lyden til det mottatte signalet ved øre, og det overskred alle enheter som ble brukt før. Senere, med en lett hånd fra den engelske elektroingeniøren William Eccles, ble lamper med tre elektroder kalt trioder.

Fig. 4.

Søk etter sannhet og oppdagelse

Navalradiooperatører (nemlig flåten brukte et nytt kommunikasjonsmiddel), og prøvde å øke følsomheten til audionene, varmet glødetråden til uakseptable grenser, og de brant ut. Spesialistene fra marinen ga uten ordforståelse ordren "ikke å skaffe seg auditions, men å bruke gamle detektorer."

Forskere fant ikke noe nytt i utformingen av Lee de Forest. Dette er hva Fleming, oppfinneren av dioden, skrev: ”I oktober 1906 beskrev Dr. Forest en enhet han kalte en audion, som er en enkel gjentagelse av meg, beskrevet halvannet år tidligere. Den innførte endringen gir ingen vesentlig forskjell i handlingene til enheten som en detektor ”[6]. Det ble skrevet i 1907, men selv i 1908 bekrefter franskmannen C. Tissot Flemings prioritering.

Et interessant faktum er at begge oppfinnerne av originale elektroniske enheter, som godtok elektronet som virkelighet, nærmet seg bestemmelsen av prioritering fra forskjellige perspektiver. Fleming betraktet enhetene som elektroniske, og Lee de Forest - ioniske. Det er imidlertid ikke noe overraskende i dette.

Den elektriske kretsen til en radiomottaker med en gassdetektor Vakuumpumpene som var på det tidspunktet, beregnet på produksjon av elektriske pærer, var så ufullkomne at det gjorde det mulig å tolke prosessene som foregikk i audion på to måter. Lee de Forest mente at enheten hans fungerer på prinsippet om ionisering av en dypt sjeldent bensin. Bare oppfinnelsen av diffusjonsvakuumpumper og mange års forskning tillot oss å grundig studere mulighetene for et radiorør med en ekstra elektrode og å verifisere den elektroniske karakteren av dets interne prosesser.

Virkelig revolusjonerende var audionens evne til å forsterke signalet som ankom ham. Radiomottakere kunne nå oppfatte signaler fra eksterne radiostasjoner eller veldig svake. Senderkreftene kunne reduseres, noe som bidro til en bredere distribusjon av radiotelefonen.

Imidlertid satte ikke utviklingen av menneskelige taleoverføringssystemer seg oppgaven med å introdusere kringkasting, informasjon eller musikkfortegnelser, men trengte radiotelefoni for forretningsmessig og gunstig toveiskommunikasjon, men en uventet ting skjedde ...

Alle er lei av irriterende radio- og tv-reklame. Men av hensyn til historisk rettferdighet, må vi innrømme at radioreklame dukket opp før kringkasting. Og det mest direkte knyttet til det er ingen ringere enn oppfinneren av audion.

Dette er hva Lee de Forest selv skrev: ”I 1909 produserte jeg trådløse telefoner til USA. Hvert sett ble testet ved hjelp av fonografnotater. Til min overraskelse likte mange skinker og profesjonelle operatører disse kontrollprogrammene. Ideen om kringkasting kom naturlig nok til meg. Attraktiv musikk og interessante programmer kan bli sendt, noe som skaper et behov for trådløst utstyr. ”

For reklameformål ble de første direktesendingene fra New York Metropolitan Opera organisert, og i november 1916 ble ideen om å overføre telleprosedyren under presidentvalget realisert. Det var hun som økte interessen for kringkaste radiosendinger kraftig.

For første gang i verden begynte vanlig kringkasting i USA fra Pittsburgh siden 1921. Den første radioreklamen, som beskrev fordelene og lave kostnadene for leiligheter i skyskrapere på Long Island, ble sendt i 1922 fra New York. Lee de Forest hadde imidlertid ingenting med henne å gjøre.

