Історія винаходу телефону, історія ізобретенійісторія винаходів
Перша згадка про передачу інформації на відстань зустрічається ще в давньогрецькому міфі про Тесея. Батько цього героя Ей, відправляючи сина на битву з чудовиськом Мінотавром, що проживав на острові Крит, попросив сина в разі успіху підняти на возвращающемся кораблі білий парус. а в разі поразки - чорний. Тесей убив Мінотавра, але вітрила, як завжди, переплутали, і нещасний батько, подумавши, що чудовисько задерло сина, втопився. На честь цієї події море, де втопився плодовитий Ей, до сих пір носить назву Егейського.
Далі людство особливо не мудрувати над трансляцією сигналів і символів на далекі відстані. Найнадійнішим засобом зв'язку завжди були гінці, як люди, так і птиці. Коли особливо охочих бігати в будь-яку, навіть саму огидну погоду зі всякими повідомленнями не знаходилося, то користувалися просто голосом, або димом, або багаттям або ще чимось умовним.
Правда, в кінці ХVI італійський вчений Джованні справи Порта запропонував прокласти «переговорні труби» на кшталт тих, що використовуються на пароплавах для зв'язку капітана з машинним відділенням, по всій Італії. Але ця ідея, чомусь, не зустріла розуміння з боку його сучасників.
Французька революція принесла з собою колосальний прорив у сфері передачі інформації. У 1789 році механік Клод Шапп запропонував Конвенту покрити Францію мережею веж із встановленими на них пристроями, що складаються з планок, добре видимих на відстані. Вночі на кінцях планок запалювалися ліхтарі.
Телеграфіст, що сидить всередині вежі, міняв розташування планок, орієнтуючись на вежу, що знаходиться в межах його видимості. Наступний телеграфіст копіював його і так повідомлення йшло по ланцюжку від відправної точки до кінцевої. Змінюючи розташування планок, можна було отримати близько 200 комбінацій. Шифр, застосовуваний в телеграфі Шаппа, складався з 92 сторінкової зошити, на кожній сторінці якої було рівно по такій же кількості слів. Телеграфіст передавав номер сторінки і номер слова. Телеграфісти проміжних станцій, як правило, не знали шифру і просто передавали комбінації, які бачили з сусідніх станцій.
Наполеон був великим шанувальником телеграфу Шаппа і постарався впровадити його по всій Європі. Швидкість передачі повідомлень була дуже високою. Наприклад, по лінії оптичного телеграфу Харків - Варшава повідомлення йшло в гарну погоду за 45 хвилин. «... Махіна, влаштована на узвишші, через яку за допомогою різних знаків можна сповіщати про те, що відбувається». Так характеризував телеграф український словник за 1818 рік.
Настільки складна, в порівнянні з апаратом Шаппа конструкція, якось не прижилася, і перший більш менш придатний до експлуатації електротелеграфії з'явився тільки в 1832 році. Його винайшов український вчений Шилінг. Надалі його вдосконалили англійці Уитстон і Кук.
У 1837 році Морзе публічно продемонстрував свій передавальний апарат і свою телеграфну абетку. Почався тріумфальний хід електричного телеграфу по світу. Протягом десяти років телеграфні лінії буквально обплутали більшу частину Європи і Північної Америки.
З винаходом радіо азбука Морзе перекочувала в ефір. До сих пір, незважаючи на масове поширення Інтернету, стільникового, супутникового та іншої навороченій зв'язку, знаходяться любителі відправляти телеграми, як у великих містах, так і у віддалених аулах.
Тим часом багато винахідників мріяли про більш досконалому і комунікабельність способі зв'язку, за допомогою якого можна було б передавати на будь-які відстані живий звук людської мови або музику.
Перші експерименти в цьому напрямку зробив в 1837 році американський фізик Пейдж. Суть дослідів Пейджа була дуже проста.
Він зібрав електричний ланцюг, в яку входили камертон, електромагніт і гальванічні елементи. Під час своїх коливань камертон швидко розмикав і замикав ланцюг. Цей переривчастий струм передавався на електромагніт, який так само швидко притягував і відпускав тонкий сталевий стрижень. В результаті цих коливань стрижень виробляв співаючий звук, подібний до того, який видавав камертон. Таким чином, Пейдж показав, що передавати звук за допомогою електричного струму в принципі можливо, треба тільки створити досконаліші передавальне і приймає пристрою.
Передавач був порожній ящик, забезпечений спереду звуковим отвором і мав у своїй верхній частині отвір, закрите тонкої, туго натягнутою перетинкою. На цій перетинці лежала тонка платинова пластина, а зверху знаходилося вістрі пружною платинової голки, яка була пристосована таким чином, що стосувалася пластини, коли перетинка перебувала в спокої. Дотик це переривалося при коливанні перетинки.
