Pierwsze lata łączności radiowej.pdf

hit numeru

Prawie wszyscy zasłużeni w tej

dziedzinie nie zdawali sobie spra-

wy ze znaczenia i przyszłości swo-

ich odkryć i dokonań.

DOWÓD ISTNIENIA FAL

ELEK TROMAGNETYCZNYCH

Pod koniec lat 80. XIX wieku

Heinrich Hertz (1857–94) pier-

wszy nadał i odebrał sygnał radio-

wy. Nadajnik dzieliła od odbiorni-

ka odległość kilku metrów. Osiąg-

nięcie to było wynikiem wielolet-

Heinrich Hertz

Radio powstało w wyniku odkryć i wynalazków wielu pokoleń.

Niełatwo byłoby odpowiedzieć na pytanie, kto był najważniejszy.

Ale można prześledzić, w jaki sposób osiągnięcia czystej nauki

udało się przekuć na technologię i skonstruować serię urządzeń,

dostępnych dziś każdemu, które wyznaczyły kierunek rozwoju

naszej cywilizacji. Udowodnienie, że radia można

zpożytkiem użyć, zawdzięczamy, w największym stopniu,

Guglielmowi Marconiemu – niestrudzonemu mistrzowi

w usprawnianiu i łączeniu cudzych odkryć i wynalazków.

Uproszczony schemat obwodu

użytego przez Hertza, obrazujący

zasadę wytwarzania i odbioru fal

elektromagnetycznych: – ob-

wód generujący drgania, powodu-

jące przeskok iskry w przerwie ob-

wodu (iskierniku). – odbiornik

Hertza – druciana obręcz z przer-

wą, w momencie odbioru fali elek-

tromagnetycznej w przerwie przes-

kakiwała iskra.

Bronisł awa Ś redniawa

Pierwsze lata łączności radiowej

czyli początki „telegrafu bez drutu” Marconiego

Z okazji zbliżającej się 100. rocznicy przyznania Nagrody Nobla Guglielmo Marconiemu

ku XIX wykonano pierwsze

próby przesyłania fal elektro-

magnetycznych. Ówczesna łącz-

ność radiowa miała niewiele

wspólnego z tym, z czym nam się

dziś kojarzy, z nadawaniem i od-

biorem audycji radiowych, wiado-

mości czy muzyki, oglądaniem te-

lewizji czy wysyłaniem SMS-ów,

rozmową przez telefon komórkowy

i wieloma innymi. Pierwszym prak-

tycznym zastosowaniem niewi-

dzialnych fal rozchodzących się

w eterze stał się przekaz sygnałów

Morse’a. Tak powstał „telegraf bez

drutu”. Nikt jednak nie wiedział,

czy uda się tak daleko przesłać fa-

lę elektromagnetyczną, żeby ludzie

zechcieli skorzystać z takiej usługi.

Okres pionierski radia to czas cięż-

kiej pracy i wielkiej niepewności

dla twórców nowej technologii.

nich przemyśleń i kilkuletniej pra-

cy w laboratorium, mającej na celu

wykazanie w sposób doświadczal-

ny poprawności teorii elektromag-

netyzmu Jamesa Clerka Maxwella

(1831–79) , ogłoszonej w 1864

roku. Hertz jak nikt inny dogłębnie

zrozumiał w każdym szczególe tę

teorię. Co więcej, wraz z Oliverem

Heavisidem (1850–1925) sformuło-

wał znany dziś matematyczny za-

pis równań Maxwella. Hertz wyko-

nał eksperymenty ( , ), które

udowodniły, że fale elektromagne-

tyczne nie tylko istnieją, ale także

zmierzył długość przesyłanych

przez siebie fal, również pokazał,

między innymi, że ulegają odbiciu,

załamaniu, ugięciu. Czyli mają

właściwości takie jak światło, któ-

re także jest falą elektromagne-

tyczną.