Fig. 5.

Nok et funn

Etter å ha implementert lyden sin i en radio, kunne Lee de Forest ikke gå forbi ideen om å bruke den i en radiosender. Fakta er at generasjonen av radiobølger er assosiert med enheter som utfører svingende prosesser. Det er mange slike vibratorer i naturen. Dette er en klingende klokke, og stemmebånd, og en lysekrone som svinger under taket, og en pendel til en veggklokke.

I elektrisitet kan du opprette en kilde til svingning ved å kombinere en ladet kondensator og induktans i en krets, og danne en såkalt oscillerende krets. Alle naturlige vibrasjonssystemer produserer dempede vibrasjoner. Strengen slutter å høres etter en tid, havbølgene roer seg. Svingninger i kretsløpene blekner også.

Kringkasting av høykvalitet krever usamplede svingninger. Og dette er ikke lett å gjøre. I det lange bølgelengdeområdet kan du lage en maskingenerator med høyfrekvente svingninger. Men hvordan løse problemet med oscillerende krets, og gi svingninger på nesten hvilken som helst frekvens?

For eksempel, i en veggklokke for å skape usvampede svingninger i pendelen i flere dager, ble det bygget inn spesielle mekanismer som regelmessig presser pendelen på et strengt definert øyeblikk i fasen av bevegelsen. Energien for dette er hentet fra de opphøyde vektene eller sårfjæren. Enheten kalles en forankringsmekanisme.

Men hva med den svingende kretsen? Lee de Forest inkluderer oscillerende krets i kretsen til audion sitt nett, og gjennom de elektriske kretsene faller det forsterkede signalet fra oscillerende krets igjen på den samme kretsen, og "skyver" svingningene i riktig øyeblikk, slik at amplituden og åpningen i elektroteknikk kalles positive tilbakemeldinger og nå brukes i tusenvis av forskjellige enheter.

Lee de Forest fikk patent på dette systemet i 1915. Nå var det ikke vanskelig å få elektriske svingninger av de nødvendige frekvensene. Det er sant at de første rørgeneratorene i begynnelsen ikke kunne gi den kreften som trengs for senderne. En hard konkurranse vil begynne mellom generatorer og rørgeneratorer. Til slutt vil alternatorene forsvinne fra bruk, og den elektroniske lampen tar sin rettmessige plass.

Men oppfinneren av audion ville ikke være amerikaner hvis han ikke hadde funnet praktisk anvendelse for enheten sin, ikke bare på radioen. Han lager det første elektroniske musikkinstrumentet.

Etter å ha konstruert en elektrisk generator av lydfrekvenser ved auditions, en triode per oktav og forsterket signalene, leverer han dem til høyttalerne som ligger rundt omkretsen av rommet. Så underveis blir surroundlydproblemer løst. Men, viktigst av alt, ved å endre innstillingen på de svingende kretsløp, klarte Lee de Forest å få fortryllende lyder, uvanlige for det menneskelige øret.

Lee de Forest kalte instrumentet sitt "lydpiano". Samtidig ble profetiske ord uttrykt: "Jeg håper at jeg med hjelp av denne lille elektroniske lampen kan gjøre instrumentet perfekt nok slik at musikere kan realisere sine rikeste musikalske fantasier."

"The Great Mute" talte

Kino dukket nesten opp samtidig med den første radiomottakeren. Brødrene Louis og Auguste Lumiere i mars 1895 gjennomførte en pilotdemonstrasjon av de første dokumenterte skuddene. På slutten av året ble den første kommersielle kinoen bygget i Paris. Til å begynne med kunne filmer ikke engang betraktes som slike, men kinoene ble omtalt som "tekniske attraksjoner" under navnet "live photography".

