لي دي فورست والخطوات الأولى للإلكترونيات

ما هي الأمة التي لا ترغب في تسمية أحد أبنائها مخترع الراديو وقائمة أولويات الاكتشاف العظيم وراء وطنهم؟ هذا هو السبب في أن النزاعات بين مؤرخي العلوم لم تتوقف منذ قرن.

يتم تقديم الحجج والآراء الأكثر إقناعا ، والتي لا يوجد فيها الكثير من الأسماء: ماكسويل (إنجلترا) ، هيرتز (ألمانيا) ، برانلي (فرنسا) ، بوبوف (روسيا) ، ماركوني (إيطاليا).

من بين هذه المجرة من العقول العظيمة ، التي يستحق كل منها شرف إدراجه في "سيرة" وسيلة اتصال جديدة ، يمكنك مقابلة علماء آخرين ، "مرتبة أدنى". لكن حتى بينهم مهندس أمريكي لي دي فورست يبدو أن هذا الرقم ، للوهلة الأولى ، ليس مناسبًا تمامًا لدور مؤسس الراديو. بعد كل شيء ، بدأ البحث في مجال التلغراف اللاسلكي ، بعد أن تم إرسال الإشارات الأولى عبر المحيط الأطلسي ، وتم استخدام التلغراف الشراري ، كما كان يسمى الراديو آنذاك ، على نطاق واسع في الممارسة. ولكن لماذا ، في وطن مهندس عالم ، في الولايات المتحدة الأمريكية ، يتم نطق اسمه بالاشتراك مع عبارة "والد الراديو" وحتى "جد التلفزيون"؟ في الواقع ، يجب أن يكون هناك سبب وجيه لهذا. وهم كذلك.

الهاتف اللاسلكي مناسب

نهاية القرن التاسع عشر. تميزت بحدث لم يعط أهمية كبيرة في البداية. اكتشف المساعدان أ. س. بوبوف - ب. ن. ريبكين و د. س. ترويتسكي من وجهة النظر الحالية شيئًا "بديهيًا".

في محاولة للعثور على خلل في الراديو من خلال "رنين" الدوائر الكهربائية باستخدام سماعة هاتف عادية ، سمعوا بوضوح إشارات الراديو من رمز مورس في أقرب محطة راديو.

أولاً ، هذا يعني أنه باستخدام موجات الراديو ، يمكنك نقل الإشارات الصوتية. ثانياً ، أصبح من الممكن تلقي إشارة منخفضة الطاقة عن طريق الأذن ، والتي لم يستجيب لها مستقبل التتابع - وهو عنصر لا غنى عنه في التصميمات الأولى.

في 26 يوليو ، 1899 ، تلقى A. S. Popov الامتياز الروسي وبراءات الاختراع في إنجلترا وفرنسا "لاستقبال الهاتف للإرساليات المرسلة باستخدام الموجات الكهرومغناطيسية عبر نظام مورس" [2]. اختبارات نظام الاتصالات الجديد ، تقرر إجراء السرب الحالي لأسطول البحر الأسود. خلال الحملة الصيفية لعام 1901 في منطقة نوفوروسيسك ، وصل مدى النقل في بعض الأحيان إلى 80 ميلًا (حوالي 150 كم). على الرغم من أن مساحة التغطية كانت أصغر قليلاً ، إلا أن النتيجة التي مفادها أن الموجات الراديوية ينظر إليها خارج الأفق ، كانت غامضة [3].

النسخة الأصلية من كاشف الغاز ، من المناسب إعطاء مثال كلاسيكي على "الغباء" عندما تقف البيروقراطية في طريق التقدم. وقال ريبكين "أمر أسطول البحر الأسود" بحظر استخدام الهواتف اللاسلكية في الأسطول ، مشيرًا إلى أن شريط التلغراف هو مستند ، بينما كان من الضروري الوثوق بمشغل الراديو الذي تلقى الكلمة للتأكيد مع الختم الرسمي. ومع مرور الوقت ، كانت مآسي تسوشيما وتايتانيك في المقدمة ، ولكن لم تكن هناك حوافز لإجراء البحوث في مجال بث خطاب الإنسان على الراديو.