Celem wysiłków Hertza było

poszerzenie horyzontów czystej

nauki, a nie myśl o praktycznym

wykorzystaniu. Nigdy nie dowie-

dział się, że dzięki jego pracy po-

James Clerk Maxwell

W ciągu ostatnich kilku lat wie-

kilkakrotnie wydrukowany i po-

wtórzony w Oksfordzie, gdzie od-

ległość odbiornika od radiostacji

wynosiła blisko 60 m, a sygnały

przesłano też przez murowaną

ścianę. Lodge jednak nie miał wizji

praktycznego wykorzystania fal

elektromagnetycznych.

NA S TRYCHU POD BOLONIĄ

W szkole postępy w nauce

młodego Guglielma Marconiego

(1874–1937) nie wróżyły mu

świetnej przyszłości. Jako mło-

dzieniec sam uczył się z książek

tylko tego, co go pasjonowało.

Otarł się na krótko również o stu-

dia fizyki w Bolonii. W tym nie-

kompletnym procesie kształcenia

nie bez znaczenia była nauka fizy-

ki z korepetytorem Vincenzo Rosą.

Swoje amatorskie laboratorium

elektryczne Marconi urządził na

strychu domu rodzinnego, willi

Griffone w Pontecchio. Entuzjasta

elektryczności spędzał tam sa-

motnie długie godziny. W lecie

1894 roku wpadł na pomysł przes-

łania sygnałów Morse’a za pomo-

cą fal radiowych. Znał prace Her-

tza i pewnie prawie wszystkie

publikacje, jakie w ogóle ukazały

się na temat właściwości i użycia

fal elektromagnetycznych. Nie in-

teresowała go naukowa analiza

Oliver Lodge

Guglielmo Marconi

został już tylko niewielki krok

do zrobienia, by zbudować radio.

Zmarł 1 stycznia w 1894 roku, ma-

jąc zaledwie 36 lat.

łoży się do nich wysokie napięcie

albo w pobliżu nastąpi wyładowa-

nie, to dobrze przewodzą prąd.

Kiedy następnie urządzenie zosta-

je delikatnie wstrząśnięte, opiłki

metali wracają do stanu, w którym

stają się złym przewodnikiem.

Jakieś 3 lata później Anglik, Oliver

Lodge (1851–1940) stwierdził,

że koherer może zostać użyty jako

detektor fal elektromagnetycznych.

W 1894 roku, na wykładzie pod ty-

tułem The Work of Hertz w Royal

Institution w Londynie Lodge jako

pierwszy przesłał znaki Morse’a,

używając fal radiowych. Iskry

wyzwalały dźwięk dzwonka. Moż-

liwy zasięg urządzenia szacował

na pół mili (800 m). Wykład został

KOHERER I ZASTOSOWANIE GO

W ODBIORNIKU

Około 1890 roku w Paryżu

Édouard Branly (1844–1940) wyna-

lazł koherer. Opiłki metalu umieś-

cił w szklanej bańce. Urządzenie

miało 2 zaciski do podłączenia do

przewodów elektrycznych. Działa-

nie koherera opierało się na tym,

że w normalnych warunkach drob-

no zmielone kawałeczki metalu nie

są dobrym przewodnikiem prądu

elektrycznego, natomiast gdy przy-

Aparatura Hertza do przesyłania fal elektromagnetycznych: A, A’ – okładki kondensatora, J – cewka Ruhmkorffa wytwa-

rzająca wysokie napięcie, S – iskiernik, C – odbiornik fal elektromagnetycznych.

hit numeru

M e

udał się do stolicy

Wielkiej Brytanii.

Dzięki jednemu ze

swych angielskich

kuzynów poznał

Williama Pree-

ce’a (1834–1913),

głównego inżynie-

ra elektryka British

Post Office. W jego

osobie Poczta Bry-

tyjska zaintereso-

wała się dokona-

niami młodego

Włocha. Preece

zorganizował pod koniec lipca po-

kaz radia Marconiego przed dyrek-

torami przedsiębiorstwa poczto-

wego. W czasie kolejnych demon-

stracji urządzenia w okolicy Salis-

bury, we wrześniu 1896

i w marcu roku następnego udało

się zwiększyć zasięg do kilku kilo-

metrów. W międzyczasie w grud-

niu 1896 roku szeroka publiczność

w Londynie, w Toynbee Hall, mia-

ła okazję podziwiać działanie jego

aparatów. Marconi ustawił nadaj-

nik i odbiornik w sali wykładowej.

