Индивидуальный проект: "Развитие средств связи и радио"
Автор публикации: А. Кунай, студент 1 курса
Управление образования и науки Липецкой области
Государственное областное автономное
профессиональное образовательное учреждение
«Липецкий металлургический колледж»
Индивидуальный проект: "Развитие средств связи и радио"
по дисциплине УП 10 Физика
Введение
С древних времен человечество искало и совершенствовало средства обмена информацией. На малые расстояния сообщения передавались жестами и речью, на большие - с помощью костров, находящихся друг от друга в пределах прямой видимости. Иногда между пунктами выстраивалась цепочка людей и новости передавались голосом по этой цепочке от одного пункта до другого. В центральной Африке для связи между племенами широко использовали барабаны тамтам.
Идеи о возможности передачи электрических зарядов на расстояния и об осуществлении таким путём телеграфной связи высказывались с середины XVIII века. Профессор Лейпцинского университета Иоган Винклер в 1744 г. писал: "С помощью изолированного подвешенного проводника возможна передача электричества на край света со скоростью полёта пули".
Изобретение радио является одним из величайших достижений человеческой культуры конца девятнадцатого столетия. Появление этой новой отрасли техники не было случайностью. Оно подготовлялось поем предшествующим развитием науки и отвечало требованиям эпохи.
Актуальность проблемы: На сегодня средства связи стали неотъемлемой частью производственного процесса и нашего быта.
Цель работы: Изучить историю средств связи и радио.
Задачи работы:
1. Изучить литературу по истории развития средств связи и радио;
2. Провести исследование;
3. Сделать вывод по проделанной работе.
Предмет: Средства связи и радио.
Объект: Передача радиоволн.
История развития средств связи
Изобретение телефона принадлежит 29 - летнему шотландцу, Александру Грехем Беллу. Белл с 1873 года пытался сконструировать гармонический телеграф, добиваясь возможности передавать по одному проводу одновременно семь телеграмм. Он использовал семь пар гибких металлических пластинок, подобных камертону, при этом каждая пара настраивалась на свою частоту.
Во время опытов 2 июня 1875 года свободный конец одной из пластинок на передающей стороне линии приварился к контакту. Помощник Белла механик Томас Ватсон, безуспешно пытаясь устранить неисправность, чертыхался, возможно, даже используя не совсем нормативную лексику. Находящийся в другой комнате и манипулировавший приемными пластинками Белл своим чутким натренированным ухом уловил звук, дошедший по проводу. Самопроизвольно закрепленная на обоих концах пластинка превратилась в гибкую своеобразную мембрану и, находясь над полюсом магнита, изменяла его магнитный поток. Вследствие этого поступавший в линию электрический ток изменялся соответственно колебаниям воздуха, вызванным бормотанием Ватсона. Это был момент зарождения телефона. Устройство называлось "трубкой Белла". Ее следовало прикладывать попеременно то ко рту, то к уху либо пользоваться двумя трубками одновременно.
11 июня 2002 года Конгресс США принял резолюцию, согласно которой изобретатель телефона - вовсе не Александр Белл, а итальянский учёный Антонио Меуччи. Как выяснилось, именно Меуччи смог первым в 1871 году заставить электрический ток передавать голос на расстоянии, однако у итальянца возникли сложности с оформлением патента, дело затянулось настолько, что Антонио Меуччи, открыв как-то раз газету, увидел заголовок, повествующий об изобретении телефона Александром Беллом. Несмотря на все его старания, современники так и не признали того, что он является изобретателем телефона.
Бурное развитие Интернета в конце 90-х годов привело к тому, что многие пользователи сотовой связи захотели использовать свои трубки как модемы, а существующих скоростей для этого было явно недостаточно.
Если через интернет можно обмениваться текстовыми сообщениями и файлами, то почему бы не обмениваться голосовыми сообщениями? Идя навстречу чаяниям пользователей, некоторые компании еще в конце девяностых начали предоставлять соответствующие программы и сервисы, однако все они обладали заметными недостатками. Все изменилось с появлением в 2003 году программы Skype: буквально за год сервис завоевал огромную популярность.
