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無線電產生的歷史
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增大字體電磁波是怎么出現的呢?
2500多年前，古希臘的學者泰勒斯觀察到兩個相似的現象：經摩擦后帶電的琥珀吸引麥桿的碎渣；磁石吸引鐵屑。由此，他錯誤地把電和磁說成是一回事。1802年，法國的安培認為電和磁能完全分開。1820年，丹麥的奧斯特通過實驗發現了“電流的磁效應”，在通電流的導線周圍產生了有磁力作用的磁場。1831年，英國的法拉第發現的電磁感應現象說明磁能夠產生電。有關電磁現象的一系列新發現使人們恍然大悟：原來電和磁之間存在著密切的聯系，并且兩者能相互轉化。那么，電與磁是怎樣轉化的呢?法拉第仔細研究了電、磁之間的作用力，并指出：電荷與電荷之間、磁極與磁極之間、通電導線之間，以及通電導線與磁場之間都是通過電力線和磁力線產生相互作用的，“電力和磁力是以振動方式傳播”。后來，麥克斯韋預言了電磁波的存在，他認為：既然變化的磁場能產生電場，那么只要在空間某一處存在著一個不斷變化的磁場，而后者又將會在更遠處激起新的變化電場，……如此循環往復，電場產生磁場，磁場產生電場。這樣，變化電磁場就在空間由近及遠地傳播開去了。這不就形成一種特殊的波動了嗎?所以電磁波實質上是變化的電場和磁場交替產生，并由近及遠向周圍傳播開去。正如某一處水分子上下振動，因而帶動鄰近的水分子做起伏振動，從而形成水波一樣。麥克斯韋只是預言了電磁波，那么怎樣才能驗證電磁波的存在呢?1880年，剛從柏林大學畢業的赫茲萌發了雄心壯志，決心驗證電磁波是否真正存在，赫茲按照麥克斯韋的理論，精心設計了“振蕩偶極子”( 原始的無線電發射機)和“共振偶極子”( 原始的無線電接收機)。經過幾年的努力，在1887年，赫茲應用上述方法，終于成功地探測到電磁波的存在——在離振蕩偶極子3米遠的地方，在共振偶極子的兩個小銅球的隙縫中，觀察到了跳躍的電火花。這種微弱的電火花證實了麥克斯韋所預言的電磁波的存在，宣告了一個新的技術時代——無線電電子學時代的到來。
那么，能不能利用電磁波傳遞信息呢?在赫茲證實電磁波存在之后，很自然地使一些人萌發了利用電磁波傳遞信息的念頭。大家都知道，有線通信要架設電纜線路，不僅曠時費資，而且無法與正在移動的物體(如正在水面上航行的艦船、正在奔馳的火車)進行通訊聯絡。為了彌補有線通信的不足，迫切需要發明一種無線通信設備。
要大大突破赫茲所達到的3米接收距離，首先必須改進接收器裝置。1890年，法國科學家布蘭利制成了被他稱為“無線電導體”的接收器。1894年英國的D·羅基教授進一步研究并改進了布蘭利的“無線電導體”，改稱為“粉末檢波器”。在無線電的發明史上，從赫茲的“共振偶極子”發展到“粉末檢波器”，這是具有重大意義的突破，它為馬可尼等人打開電磁波應用的大門，開創無線電通信時代，提供了良好條件。
1874年4月25日，馬可尼出生于意大利的波羅尼亞，他天資聰穎，勤奮好學，尤其喜歡閱讀物理學方面的書籍。赫茲發現電磁波的那年，馬可尼才14歲。大學學習時，受到他的老師，該校的物理學教授奧古斯特·里奇的影響，而里奇在赫茲實驗的鼓舞下，正在做電磁波的實驗。馬可尼虛心向老師學習，對無線電進行了大膽的研究。馬可尼不受權威偏見的束縛，立志把電磁波用于通信。他曾說：“當我利用赫茲波開始做第一批實驗時，我簡直不能想像，一些著名的科學家競忽略了應用這些理論。”因此，馬可尼在他父母的別墅頂層建立起無線電收發實驗裝置，專心地做起實驗來。1894年的一天，馬可尼把母親請到實驗室來，小長桌是他的實驗臺，上面擺著一臺簡陋的收發報裝置。馬可尼一按電鈕，就從樓下的客廳里傳來一陣鈴聲，而樓上和樓下并沒有導線相連。這就是馬可尼第一次實現無線電信號傳送的情景。馬可尼的母親看到這種情況，十分驚喜，并鼓勵他繼續做實驗。“那么，能不能將通信距離擴大呢?”馬可尼在此之后，又進一步開動腦筋。他將赫茲振蕩器懸掛在高柱子上，并且在一端連接一塊金屬板做天線，在另一端連接一埋入地下的金屬板做地線，他根據對連接有天、地線的通信裝置的觀察，得出了天線越高，裝置的靈敏度也越高的結論。這樣，早期的無線電天線就出現了。
1875年夏天，馬可尼在別墅的三樓實驗室和2．7公里遠處的山丘之間成功地實現了無線電報通信。他的無線電報裝置是這樣的：在發報機中，采用了魯門闊夫于1851年在巴黎設計的帶有鐵芯的高壓變壓器(R)，將莫爾斯電報電鍵與R的初級線圈相連接。當按下莫爾斯電報鍵時，變壓器的初級電流被一個與電鈴相似的“斷續器”周期性地通、斷，每一次斷流都在R的次級線圈中產生一個很高的感應電壓，接在次級線圈上的兩個小球之間產生電火花，通過掛在樹上的細長天線向周圍空間發射出電磁波。在收報機中，也裝有一根接收天線。所用的粉末檢波器是一根4厘米長的小玻璃管，管的兩端各封一塊固定的銀電極片，彼此相隔O．5毫米。間隙中充填混有少量水銀的鎳、銀粉末。玻璃管內部被抽成真空度為4毫米水銀柱高的真空。平時，管內的金屬粉末幾乎為絕緣體，但當發報機發射的電磁波到達收報機時，粉末在高頻信號電壓作用下彼此凝聚，成為電阻僅為幾歐姆的導電體。于是在與電池串接的電報機T中將有電流流通，電報機開始工作，自動記錄接收到的電碼。但是管中的金屬屑一經凝聚后不容易很快分散，為解決這個問題，馬可尼采用了羅基的設計方案。在收報機中附加一個自動敲擊裝置，以使金屬屑在沒有信號的情況下能立即自動分散開。
1895年，馬可尼到了格列豐，繼續做無線電實驗。由于缺少經費，他給意大利郵電部寫信，請求資助，但沒有得到支持。1896年，22歲的馬可尼只得告別故鄉，偕同父親到達英國。在倫敦，專利局的官員給了他一張名片，介紹他去找英國郵電總局的總工程師普利斯。在普利斯的支持和幫助下，馬可尼在英國進行了多次無線電收發表演，獲得了成功。1897年，他又在南威爾士越過布里斯托海峽至索美塞得丘陵高地之間進行了表演。這時收發兩地之間的距離已達10公里～20公里了。1897年5月，馬可尼從斯佩西亞海岸把信息送到相距15公里的汽船上，同時從維多利亞海岸把信息送給皇家游艇上的威爾士王子，又獲得了成功。同年，在倫敦成立了由英國政府代辦的馬可尼無線電報公司，馬可尼親自兼任董事長。無線電事業邁上了一個新臺階。
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