Gdy naciskano klucz Morse’a

w nadajniku, w obwodzie podłą-

Koherer Marconiego (wg rysunku

z wykładu noblowskiego Marco-

niego, 1909 r.): b – bańka szklana,

e – elektrody, M – opiłki metalu.

zjawiska, tylko możliwości prak-

tycznego użycia. Metody jego pra-

cy opierały się na prostej, acz cza-

sochłonnej i pracochłonnej proce-

durze prób i błędów. W tym cza-

sie baterie elektryczne, klucze

Morse’a, urządzenia do rejestracji

odebranych sygnałów telegraficz-

nych i wiele innych potrzebnych

elementów obwodów elektrycz-

nych dostępnych było w sprzeda-

ży. Marconi zbudował nadajnik

według schematu nadajnika Her-

tza. Ważnym osiągnięciem Marco-

niego było udoskonalenie kohere-

ra jako części odbiornika. Naj-

pierw badał, opiłki jakiego metalu

najlepiej nadają się do tego urzą-

dzenia, zmniejszał rozmiary szkla-

nej bańki, potem zastosował próż-

nię wewnątrz rurki . Dzięki te-

mu uzyskał znacznie większą czu-

łość tego elementu niż jego pop-

rzednicy. Następnie zbudował

mechanizm z młoteczkiem, które-

go stuknięcie powodowało deli-

katny wstrząs w celu przerwania

przepływu prądu, gdy impuls

zniknie. Urządzenia Marconiego

do nadawania i odbioru fal radio-

wych działały już w 1895 roku,

kilkanaście miesięcy po śmierci

Hertza.

W lecie 1895 roku wyniósł po

raz pierwszy swoje urządzenia do

nadawania i odbierania fal radio-

wych na zewnątrz budynku. Będąc

na otwartej przestrzeni, jedną z ok-

ładek kondensatora uziemił, a dru-

gą wzniósł wysoko w powietrze.

W taki sposób dokonał rewolucyj-

nego odkrycia. Iskry stały się moc-

niejsze, a zasięg impulsu wzrósł.

Tego lata w pobliżu willi Griffone

udało mu się przesłać sygnał na

odległość około półtora kilometra,

w terenie pagórkowatym.

Marconi nie szukał rozgłosu,

wiedział, że nadajnik i odbiornik

fal radiowych w tamtym czasie

mógł zbudować każdy zaintereso-

wany i znający osiągnięcia nauki

człowiek. Obawiał się lepiej wy-

kształconych od siebie i posiadają-

cych lepsze możliwości laborato-

ryjne, pojedynczych wynalazców

bądź grupowej konkurencji. Spie-

szył się z postępem prac.

W wolnym czasie Marconi:

a) jeździł na nartach

b) grał w bilard

c) grał na pianinie

WSPÓŁPRACA

Z BR ITISH POST OFFICE

czonym do odbiornika przez prze-

kaźnik odzywał się dźwięk dzwon-

ka. Preece zapewniał zgromadzo-

nych widzów o tym, że wynalazek

Marconiego będzie miał wielką

przyszłość.

Wypadki toczyły się dyna-

micznie. Kolejną próbę Post Office

zorganizował w maju 1897 roku ,

. Na południe od Cardiff, na

środku Kanału Bristolskiego znaj-

duje się wysepka Flat Holm z la-

tarnią morską. Pomiędzy tą wysep-

ką i miejscowością Lavernock na

północnym brzegu kanału Marconi

przesyłał sygnały Morse’a. Miejsca

te dzieli dystans około 5 km. Ante-

na odbiornika ustawiona w Laver-

nock miała około 20 m wysokości

i stała na brzegu wzniesionym

jeszcze 20 m. Uziemienie znajdo-

wało się na poziomie morza.

Nadajnik ustawiono na wysepce.