Не секрет, что едва ли не в каждой стране существует свой создатель радио: так, например, для немцев это Генрих Герц, для американцев - Дэвид Хьюз или Томас Эдисон, для тех, кто живет в балканских странах - Никола Тесла, итальянцы же, в свою очередь, уверены, что радио изобрел Гульельмо Маркони. В России традиционно создание радио приписывают выдающемуся учёному Александру Попову.
Не случайно выбор немцев пал именно на Генриха Герца: именно его открытия доказали возможность беспроводной передачи данных. Проводя опыты с электромагнитными волнами в своей лаборатории, Герц ещё в 1880-х годах, можно сказать, создал половину радио. Генератор Герца по большому счету уже отвечал требованиям радиосвязи, физику оставалось только придумать приемник, изобретение которого и ознаменовало бы появление радио. Однако сам Генрих Герц не считал свои приборы пригодными для передачи информации на большие расстояния: он полагал, что для такой передачи нужно построить антенну, которая бы по своим размерам превосходила материк.
Александр Попов, скромный преподаватель физики в Техническом училище Морского ведомства, как раз таки и смог создать прибор, пригодный для приёма электромагнитных волн. 7 мая 1895 года Александр Попов, приехав из Кронштадта (где он работал) в Санкт-Петербург, выступил на заседании Русского физико-химического общества с докладом «Об отношениях металлических порошков к электрическим колебаниям», в котором описал принципы работы своего изобретения. Уже на следующее заседание физико-химического общества Попов принес в физический кабинет Санкт-Петербургского университета созданный им приемник. Его ассистент, помогавший в эксперименте, посылал сигналы из здания соседнего химического факультета. Регистрирующее устройство на приемнике заработало, на ленте аппарата стали появляться знаки, которые тут же мелом на доске расшифровывал учитель Попова, физик Фёдор Петрушевский. Когда Фёдор Фомич закончил писать, все увидели сообщение, переданное с помощью электромагнитных волн. На доске значилось - «Heinrich Hertz».
Изобретение радиосвязи дало начало таким научно-техническим направлениям, как радиоастрономия, радиометрология, радионавигация, радиолокация, радиоразведка, радиопротиводействие, послужило стимулом в исследовании и развитии электричества, и стало основой электроники.
Изобретатель А.С. Попова и его опыт.
Александр Степанович Попова (1859—1905), повторяя опыты Герца с электроволнами, усовершенствовал приборы так, что в 1889 г. в его приемных резонаторах стали возникать довольно сильные искры. А уже в 1894 г. Попов построил вполне чувствительный к электрическим волнам приемник, принципиальные особенности которого сохранились в радиоаппаратуре до сих пор.
Для увеличения чувствительности приемника Попов использовал явление резонанса, а также изобрёл высоко поднятую приемную антенну. Другой особенностью приемника Попова был способ регистрации волн, для чего Попов применил не искру, а специальный прибор - когерер, незадолго до этого изобретенный Бранли и применявшийся для лабораторных опытов.
Когерер представлял собой стеклянную трубку с мелкими металлическими опилками внутри, в оба конца трубки вводились провода, соприкасающиеся с опилками. В обычных условиях электрическое сопротивление в опилках было большим, но когда в цепи создавался переменный ток высокой частоты, между опилками проскакивали искорки и опилки сваривались, так что сопротивление когерера уменьшалось. Встряхиваясь, когерер вновь получал большое сопротивление, и молоточек звонка ударял по колокольчику… 7 мая 1895 г. Попов продемонстрировал действие своего приемника на заседании Русского физико-химического общества. Этот день считается днем рождения радио. В 1945 г. в ознаменование пятидесятилетия изобретения радио день 7 мая был объявлен в СССР ежегодным «Днем радио».
Судьба изобретения Попова в России была не столь стремительной, как судьба радио на западе. Морской министр на просьбу о финансировании радио начертал: «На такую химеру отпускать денег не разрешаю». Но уже в 1900 году радиостанция на острове Гогланд, построенная по инструкциям Попова, телеграфировала о севшем на мель броненосце «Генерал-адмирал Апраксин». В 1912 г. радио помогло спасти сотни людей с успевшего послать сигнал "SOS" "Титаника".