Men ganske snart ble disse attraksjonene seriøse konkurrenter til det vanlige teateret. En ny kunstform dukker opp, billigere og mer mobil. Snart ble hele USAs territorium dekket av et nettverk av kinoer, som ble besøkt av opptil 5 millioner seere per dag. Det ble klart at dette også er en stor virksomhet [7].

Men hvor lenge kan folk være interessert i, riktignok kunstneriske, men ansiktsuttrykk og korte undertekster? Utseendet på fremtredende skuespillers skjermer hevet prestisje for ny kunst til tittelen "stor stum", men som engelskmennene sier, "et mirakel er bare ni dager et mirakel." Antall kinobesøkende har begynt å synke.

For å forbedre situasjonen begynte de å ansette spesielle musikere, tappere, som akkompagnerte filmvisningen med musikk. Den store A. Edison tilpasset fonografen sin til dette formålet.

En viss oppfinner, Homon, tilbød den ærverdige offentligheten en "kronofon". Et høyt navn gjemte en vanlig plate, rotert synkront med filmmotoren, der bevegelsen av leppene til skuespillerne mer eller mindre falt sammen med lyden. Men grammofonen sto nær filmskjermen, og projektoren var i den andre enden av hallen. Det var vanskelig å administrere et slikt system. Om lydkvaliteten viste seg å være, som de sier, uten arbeid.

Elektriske selskaper slo seg sammen til konglomerater. Gigantiske bedrifter trengte ham ikke, og stolthet tillot ham ikke å være fornøyd med stillingen som en vanlig ingeniør med en månedslønn. Og Forest bestemte seg for å takle problemene med å score film.

Ideen hans var at "light bunny" spilte inn på en lysfølsom film lydvariasjonene på lydsporet parallelt med bildet. Synkronisiteten var perfekt. Ved hjelp av auditions var det mulig å oppnå et hvilket som helst volum.

For å annonsere sin nye oppfinnelse fra 1923 til 1927, skjøt Lee de Forest mer enn 100 lydshorts med mange kjente skuespillere, i påvente av fremveksten av moderne videoklipp.

Oppfinneren for å reklamere for sin "fonofilm" overrasket landsmenn ved å reprodusere på filmskjermen talen til den 30. amerikanske president Coolidge på plenen foran Det hvite hus. For første gang snakket en amerikansk leder fra skjermen. Publikum glede seg over denne nyheten. Feberen begynte igjen. Ble født

Golden Age of Hollywood.

Men oppfinneren måtte ikke dra nytte av denne suksessen. "Advokatene til Western Electric and Telefonselskapet," skrev biograf M. de Wilson, de Foresta, "sirklet ham med hell og brukte oppfinnelsen gratis."

Et stort og fruktbart liv ble tilbrakt av den amerikanske ingeniøren Lee de Forest. Menneskeheten skylder ham mye. En av de første trodde han på eksistensen av et elektron, sammen med Fleming la grunnlaget for radioelektronikk.

Resultatene fra forskningen hans har funnet anvendelse i mange kjente ting: fra en ultramoderne mobiltelefon til en strekkode på varer. Til tross for mange begjæringer ble han imidlertid aldri tildelt Nobelprisen.

5. oktober 1956, 50 år etter oppfinnelsen av radiorøret (audion), tildelte den franske regjeringen Lee de Forest Order of the Legion of Honour. På overrekkelsen av prisen ble ordene sagt at "oppdagelsen av Lee de Forest er en av de største i vitenskapens og teknologiens historie, og eksperter på alle vitenskapsfelt bør uttrykke sin respekt, deres takknemlighet og beundring." Disse ordene ble talt av nobelprisvinneren fysiker Louis de Broglie, en av grunnleggerne av kvantefysikken. Og han visste hva han sa.

Comments

[#1]

Veldig interessant! Disse artiklene hjelper virkelig til å forstå at alt ikke er så enkelt som vi tror! Lee de Forest er en flott mann som har forandret livet i den moderne verden. Jeg tror at det er dette barna skal lære på skolene!