في الولايات المتحدة في ذلك الوقت ، بدأ هذا العمل بالفعل. أظهرت نتائجهم أن أجهزة إرسال الشرارة ليست مناسبة لهذا الغرض وأن يكون تردد الموجة الحاملة 10 آلاف على الأقل في الثانية.

المهندس R. Fesenden ، الذي أنشأ مولدات كهربائية عالية التردد (مولدات) ، تناول قضايا المهاتفة الراديوية. منذ عام 1906 ، وبمساعدتهم ، عقدت أول مفاوضات هاتفية لاسلكية على ساحل المحيط الأطلسي. بالمناسبة ، كان موضوعهم تكلفة الأسماك في سوق بوسطن.

رفض المستكشفون في الولايات المتحدة دراسة قواعد العمل بواسطة مفتاح التلغراف ، لذلك تقرر أن يكون هناك مشغلو راديو على متن سفن الركاب فقط (تم تجهيز السفن الأخرى بهاتف لاسلكي فقط).

"الصوت" - اختراع ما يسمى

ظهر لي دي فورست في ساحة أعمال التلغراف الشرارة في عام 1900. بعد أن استبدل العديد من مختبرات رواد نوع جديد من الاتصالات ، قام في عام 1902 بتنظيم شركته الأمريكية الخاصة بشركة Telegraph الأمريكية.

من الهندسة الكهربائية ، كان يعلم أنه عندما يتم تشعيع الهواء بلهب شمعة مشتعلة ، يصبح موصلًا. حدث الشيء نفسه عند تسخين أي غاز ندف. واثقًا من أنه ، عاجلاً أم آجلاً ، من بين الغازات المتوهجة تحت تأثير التيار الكهربائي ، يمكن العثور على كاشف جيد لموجات هيرتز ، يبدأ Lee de Forest التجارب.

بالفعل في عام 1903 قدم تجربة ناجحة واعدة للغاية. صفيحتان بلاتينيتان لمكثف الهواء "لهب" لهب الموقد ، وحقل الملف الكهرومغناطيسي المتصل بين الهوائي والأرض تعمل على البلازما داخله (الشكل 1).

التين. 1.

مع هذا الكاشف ، تلقى لي دي فورست إشارات من سفينة في ميناء نيويورك. أول نجاح ألهمه المخترع. ولكن لوضع مثل هذا الجهاز موضع التنفيذ لم يكن ممكنًا. كتب المخترع "كان من الواضح أن جهازًا لهب غاز غير مقبول لمحطة إذاعية للسفن ، لذا بدأت في البحث عن وسيلة لتسخين الغاز مباشرةً بواسطة التيار الكهربائي".

أسهل طريقة للقيام بذلك هي استخدام مصباح إديسون عادي ، وإدخال لوحات من البلاتين من الأقطاب الكهربائية هناك وتغليف لمبة زجاجية من المصباح مع جزء من ملف الاستقبال. بعد ذلك ، تمت إزالة أحد أقطاب البلاتين ، وبدلاً من ذلك تم استخدام خيط مصباح ساخن (الشكل 2). لا يعمل الراديو باستخدام جهاز الكشف هذا بشكل أسوأ من الأجهزة الأخرى المماثلة ، ولكن لا يعمل بشكل أفضل.

التين. 2.

أجرى لي دي فورست العديد من التجارب ، لف مرة واحدة اسطوانة زجاجية لمصباح مع رقائق معدنية متصلة بهوائي. أصبح المتلقي أكثر حساسية. "في تلك اللحظة ،" يتذكر العالم ، "لقد أدركت أنه يمكن زيادة كفاءة المصباح إذا تم وضع القطب الثالث في الداخل." ما المجرب سارع للقيام به. زادت جودة الاستقبال.

تقود التجارب الإضافية المخترع إلى فكرة أنه فعال إذا تم وضعه بين الخيوط ولوحة الجامع الحالية. يقول لي دي فورست: "من الواضح ، أن القطب الثالث يجب ألا يكون صفيحة صلبة."

بدأ البحث عن المواد والأشكال والأحجام من القطب ، وكذلك موقعه بين طرفي اللمبة.

كان التصميم الأكثر نجاحًا هو الدور الذي لعبه أحد القطبين بواسطة خيوط حمراء لمبة وضعت في قطب كهربائي آخر في شكل أسطوانة. فيما بينها ، تم وضع القطب الثالث ، وصُنع في شكل لولب سلكي (الشكل 3).

التين. 3.

وصف المخترع من بنات أفكاره بأنه "تجربة صوتية" (من الكلمة اللاتينية "الصوت" - لسماع و "أيون" اليونانية - الذهاب). تم تحديد جودة الجهاز من خلال قوة صوت الإشارة المستلمة عن طريق الأذن ، وتجاوزت جميع الأجهزة المستخدمة من قبل. في وقت لاحق ، مع يد خفيفة من المهندس الكهربائي الإنجليزي وليام إكليس ، كانت تسمى المصابيح التي تحتوي على ثلاثة أقطاب ثلاثية الصمامات.

التين. 4.

البحث عن الحقيقة والاكتشاف

مشغلي الراديو البحري (أي ، استخدم الأسطول وسيلة اتصال جديدة) ، في محاولة لزيادة حساسية الاختبارات ، وتسخين الفتيل إلى حدود غير مقبولة ، وانتهوا. أعطى المتخصصون في البحرية ، دون فهم المشكلة ، الأمر "ليس للحصول على الاختبارات ، ولكن لاستخدام أجهزة الكشف القديمة."

لم يجد العلماء شيئًا جديدًا في تصميم Lee de Forest. إليكم ما كتبه فليمنج ، مخترع الصمام الثنائي: "في أكتوبر 1906 ، وصف الدكتور فورست جهازًا أطلق عليه اسم الاختبار ، وهو تكرار بسيط للألغام ، تم وصفه قبل ثمانية عشر شهرًا. التغيير الذي تم إدخاله لا يعطي فرقًا كبيرًا في تصرفات الجهاز ككاشف "[6]. وقد كتب في عام 1907 ، ولكن حتى عام 1908 ، أكد الفرنسي سي تيسو على أولوية فليمنج.

حقيقة مثيرة للاهتمام هي أن كلا مخترع الأجهزة الإلكترونية الأصلية ، والتي قبلت الإلكترون كواقع ، اقترب من تحديد الأولوية من وجهات نظر مختلفة. اعتبر فليمنغ الأجهزة الإلكترونية ، ولي دي فورست - الأيونية. ومع ذلك ، لا يوجد شيء يثير الدهشة في هذا.

الدائرة الكهربائية لجهاز استقبال لاسلكي مع كاشف الغاز كانت المضخات الفراغية الموجودة في ذلك الوقت ، والمخصصة لإنتاج المصابيح الكهربائية ، غير مكتملة إلى حد يجعل من الممكن تفسير العمليات التي تحدث في الاختبار بطريقتين. يعتقد لي دي فورست أن أجهزته تعمل على مبدأ تأين الغاز بالغضب. فقط اختراع مضخات تفريغ الانتشار وسنوات عديدة من البحث سمح لنا بدراسة شاملة لقدرات أنبوب الراديو مع قطب كهربائي إضافي وللتحقق من الطبيعة الإلكترونية لعملياتها الداخلية.

كان ثوريًا حقًا في قدرة الاختبار على تضخيم الإشارة التي تصل إليه. يمكن الآن لمستقبلات الراديو رؤية إشارات من محطات الراديو عن بعد أو تلك ضعيفة للغاية. يمكن تقليل قدرات المرسل ، مما ساهم في التوزيع الأوسع للهاتف اللاسلكي.

ومع ذلك ، فإن تطوير أنظمة نقل الكلام البشري لم يضع على عاتقه مهمة إدخال البث ، أو المعلومات ، أو المقاييس الصوتية للموسيقى ، ولكنه يحتاج إلى مهاتفة راديوية للأعمال التجارية والتواصل المفيد ثنائي الاتجاه ، ولكن حدث شيء غير متوقع ...

لقد سئم الجميع الإعلان المزعج للإذاعة والتلفزيون ولكن من أجل العدالة التاريخية ، يجب أن نعترف بأن الإعلان الإذاعي ظهر قبل البث. والأكثر صلة مباشرة به ليست سوى مخترع الاختبار.

إليكم ما كتبه لي دي فورست نفسه: "في عام 1909 ، أنتجت هواتف لاسلكية للولايات المتحدة. تم اختبار كل مجموعة باستخدام الملاحظات الفونوغراف. لدهشتي ، استمتع العديد من المشجعين ولاعبين محترفين ببرامج التحكم هذه. بطبيعة الحال ، جاءت فكرة البث لي. يمكن بث الموسيقى الجذابة والبرامج المثيرة للاهتمام ، مما يخلق طلبًا على المعدات اللاسلكية. "

لأغراض الدعاية ، تم تنظيم البث المباشر الأول من أوبرا متروبوليتان في نيويورك ، وفي نوفمبر 1916 تم تحقيق فكرة نقل إجراء الفرز أثناء الانتخابات الرئاسية. كانت هي التي زادت بشكل حاد الاهتمام ببث البث الإذاعي.

لأول مرة في العالم ، بدأ البث المنتظم في الولايات المتحدة الأمريكية من مدينة بيتسبيرغ منذ عام 1921. تم بث أول إعلان إذاعي ، والذي وصف مزايا وتكلفة منخفضة للشقق في ناطحات السحاب في لونغ آيلاند ، في عام 1922 من نيويورك. ومع ذلك ، لم يكن لي دي فورست علاقة معها.

التين. 5.

اكتشاف آخر

بعد أن نجح تطبيق الصوت في جهاز استقبال راديو ، لم يتمكن Lee de Forest من تمرير فكرة استخدامه في جهاز إرسال لاسلكي. الحقيقة هي أن توليد موجات الراديو يرتبط بالأجهزة التي تنفذ عمليات تذبذبية. هناك العديد من بواعث الاهتزازات في الطبيعة. هذا هو جرس السبر ، والحبال الصوتية ، وثريا تتأرجح تحت السقف ، وبندول من ساعة الحائط.

في الكهرباء ، يمكنك إنشاء مصدر للتذبذب من خلال الجمع بين مكثف مشحون والحث في دائرة ، لتشكيل ما يسمى الدائرة التذبذبية. جميع أنظمة الاهتزاز الطبيعية تنتج اهتزازات مخففة. الخيط يتوقف عن الصوت بعد مرور بعض الوقت ، تهدأ أمواج البحر. تقلبات في الدوائر تتلاشى أيضا.

تتطلب عمليات البث عالية الجودة تذبذبات غير مثبتة. وهذا ليس بالأمر السهل. بالنسبة لمدى الطول الموجي الطويل ، يمكنك إنشاء مولد ماكينات للتذبذبات عالية التردد. ولكن كيف يمكن حل المشكلة مع الدائرة المذبذبة ، وتوفير التذبذبات من أي تردد تقريبا؟

على سبيل المثال ، في ساعة الحائط لإنشاء تذبذبات غير مثبتة في البندول لعدة أيام ، تم بناء آليات خاصة تدفع بانتظام البندول في لحظة محددة بدقة في مرحلة حركتها. تؤخذ الطاقة اللازمة لذلك من الأوزان المرتفعة أو جرح الربيع. يسمى الجهاز آلية الربط.

ولكن ماذا عن الدائرة التذبذبية؟ يشتمل Lee de Forest على دائرة تذبذبية في دارة شبكة الاختبار الخاصة به ، ومن خلال الدوائر الكهربائية ، تسقط الإشارة المضخمة من الدائرة التذبذبية مرة أخرى على نفس الدائرة ، "تدفع" التذبذبات في الوقت المناسب بحيث تسمى السعة والفتحة في الهندسة الكهربائية بالملاحظات الإيجابية وتستخدم الآن في الآلاف من الأجهزة المختلفة.

تلقى Lee de Forest براءة اختراع لهذا النظام في عام 1915. الآن ، لم يكن من الصعب الحصول على التذبذبات الكهربائية للترددات المطلوبة. صحيح أن مولدات الأنابيب الأولى في البداية لم تستطع توفير الطاقة اللازمة لأجهزة الإرسال. ستبدأ منافسة شرسة بين المولدات ومولدات الأنابيب. في النهاية ، سوف تختفي المولدات من الاستخدام ، وسوف يأخذ المصباح الإلكتروني مكانه الصحيح.

لكن مخترع الاختبار لن يكون أميركيًا إذا لم يجد تطبيقًا عمليًا لجهازه ، ليس فقط على الراديو. انه يخلق أول آلة موسيقية إلكترونية.

بعد أن قام بإنشاء مولد كهربائي للترددات الصوتية عند الاختبارات ، بثلاث الصمامات في الأوكتاف وتضخيم الإشارات ، فإنه يغذيها في مكبرات الصوت الموجودة حول محيط الغرفة. لذلك على طول الطريق ، يتم حل مشاكل الصوت المحيطي. ولكن الأهم من ذلك ، من خلال تغيير إعداد الدوائر التذبذبية ، نجح Lee de Forest في الحصول على أصوات ساحرة ، غير عادية بالنسبة للأذن البشرية.

دعا لي دي فورست صكه "البيانو الصوتي". وفي الوقت نفسه ، تم التعبير عن الكلمات النبوية: "آمل أنه بمساعدة هذا المصباح الإلكتروني الصغير ، أستطيع أن أجعل الأداة مثالية بما يكفي حتى يتمكن الموسيقيون من إدراك أغنى تخيلاتهم الموسيقية".

تحدثت "البكم العظيم"

ظهرت السينما في وقت واحد تقريبًا مع أول جهاز استقبال راديو. أجرى الأخوان لويس وأوغست لوميير في مارس 1895 مظاهرة تجريبية لأول طلقات موثقة. بحلول نهاية ذلك العام ، تم بناء أول مسرح سينمائي تجاري في باريس. في البداية ، لم يكن بالإمكان اعتبار الأفلام على هذا النحو ، ومع ذلك ، تمت الإشارة إلى دور السينما على أنها "مناطق جذب فنية" تحت اسم "التصوير المباشر".

ولكن في وقت قريب جدا ، أصبحت هذه الجذب السياحي منافسين جادين في المسرح العادي. شكل فني جديد آخذ في الظهور ، وأرخص وأكثر قدرة على الحركة. قريباً ، تمت تغطية كامل أراضي الولايات المتحدة بشبكة من دور السينما ، التي زارها ما يصل إلى 5 ملايين مشاهد يوميًا. أصبح من الواضح أن هذه أيضًا تجارة كبيرة [7].

لكن إلى متى يمكن للناس أن يكونوا مهتمين ، وإن كانوا فنيين ، ولكن مع تعبيرات الوجه وترجمات قصيرة؟ رفع المظهر على شاشات الممثلين البارزين مكانة الفن الجديد إلى لقب "غبية كبيرة" ، ولكن ، كما يقول الإنجليز ، "المعجزة ليست سوى تسعة أيام معجزة". بدأ عدد زوار السينما في الانخفاض.

لتحسين الوضع ، بدأوا في توظيف موسيقيين خاصين ، ومرافقي موسيقى الراب ، الذين رافقوا عرض الفيلم مع الموسيقى. عظيم A. اديسون تكييف الفونوغراف له لهذا الغرض.

قدم مخترع معين ، Homon ، للجمهور الموقر "chronophon". اختبأ اسم صاخب سجل الفونوغراف العادي ، بالتناوب بشكل متزامن مع محرك الفيلم ، حيث تزامنت شفاه الممثلين مع الصوت أكثر أو أقل. لكن الحاكي كان يقف بالقرب من شاشة السينما ، وكان جهاز العرض في الطرف الآخر من القاعة. إدارة مثل هذا النظام كان صعبا. حول جودة الصوت تبين أن ، كما يقولون ، عاطل عن العمل.

الشركات الكهربائية دمجت في التكتلات. لم تكن الشركات العملاقة في حاجة إليه ، ولم تسمح له الفخر بالرضا عن وظيفة مهندس عادي براتب شهري. وقررت فورست معالجة مشاكل دبلجة الأفلام.

كانت فكرته هي أن "الأرنب الخفيف" المسجل في فيلم حساس للتغيرات الصوتية على مسار الصوت الموازي للصورة. كان التزامن الكمال. بمساعدة الاختبارات ، كان من الممكن تحقيق أي حجم.

للإعلان عن اختراعه الجديد من عام 1923 إلى عام 1927 ، قام Lee de Forest بتصوير أكثر من 100 فيلم صوتي مع العديد من الممثلين المشهورين ، ويتوقع ظهور مقاطع الفيديو الحديثة.

فاجأ المخترع عن الإعلان عن "صوته الصوتي" مواطنيه من خلال استنساخ خطاب الرئيس الأمريكي الثلاثين كوليدج على الشاشة أمام البيت الأبيض على شاشة السينما. لأول مرة ، تحدث زعيم أمريكي من الشاشة. الجمهور هذه الجدة سعيدة. بدأت الحمى مرة أخرى. ولد

العصر الذهبي لهوليوود.

لكن المخترع لم يكن مضطرا للاستفادة من هذا النجاح. "محامي شركة Western Electric and Telephone Company" ، كتب كاتب سيرة Forest ، M. Wilson ، "نجح في تحريك إصبعه واستغل اختراعه مجانًا".

لقد قضى المهندس الأمريكي لي دي فورست حياة كبيرة ومثمرة. الإنسانية تدين له كثيرًا. واحد من أول من آمن بوجود الإلكترون ، مع فليمنج وضع أسس الإلكترونيات الراديوية.

لقد وجدت نتائج بحثه تطبيقًا في العديد من الأشياء المألوفة: من هاتف محمول حديث إلى باركود على البضائع. ومع ذلك ، على الرغم من العديد من الالتماسات ، لم يحصل على جائزة نوبل.

في 5 أكتوبر 1956 ، أي بعد 50 عامًا من اختراع قناة الراديو (أوديون) ، منحت الحكومة الفرنسية لي دو فوريست وسام جوقة الشرف. عند تقديم الجائزة ، قيل إن "اكتشاف Lee de Forest هو واحد من أعظم ما في تاريخ العلوم والتكنولوجيا ، ويجب على الخبراء في جميع مجالات العلوم التعبير عن احترامهم وتقديرهم وإعجابهم". تحدث هذه الكلمات عالم الفيزياء الحائز على جائزة نوبل لويس دي برولي ، أحد مؤسسي الفيزياء الكمومية. وكان يعلم ما كان يقوله.

Comments

[#1]

مثيرة جدا للاهتمام! تساعد هذه المقالات حقًا في فهم أن كل شيء ليس بهذه البساطة كما نعتقد! لي دي فورست رجل عظيم غير الحياة في العالم الحديث. أعتقد أن هذا ما يجب أن يتعلمه الأطفال في المدارس!