Całemu zdarzeniu przyglądał się

profesor Adolf Slaby (1849–1913)

W lutym 1896 roku spakował

swoje urządzenia i wraz z matką

Irlandką, mającą koneksje wśród

wpływowych ludzi w Londynie,

LONDYN

Lavernock

Flat Holm

ANGLIA

Dover

Salisbury

Madeira

Hotel

Osborne

Wimereux

Royal

Needles

Hotel

Isle of Wight

Poldhu

Kana³ La Manche

Lizard

FRANCJA

Położenie stacji Marconiego w Anglii

Haven

Hotel

z Charlottenburga pod Berlinem.

Był oczarowany dokonaniem, czuł

doniosłość chwili. Zaraz po powro-

cie do Niemiec zajął się budową

radia pod patronatem cesarza Wil-

helma, w czasie rosnących ambicji

tego kraju do militarnej dominacji

w Europie.

Wkrótce Marconi osiągnął

odległość komunikacji radiowej

16 km. Strategia jego pracy pozos-

tawała ciągle bez zmian. Z żelazną

konsekwencją dopasowywał do

siebie elementy obwodów elek-

trycznych, dobierał pojemność kon-

densatorów, indukcyjność cewek,

zmieniał budowę anteny i zwięk-

szał moc źródła prądu, tak by przy

kolejnych próbach zasięg wytwo-

rzonych fal radiowych wzrastał.

Na tym etapie priorytetem

Marconiego stało się opatentowa-

nie aparatury w Wielkiej Brytanii,

Ameryce, Niemczech, Francji, Wło-

szech, Rosji i innych krajach. W tym

celu potrzebował istotnego dopły-

wu środków finansowych. Wie-

dział, że właściwie to sam niczego

nie odkrył i nie zbudował od pod-

staw, dlatego uważał, że pomoc

wytrawnych specjalistów od pra-

wa patentowego była konieczna.

Prognozy na szybki i duży zysk

spowodowały, że już w 1897 roku

powstała The Wireless Telegraph

and Signal Company, której kapitał

wkrótce wyniósł 100 tys. funtów

szterlingów. Zainwestowali głów-

nie kupcy handlujący ziarnem,

związani z rodziną od strony matki

konstruktora radia, trudniącą się

lukratywną produkcją irlandzkiej

whiskey. On sam otrzymał 60 tys.

funtów w akcjach, 15 tys. za sprze-

daż patentu i 25 tys. na badania

i udoskonalanie aparatury. Co za

tym idzie, Poczta Brytyjska wyco-

fała się z badań i promocji Marco-

niego i jego łączności bezprzewo-

dowej. Preece przyjął ten fakt bez

żalu, gdyż w międzyczasie stracił

już zapał do tego wynalazku.

Wczesna wersja aparatury Marconiego (wg rysunku z wykładu noblowskiego

Marconiego, 1909 r.); – nadajnik, – odbiornik, A – antena, E – uziemie-

nie, I – oscylator indukcyjny, S – iskiernik, C – koherer, R – urządzenie rejes-

trujące, M – maszt.

wysokości. Dwa wycieczkowe

parowce „May Flower” i „Solent”

zostały wyposażone w aparaturę

radiotelegraficzną. Stołeczna socje-

ta wypoczywająca w letniskach

na wybrzeżu żywo interesowała

się iskrzącymi urządzeniami do

zdalnej komunikacji. Wkrótce,

w styczniu 1898 roku powstała

druga stacja w hotelu Madeira

w Bournemouth 24 km na zachód

od pierwszej stacji, również na

wybrzeżu kanału La Manche. Tuż

po zamontowaniu tam aparatury

Marconiego, obfite opady śniegu

zerwały w pobliżu druty zwykłego

telegrafu. Marconi natychmiast po-

łączył się ze swoją stacją w Royal

Needless Hotel, skąd depesze bez

przeszkód pomknęły do stolicy.

Stacja w hotelu Madeira nie dzia-

łała długo, wkrótce została prze-

niesiona nieco dalej na zachód do

hotelu Haven koło Pool.