Первый телефон в СССРМало кто знает, что первый мобильный телефон появился у нас в Советском Союзе. Его создателем стал советский радиоинженер и популяризатор радиотехники Леонид Иванович Куприянович. Созданный им опытный образец носимого автоматического дуплексного мобильного радиотелефона ЛК-1 был испытан 9 апреля 1957 года.
Официально считается, что первый в мире мобильный телефон был изготовлен в США. Легенда гласит, что 3 апреля 1973 года директор отдела мобильной связи компании Моторола Мартин Купер, прогуливаясь по Манхеттену, демонстративно позвонил по мобильному телефону, чему якобы очень удивились увидевшие это прохожие.
Однако мало кто знает, что ещё задолго до опытного образца Моторолы мобильный телефон появился у нас в Советском Союзе. Его создателем стал советский радиоинженер и популяризатор радиотехники Леонид Иванович Куприянович. Созданный им опытный образец носимого автоматического дуплексного мобильного радиотелефона ЛК-1 был испытан 9 апреля 1957 года. Мобильный телефон имел радиус действия 20—30 км, но весил около трех килограммов.
Такие весовые характеристики не позволяли использовать его в качестве носимого ника, и тогда в 1958 году Куприянович создаёт усовершенствованные модели аппарата который был размером с коробку от папирос «Казбек» и вместе с источником питания весил полкилограмма. Карманный телефон позволят не только звонить любому абоненту, но и принимать звонки как с домашних телефонов. так и из уличных автоматов.
Первой же общенациональной системой национальной телефонной связи стала советская система «Алтай», введённая в опытную эксплуатацию в 1963 году. Система «Алтай» первоначально работала на частоте 150 МГц, но к 1970 году система «Алтай» работала в 114 городах СССР и для неё был выделен диапазон 330 МГц. В Воронеже эта система действовала до конца 2011 года и была закрыта по экономическим соображениям. До настоящего времени система «Алтай» функционирует в Новосибирске.
Устройство радиоРадио - способ передачи сообщений на расстояние посредством радиоволн, а также область науки и техники, связанная с изучением физических явлений, лежащих в основе этого способа, и с его использованием для связи, звукового вещания, передачи изображений, сигнализации, контроля и управления, обнаружения различных объектов и определения их местоположения и для других целей.
Термин «радио» впервые ввёл в обращение английский физик-химик Уильям Крукс приблизительно в 1873 году, то есть примерно за 20 лет до первых практических опытов по беспроводной телеграфной связи посредством электромагнитных волн и за 30 лет до появления международных рекомендаций по использованию этого термина в данной области науки и техники. На передающей стороне (в радиопередатчике) формируется высокочастотный сигнал определённой частоты (несущий сигнал, «несущая частота»). На него накладывается информационный сигнал, который нужно передать (звук, изображение и т. д.) - происходит модуляция несущей частоты информационным сигналом. Модулированный сигнал излучается передающей антенной в пространство, в виде радиоволн. На приёмной стороне радиоволны наводят модулированный сигнал в приёмной антенне, откуда он поступает в радиоприёмник. Здесь система фильтров выделяет из множества наведённых в антенне токов от разных радиопередатчиков и от других источников радиоволн сигнал с определённой несущей частотой, а детектор восстанавливает из него модулирующий информационный (полезный) сигнал. Получаемый сигнал может несколько отличаться от передаваемого радиопередатчиком, вследствие влияния разнообразных помех.
Первоначально радиоволны не применялись для передачи звука. Первым догадавшимся промодулировать радиосигнал звуковым сигналом был канадский изобретатель Реджинальд Фессенден, который включил угольный микрофон в разрыв провода антенны искрового передатчика. Таким способом 23 декабря 1900 года Фессенден осуществил передачу звукового сигнала на расстояние в 1 милю.
ЗаключениеВ заключении хотелось бы отметить, что общение между людьми происходит постоянно, и даже тогда, когда они находятся друг от друга на расстоянии. Это стало возможным благодаря появлению телефонной связи, которая в наши дни достигла таких высот, что мы можем общаться голосом даже через компьютер. Я надеюсь, что развитие связи так же активно и бурно продолжится, и в дальнейшем будут появляться всё более совершенные способы установки связи между людьми.
Литература
1. Энциклопедия «История открытий», М., «Росмэн» 1995 год.
2. «Энциклопедия Кирилла и Мефодия», М., 2000 год.
12