Внаслідок цих поперечних торкань замикався і розмикався струм, що йде від батареї через затиск в платинову пластину і через голку в другій затиск, від останнього провід йшов до приймача, проходив через спіраль і повертався в батарею через затиск і з'єднану з ним дріт. Всередині спіралі, містилася тонка залізна спиця, яка двома своїми кінцями прикріплювалася двом спокою на резонаторної дошці стійок. Частини утворювали на обох станціях пристосування, що мали на меті дати знати віддаленому слухачеві про початок переговорів.
Але якість передачі залишалося настільки низьким, що часто було абсолютно неможливо що-небудь розібрати. Побічні шуми, вироблені замиканням і розмиканням ланцюга, заглушали передачу, а звуки, що відтворюються сталевий голкою, були дуже далекі від модуляцій людського голосу.
Для виразною передачі звуку необхідно було домогтися того, щоб пластинки, як відправника, так і приймача виводилися зі свого становища спокою в крайнє положення струмом, сила якого наростала б поступово, і щоб при убуванні ток знову проходив через початкове положення спокою.
Минуло ще 15 років, перш ніж шотландський винахідник Олександр Белл знайшов більш досконалий спосіб перетворення звуків в електричні сигнали.
Забуваючи про сон, Белл цілими ночами просиджував над своїми дослідами. Перші його експерименти повторювали роботи Пейджа.
Щоб зрозуміти, як це відбувається, уявімо собі постійний магніт і поблизу від нього гнучку залізну пластину, яка коливається під дією звукових хвиль.
Наближаючись до полюса магніту, вона буде посилювати його магнітне поле, а віддаляючись від нього - послаблювати. Не вдаючись в подробиці, зауважимо, що причиною цього є те ж явище електромагнітної індукції. В пластині, яка рухається в магнітному полі, буде виникати електричний струм; цей струм буде створювати навколо пластини власне магнітне поле, яке і буде накладатися на магнітне поле магніту, то посилюючи, то послаблюючи його.
Тепер помістимо на наш уявний магніт котушку з дротом. При коливаннях магнітного поля в котушці буде виникати змінний електричний струм, причому, то в одну, то в іншу сторону. Пропускаючи отриманий струм через обмотки іншого магніту, ми будемо впливати на його магнітне поле, яке теж буде то зростати, то спадати, причому в точності повторюючи всі зміни, що відбуваються в магнітному полі першого магніту.
Якщо у полюса цього другого, що приймає магніту помістити залізну пластинку, вона буде то притягатися до цього магніту під дією посиленого магнітного поля, то віддалятися від нього під впливом своєї пружності і при цьому породжувати звукові хвилі, у всьому подібні до тих, що привели в коливання першу пластинку.
Власне, це і сталося при описаних вище обставин. Роль залізної пластини тут зіграв гнучкий якір магніту. Але це було занадто грубе приладдя, яке не здатне передати багатьох нюансів звуку. Белл став шукати, чим можна його замінити.
Один знайомий лікар запропонував йому скористатися для експериментів людським вухом і роздобув йому вухо від трупа. Уважно вивчаючи його будову, Белл встановив, що звукові хвилі приводять у коливання барабанну перетинку, від якої вони передаються на слухові кісточки. Це навело його на думку зробити тонку металеву мембрану, помістити її поруч з постійним магнітом і, таким чином, перетворити звукові коливання в електричні.
Пристрій перших апаратів було дуже примітивним. Постійний магніт у формі стрижня був оточений на одному полюсі короткою індукційної спіраллю з тонкого мідного дроту, що закінчуються двома більш товстими дротами, які за допомогою затискачів були з'єднані з дротами. У одного полюса магніту містилася затиснута з обох боків пластинка з м'якого листового заліза. Все було вставлено в
Притиснувши конус до вуха, можна було почути голос говорив на іншому кінці дроту абонента. Індукційні струми, що породжуються рухом мембрани, були дуже слабкі, тому стійке спілкування можна було налагодити лише на відстані кількох сотень метрів. Далі голоси говорили ставали настільки тихими, що тонули в гомоні перешкод.
У своєму первісному вигляді мікрофон мав наступний пристрій.
Дотепний вихід з положення знайшов знаменитий американський винахідник Едісон, який запропонував використовувати для посилення напруги індукційну котушку.
Якщо насадити дві котушки на один і той же залізний сердечник і пропускати через одну з них змінний струм, то в другій котушці теж індукується змінний струм. Створене першої котушкою змінюється магнітне поле індукує в кожному витку другої котушки струм певної напруги. Витки котушки можна розглядати як послідовно з'єднані джерела струму. Тоді загальну напругу на обмотці другої котушки буде дорівнює сумі напруг всіх її витоків. Якщо ми хочемо збільшити напругу, що знімається з другої котушки, ми повинні збільшити число витків.
Таким чином, змінюючи число витків на другій котушці, ми можемо отримати на ній напруга менша, рівне або більше, ніж на першій. Однак у скільки разів зростає напруга, в стільки ж разів зменшується сила струму, так що їх твір в першій і другій котушці залишається рівним (в дійсності, через неминучих втрат у вторинній котушці цей твір навіть дещо менше).
Згодом Едісоном були введені електричні дзвінки.