Nieliczne wolne chwile Mar-

coni spędzał przy pianinie, podczas

W M ODNYCH KURORTACH

Ze środków otrzymanych od

rodzinnej firmy, w listopadzie 1897

roku powstała pierwsza, z praw-

dziwego zdarzenia, stacja telegra-

fu bez drutu, w Royal Needles Ho-

tel, zlokalizowanym na Isle of Wi-

ght. Marconi wybrał to miejsce,

gdyż interesowała go łączność ra-

diowa pomiędzy lądem i statkami.

Zamontowana antena miała 37 m

Inżynierowie z British Post Office przeprowadzają inspekcję sprzętu Marco-

niego, w czasie próby przesłania sygnału radiowego pomiędzy Lavernock

i wyspą Flat Holm. Cardiff Council Flat Holm Project

hit numeru

gdy jego brat grał na skrzypcach,

a inżynier Murray na wiolonczeli.

Zdolności i zamiłowanie do muzyki

obaj młodzi Marconi odziedziczyli

po matce, utalentowanej śpiewacz-

ce. Oprócz tego, regularnie jeździł

na godzinne przejażdżki rowerowe.

Posługiwał się nieskazitelnym języ-

kiem angielskim. Łączył w sobie

włoski szyk z angielską powściąg-

liwością. Był skromny i bardzo pra-

cowity, właśnie tymi cechami zys-

kał sobie autorytet u zwykle star-

szych od niego podwładnych.

Kolejnym istotnym wydarze-

niem, które rozsławiło Marconiego,

stały się regaty Kingston Regatta

w Zatoce Dublińskiej. W lipcu 1898

roku relacjonował wyścig jachtów

za pomocą swego urządzenia, dla

gazety „Daily Express” i „Evening

Mail”, z towarzyszącego żeglarzom

holownika „Flying Huntress”.

Wieści o Marconim i jego aparatu-

rze zataczały coraz szersze kręgi.

O pionierskim konstruktorze usły-

szała też sędziwa królowa Wiktoria.

PRZESŁANIE

SYGNAŁU RADIOWEGO

PRZE Z KANAŁ LA MANCHE

były wysoce niedoskonałe, ale naj-

ważniejsze, że wykonano pierwszy

krok. W ten sposób otwarła się

możliwość, by różne radiostacje

nadawały nieprzeszkadzające so-

bie sygnały o różnych długościach

fal. Zgłoszony przez Marconiego

patent z roku 1900 otrzymał słynny

numer 7777.

O osiągnięciach łączności

radiowej usłyszała szybko cała

Europa. Rząd francuski poprosił

Marconiego o przesłanie sygna-

łów radiowych przez kanał La

Manche. Aparatura była taka sa-

ma jak w jego stacjach na połud-

niu Anglii. Marconi wraz z od-

biornikiem i świadkami połącze-

nia radiowego znajdował się

po stronie francuskiej kanału La

Manche w Wimereux. Maszt miał

45 m wysokości, stał na poziomie

morza. Długość iskry wynosiła

2 cm. Sygnały przesłano 27 marca

1899 roku o godzinie 17, na od-

ległość 51 km. Wymieniono kilka

krótkich zdań. Próba przeszła

nadspodziewanie gładko. W tym

wydarzeniu uczestniczył i relacjo-

nował go amerykański „McClu-

re’s Magazine”.

SUKCES

„TEL EGRAFU BEZ DRUTU”

Marconi był szczęśliwym

pionierem konstruktorem, od razu

miał wsparcie najpierw Peerce’a

i Poczty Brytyjskiej, potem rodzina

matki zapewniła mu przyszłość fi-

nansową. W końcu prasa go rozsła-

wiła. Usługa dla dynastii panującej

stanowiła również świetną rekla-

mę dla świeżego wynalazku tele-

grafu bezprzewodowego.

