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永恒的纪念——波波夫与无线电

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文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2015-04-10 10:01:00

  19世纪末20世纪初,正是以电力技术、电信技术、内燃机技术为代表的第二次技术革命方兴未艾、汹涌澎湃的时代。俄国科学家、发明家阿•斯•波波夫便是第二次技术革命浪潮中奔腾的水掀起的一柱浪头。他最早发明了无线电,为实现通信技术的革命,把电报从有线阶段推进到无线阶段作出了重要贡献。

1最初的研究

1859年3月,波波夫生于俄罗斯乌拉尔地区斯维尔德洛夫斯克州。波波夫年幼时,英国物理学家麦克斯韦就预言了电磁波的存在。1888年,德国物理学家赫兹以著名的电火花放电实验证实了麦克斯韦的预言。这些科学成果为无线电的发明做了理论和实验上的准备。不过,赫兹却否认电波通信的可能性:“若要利用电磁波进行无线通信,非有一面和欧洲大陆面积差不多的巨型反射镜不可。”但赫兹的实验鼓舞了各国科学家去揭开无线电技术的奥妙。


波波夫


赫兹的实验结果公布后,波波夫开始了有目的的研究,他复制了赫兹的实验。1889年,在某地军官大会上,波波夫作了题为“光电现象间关系的最新研究”的讲演。他满怀信心地预言道:“人类的机体中还没有能够觉察电磁波的感觉器官,假如发明了这样的仪器,使大家能够觉察电磁波,那么电磁波就可以用来远距离传播信号。”

 

波波夫于1894年发明了第一架无线电接收器


波波夫于1894年发明了第一架无线电接收器



最初,波波夫想在赫兹式检波器基础上研制接收装置,但效果不好。1890年,法国物理学家布朗利发现松散的镍粉在电磁波的作用下会凝聚起来,呈良好的导电性。1894年,英国物理学家洛奇又利用这一现象研制成最初的金属粉末检波器。波波夫闻讯后,马上把粉末检波器用于他的接收装置,并研究了各种金属粉末的特性,对检波器做了改进,研制成自动抖动装置。

在此基础上,波波夫于1895年初研制成“发现和记录电振荡的仪器”,即无线电接收机。它包括一个检波器,一个继电器,一个电磁式电铃,一组电池。检波器是一只玻璃管,两端是电极,内装有金属粉末。当接收到电磁波时,检波器内的金属屑便凝聚起来,电阻急剧减小,电路接通,电铃启动。电铃锤既敲击铃盖,发出声响,又敲击抖动检波器,使凝聚起来的金属屑随时能散开,以便保持灵敏性,准备接收下一个信号。波波夫还改进了赫兹式电磁波振荡器,作为发射机。这便是最初的火花电报机系统。波波夫在水雷军官学校的实验室和花园里进行最初的收发无线电信号试验。在试验中波波夫发现,给接收机接上一根竖起的导线,接收信号便增强,收讯距离便大大增加。由此诞生了天线。

 

波波夫的无线电接收机


波波夫的无线电接收机


1895年5月7日,俄国理化学会物理部在圣彼得堡开会。会上,波波夫作了“关于金属粉末与电振荡的关系”的报告,并用他的无线电装置作了收发电磁波信号的表演。这一天为无线电的诞生日。在1895年的实验中,波波夫和他的战友雷布金观察到,接收机也能对雷电起反应。波波夫便把莫尔斯电报机的记录装置纳入他的接收机,于是在电报机纸条上录下大气放电。波波夫称它为“雷电指示器”。

1895年夏天,雷电指示器经过改进,被安装在圣彼得堡林学院气象站。雷电指示器记录下大气中雷电的活动,预告雷暴的临近。1896年4月,波波夫又在下诺夫哥罗德发电厂安装了雷电指示器。提前预知将有雷暴对于当时的发电厂有重要意义。这是无线电技术最早的实际应用。


第一份有明确内容的无线电报


1896年3月24日,波波夫在圣彼得堡大学向俄国理化学会的同事们作了收发无线电报表演,采用莫尔斯电码,距离为250米,电文是“亨利希•赫兹”,以表达对这位第一个检测验证了电磁波的科学家的敬意。这是世界上第一份有明确内容的无线电报。

2天才的应用

波波夫致力于把无线电通信应用于海军。1897年春天,他在相距640米远的战舰间建立了无线电联系。到夏天,通信距离已达5公里。1900年2月,俄国海军在芬兰湾的戈格兰德岛和岸上的哥特卡村设立了电台,长期保持无线电沟通和联系,距离达50公里。1900年初,铁甲舰“阿普拉克辛海军上将号”在戈格兰德岛一带触礁搁浅。俄国海军在进行曳引营救时,无线电台发挥了很大的效用。1901年夏天,波波夫又在黑海进行了实验,使行进中的舰队能在110公里内保持无线电联系。

 

无线电通信应用于海军

 


在1897年夏天某次进行舰船间通信实验时,第三艘军舰从正在通信的两舰之间驶过,使通信中断,驶过以后通信又马上恢复了。波波夫马上分析研究并查明了原因。原来,从中间驶过的军舰把从甲舰发射出的电波挡住反射回去,乙舰就处在“无线电阴影”里而无法联系了。波波夫由此发现无线电波因反射而形成“影”的特性,并天才地预见到这种特性将来能得到实际应用。他在实验报告中写道:“在大雾和风暴的天气里,在灯塔上用发射机发射电磁波,飞行中的船舶用各种东西阻挡反射电磁波,造成阴影,就可以大致确定灯塔的方向。”这是关于无线电测向、定位术的最早观察、研究和设想。

 

为纪念波波夫的漫画作品


为纪念波波夫的漫画作品

1899年,波波夫和雷布金发现,可用电话听筒直接收听电报信号。他们在这一发现的基础上研制成靠听觉接收无线电信号的“耳机电报接收机”,并于1901年获得专利,耳机电报接收机曾在俄国和法国批量生产。1900年,波波夫用碳—钢偶的检波器取代了旧式的粉末检波器。1901年他研制成复杂的收发两用电台,设计成功陆军车用收发报机。可惜天不假年,1906年1月13日,波波夫在圣彼得堡不幸英年早逝,年仅46岁。

3永恒的纪念

波波夫的工作当时得到国内外科技界的高度评价。1898年,波波夫因发明无线电报获得俄国技术学会颁发的奖金。1900年,在巴黎召开的第四届国际电气技师代表大会上,波波夫荣膺金质奖章。1904年,他当选为俄国理化学会副主席。

 

敖德萨波波夫国立通讯科学院


敖德萨波波夫国立通讯科学院


十月革命后,波波夫的历史功绩得到发掘和重新评价。1945年5月7日,为纪念无线电诞生50周年,苏联部长会议通过决议,规定这一天为“无线电节”;设立波波夫金质奖章,由苏联科学院颁发给在无线电领域有重要发明和突出成果的科技工编辑。今天,在无线电的诞生地喀琅施塔得,一些学校、研究所、博物馆和学术团体以波波夫的名字命名。2009年波波夫诞辰150周年之际,国际电联将其日内瓦总部的一间大会议厅命名为波波夫厅,并在厅内立了一块波波夫纪念牌,以纪念这位无线电先驱.

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