Zwykły telegraf, którego

szybkość przesyłania depesz wy-

nosiła 40, a nawet 50 słów na mi-

nutę, był znacznie szybszy od ra-

diowego. W 1897 roku na przesła-

nie kropki za pomocą fali elektro-

magnetycznej potrzeba było 5 se-

kund, a kreski 15 sekund. W biu-

rze do nadawania panował strasz-

ny hałas. Wymieńmy jednak plusy

„telegrafu bez drutu”. Niewielkie

rozmiary stacji nadawczych i od-

biorczych pozwalały na ich prze-

noszenie. Mogły być one ustawio-

ne gdziekolwiek, bez potrzeby łą-

czenia kablem nadajnika z odbior-

nikiem. Równocześnie, czymś na

pewno przemawiającym do wyob-

raźni było przesłanie fal radio-

wych na odległość większą niż

do linii horyzontu, dalej niż sięga

wzrok, w nieznane. Jednak, jak

daleko za widnokrąg można przes-

łać fale radiowe, tego ciągle nie

wiedział nikt. Sceptyków, jak

zwykle, nie brakowało i wysuwali

oni argumenty, że okrągły kształt

naszej planety stanowić będzie

nieprzekraczalny czynnik ograni-

czający zasięg fal radiowych na

ziemi. Proroctwa te na szczęście

się nie spełniły. Co więcej, prasa

była szczególnie zainteresowana

alternatywą dla tradycyjnego te-

legrafu, który ustalając wysokość

cen, wykorzystywał swą monopo-

listyczną pozycję. Dodatkowo ek-

scytujące pokazy łączności radio-

wej i sam elegancki wynalazca

byli nieraz materiałem na pierw-

szą stronę gazet. z

REGA TY AMERCA’S CUP

W SŁUŻBIE

KRÓL OWEJ ANGIELSKIEJ

Tego lata Brytyjska Admira-

licja przyglądała się działaniu

urządzenia. A jesienią Marconi

udał się do Stanów Zjednoczonych,

by relacjonować regaty Ameri-

ca’s Cup dla „New York Herald’s”.

Zamontowano dwie stacje na wy-

brzeżu i dwie na statkach, parow-

cach „Ponce” i „Grand Duchesse”.

Marconi był znów obiektem głoś-

nej kampanii reklamowej, jednak

on sam najpierw pracował w pocie

czoła, by wszystko zadziałało jak

należy, dopiero potem pozwalał

się osobiście podziwiać. Niektórzy

ze świadków tych wydarzeń byli

bardziej zafascynowani sposobem

relacji regat niż samym wyścigiem

jachtów.

W sierpniu Marconi został

poproszony o zastosowanie połą-

czenia radiowego pomiędzy Os-

borne, wakacyjną siedzibą królo-

wej Wiktorii na Isle of Wight,

a jachtem zakotwiczonym w pobli-

żu wybrzeża, na którym przebywał

jej najstarszy syn Edward, akurat

wtedy poważnie ranny w nogę.

Monarchini była bardzo zaniepoko-

jona stanem zdrowia 57-letniego

następcy tronu i zależało jej na

możliwości komunikowania się

z jachtem. Ósmego sierpnia 1898

roku Marconi przesłał pierwszą

wiadomość matki do syna. Z urzą-

dzenia korzystała również liczna

grupa ludzi towarzyszących rodzi-

nie panującej. W dwa tygodnie na-

dano w obie strony ponad sto ra-

diogramów. Dotyczyły zwykle co-

dziennych spraw towarzyskich, na

przykład dwie panie umawiały się

na herbatę: „Czy może pani kiedyś

wpaść do nas na herbatę. Stop”.

Odpowiedź brzmiała: „Bardzo mi

przykro, nie mogę wpaść na her-

batę. Wyjeżdżam z Cowes dziś

wieczór. Stop”. Łączność z poru-

szającym się jachtem utrzymywa-

no na odległość do około 23 km.

Marconi stał się ulubieńcem prasy.

Gazety donosiły entuzjastycznie

o nowym sposobie komunikacji.

STROJENIE

Wtedy strojenie radia było

już przedmiotem pionierskich prac

Lodge’a w Anglii i Karla Ferdinan-

da Brauna (1850–1918) w Niem-

czech, z którym, nieco później,

w 1909 roku Marconi otrzymał

wspólnie Nagrodę Nobla z fizyki.

Procedura strojenia polegała na

tym, że odbiornik powinien być

nastawiony na tę samą długość fa-

li, którą nadaje radiostacja. Marco-

ni wprowadził do obwodu tran-

sformator dopasowujący. W prak-

tyce początkowe sposoby strojenia

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: